Neuronas: Definición, partes y función

¿Qué es una neurona?

El sistema nervioso incluye células motoras y células nerviosas sensoriales llamadas neuronas que transportan señales eléctricas de un lado a otro desde el cuerpo hasta el cerebro y dentro del cerebro. El sistema nervioso incluye el sistema nervioso periférico (SNP), que recoge información sensorial del entorno, y el sistema nervioso central (SNC), que es el cerebro y la médula espinal. El cerebro está formado en gran parte por neuronas que almacenan, reciben y transmiten información. Las neuronas son tan abundantes que al nacer un bebé tiene más de 100 mil millones de neuronas en su cerebro y al menos 100 billones de conexiones entre esas neuronas se desarrollan a medida que el bebé se convierte en adulto. Los impulsos neuronales que viajan a lo largo de los axones de las neuronas en forma de señales eléctricas se denominan potenciales de acción.

¿Cuáles son las partes de la neurona?

Las partes de una neurona incluyen tres estructuras principales que le permiten recibir, procesar y transmitir señales eléctricas. La estructura de las neuronas es muy importante para su función porque las neuronas están diseñadas específicamente para transmitir señales eléctricas de una célula a otra.

• El soma es el cuerpo de la neurona y a veces también se le llama cuerpo celular; esta estructura es donde se encuentran los orgánulos y el núcleo de la célula.
• Las dendritas son numerosas estructuras ramificadas que se extienden desde el soma en diferentes direcciones y captan señales de otras neuronas.
• El axón es un tallo largo y delgado cubierto por un aislante graso llamado mielina. El axón actúa como una carretera que carga y transporta potenciales de acción hasta el extremo terminal de la neurona, donde puede transmitir esa señal a la siguiente neurona.

Las dendritas reciben entrada

Las dendritas funcionan para ayudar a una neurona a recibir entradas químicas o eléctricas de otra neurona. Si las entradas alcanzan un cierto umbral, se crea una señal eléctrica y se envía al axón para su transmisión como potencial de acción.

Los axones transmiten la salida

La función normal de las neuronas no sería posible sin axones para transmitir la información. Cuando se envía un potencial de acción al axón, lleva esa señal al extremo terminal del axón, donde el potencial de acción se convierte en salidas que se comunican con las dendritas de la siguiente neurona.

¿Cómo funciona una neurona?

Introducción: estructura de la red neuronal

Las neuronas situadas una al lado de la otra forman una red compleja de células interconectadas. Los potenciales de acción se transmiten de una neurona a otra en una cadena de neuronas comunicantes. El extremo terminal del axón de una neurona se llama neurona presináptica. Las dendritas que sobresalen de la siguiente neurona se denominan neuronas postsinápticas. Las neuronas presinápticas y postsinápticas están situadas muy cerca unas de otras pero no se conectan. Debido a que esta conexión cercana significa que las dos neuronas en realidad no se tocan, hay un pequeño espacio entre ellas, que se llama sinapsis. Hay dos tipos de sinapsis en las neuronas: sinapsis químicas y sinapsis eléctricas.

• Sinapsis química: hay un espacio entre las dos neuronas que no pueden transmitir una señal eléctrica. La comunicación entre las dos neuronas se produce mediante moléculas de comunicación química llamadas neurotransmisores. Los neurotransmisores en una sinapsis química pueden indicarle a la siguiente neurona que active o no una señal eléctrica. La mayoría de las sinapsis son sinapsis químicas.
• Sinapsis eléctrica: hay una brecha entre las dos neuronas, pero las proteínas de unión gap crean estructuras similares a túneles que unen físicamente las neuronas. Una sinapsis eléctrica sólo puede transmitir una señal eléctrica y decirle a la siguiente neurona que envíe una señal.

Parte I: Entrada de señales químicas recibidas por la neurona postsináptica (dendritas)

Las neuronas presinápticas (axones terminales) liberan neurotransmisores en la sinapsis, que se unen a receptores de las neuronas postsinápticas (dendritas). Si las señales químicas son excitadoras y capaces de desencadenar una respuesta, se convierten en señales eléctricas. Los neurotransmisores funcionan para excitar o inhibir la activación de la neurona. Algunos neurotransmisores comunes son la serotonina, la dopamina y la acetilcolina.

Parte II: Umbrales de despido y la ley del todo o nada

Antes de que una neurona reciba una señal química, está en reposo. Una neurona en reposo se define como aquella que está eléctricamente polarizada, con el interior de la célula más cargado negativamente (-70 mV) que el exterior de la célula. Para que se genere un potencial de acción, la neurona primero debe despolarizarse, lo que significa que la diferencia de voltaje debe disminuir. La despolarización no siempre hace que una neurona active un potencial de acción, porque se requiere un cierto grado de despolarización, llamado umbral, para desencadenar la activación. En la mayoría de los casos, el umbral es -55 mV. Que una neurona se active o no cuando recibe una señal depende de si se alcanza el umbral. No hay término medio. La ley del todo o nada describe este resultado binario, donde la neurona se activa o no, dependiendo de si se alcanza el umbral para activar un potencial de acción.

