Es ampliamente conocido en la cultura popular que las neuronas son unas células que actúan como una especie de mensajeras, enviando información de aquí para allá a lo largo de nuestro sistema nervioso.
El cómo funcionan las neuronas, que son la unidad funcional básica de nuestro cerebro, médula espinal y nervios, es el tema del que trata el artículo de hoy. Descubramos cómo trabajan estas sofisticadas obras de ingeniería de la naturaleza.
- Artículo relacionado: "Tipos de neuronas: características y funciones"
¿Cómo funcionan las neuronas? Una descripción general
Las neuronas son unas células que forman parte del sistema nervioso, siendo su unidad funcional básica. Estas células tienen como función principal recibir y transmitir información en forma de impulsos eléctricos a lo largo de un complejo entramado o red hecho de neuronas, que constituye el sistema nervioso, tanto el central (SNC), compuesto por la médula espinal y el encéfalo, como el periférico (SNP) constituido por los nervios.
Queda claro que, en base a esta definición, el sistema nervioso no podría funcionar sin las neuronas, junto con las células de la glía. Sin embargo, para comprender más cómo funcionan es necesario hacer una serie de apuntes con respecto su tipología, su estructura y su forma, dado que estas influyen directamente sobre su funcionamiento.
Estructura
Las funciones de las neuronas no se pueden entender sin entender cómo están organizadas estas células nerviosas. Estas son las partes de la neurona.
1. Soma
El soma es el cuerpo celular de la neurona, y es el lugar en dónde se encuentra el núcleo, además de tener una gran actividad de síntesis proteica, fundamental para el funcionamiento de la neurona. Es desde aquí donde se extienden varias protuberancias o apéndices: las dendritas y el axón.
2. Las dendritas
Las dendritas son unas protuberancias en forma de árbol y con espinas que permiten que la neurona reciba y procese información. En función del tipo de señales que reciba, se puede inducir a la excitación o inhibición de la neurona, haciendo que se dé o no el potencial de acción, esto es, que dispare un impulso nervioso.
3. El axón
El axón consta de una sola prolongación en la neurona con un grosor homogéneo. Esta estructura tiene su origen en el cuerpo celular, concretamente en el cono axónico. En las neuronas motoras y las interneuronas es en ese cono axónico donde se produce el potencial de acción.
Los axones vienen recubiertos con una sustancia aislante especial: la mielina. Esta mielina tiene una función fundamental en el sistema nervioso, dado que hace que el impulso nervioso sea más eficiente y rápido.
Llegando al final del axón se encuentran muchas ramas, las cuales forman unas estructuras en forma de bulbo conocidas como terminales axónicas o nerviosas. Estas terminales forman conexiones con las células diana, sean motoras o interneuronas.
Tipos de neuronas según su función
De acuerdo con sus funciones, podemos distinguir, entre tres tipos: sensoriales, motoras e interneuronas.
1. Neuronas sensoriales
Las neuronas sensoriales son las que se encargan de captar la información externa al organismo o las sensaciones, como puede ser el dolor, la luz, el sonido, el tacto, el gusto… Esta información es captada y enviada en forma de impulso eléctrico, dirigiéndola hacia el sistema nervioso central, en donde ésta será procesada.
2. Neuronas motoras
Las neuronas motoras reciben la información procedente de otras neuronas, encargándose de transmitir órdenes hacia músculos, órganos y glándulas. De esta manera se puede efectuar un movimiento o llevar a cabo una determinada función biológica, como puede ser la producción de hormonas.
3. Interneuronas
Las interneuronas son un tipo especial de células presentes en el sistema nervioso central que se encargan de conectar una neurona con otra, es decir, funcionan como una especie de puente. Reciben información de unas neuronas, sean éstas sensoriales u otras interneuronas, y las transmiten a otras, pudiendo ser neuronas motoras u otras interneuronas.
Las neuronas trabajan formando redes
Independientemente de lo saludable que esté una neurona, si esta está aislada de las demás no sirve para absolutamente nada. Para que estas células puedan desempeñar sus funciones es preciso que se conecten con las demás, trabajando juntas. Así, al conectarse entre ellas estas células se estimulan o inhiben, procesan la información entrante y contribuyen a que se emita una respuesta motora u hormonal. Estos circuitos neuronales pueden llegar a ser muy complejos aunque también los hay de bastantes simples, especialmente relacionados con los reflejos.
Al trabajar en equipo las neuronas pueden desempeñar tres funciones básicas, siendo estas el recibir señales nerviosas o información procedente de otras neuronas; integrar esas señales, con el objetivo de determinar si la información es importante o no; y comunicar las señales a las células diana, las cuales pueden ser músculos, glándulas u otras neuronas.
Para entender más a fondo estas tres funciones, vamos a describir un ejemplo, una situación en la que se implican los tres tipos de neuronas en base a su función: neuronas sensoriales, neuronas motoras e interneuronas.
Imaginémonos que estamos preparándonos un té, estando la tetera encima del fuego. Al verla estamos activando neuronas sensoriales, concretamente las que se encargan de la vista, transmitiendo información nerviosa captada en los conos y bastones de la retina hacia el cerebro. En el cerebro se procesará la información visual y nos seremos conscientes de que estamos viendo la tetera.
