Estructura de las neuronas

Las neuronas son los bloques de construcción centrales del sistema nervioso, con 100.000 millones de efectivos al nacer. Como todas las células, las neuronas constan de varias partes diferentes, cada una de las cuales cumple una función especializada (Figura 1). La superficie exterior de una neurona está formada por una membrana semipermeable. Esta membrana permite que las moléculas más pequeñas y sin carga eléctrica la atraviesen, mientras que detiene a las moléculas más grandes o altamente cargadas.

Figura 1. Esta ilustración muestra una neurona prototípica, que está siendo mielinizada.

El núcleo de la neurona se encuentra en el soma, o cuerpo celular. El soma tiene extensiones ramificadas conocidas como dendritas. La neurona es un pequeño procesador de información, y las dendritas sirven como sitios de entrada donde se reciben las señales de otras neuronas. Estas señales se transmiten eléctricamente a través del soma y por una extensión mayor del soma conocida como axón, que termina en múltiples botones terminales. Los botones terminales contienen vesículas sinápticas que albergan neurotransmisores, los mensajeros químicos del sistema nervioso.

Los axones varían en longitud desde una fracción de pulgada hasta varios pies. En algunos axones, las células gliales forman una sustancia grasa conocida como vaina de mielina, que recubre el axón y actúa como aislante, aumentando la velocidad a la que viaja la señal. La vaina de mielina es crucial para el funcionamiento normal de las neuronas del sistema nervioso: la pérdida del aislamiento que proporciona puede ser perjudicial para el funcionamiento normal. Para entender cómo funciona esto, consideremos un ejemplo. La esclerosis múltiple (EM), un trastorno autoinmune, implica una pérdida a gran escala de la vaina de mielina en los axones de todo el sistema nervioso. La interferencia resultante en la señal eléctrica impide la rápida transmisión de información por parte de las neuronas y puede provocar una serie de síntomas, como mareos, fatiga, pérdida de control motor y disfunción sexual. Aunque algunos tratamientos pueden ayudar a modificar el curso de la enfermedad y a controlar ciertos síntomas, actualmente no se conoce ninguna cura para la esclerosis múltiple.

En los individuos sanos, la señal neuronal se desplaza rápidamente por el axón hasta los botones terminales, donde las vesículas sinápticas liberan neurotransmisores en la sinapsis (Figura 2). La sinapsis es un espacio muy pequeño entre dos neuronas y es un lugar importante donde se produce la comunicación entre las neuronas. Una vez que los neurotransmisores se liberan en la sinapsis, viajan a través del pequeño espacio y se unen a los receptores correspondientes en la dendrita de una neurona adyacente. Los receptores, proteínas de la superficie celular a las que se adhieren los neurotransmisores, varían en su forma, y las diferentes formas «se ajustan» a los diferentes neurotransmisores.

¿Cómo «sabe» un neurotransmisor a qué receptor unirse? El neurotransmisor y el receptor tienen lo que se denomina una relación de cerradura y llave: los neurotransmisores específicos encajan en receptores específicos de forma similar a como una llave encaja en una cerradura. El neurotransmisor se une a cualquier receptor en el que encaje.

Figura 2. (a) La sinapsis es el espacio entre el botón terminal de una neurona y la dendrita de otra. (b) En esta imagen pseudocoloreada de un microscopio electrónico de barrido, se ha abierto un botón terminal (verde) para revelar las vesículas sinápticas (naranja y azul) de su interior. Cada vesícula contiene unas 10.000 moléculas de neurotransmisor. (crédito b: modificación del trabajo de Tina Carvalho, NIH-NIGMS; datos de la barra de escala de Matt Russell)