Sistema Nervioso Vegetativo

El principio de Dale hay que sustituirlo por el concepto de cotransmisión.

La Nad es el NT principal del SNS junto con el neuropéptido Y y la somatostatina, en la zona sacra, al neuropéptido y se le une la Galanina.
El sistema colinergico:
•    Zona craneal (corresponde al Nervio Vago): Ach + PIV y sust.P o neurotensina
•    Zona sacra: Ach + PIV o neurotensina
Al NT principal se le suman otros para llevar a cabo la Neuromodulación.
•    N.Arcuato: Dopamina y GABA
•    Hipocampo: Ach y Galnina
•    Hipotálamo: neuropéptido Y y somatostatina
•    Tálamo: GABA y somatostatina

Hemos visto los Receptores colinergicos, muscarínicos, nicotínicos y adrenérgicos, nos quedan por ver los Receptores de Dopamina (D1 estimulantes de adenilato ciclasa y D2 inhibidor de la adenilato ciclasa), Receptores de GABA, de Glutamato, de Histamina y de opioides como la serotonina.

El AC. Glutámico es el NT excitador más importante del SN
Otras sustancias pueden actuar como NT: Aspartato (+), Glicina (-), Sust. P, TRH, Hnas. Sigestivas…

El sistema vegetativo (SNV), tiene tanto componente motor como sensitivo, se encarga de recibir los informes del medio interno del organismo, sensaciones inconscientes que nos indican un estado de bienestar o de malestar. Estas sensaciones son captadas por medio de distintos receptores:

1.    Qumioceptores
2.    Nociceptores
3.    Mecanoceptores

Esta información es vehiculizada hasta el SNC a través de de aferencias sensitivas

Estas aferencias  son conducidas hasta el NUCLEO SOLITARIO, lugar donde se procesará la información.

SIMPÁTICO:

La respuesta se organiza en las astas intermedio laterales simpáticas, y en los ganglios cervicales, junto con motoneuronas medulares hay ganglios interpuestos al lado de cada metámera, formando la cadena ganglionar simpática.

Existe otra cadena ganglionar simpática que acompaña a la anterior, se trata de los ganglios mesentéricos, ganglios que van a emitir fibras postganglionares que irán a inervan distintas estructuras del tronco.


PARASIMPÁTICO:

                                      compuesto por una parte craneo- sacral (hasta S1-S4), motoneuronas, y mesencéfalo.
Los ganglios están situados e las vísceras que van a inervar:

1.    Ganglio Ciliar
2.    Ganglio Ótico
3.    Núcleo del Motor dorsal del X
4.    Núcleo ambiguo ( IX, X Y XI)

El parasimpático llegará a inervar hasta el ángulo esplénico del colon. El resto será llevado a cabo por los nervios pélvicos (S1-S4)


 Como salen las fibras posteriores simpáticas

Se divide en dos cadenas :

1.    Cadena simpática (paravertebral)
2.    Celíaca ( mesentérica o prevertebral)

1-    Vía simpática

  Llega a la médula, sale de la misma por los ramos comunicantes blancos, llega al ganglio paravertebral del mismo nivel o puede enviar otra fibra para sinaptar con otro ganglio de un nivel distinto; hasta aquí se denomina fibra preganglionar. Después de sinaptar salen hasta siete u ocho fibras llamadas fibras postganglionares. Otras Fibras pueden volver hacia atrás cmo ramo comunicante gris e ir a pared corporal, piel, glándulas sudoríparas…





2-    Vía parasimptática

Respeta el mismo sistema que la  vía simpática, simplemente que en vez de sinaptar en la cadena paravertebral la Fibra preganglionar va como Nervio esplácnico hasta los Ganglios prevertebrales (celiacos y mesentéricos).


N. ESPLÉNICO (preganglionar)  G. CELÍACO(postganglionar) VÍCERAS CELÍACAS



El SNS:
•    Ff. Preganglionares CORTAS , liberan ACETILCOLINA (Fibras B)
•    Ff. Postganglionares LARGAS, liberan NORADRENALINA (Fibras C amielínicas)
•    Sinapsis en varios ganglios


El SNP:

•    Ff. Preganglionares LARGAS
•    Ff. Postganglionares CORTAS      
•    Sinapsis en un solo ganglio
•    Fibras C

SN VEGETATIVO O AUTÓNOMO

El SN conforma una unidad pero se divide en:
-SN somático. Voluntario: vida de relación (como realizar un acto motor o captar una sensación). Responde a estímulos diferentes mediante reflejos.
-SN vegetativo o autónomo. Independiente de la voluntad. Conjunto de neuronas, axones y fibras nerviosas que independientemente de la conciencia regulan procesos orgánicos vegetativos (automáticos): musculatura lisa, respiratorio, glándulas de secreción interna, aparto urogenital, sueño, hambre sed, circulación, metabolismo, músculo cardiaco, regulación temperatura corporal… Contribuye también a la homeostasis, hace que haya un equilibrio corporal mediante ajustes ambientales.

El SNV se divide a su vez en: -    Simpático
-    Parasimpático
-    Ni simpático ni parasimpático (SNE, vegetativo que funciona con neurotransmisores purinérgicos de ATP)

El SNV funciona parecido al somático:

Arco reflejo somático

Receptores → Fibra aferente → Centro reflejo → Fibra aferente → Efector
(Piel, músculo,                            (asta ventral)                                (Músculo esquelético)
tendones)

Arco reflejo vegetativo


    Receptores del organismo: piel y visceras   
    (mecanoceptores, quimioceptores, nociceptores…)   
                   
        ↓           
                   
                        Vía aferente           
                   
         ↓            
                     
                     
                     
En el caso del simpático: sinapta    En el caso del PS: sinapta en los centros
en unas neuronas en la zona tora-    de los pares craneales y a nivel sacro:
columbar: astas intermediolaterales    S1-S4       
                     
                       
        ↓           
    Vía eferente con neurona interpuesta       
        ↓           
        Efector           
                      
                                                           
De lo anteriormente expuesto destacamos 2 diferencias entre el somático y el vegetativo:
-    el punto de sinapsis en la médula
-    la presencia en el SN vegetativo de 1 neurona interpuesta en la fibra eferente, de manera que ésta queda dividida en 2: fibra preganglionar y fibra postganglionar

En el SN somático la fibra postganglionar (vía eferente) libera AC (acetil-colina) que interactúa con receptores nicotínicos. Fruto de esto se genera un potencial de acción de placa motora que produce contracción.
En el SN vegetativo: - en la porción PS: la fibra preganglionar es corta y libera AC a receptores nicotínicos cuando sinapta con la neurona interpuesta. Se induce un potencial que viaja en la fibra postganglionar larga que libera AC en receptores muscarínicos de corazón y músculo liso.
                                  - en la porción simpática: la fibra preganglionar larga libera AC a receptores nicotínicos cuando sinapta con neurona interpuesta. LA fibra postganglionar libera NAD (noradrenalina) a los efectores donde interactúa con receptores α (vasos, músculo liso e intestino) o β (corazón y músculo liso) adrenérgicos produciendo el efecto correspondiente. Se trata del SIMPÁTICO ADRENÉRGICO.

Excepciones en la porción sináptica:
-    en glándulas sudoríparas, músculos piloerectores y algunos vasos del tejido muscular la fibra postganglionar libera AC y los receptores don muscarínicos. Se trata del SIMPÁTICO COLINÉRGICO.
-    Parte del SN simpático está en la médula adrenal a modo de ganglio enorme. Las células cromafines de la médula tienen un enzima que transforma NAD en AD (adrenalina), libera por lo tanto ambas a la sangre y tienen efectos en todo el organismo a diferencia de la otra que actúa localmente.


Tipos de receptores

Distinguimos 4 tipos:
►Ionotrópicos: modifican el paso de iones. El receptor nicotínico es el prototipo de este tipo de receptores. Su interacción con la AC implica la apertura o cierre de canales de Na+, K+, Ca2+ produciendo despolarización o hiperpolarización. Su efecto dura milisegundos.
►Receptores ligados a proteínas G: metabotrópicos. El receptor muscarínico es el prototipo. Abren canales facilitando la entrada o salida de iones que provocan un cambio en la excitabilidad de la célula. Lo cual activa la proteína G. Ésta produce 2os mensajeros AMPc y PKC (proteína kinasa C) que pueden fosforilar proteínas o bien incrementar la cantidad de Ca2+. Su efecto dura segundos.
►Receptores ligados a kinasas: El receptor de insulina es el prototipo. Fosforilan proteínas produciendo cambios en la factores de transcripción.
►Receptores nucleares: Los receptores de estrógenos y testosterona son el prototipo. Tienen efectos en la transcripción génica. Su efecto tarda horas.


Transducción de la señal

Llega la señal mediante el primer mensajero, que es el NT (NAD y AC). Esta se une específicamente el receptor provocando la activación del transductor (proteína G), que a su vez estimula a un efector primario. Este libera segundo mensajero que actúa sobre el efector secundario:
- cuando el primer mensajero es la NAD: interacciona con su receptor específico de tipo β ligado a la proteína Gs: Se activa así la Adenil ciclasa provocando un aumento de las concentraciones de AMPc que a su vez estimula las proteínkinasas correspondientes, responsables de fosforilaciones en la célula.
- cuando el primer mensajero es la AC: interacciona con su receptor específico de tipo muscarínico ligado a la proteína Gu. Se activa así la PLC (fosfolipasa C) provocando un aumento de las concentraciones de IP3 y DAG que provocan a su vez la liberación de Ca2+.


SINAPSIS COLINÉRGICA

Existe un espacio sináptico en el que se libera la AC que actúa o bien con su receptor nicotínico (pentámero responsable de la apertura de canales de Na+) o bien con su receptor muscarínico (estructura de 7 hélices).
La síntesis de AC requiere AcetilCoA1 y colina2:
●1 el piruvato, originado en las mitocondrias a partir de glucosa, se transforma en AcetilCoA
●2 la colina que se encuentra en el terminal nervioso tiene varias procedencias. El 80% procede de la AC que se rompe tras interactuar con sus receptores y que es recaptada por el transportador específico de colina SRCHH-AA: tras la interacción, los enzimas AC esterasa y Butirin esterasa escinden la AC a colina y acetato. La AC esterasa tiene mayor importancia mientras que la Butirin esterasa rompe aquellas moléculas de AC que no han interaccionado y/o que han escapado a la acción de la AC esterasa. El 20% restante proviene de la colina circulante en sangre previamente sintetizada en el hígado.

AcetilCoA + Colina                             →                                  Acetil-colina + HSCoA
                                      COLIN ACETIL TRANSFERASA

Una vez sintetizada la AcetilCoA la mayor parte de ésta se almacena en vesículas, mientras que una pequeña cantidad se queda pegada a la membrana presináptica. La llegada del potencial de acción provoca la despolarización de la célula y la consecuente entrada de calcio que determina el potencial postsináptico excitatorio: las vesículas son exocitadas mediante un mecanismo algo complejo en el que intervienen proteínas transportadoras específicas. La toxina butilínica impide que la AC sea transportada al espacio intersináptico al inhibir la AC esterasa.
 

Como hemos dicho anteriormente existen dos tipos de receptores con los que la AC puede interactuar: nicotínicos y muscarínicos.