Como queremos servirnos un té nos disponemos a coger la tetera. Para poder mover el brazo es necesario que usemos nuestras neuronas motoras. Estas neuronas han recibido la señal procedente del encéfalo para que se activen los músculos del brazo, estirarlo y coger la tetera. Así pues, hacemos ese movimiento: estiramos el brazo y cogemos la tetera, cuyo mango es de metal.
Resulta que no habíamos apagado el fuego y que la tetera estaba muy caliente. Esta sensación es captada por los sensores térmicos de la piel al tocar el mango caliente. Esta información, captada por neuronas sensoriales, viaja rápidamente hacia la médula espinal que, por medio de una interneurona, envía la información a neuronas motoras sin necesidad de enviarla al cerebro. Se ordena mover rápidamente el brazo para evitar quemarnos. Aún así, parte de la información llega al encéfalo, que la interpreta en forma de dolor.
La sinapsis
Las conexiones neurona a neurona se forman normalmente sobre el axón y la dendrita de dos neuronas. El lugar de encuentro entre estas dos neuronas es lo que se conoce como sinapsis o espacio sináptico, dándose lugar la transmisión de la información de la primera neurona (presináptica) a la siguiente, siendo la neurona diana (postsináptica).
La transmisión de la información se hace por medio de unos mensajeros químicos, los neurotransmisores, habiéndolos de muchos tipos (p. ej., serotonina, dopamina, acetilcolina, GABA, endorfinas...).
Cuando un potencial de acción viaja por el axón de la célula presináptica y llega a su terminal, ésta neurona libera un neurotransmisor en el espacio sináptico el cual se une a los receptores de la membrana de la célula postsináptica y, así, se da la transmisión de la señal nerviosa. Esta señal puede ser excitatoria o inhibitoria y, dependiendo del tipo de neurotransmisor se desempeñará una función u otra, además de depender de qué camino siga el impulso nervioso, yendo hacia el centro nervioso o célula diana correspondiente.
- Quizás te interese: "Sinapsis: qué son, tipos y funciones"
¿Y qué pasa con las células gliales?
Si bien las protagonistas son las neuronas, no podemos olvidarnos de sus amigas secundarias, las células gliales, aunque lo de “secundarias” no es sinónimo de “prescindibles”. Si la neurona es la unidad funcional básica del sistema nervioso, las células gliales son la célula mayoritaria del mismo. Es por esto que no se las puede dejar olvidadas a la hora de tratar de explicar cómo funcionan las neuronas, sobre todo teniendo en cuenta que tienen un papel de apoyo del sistema nervioso muy importante.
A grandes rasgos, existen cuatro tipos de células gliales, siendo tres de estos, los astrocitos, los oligodendrocitos y la microglía únicamente localizables en el sistema nervioso central. El cuarto tipo son las células de Schwann, que solo se encuentran en el sistema nervioso periférico.
1. Astrocitos
Los astrocitos son el tipo de células gliales más numerosos del encéfalo. Sus principales funciones son regular el flujo sanguíneo en el cerebro, mantener la composición del líquido de rodea las neuronas y regular la comunicación entre neuronas en el espacio sináptico.
Durante el desarrollo embrionario los astrocitos ayudan a que las neuronas lleguen a sus destinos, además de contribuir en la formación de la barrera hematoencefálica, la parte que aísla el encéfalo de sustancias tóxicas que pueden venir disueltas en la sangre.
2. Microglía
La microglía está relacionada con los macrófagos del sistema inmunitario, los “carroñeros” que eliminan células muertas y residuos que pueden ser tóxicos en caso de que se acumulen.
3. Oligodendrocitos y células de Schwann
Los oligodendrocitos y las células de Schwann, comparten una función similar, aunque los primeros se encuentran en el sistema nervioso central y las segundas en el periférico. Ambas son células gliales que producen mielina, la sustancia aislante que se encuentra en forma de funda alrededor de los axones neuronales.
Referencias bibliográficas:
- Purves, D., Augustine, G. J., Fitzpatrick, D., Katz, L. C., LaMantia, A.-S y McNamara, J. O. (1997). The organization of the nervous system (La organización del sistema nervioso). En Neuroscience (pp. 1-10). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
- Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V y Jackson, R. B. (2011). Nervous systems consist of circuits of neurons and supporting cells (El sistema nervioso consiste de circuitos de neuronas y de células de apoyo). En Campbell biology (10° ed., pág. 1080-1084). San Francisco, CA: Pearson.
- Reece, J. B., Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V y Jackson, R. B. (2011). Neuron structure and organization reflect function in information transfer (La estructura neuronal y su organización reflejan su función en la transferencia de información). En Campbell biology (10° ed., pág. 1062-1064). San Francisco, CA: Pearson.
- Sadava, D. E., Hillis, D. M., Heller, H. C y Berenbaum, M. R. (2009). Neurons and nervous systems (Las neuronas y el sistema nervioso). En Life: The science of biology (9na ed., pp. 988-993). Sunderland, MA: Sinauer Associates.