Parte III: La despolarización y el período refractario

Entonces, ¿cómo se produce la despolarización? La neurona postsináptica (dendrita) está cubierta de canales iónicos. Estos canales se abren o cierran dependiendo de si un neurotransmisor se une a ellos. Por ejemplo, un tipo de neurotransmisor puede unirse a los canales iónicos de sodio en la neurona postsináptica, provocando que se abran los canales iónicos de sodio. Los iones de sodio se precipitan hacia la neurona, provocando que se despolarice, alcanzando y luego superando el umbral para disparar un potencial de acción. Después de que la neurona se dispara, pasa por un período de descanso llamado período refractario. Durante el período refractario, los iones de sodio que inundaron la neurona durante la despolarización son bombeados hacia el espacio extracelular hasta que la diferencia de voltaje regresa al potencial de reposo de la neurona.

Parte IV: Transmisión del potencial de acción por el axón

Cuando una neurona se activa y el axón recibe la señal eléctrica, lleva este potencial de acción hasta su extremo terminal. Los axones están cubiertos por una capa aislante de tejido graso llamada mielina y transportan potenciales de acción como una carretera. La mielina retarda la caída de energía del potencial de acción, que se carga periódicamente a medida que viaja por el axón. La carga del potencial de acción tiene lugar en pequeños espacios de la mielina llamados nódulos de Ranvier. Estos nodos contienen muchos canales iónicos, incluidos los canales iónicos de sodio, que recargan el potencial de acción. Cuando el potencial de acción llega al extremo terminal del axón, facilita cambios químicos que liberan neurotransmisores.

Parte V: Salida de neurotransmisores de la neurona postsináptica (extremo terminal del axón)

Pasar de un lado de la sinapsis al otro es algo que las señales eléctricas no pueden hacer directamente. Entonces, cuando el potencial de acción llega a la neurona presináptica (axón terminal), en lugar de saltar a la neurona postsináptica (dendrita), el potencial de acción desencadena la liberación de neurotransmisores. ¿Cómo se liberan los neurotransmisores? Cuando el potencial de acción llega a la neurona presináptica, su energía provoca la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. La entrada de calcio hace que las vesículas llenas de neurotransmisores se fusionen con la membrana de la neurona presináptica, donde luego se liberan en la sinapsis. Cuando los neurotransmisores se liberan en la sinapsis, se unen a los receptores de la neurona postsináptica, provocando o inhibiendo la activación de la neurona.

¿Qué diferentes tipos de neuronas existen?

Hay tres tipos principales de neuronas en el cuerpo:

• Las neuronas sensoriales participan en la detección del entorno externo y captan señales que involucran sentidos como el tacto, el gusto, la vista o el oído. Las neuronas sensoriales envían señales desde el entorno externo a la médula espinal y hasta el cerebro.
• Las neuronas motoras participan en los músculos y otros tejidos del cuerpo. Se envían señales desde el cerebro a la médula espinal y hasta los músculos del cuerpo, diciéndoles qué hacer. Las señales se envían a los músculos esqueléticos que mueven los brazos y las piernas y también a los músculos lisos que controlan los órganos internos, como el sistema digestivo.
• Las interneuronas son neuronas que conectan las neuronas motoras con las neuronas sensoriales.

Interacciones entre neuronas y otras células del cerebro

La función de las neuronas implica algo más que la simple comunicación con otras neuronas. Las células gliales (también llamadas células glia o neurogliales) son otro tipo de células que se encuentran tanto en el SNC como en el SNP y que en realidad pueden superar en número a las neuronas. Las células gliales no transportan ni transmiten señales eléctricas, sino que ofrecen apoyo a las neuronas. Por ejemplo, algunas células gliales producen la mielina que cubre los axones en el SNP, algunas células gliales son parte del sistema inmunológico del cerebro, mientras que otras células gliales proporcionan oxígeno y nutrientes a las neuronas. Las células gliales pueden comunicarse con las neuronas mediante señales químicas como los neurotransmisores.

Resumen de la lección

La definición de neurona es una célula nerviosa que se comunica con señales eléctricas en todo el cerebro, la médula espinal y el cuerpo. Una neurona se compone de un soma, que contiene el núcleo y los orgánulos, dendritas que sobresalen del soma y reciben señales, y un axón, que transmite señales eléctricas. Un impulso neuronal formado por señales eléctricas que viajan a lo largo del axón de una neurona se llama potencial de acción.

Dos neuronas se comunican entre sí principalmente mediante señales químicas, llamadas neurotransmisores. Los neurotransmisores son necesarios porque existe un espacio llamado sinapsis entre dos neuronas. El potencial de acción no puede cruzar directamente la sinapsis. Cuando un potencial de acción llega al extremo terminal del axón, activa la liberación de neurotransmisores en la sinapsis. Los neurotransmisores se unen a los canales iónicos de sodio en la dendrita. Esta unión hace que los canales se abran, permitiendo que los iones de sodio inunden la neurona. La carga eléctrica de los iones de sodio despolariza la neurona hasta que se alcanza un cierto umbral. Si los neurotransmisores alcanzan el umbral, que suele ser -55 mV, la neurona se activará. La ley del todo o nada describe cómo la neurona debe disparar una señal eléctrica cuando se alcanza el umbral. Si no se alcanza el umbral, entonces la neurona no se activa en absoluto. No hay término medio, es todo o nada. Después de que la neurona se activa, entra en un período refractario donde comienza a expulsar los iones de sodio que ingresaron a la célula durante la despolarización. La neurona continúa eliminando iones de sodio hasta que alcanza su potencial de reposo, donde la neurona está completamente en reposo. Una vez que la neurona está en potencial de reposo, puede dispararse nuevamente si recibe otra señal de los neurotransmisores.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador