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Los átomos forman moléculas. Existen moléculas en cuya composición participa el amoníaco por lo cual son llamadas moléculas aminas, otras moléculas son ácidas, definidas laxamente, las moléculas ácidas pueden definirse como moléculas pueden liberar protones o un ion de hidrógeno, de la mezcla de ambas alrededor de un esqueleto de carbono surge un aminoácido, a su vez los aminoácidos puede unirse para formar péptidos, un péptido de dos aminoácidos es un dipéptido, de cinco es pentapéptido, etcétera. A los péptidos que participan en la sinapsis, se le conoce como neuropéptido. Cuando se trata de un péptido con muchos aminoácidos se le llama polipéptido, no existe un acuerdo formal pero cuando un polipéptido tiene alrededor de cien aminoácidos se habla ya de una proteína. Una vez aclarado este punto podemos pasar a nuestro asunto.

Clíck para agrandar

Neuronas es el nombre que se les da a las células del sistema nervioso cuya función es transmitir información a través del organismo. Una neurona típica consta de un cuerpo o soma, un axón y un árbol dendrítico. En el soma se encuentran la mayoría de los organélos celulares, el núcleo y el nucleólo de la célula. En el núcleo se encuentran las largas hélices dobles del ADN, es decir las indicaciones codificadas de cómo debe construirse todo un organismo. El ADN que posee la neurona es el mismo que poseen las células del hígado, los eritrocitos de la sangre o del dedo gordo del pié, no hay diferencia y es por ello que cualquier célula puede ser usada para clonar un organismo. La diferencia entre una célula y otra radica en cuales secciones del ADN van a usar para construir y operar la célula. Debido a que el ADN nunca abandona el núcleo debe haber un mensajero que transporte las indicaciones para la construcción de proteínas del ADN al lugar de síntesis proteico, esta función es realizada por otra molécula larga, el ácido ribonucléico mensajero o mARN. El mARN copia una sección de ADN en un proceso llamado transcripción, lo transporta hacia el exterior del núcleo a través de los poros nucleares, diminutos hoyos en la doble membrana del núcleo de 0.1 µm de diámetro. Todas las síntesis de proteínas que utiliza la célula se realizan en en algún lugar del citoplasma del soma, en un proceso que se conoce como traducción en el cual las proteínas son ensambladas siguiendo las instrucciones contenidas en el mARN. Esquemáticamente podemos representar así el proceso:

ADN-->transcripción--->mARN--->traducción--->proteína

No lejos del núcleo encontramos capas rugosas de membrana dotadas con numerosas estructuras globulares llamados ribosomas, de 25 nm de diámetro. Las capas rugosas son llamadas retículo endoplásmico rugoso o RER. El RER es el sitio donde ocurren la gran mayoría de síntesis de proteínas de la células y es particularmente abundante en las neuronas, más que en ningún otro tipo de célula en el organismo. Los ribosomas son los encargados de tomar "material crudo" (aminoácidos simples) y transformarlos en las proteínas que la célula necesita. Algunas veces los ribosomas están agrupados por un hilo de mARN como abejas a una sola flor, estos ribosomas trabajan juntos para hacer múltiples copias de la misma proteína. Al parecer si la proteína está destinada a permanecer en el citoplasma el ribosoma sale del RER y se le ve "libre", pero si la proteína será encapsulada para un organelo o para cruzar la membrana el ribosoma sintetiza la proteína en el RER.

Por otra parte el retículo endoplásmico liso o REL está conformado por el mismo tipo de membrana que el RER pero sin los ribosomas, está encargado de almacenar ciertas proteína y de regular las substancias dentro de la célula, sobre todo el calcio. El REL es particularmente abundante en las células musculares. Por otro lado el aparato de Golgi empaqueta en vesículas tanto substancias de desecho derivadas del metabolismo celular como aquellas necesarias en ciertos lugares de la célula.

Las mitocondrias son organélos encargados de la generación de energía necesaria para que la célula pueda cumplir sus funciones vitales, la mayoría de las mitocondrias tienen forma de salchicha alemana de una micra de largo pero algunas son esféricas. Las mitocondrias están conformadas por una doble membrana, la membrana interna se pliega formando crestas, el espacio que hay entres una cresta y otra es llamado matrix. Las mitocondrias son organelos paticularmente interesantes.

De acuerdo con la teoría moderna hace millones de años las mitocondrias eran bacterias patógenas que vivían independientes, infectando células de forma parasitaria, estas células realizaban sus procesos aerobios en el citoplasma, cuando las mitocondrias infectaron las células de alguna manera pudieron sobrevivir ambas (el huésped y el anfitrión) en un proceso simbiótico benéfico para ambas. Por un lado, la mitocondria se aseguraba un medio ideal para prosperar, por el lado de la célula, está encontró que la huésped era muy eficiente en oxidar ácido pirúvico y así producir energía en forma de ATPasa. Hasta la fecha, las mitocondrias poseen su propio ADN y su propio método de reproducción, cuando un nuevo ser es concebido sólo la madre aporta las mitocondrias, por lo cual se puede hacer un rastreo mitocondrial de nuestras antepasadas. Hace 2500 años un filósofo griego, Heráclito, pensaba que la vida estaba hecha de fuego, quizás tenía razón, el fuego es una oxidación rápida y la energía celular de la mitocondria es una oxidación lenta, de modo que somos llamas en combustión.