RECEPTORES NICOTÍNICOS

Hay tres grupos:

    De placa motora (en músculo estriadoSN somático o voluntario). La AC interacciona con receptores nicotínicos de la membrana postsináptica y si hay una estimulación suficiente da origen al potencial de acción de placa motora y se despolarizan las células musculares.
Cada fibra muscular tiene millones de receptores nicotínicos. Sólo el 20% de éstos reaccionan, el 80% queda con posible actividad para modular la contracción muscular.

    En ganglios simpáticos y parasimpáticos (donde se encuentra la segunda neurona o neurona interpuesta de la vía eferente). Estos receptores tb se encuentran en la membrana postsináptica, al igual que el caso anterior.

    En SNC. La mayoria de estos receptores son PRESINÁPTICOS. Estimulan o inhiben la producción y liberación de otro neurotransmisor que suele ser el glutamato.


ESTRUCTURA

        Son pentámeros que forman canales. Hay 5 tipos de subunidades. Las más frecuentes son β y α. De estos hay subtipos. También hay subunidades δ, γ, ε.

        Cinco subunidades conforman un pentámero, en el caso de la placa motora del adulto, el más común es el 2(α1) β1ε δ, en la del embrión se sustituye la ε por gamma. En ganglios vegetativos (donde esta la segunda neurona de la vía eferente: 2(α3 ) 3(β4). En sistema nervioso central los de alta afinidad 2(α4)3(β2 ) y de baja afinidad 5(α 7 ).



       Cuando la AC interactúa con estos pentámeros se abre un canal, las moléculas de menos de 8Å pasan con facilidad (sodio y potasio), es más difícil que pasen magnesio y calcio que son más pesadas.



AGONISTAS: AC y nicotina( sobre todo en SNC con los de alta afinidad)
ANATGONISTAS: D-tubocuranina porque no deja que actúe la AC. 



RECEPTORES MUSCARINICOS


Su nombre proviene de la “Amanita muscaria” (derivados de ésta interactúan con estos receptores). Hay distintos tipos de receptores muscarínicos: M1, M2, M3, M4, M5.  Todos tienen algo en común, son estructuras 7-hélice transmembrana, receptores tipo serpentina. Tienen una zona externa donde interactúa la acetilcolina (AC) y una zona interna o citoplasmática que interacciona con distintas proteinas-G (Gs, G0, Gi) que activarán efectores (Adenilato ciclasa, PLC, canales). Éstos últimos realizarán en la célula su acción correspondiente.


RECEPTORES MUSCARINICOS


Su nombre proviene de la “Amanita muscaria” (derivados de ésta interactúan con estos receptores). Hay distintos tipos de receptores muscarínicos: M1, M2, M3, M4, M5.  Todos tienen algo en común, son estructuras 7-hélice transmembrana, receptores tipo serpentina. Tienen una zona externa donde interactúa la acetilcolina (AC) y una zona interna o citoplasmática que interacciona con distintas proteinas-G (Gs, G0, Gi) que activarán efectores (Adenilato ciclasa, PLC, canales). Éstos últimos realizarán en la célula su acción correspondiente.

       M1 (nerviosos): Son excitadores. Constan de 460aa. Se encuentran en SNC (corteza e hipocampo), aparato digestivo (plexos mientéricos, glándulas gástricas y salivales producen los efectos característicos del VAGO).

Mecanismos de acción: Cuando interactúa la AC con la parte externa se modifica la estructura y la parte citoplasmática actúa sobre el sistema de la fosfolipasa C (PLC). Esto provoca un aumento de IP3 y DAG. Como resultado se da una inhibición en la conductancia del K+ (el potasio no sale y se acumulan cargas positivas dentro de la célula) que despolariza lentamente la célula y la excita. 

Agonista (estimulante):   El natural, en nuestro cuerpo, es la AC. El artificial es el carbacol.
Antagonista (inhibe la acción del agonista):  La  atropina y el ipratropio son inhibidores no selectivos, inhiben a todos los receptores muscarínicos. Inhiben el parasimpático, por ejemplo producen broncodilatación. La pirencepina es un antagonista selectivo de esta clase.



