Células del sistema nervioso
Conceptualización
Las células del sistema nervioso son las unidades básicas del sistema nervioso. Estas células se dividen en dos grupos principales: neuronas y células gliales. Las neuronas son las células encargadas de conducir y transmitir señales bioquímicas, mientras que las células gliales proporcionan soporte a las neuronas.
Fuentes
Función y morfología
Estructura celular
Antes de finales del siglo XX, existían dos teorías principales sobre la organización del sistema nervioso:
- Teoría reticular: Propuesta por Camilo Golgi, sugiere que el sistema nervioso es una retícula o un tejido conectado, más que un sistema compuesto por células discretas. Según esta teoría, el soma de las neuronas proporciona alimento al sistema y no hay células individuales como en otros tejidos; las neuronas están totalmente conectadas a través de sus prolongaciones.
- Doctrina de la neurona: propuesta por Santiago Ramón y Cajal y Sherrington a finales del siglo XIX, sostiene que las neuronas son la unidad básica y funcional del sistema nervioso. Esta teoría, vigente actualmente, afirma que las neuronas son células discretas, entidades genéticamente y metabólicamente distintas, que tienen un cuerpo celular y expansiones (axón y dendritas).
Finalmente, los neurocientíficos llegaron a un consenso sobre la composición del tejido nervioso, reconociendo que está formado por unidades fundamentales.
La célula
En el siglo XXI, se reconoció que la célula es la unidad fundamental de todos los organismos vivos. Es la unidad más pequeña que puede vivir por sí sola, constituyendo todos los organismos vivos y los tejidos del cuerpo.
La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos, compartiendo la misma estructura en todo el cuerpo. Es decir, que las células del sistema nervioso que estudiamos en biología del comportamiento, comparten la misma estructura y funciones que el resto de células.
La célula está compuesta por varios componentes. Estos son:
- Membrana: compuesta por lípidos y proteínas, controla el intercambio entre el medio intra y extracelular.
- Citoplasma: sustancia gelatinosa y semilíquida que ocupa el espacio delimitado por la membrana. Contiene orgánulos importantes como el núcleo, las mitocondrias, microfilamentos y microtúbulos.
- Núcleo: ubicado dentro del soma y rodeado por la membrana nuclear. Contiene el nucleolo, que fabrica ribosomas para la síntesis de proteínas, y los cromosomas, que contienen la información genética del organismo.
- Mitocondrias: transforman nutrientes en energía para la célula.
- Retículo endoplásmico: red de membranas internas que actúa como canal de transporte de sustancias químicas a través del citoplasma. Se divide en rugoso (contiene ribosomas) y liso (segrega moléculas).
- Aparato de Golgi: empaqueta sustancias secretadas por la célula.
- Lisosomas: sacos con enzimas que degradan sustancias innecesarias.
| Número | Nombre | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | Nucleolo | Región del núcleo donde se fabrican los ribosomas. |
| 2 | Núcleo | Contiene el material genético (ADN) de la célula. |
| 3 | Membrana nuclear | Doble membrana que rodea el núcleo y contiene poros nucleares. |
| 4 | Lisosoma | Orgánulo que contiene enzimas digestivas. |
| 5 | Retículo endoplásmico rugoso | Red de membranas con ribosomas adheridos, involucrada en la síntesis de proteínas. |
| 6 | Aparato de Golgi | Modifica, clasifica y empaqueta proteínas y lípidos para su almacenamiento o transporte fuera de la célula. |
| 7 | Membrana plasmática | Bicapa lipídica que rodea la célula y controla el paso de sustancias hacia dentro y fuera de la célula. |
| 8 | Retículo endoplásmico liso | Red de membranas sin ribosomas, involucrada en la síntesis de lípidos y detoxificación. |
| 9 | Mitocondria | Produce energía (ATP) a través de la respiración celular. |
| 10 | Ribosoma | Complejo molecular que sintetiza proteínas. |
| 11 | Peroxisoma | Orgánulo que contiene enzimas que descomponen peróxidos y participan en el metabolismo de lípidos. |
| 12 | Vesícula de transporte | Transporta moléculas entre diferentes orgánulos y hacia la membrana plasmática. |
| 13 | Centrosoma | Región donde se organizan los microtúbulos, importante en la división celular. |
| 14 | Citoplasma | Sustancia gelatinosa que llena la célula y contiene todos los orgánulos. |
Membrana celular
La membrana celular está compuesta por una doble capa lipídica en la que se encuentran numerosas moléculas proteicas, fundamentales para las propiedades funcionales de la membrana. Existen dos tipos de proteínas transmembrana:
- Proteínas de canal: Permiten el paso de determinadas moléculas a través de ellas.