Volviendo al rigor científico, el ácido pirúvico es resultado de la digestión de sacarosas, proteínas y grasa, todos estos elementos flotan en el citoplasma, cuando la mitocondria "respira" el oxigeno y el ácido pirúvico pasan al interior de la mitocondria donde el ácido pirúvico sufre complejas transformaciones llamadas ciclo de Krebs, el resultado es adenosin trifosfato o ATP: el combustible de la célula. La mitocondria es muy eficiente, al "exhalar" libera 17 moléculas de ATP por cada molécula de ácido pirúvico que"respiró".

Hasta aquí hemos hablado de mitocondrias, núcleo, ADN, etcétera, todas estas cosas son elementos comunes a todas las células del cuerpo pero el axón es algo exclusivo de las neuronas. El axón comienza en la llamada protuberancia axonal, el punto de la membrana somática desde donde parte el axón. Dos características distinguen al axón del soma, primero en el axón no hay retículo endoplásmico (RE) y apenas hay ribosomas, segundo la composición proteica de la membrana axonal es esencialmente diferente de la del soma. Estas diferencias producen cambios funcionales entre el axón y el soma. En primer lugar, dado que no hay ribosomas, en el axón no se produce ninguna síntesis de proteína, por lo cual todo el material proteico debe ser "importado " por el axón. A su vez, el cambio en la composición de la membrana es lo que permite que el axón funcione como un cable de transmisión capaz de alargarse hasta zonas distantes del soma, de hecho hay axones que miden un milímetro y otros que miden más de un metro. Los axones que parten del soma y alejan la señal sináptica de la neurona son llamados eferentes y los que llevan la señal eléctrica hacia la neurona son llamados aferentes. Muchas veces de un axón central parten bifurcaciones, estas bifurcaciones del axón principal son llamados axones colaterales. La zona donde el axón termina esllamada axón terminal o botón terminal.

Neurona pre-sináptica en azul, neurona post-sináptica en púrpura. En el recudadro superior derecho el potencial de acción recorre el axón. En el recuadro inferior izquierdo, botón sináptico donde se muestra la hendidura sináptica, las vesículas pre-sinápticas, el neurotransmisor liberado y los receptores post-sinápticos.

En su diámetro, el axón mide desde una micra hasta has 25 micras en los humanos, Entre más grueso es un axón más rápido viaja el impulso a través de él. Es en le botón terminal donde el axón entra en contacto con otras neuronas, el punto de contacto es llamado "sinapsis" que en griego quiere decir "mantenerse juntos". En algunas ocasiones, el axón se bifurca en varios botones terminales, en esos casos al conjunto de botones se le llama árbol terminal.

Las dendritas son la parte de la neurona encargada de recibir el flujo eléctrico o potencial de acción. Su nombre deriva de la palabra griega para "árbol" debido a su aspecto bifurcado parecido a la arborescencia de las ramas. De las ramas dendríticas brotan pequeñas protuberancias llamadas espinas dendríticas. En estas espinas se encuentran las secciones postsinápticas de los procesos de comunicación (en los axones está la parte presináptica).

El exterior de la membrana tiene una carga positiva, mientras el interior posee una carga negativa. Tanto en el interior como en el exterior se encuentran las mismas substancias, pero en una concentración diferente. es por esta razón que el potasio K+ tiende a ser expulsado fuera de la célula por la fuerza de difusión, pero al mismo tiempo la presión electrostática impulsa al K+ hacia el interior, manteniéndose así un equilibrio. Del mismo modo los iones de cloro (Cl-) tienden a introducirse a la célula por la membrana externa positiva, y ala vez son rechazados por la carga negativa del interior. Los experimentos han demostrado que la membrana permite que cierta cantidad de sodio (Na+) se filtre hacia el interior, pero una mecanismo llamado bomba de sodio-potasio impulsa al Na+ fuera del axón. Dicha bomba está formada por moléculas individuales de proteínas situadas en la membrana, estas moléculas metabolizan nutrientes necesarios para la célula gracias la energía liberada por las mitocondrias. En su proceso transportan e intercambian tres iones de sodio hacia al exterior de la membrana por cada dos iones de potasio que envían al interior, por lo cual el potasio es elevado al interior y el sodio en el exterior. Así pues, en su estado basal o de reposo la neurona o más propiamente dicho, su axón, se encuentra en equilibrio, en este estado en el interior de la célula la carga eléctrica es de -70 mV.

Lo que realmente hace diferente al axón son los canales iónicos sensibles al voltaje que se encuentran a lo largo de su membrana. Estos canales se abren cuando un potencial de acción llega al axón, provocando que el interior de la neurona se inunde con sodio de carga positiva y permitiendo que el potasia salga. En realidad, la frase "la neurona de inunde" es un poco exagerada pues muy poco Na+ entra y muy poco K+, todo el proceso se limita auna delgada zona adyacente a la membrana, el Na nunca llega a las zonas interiores del axón. Debido a esto la membrana (la cual durante el paso del potencial de acción paso de -70 a +50 mV en un poco menos de un milisegundo), rapidamente restablece la correlación negativa-positiva de su estado de reposo. Sin embargo, la recuperación de la carga de reposo de -70 mV solo se consigue de manera gradual.

Registrando la actividad de la neurona
Es posible con una micropipeta (un delgadísimo tubo de vidrio unido a un amplificador) registrar la actividad de una neurona aislada.

Para más información e imágenes sobre la neurona vaya a la sección de Neurotransmisores

Última actualización: 2007-04-29 10:57:00-05