     M2 (cardiacos): Son inhibidores. Constan de 466aa. Se encuentran en corazón (aurículas y nodos A-V), músculo liso, y tubo digestivo. Se llaman cardiacos porque tiene un efecto notable en el corazón  produciendo bradicardia (efectos parasimpáticos del VAGO).

Mecanismos de acción: estimulación de proteínas Gi (inhibidoras) que traen consigo la inhibición de la formación de AMPC. Esto da lugar a dos hechos: reducción en la conducción del calcio y aumento en la conducción de potasio (las subunidades β y γ de las proteínas G son las responsables del aumento en la conducción de K+). En conclusión, ocurre una hiperpolarización (el interior celular se hace más negativo porque no entra calcio y sale mucho potasio) y su consecuente bradicardia.
Efectos:
•    inhibición cardiaca
•    inhibición presináptica en SNC



     M3 (glandulares y de músculo liso):   Son estimulantes. Constan de 540aa. Producen efectos parasimpáticos en las glándulas exocrinas (en aparato digestivo y glándulas salivales), músculo liso de tracto digestivo, ojo (músculo ciliar) y vasos sanguíneos.

Mecanismo de acción: activan la PLC que aumenta los niveles de IP3  y mayor conductancia del calcio. Como resultado hay una mayor secreción gástrica y salival, broncoconstricción (esto es lo que bloquea el antagonista ipratropio), contracción del  músculo liso gastrointestinal, acomodación ocular y vasodilatación indirecta vía ON.


     M4: Son inhibidores. Constan de 434aa. Se encuentran en SNC (corteza y n.estriado), útero, vasos deferentes y ganglios*.
*En los ganglios del simpático y parasimpático por norma general se libera AC que interactúa con receptores nicotínicos. Pero también se pueden encontrar receptores muscarínicos de esta clase aunque con mucho menor efecto, menos importante; producen una pequeña inhibición.

Al igual que los muscarínicos de tipo 2 inhiben la conductancia del canal de calcio.



     M5: Son excitadotes. Constan de 532aa. Se localizan en sustancia negra. No se conoce mucho sobre este tipo de receptor, sólo que actúa a través de la PLC.

ATROPINA: es el inhibidor de todos estos receptores muscarínecos. La d-tubocuranina produce un efecto similar ya que impide la liberación de la AC.



Hasta aquí la descripción de los receptores colinérgicos. Estos tienen un efecto muy breve, de milisegundos, porque la AC se degrada rápidamente por la acetil-colin esterasa y butiril esterasa.



SINAPSIS NORADRENÉRGICA

Es parte del sistema nervioso simpático. Su estructura es similar a la colinérgica: terminal presináptico, hendidura sináptica y terminal postsináptico donde se encuentran los receptores α y β adrenérgicos con los que interacciona la noradrenalina (NAD).

En estas neuronas se da la síntesis de catecolaminas (ver comisión médula adrenal) pero sólo hasta NAD ya que la adrenalina es exclusiva de la médula suprarrenal. Las vesículas contienen NAD y se vierten a la hendidura ante un aumento de la concentración de calcio.

A tener en cuenta:
Debido a la situación de enzimas que degradan la NAD la degradación de éste neurotransmisor es más lenta que la de AC. Estas enzimas son la COMP y la MAO (ver comisión médula adrenal). La primera esta en la membrana del terminal postsináptico, y la MAO dentro del terminal presináptico.

1.    la recaptación es elevada (80-90%) porque se tiene que catabolizar por la MAO. Después de esto se puede volver a almacenar y verter.
2.    hay receptores presinápticos con los que interactúa la misma NAD  que se  ha vertido al espacio sináptico. Son receptores α2 que inhiben la liberación de NAD. Es una inhibición presináptica mediada por α2.  Esto es fundamental.


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