Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

18.5: La estructura neuronal
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
Neuron Structure
 
La voz en estos videos es generada por una computadora
TRANSCRIPCIÓN

18.5: Neuron Structure

18.5: La estructura neuronal

Overview

Neurons are the main type of cell in the nervous system that generate and transmit electrochemical signals. They primarily communicate with each other using neurotransmitters at specific junctions called synapses. Neurons come in many shapes that often relate to their function, but most share three main structures: an axon and dendrites that extend out from a cell body.

Structure and Function of Neurons

The neuronal cell body—the soma— houses the nucleus and organelles vital to cellular function. Extending from the cell body are thin structures that are specialized for receiving and sending signals. Dendrites typically receive signals while the axon passes on the signals to other cells, such as other neurons or muscle cells. The point at which a neuron makes a connection to another cell is called a synapse.

Neurons receive inputs primarily at postsynaptic terminals, which are frequently located on spines—small bumps protruding from the dendrites. These specialized structures contain receptors for neurotransmitters and other chemical signals. Dendrites are often highly branched, allowing some neurons to receive tens of thousands of inputs. Neurons most commonly receive signals at their dendrites, but they can also have synapses in other areas, such as the cell body.

The signal received at the synapses travels down the dendrite to the soma, where the cell can process it and determine whether it should send the message forward or not. The action potential is the main electrical signal generated by neurons. It carries the information forward onto the next cell. It is first generated at the axon hillock—the junction between the soma and the axon.

Axons vary in length but can be quite long. For example, some extend from the spinal cord all the way to the foot. Longer axons are usually wrapped in a fatty myelin sheath that insulates the axon, helping to maintain the electrical signal. The myelin sheath is created by glia—another type of cell in the nervous system. In myelinated axons, the action potential is regenerated at each node of Ranvier—repeated gaps in the myelin—until it reaches the terminal at the end of the axon, or presynaptic terminal.

The presynaptic terminal has vesicles that contain pools of neurotransmitters. Action potentials trigger the vesicles to undergo exocytosis by fusing to the cell membrane and releasing neurotransmitter into the synaptic cleft—the gap between cells at a synapse. Different neurotransmitters can have varying effects on the postsynaptic cell. An excitatory synapse increases the chances of initiating an action potential on the postsynaptic cell, while an inhibitory synapse decreases the chances of an action potential.

Neuronal Morphology

The overall shape of neurons—their morphology—can vary dramatically and often relates to their function. Some neurons have few dendritic processes and a single axon, others have very convoluted dendritic arbors, while others have axons that can span the length of the organism. The diverse morphologies are often used to define the type of neuron. The number of inputs—synaptic connections—can influence how a cell responds to signals. Therefore, the morphology of the dendrites, and the number of synapses they contain, is an important feature that can determine the type of neuron. In the peripheral nervous system, the dendrites can also define the receptive field of a cell—the physical space on the body that they are sensitive to.

The Art of Visualizing Neuronal Structures

The Spanish anatomist Santiago Ramon y Cajal, working in the late 19th and early 20th century, pioneered the tracing of individual neurons and provided fundamental insights into their very nature. He produced stunning depictions of cells that still offer a considerable amount of detail. Using the staining technique developed and named after the Italian biologist Camillo Golgi, he was able to trace the structure of many different kinds of cells in the brain. He also sketched some of the basic connections of neuronal circuits—networks of neurons that are activated together to process specific information.

Visión general

Las neuronas son el tipo principal de célula en el sistema nervioso que generan y transmiten señales electroquímicas. Se comunican principalmente entre sí utilizando neurotransmisores en uniones específicos llamadas sinapsis. Las neuronas vienen en muchas formas que a menudo se relacionan con su función, pero la mayoría comparten tres estructuras principales: un axón y dendritas que se extienden desde un cuerpo celular.

Estructura y función de las neuronas

El cuerpo celular neuronal, el soma, alberga el núcleo y los orgánulos vitales para la función celular. Se extienden desde el cuerpo celular son estructuras delgadas que están especializadas para recibir y enviar señales. Las dendritas suelen recibir señales mientras que el axón transmite las señales a otras células, como otras neuronas o células musculares. El punto en el que una neurona hace una conexión con otra célula se llama sinapsis.

Las neuronas reciben insumos principalmente en terminales postsinápticos, que con frecuencia se encuentran en las espinas: pequeñas protuberancias que sobresalen de las dendritas. Estas estructuras especializadas contienen receptores de neurotransmisores y otras señales químicas. Las dendritas a menudo están muy ramificadas, lo que permite que algunas neuronas reciban decenas de miles de insumos. Las neuronas reciben con mayor frecuencia señales en sus dendritas, pero también pueden tener sinapsis en otras áreas, como el cuerpo celular.

La señal recibida en las sinapsis viaja por la dendrita hasta el soma, donde la célula puede procesarla y determinar si debe enviar el mensaje hacia delante o no. El potencial de acción es la principal señal eléctrica generada por las neuronas. Lleva la información hacia adelante a la siguiente celda. Primero se genera en la colina del axón, la unión entre el soma y el axón.

Los axones varían en longitud, pero pueden ser bastante largos. Por ejemplo, algunos se extienden desde la médula espinal hasta el pie. Los axones más largos generalmente se envuelven en una vaina de mielina grasa que aísla el axón, ayudando a mantener la señal eléctrica. La vaina de mielina es creada por glia, otro tipo de célula en el sistema nervioso. En los axones mielinados, el potencial de acción se regenera en cada nodo de Ranvier (brechas repetidas en la mielina) hasta que llega al terminal al final del axón o terminal presináptico.

El terminal presináptico tiene vesículas que contienen piscinas de neurotransmisores. Los potenciales de acción provocan que las vesículas se sometan a exocitosis fusionándose con la membrana celular y liberando neurotransmisor en la hendidura sináptica, la brecha entre las células en una sinapsis. Diferentes neurotransmisores pueden tener efectos variables en la célula postsináptica. Una sinapsis excitatoria aumenta las posibilidades de iniciar un potencial de acción en la célula postsináptica, mientras que una sinapsis inhibitorio disminuye las posibilidades de un potencial de acción.

Morfología neuronal

La forma general de las neuronas, su morfología, puede variar drásticamente y a menudo se relaciona con su función. Algunas neuronas tienen pocos procesos dendríticos y un solo axón, otros tienen árboles dendríticos muy enrevesados, mientras que otros tienen axones que pueden abarcar la longitud del organismo. Las diversas morfologías se utilizan a menudo para definir el tipo de neurona. El número de entradas (conexiones sinápticas) puede influir en la forma en que una célula responde a las señales. Por lo tanto, la morfología de las dendritas, y el número de sinapsis que contienen, es una característica importante que puede determinar el tipo de neurona. En el sistema nervioso periférico, las dendritas también pueden definir el campo receptivo de una célula, el espacio físico en el cuerpo al que son sensibles.

El arte de visualizar las estructuras neuronales

El anatomista español Santiago Ramón y Cajal, que trabajaba a finales del siglo XIX y principios del XX, fue pionero en el rastreo de neuronas individuales y proporcionó una visión fundamental de su propia naturaleza. Produjo impresionantes representaciones de células que todavía ofrecen una cantidad considerable de detalles. Usando la técnica de tinción desarrollada y nombrada en honor al biólogo italiano Camillo Golgi, fue capaz de rastrear la estructura de muchos tipos diferentes de células en el cerebro. También esbozó algunas de las conexiones básicas de los circuitos neuronales, redes de neuronas que se activan juntas para procesar información específica.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter