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neuronasLas neuronas son unas células de nuestro cuerpo que se han ganado un lugar especial en las conversaciones cotidianas de la gente. Seguramente tú mismo hayas mantenido alguna charla en que aparecieron estas singulares compañeras, en cambio, a menos que seas un interesado en la materia, es más extraño que lo hayas hecho con una en la que los hepatocitos o los neumocitos sean los protagonistas. Contemplamos a las neuronas como unas células harto interesantes ya que sabemos que son aquellas que componen nuestro órgano (sin desear quitarle importancia al resto de nuestros órganos) más destacado: el cerebro. Aunque no son ni mucho menos las únicas células que componen nuestro cerebro (de hecho otro tipo de célula nerviosa, la glía, es mucho más numerosa) ni tampoco son células exclusivas de nuestro cerebro (tenemos neuronas a lo largo y ancho de nuestro cuerpo en esas vías llamadas nervios), las concebimos popularmente como las incontestables protagonistas de los procesos que nos hacen humanos: la inteligencia, el lenguaje, la creatividad, etc.

Pero, ¿qué tienen las neuronas de especial? ¿Con qué cuentan para ser parte del sustento de estas funciones? Vamos a examinar de cerca las estructuras neuronales para darnos cuenta de dos cosas: que no son tan diferentes a otras células de las que componen nuestro organismo pero que sus pequeñas diferencias marcan una distinción importante y vital.

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¿Cuáles son las funciones de una neurona para que necesite una estructura peculiar?

Las neuronas son las células de nuestro sistema nervioso (encéfalo, médula espinal y vías nerviosas) encargadas de parte de la transmisión de los impulsos nerviosos (de naturaleza eléctrica) necesarios para la vida. Esta transmisión se realiza de neurona a neurona, de órgano receptor (como el ojo) a neurona o de neurona a órgano o componente efector (como los pulmones o un músculo).

La transmisión nerviosa tiene como objetivo multitud de funciones: el movimiento (voluntario o involuntario), la percepción de la realidad a través de los sentidos, la secreción de glándulas, la disposición de la información sobre el estado del cuerpo, la preparación de secuencias de acción, el pensamiento, etc. Son las neuronas, por tanto, células especializadas en la transmisión de impulsos eléctricos, es decir, de la información que nuestro organismo sabe y necesita interpretar para permanecer con vida.

¿Qué tienen en común con otras células? Estructuras que las neuronas comparten

Estamos de acuerdo en que las neuronas son unas células especialmente interesantes porque soportan procesos que nos fascinan, pero hemos de tener en cuenta que lo que las hace únicas, su especialización funcional, es algo con que cuentan todas las células de nuestro cuerpo. Todas nuestras células están ahí para algo, y en dependencia del tejido del que formen parte ejercen unas labores u otras. Cada tipo de célula de nuestro cuerpo cuenta con estructuras que las hacen funcionalmente diferentes, pero existen en todas ellas una serie de estructuras que las hacen similares. Este “leit-motiv” celular también está presente en las neuronas. Nuestras interesantes amigas tienen algo de “mainstream” en cuanto a sus orgánulos se refiere:

La membrana neuronal

neuronasUna de los primeros componentes de la célula que se presentan como necesarios para componer una célula es su membrana, esto es, la doble capa de moléculas de fosfolípidos que separa el exterior celular del interior celular. El mejor símil para este orgánulo sería la piel de nuestro propio cuerpo.

Aunque existe en todas las células, en la neurona esta membrana adquiere una especial importancia ya que soporta una de las necesidades esenciales de las funciones de estas células y, por tanto, condición para nuestra existencia: la diferencia de carga entre el exterior y el interior neuronal. Como recordarás de “¿Cuál es la pila de nuestro cerebro?“, para que exista impulso nervioso es necesario que exista una diferencia de carga (de iones) entre el interior de la neurona y su exterior y un intercambio iónico a través de esta membrana. Sin la existencia de esta membrana y sus peculiares características (es impermeable al paso “incontrolado” de iones pero dispone de canales que permiten su paso “cuando se necesita”), no podría existir esa diferencia iónica entre ambas regiones ni, por ende, la transmisión de impulsos.

El núcleo neuronal

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Representación a escala del interior del soma (cuerpo) neuronal.

Como todas las células de nuestro cuerpo, las neuronas cuentan con un núcleo. Este núcleo es el que contiene el material genético, material genético compartido por todas las células del cuerpo (es a grandes rasgos igual en todas tus células, es TU material genético). La única diferencia radica en la expresión de ese material genético, que sí es particular de cada tipo de célula. Esta expresión singular del material genético común es lo que hace a cada célula de un cierto tipo y de ella depende su funcionalidad y viabilidad.

La mitocondria

Se conoce a la mitocondria como la “central de energía” de nuestras células, siendo las principales productoras de ATP (Adenosín trifosfato), nuestra “molécula combustible” (lee más sobre la ATP en “Adenosín trifosfato (ATP): la fuente de la vida“ . Las neuronas no iban a ser menos y también obtienen la energía que necesitan de las mitocondrias, pero son un tanto especiales en este punto: la densidad de mitocondria (su número) es mayor en las neuronas en comparación con otras células debido a sus especiales necesidades energéticas.

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Ilustración de la mitocondria.

¿Por qué las neuronas necesitan una cantidad mayor de energía para ejecutar sus procesos? La respuesta podemos hallarla en el increíble gasto energético (a niveles celulares) que supone el mantenimiento del equilibrio iónico entre el exterior y el interior neuronal. Como hemos dicho arriba cuando hablábamos de la membrana neuronal, este equilibrio y su ruptura es condición sine qua non para la existencia de impulsos nerviosos. Al ser impermeable la membrana al paso “descontrolado” de iones, la neurona necesita de una ayuda para restablecer el equilibrio iónico cuando ha sido roto por la existencia de un impulso nervioso. Esta ayuda adquiere forma de “bombas” denominadas bombas de sodio-potasio o bombas ATP que permiten el intercambio “forzado” de iones entre ambos lados de la membrana. Estas bombas suponen la mayor parte del gasto energético de la neurona… ¡y de tu cuerpo en general!

 El retículo endoplasmático

El retículo endoplasmático es una laberíntica estructura derivada de la membrana nuclear de la célula que realiza funciones de síntesis de proteínas y metabolismo celular. Podemos distinguir dentro de éste el retículo endoplasmático rugoso, que en las neuronas dispone de unas estructuras exclusivas denominadas cuerpos de Nissl. De nuevo, aunque la neurona comparte estructuras con el resto de células, sí que disfruta de algunos “privilegios”.

 El aparato de Golgi

neuronasEl aparato de Golgi es otra “fábrica” de nuestras células, encargadas de modificar productos producidos por otros orgánulos de la célula (como el retículo endoplasmático), de mantener algunas de sus partes y de “empaquetar” ciertos productos para su uso posterior por la célula. En el caso de las neuronas, el aparato de Golgi es el encargado de empaquetar los neurotransmisores (las sustancias que emplean las sinapsis químicas para transmitir el impulso nervioso de una célula a otra) en vesículas para ser luego empleadas en la sinapsis. Como nota curiosa, este aparato se descubrió por primera vez en las neuronas, aunque lo comparte con el resto de células del cuerpo.

¿Qué tienen de especial las neuronas? Estructuras que NO comparten con otras células: sus especialidades

Todos los orgánulos citados anteriormente los encontramos en el cuerpo o soma neuronal, la parte “central” de la neurona. Este soma se diferencia clara y morfológicamente de las otras estructuras de la neurona que contemplamos a continuación como estructuras exclusivas de estas células y que las especializan en la transmisión de los impulsos.

El axón

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Esquema de un evento de despolarización neuronal que conduce al disparo de un potencial de acción y su transmisión a lo largo del axón.

El axón neuronal es una parte de la neurona que destaca por ser una protuberancia alargada. El axón es la parte especializada en la transmisión del impulso propiamente dicha a otras neuronas o células, aunque hay axones que también reciben información. Para ello está “plagado” de canales iónicos que permiten el intercambio iónico necesario entre interior y exterior neuronal para la transmisión del impulso nervioso a lo largo del mismo. Buena parte de los axones de nuestro cuerpo podemos encontrarlos rodeados por vainas de mielina, una suerte de sustancia aislante que permite una transmisión del impulso mucho más rápida. Puedes leer más sobre la utilidad de estas vainas en “Nódulos de Ranvier: un pequeño espacio que marca la diferencia“.

Las dendritas

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Imagen de dos neuronas en conexión con sus macroestructuras señaladas.

Las dendritas destacan en la neurona por su presencia en intrincadas ramificaciones que denominamos poéticamente “árbol dendrítico” y son las principales culpables de dotar a las neuronas de su peculiar forma. Estas dendritas son las estructuras neuronales especializadas en la recepción de impulsos nerviosos de otras células en unas subestructuras denominadas espinas dendríticas (aunque también se han documentado dendritas capaces de transmitir información).

Las sinapsis: el punto de unión entre axón y dendrita

La sinapsis es la unidad funcional que se halla en el lugar en que un axón conecta con una dendrita. Su estructura dependerá del tipo de sinapsis ante el que nos encontremos: eléctrica o química. Las sinapsis eléctricas se caracterizan por una estructura simétrica a diferencia de las sinapsis químicas, cuya naturaleza precisa que exista en el punto último de transmisión (el botón terminal o sináptico del axón) una serie de elementos diferentes a las existentes en el punto primero de recepción (la densidad postsináptica y receptores postsinápticos en las dendritas). Es decir, las sinapsis químicas se caracterizan por su arquitectura asimétrica.

La sinapsis está compuesta, por tanto, por la parte final del axón o botón sináptico, por el espacio entre ambas células o hendidura sináptica y el punto de recepción de la dendrita de turno. En las sinapsis eléctricas, la hendidura sináptica es mucho más estrecha en comparación con las sinapsis químicas y no existen estructuras peculiares ni en el punto de transmisión ni en el de recepción. Estas sinapsis “se limitan”, grosso modo, a disponer de unos poros en la membrana que permiten la salida de los iones de la neurona que transmite y la entrada de los mismos a la neurona que recibe.

neuronasLa cosa cambia en las sinapsis químicas, en que sí existen microestructuras especializadas en el envío y recepción de la información eléctrica a través de sustancias químicas: por ejemplo, las mencionadas vesículas sinápticas que contienen el neurotransmisor (empaquetado en el aparato de Golgi somático) en el terminal axónico o la densidad postsináptica en la dendrita receptora que permite la inserción de los receptores postsinápticos que “recogen” la información química de la sinapsis y la traducen en señales internas en la neurona receptora que permitirán la continuación de eso por lo que están ahí: la transmisión del impulso nervioso.

Lee más en “The Neuron: Cell and Molecular Biology

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