neurociencia
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Luis Ángel Aguilar Mendoza PhD.
Universidad Peruana Cayetano Heredia
Anatomía de Andreas VESALIUS (1514-1564)
Biblioteca Histórica de la Universidad de Salamanca
Nervous System Functions
En el proceso de integración del individuo al medio que lo rodea, el sistema nervioso es responsabe de:
Recibir información (sistemas sensoriales)
Integración e interpretación de la información sensorial recibida.
Organización y ejecución de respuestas adaptativas (sitemas motores).
Estímulo Respuesta
Una única célula recibe información del entorno (estímulo) y
es capaz de generar una respuesta que guarda relación con
el estímulo. Diferentes tipos de estímulos mecánicos
provocan un único tipo de respuesta.
↑ Complejidad y
variabilidad de la
respuesta.
receptor
efector
¿Como conectar estos
elementos entre sí?
Vm
S. Ramón y Cajal.
Teoría de la polarización dinámica
• Células excitables
• INFORMACION
INTEGRACION
CODIFICACION
Aparición de un sistema nervioso constituido por un
tejido altamente especializado y de compleja
organización, con propiedades únicas adecuadas al
manejo de información.
EXCITABILIDAD Y CONECTIVIDAD
}
Tallado de encéfalo de alpaca prefundido. Los cerebros de los animales
fijados fueron extraidos y postfijados en una solución de
paraformaldehido al 10%.
Lama paco: Alpaca
NaCl
6M
Glycerol
6M
20µm
NaCl
7 days Glycerol
7 days
El tratamiento con
glicerol en TG
conduce a la
expresión de
caspasa-3, luego
de 7 los días de
tratados.
Esta expresión todavía
se detecta en animales
inyección del post-
glicerol de 6 meses, sin
embargo, tal expresión
se parece ser menos
uniforme.
Figura 4
Zonas del hemisferio cerebral izquierdo vistas lateralmente que se
activan tras escuchar palabras, decirlas, verlas escritas o pensar
sobre ellas. Los colores rojos y amarillos indican las áreas que
consumen más glucosa durante cada una de estas actividades.
Oir palabras Decir palabras Ver palabras Pensar palabras
Evidencia de sueño conductual en Drosophila Melanogaster
Efectos del Entorno
Estimulante
a) Un pez joya criado en
aislamiento desarrolla
neuronas con menos
ramificaciones
b) Un pez criado con
otros tiene más
ramificaciones
neuronales
Potencial de
acción en la
neurona
(colorante
sensible a voltaje)
Registro intracelular de
una neurona modelo.
gNa-gK
La integración de las entradas y la codificación dependen
asimismo de las características morfológicas
Importancia del compartimiento dendrítico
S.Ramón y Cajal - 1899
SINAPSIS
NEUROCIENCIA
ESTUDIO CIENTíFICO DEL SISTEMA NERVIOSO
ESTUDIO INTERDISCIPLINARIO DEL SISTEMA
NERVIOSO Y SU MANIFESTACION EXTERNA, EL
COMPORTAMIENTO (DELGADO Y COL. 2002)
Santiago Ramón y Cajal
Petilla, 1852-1934
Camillo Golgi
Brescia, 1843-1926
Max Bielschoswky
Breslau, 1869-1940
LA TEORÍA NEURONAL
Neuronismo - Reticularismo
Leo Gerlach
1851-1918
P. del Río-Hortega
La Escuela española de Neurohistología
N. Achucarro
F. de Castro
J.F. Tello y Muñóz
R. Lorente de Nó
En la segunda mitad del siglo XIX y comienzos del XX surge en España
un grupo de Neurocientíficos que cambian las ideas sobre la
organización del sistema nervioso. Es tiempo de la Neuroanatomía y las
técnicas de impregnación argéntica.
SINAPSIS
POTENCIAL DE ACCIÓN
PODEMOS MEDIR EL NUMERO DE POTENCIALES QUE PASAN POR UNA MEMBRANA EN EL TIEMPO Y
RELACIONARLO CON LA INTESIDAD DEL ESTIMULO .