- Proteínas de señal: Transmiten señales al interior de la neurona cuando moléculas específicas se unen a ellas en la superficie externa de la membrana.
La función principal de la membrana es controlar de manera activa el intercambio intra y extracelular.
Neuronas
La neurona, o célula nerviosa, es el elemento procesador y transmisor de información del sistema nervioso, especializada en la comunicación intercelular y la señalización eléctrica. Tienen muchas formas y variedades, dependiendo de su función especializada.
Las neuronas son células morfológicamente complejas y variadas, que se conectan entre sí formando circuitos complejos. El funcionamiento del sistema nervioso y de la conducta depende de la comunicación entre circuitos neuronales complejos.
Estructura
- Cuerpo celular (o soma): Contiene el núcleo y la mayor parte de la maquinaria encargada de los procesos vitales de la célula. Su forma varía dependiendo del tipo de neurona.
- Dendritas: Estructura ramificada en forma de árbol unida al soma. La membrana dendrítica presenta proteínas especializadas llamadas receptores, sensibles a los neurotransmisores liberados por las neuronas.
- Axón: transmite el mensaje eléctrico desde el soma hasta el botón axónico.
- Botones terminales: pequeños engrosamientos en los extremos de las ramificaciones axonales. Segregan neurotransmisores que viajan por el espacio sináptico hasta la neurona receptora, inhibiéndola o excitándola.
Tipos de neuronas según su morfología
- Neuronas unipolares: Son las neuronas más simples, consisten en un solo tallo (axón y dendrita unidos) con una prolongación que lo une al soma. Se encuentran en el sistema somatosensorial (tacto y dolor) y en la retina.
- Neuronas bipolares: consisten en un axón y una dendrita con el soma en el medio. Se encuentran en sistemas sensoriales como la visión y la audición.
- Neuronas multipolares: consisten en un axón y varias dendritas. Según la longitud del axón, se dividen en tipo Golgi I (neuronas de proyección) y tipo Golgi II (neuronas locales). En humanos, las multipolares son el tipo más común en el sistema nervioso central y suelen tener una función motora o de asociación entre neuronas.
Pregunta
¿Qué tipo de neuronas es más frecuente encontrar en el sistema somatosensorial?
Tipos de neuronas según su función
- Neuronas sensoriales: envian información de los receptores sensoriales al sistema nervioso central. Por ejemplo, si alguien pone hielo en tu mano, estas neuronas envían el mensaje de tu mano al cerebro, interpretando que el hielo es frío.
- Interneuronas: neuronas situadas en el SNC, generalmente pequeñas y de axón corto. Interconectan con otras neuronas, pero nunca con receptores sensoriales o fibras musculares. Enlazan neuronas aferentes (sensoriales) con neuronas eferentes (motoras) en los tractos neuronales. Realizan funciones complejas y actúan en los actos reflejos.
- Neuronas motoras: envian información desde el SNC a los músculos esqueléticos para efectuar movimiento, o al músculo liso o ganglios del SNC. Las neuronas motoras son fibras eferentes, lo que significa que llevan información desde el SNC hacia las células efectoras en la periferia del cuerpo, encargadas de ejecutar las respuestas.
Células gliales
Las células gliales proporcionan soporte a las neuronas: les aportan sustancias nutritivas, limpian los desechos y forman un entramado que mantiene ensamblados los circuitos neurales.
Las células gliales son más cuantiosas que las neuronas.
Funciones generales
Las células gliales no participan directamente en la interacción sináptica. En lugar de eso, tienen funciones de soporte y ayudan a definir contactos sinápticos.
Las neuronas tienen una tasa metabólica muy elevada, pero no almacenan nutrientes; por lo que deben recibir continuamente nutrientes y oxígeno del exterior. Por eso el sistema nervioso necesita células de soporte, conocidas como células gliales.
El nombre "glial" proviene de la palabra griega "γλία" (glía), que significa "pegamento". Este término fue acuñado por el patólogo alemán Rudolf Virchow en el siglo XIX. Virchow observó que, además de las neuronas, había un tipo de células en el sistema nervioso que parecían actuar como un "pegamento" que mantenía a las neuronas unidas y proporcionaba soporte estructural.
Es decir: las células gliales tienen también una función estructural al formar un entramado que permite mantener ensamblados los circuitos neuronales.
Asimismo, llevan a cabo una labor fagocitaria limpiando los deshechos que podrían causar daños en el tejido cerebral.
Además, en los últimos años, se ha demostrado que las células gliales participan en la transmisión de señales, enviando y recibiendo señales de las neuronas, y controlan el establecimiento y mantenimiento de sinapsis entre neuronas.
Otras de sus funciones incluyen:
- Mantener el medio iónico de las células nerviosas.
- Modular la velocidad de propagación de las señales nerviosas.
- Proporcionar un andamiaje para ciertos aspectos del desarrollo neural.
- Ayudar en la recuperación de la lesión neural y formar la mielina que envuelve al axón.
Tipos de células gliales
Astrocitos
Los artrocitos son células en forma de estrella ubicadas en el sistema nervioso central.
Proporcionan soporte físico a las neuronas, eliminan los desechos a través de la fagocitosis, proporcionan alimento obteniendo glucosa de los capilares y almacenando glucógeno, y sirven de matriz para mantener las neuronas en su lugar.
También rodean y aíslan las sinapsis para limitar la dispersión de los neurotransmisores.
Microglía
Las microglías son las células gliales más pequeñas. Al igual que los astrocitos, están localizadas en el sistema nervioso central.
Funcionan como células limpiadoras, eliminando los restos celulares y protegiendo el encéfalo de microorganismos invasores. Por eso, se consideran las representantes del sistema inmunitario en el encéfalo.
En caso de una reacción descontrolada o excesiva de las microgrías causaría la reacción inflamatoria reactiva al daño cerebral.
Células ependimarias
Localizados en el sistema nervioso central, al igual que las anteriores.
Su función principal es formar y transportar el líquido cefaloraquídeo a través de la médica espinal, hasta las cavidades ventriculares.
Oligodendrocitos
Los oligodendrocitos están localizados en el sistema nervioso central, al igual que las anteriores.
En cuanto a su funcionalidad: proporcionan soporte a los axones y producen la vaina de mielina que recubre los axones de manera alterna.
La mielina es una cubierta de lípidos y proteínas que aísla los axones, impidiendo que los mensajes se extiendan entre axones adyacentes. Tiene otras funcionalidades, como se explica en la sección sobre ontogenia del sistema nergioso.
Células de Schwann
A diferencia de las demás, las células de Schwann se encuentran en el sistema nervioso periférico.
De forma similar a los oligodendrocitos, proporcionan soporte a los axones y producen la vaina de mielina que recubre los axones de manera alterna. Sin embargo, a diferencia de los oligodendrocitos, cada célula de Schwann aporta un segmento de mielina.
A diferencia de los oligodendrocitos, las células de Schwann pueden guiar el proceso de regeneración de los axones tras una lesión, lo que permite una regeneración axónica eficaz en el sistema nervioso periférico.
Pregunta
¿Qué células gliales se encargan de formar y transportar el líquido cefalorraquídeo?
Diferencias terminológicas en el SNC y SNP
En el sistema nervioso central (SNC), los cuerpos celulares se agrupan en núcleos y los axones en fascículos o haces. En el sistema nervioso periférico (SNP), los cuerpos celulares se agrupan en ganglios y los axones en nervios.
La siguiente tabla muestra cómo se denominan y organizan los cuerpos celulares y los axones en las dos principales divisiones del sistema nervioso:
| Sistema nervioso central | Sistema nervioso periférico | |
|---|---|---|
| Agrupaciones cuerpos celulares | Núcleos | Ganglios |
| Conjuntos de axones | Fascículos | Haces o Nervios |
En el SNC, las agrupaciones de cuerpos celulares se llaman núcleos y los conjuntos de axones se llaman fascículos. En el SNP, las agrupaciones de cuerpos celulares se llaman ganglios y los conjuntos de axones se llaman haces o nervios.
La terminología distinta refleja tanto la ubicación anatómica como las funciones específicas de estas estructuras dentro del sistema nervioso. En el SNC, "núcleos" y "fascículos" destacan la organización central y la función integradora, mientras que en el SNP, "ganglios" y "nervios" subrayan la conexión y comunicación con el resto del cuerpo.