Histograma Postestímulo
Tiempo (ms)
Nú
mero
de
de
scarg
as
Mapa de Frecuencias
Frecuencia (kHz)
+ - -
ELECTROFISIOLOGÍA NEUROFARMACOLOGÍA
0
500
1000
0
500
1000 0
400
800
0
500
1000
Time (ms)
Fir
ing
rate
(sp
ikes
s-1
) Bicuculline
0 40 80 120 0
200
400
Control Recovery
0
500
1000
PATCH CLAMP
(Tomado de Rochlin y Farbman, 1995) (Tomado de Hirata y Fujisawa, 1999)
Diana/s intermedia/s y diana definitiva
Lower gray values
neurons
All neurons
Higher gray values
neurons
Caudal
sect
ion
R
ostra
l section
Aguilar et al.2001
SISTEMA NERVIOSO
S.N. CENTRAL S.N. PERIFÉRICO
S.N. SOMÁTICO S.N. AUTÓNOMO
S.N. SIMPÁTICO S.N.
PARASIMPÁTICO
ENCÉFALO MÉDULA
CEREBRO
DIENCÉFALO
TRONCO
CEREBELO
CERVICAL
TORÁXICA
LUMBAR
SACRA
COXÍGEA
FUNCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO
Detección sensorial
Procesamiento de la Información
Comportamiento
SNC: 1012 neuronas
1012 cél. gliales
1015 conexiones sinápticas
Mecanismos de orientación del crecimiento axonal
y migración neuronal durante el desarrollo del sistema nervioso
Teoría Neuronal
1.- Neurona:Unidad Funcional del Sistema Nervioso
2.- Polarización Funcional y Polarización Trófica
3.- Transformación
04/-gal/Hoechst
% de cél. E16.5 plp-
lacZ+, tras 5DIV
O4+
34 2
O1+
33 1
tubulina-III+
GFAP+
1.- Neurona:Unidad Funcional del Sistema Nervioso
. Esquema de la marcha de las incitaciones motrices voluntarias y
de las sensitivas motrices .Ramón y Cajál - 1902
LEY DE POLARIZACIÓN DINÁMICA
2.- Polarización Funcional
Transporte axónico retrogrado
de peroxidasa de rabano picante
Polarización Trófica
Sistema motor autónomo
Sistema motor somatico
3.- Transformación
Linaje de células madre neurales
Fetal Adulto
Célula madre FGF-2
EGF
FGF-2 + EGF
Progenitor FGF-2
EGF
PDGF
FGF-2
IGF-1
BDNF Neuroblasto
Glioblasto
CNTF
BMPs T3
Neurona
Astrocito Oligodendrocito
(Tomado de Shihabuddin et al., 1999)
TIPOS PRINCIPALES DE MIGRACIÓN NEURONAL
EN EL SISTEMA NERVIOSO
1-RADIAL O GLIOFÍLICA
(Tomado de Dulabon et al., 2000)
2-TANGENCIAL or NEUROFÍLIC
(Tomado de Doetsch y Álvarez-Buylla, 1996))
(Tomado de Anderson et al., 2000)
FUNCIONES DE LAS MOLÉCULAS QUIMIOTRÓPICAS DURANTE EL
DESARROLLO DEL SNC
NETRINAS SEMAFORINAS SLITS OTRAS
Crecimiento y/o arborización de
neuritas
Sí Sí Sí HGF, BMP7, Ác. Retinoico
Colapso de conos de crecimiento Sí Sí Sí BMP7
Orientación del crecimiento axonal ( +, - ) ( - , + ) ( - ) ( + ) HGF, Reelina, Ác. Retinoico
( - ) BMP7
Sinaptogénesis Sí Sí
Migración neuronal ( +, - ) ( +, - ) ( - ) ( + ) HGF
( +, - ) Reelina
Morfógeno en otros tejidos Sí HGF, BMPs, Ác. Retinoico
Neurona
La Neurona
Marcaje intracelular (Dr. de Felipe, Cajal, CSIC)
Partes de la Neurona: Conexiones entre neuronas.
Técnica de Golgi. (Dr. Valverde, Cajal, CSIC)
La Neurona
Transportes e Inmunocitoquímica
POLARIDAD NEURONAL
•Bipolar
•Unipolar
•Pseudounipolar
•Multipolar: Piramidal
Motoneurona
Célula de Purkinje
Muchas dendritas tienen espinas
Movimiento de espinas
Dr. Rafael Yuste (Columbia University, New York)
Neurona piramidal del hipocampo
( P0, 10 DIV, GFP)
Dr. Rachel Wong (Washington University, St. Louis)
E12, Neurona ganglionar de la retina
(~15 minutes; 5 sec entre imagenes)
Dinámica de filopodios
¿Que es un célula de Glia?
Son las células no-neuroales
SINAPSIS
Las sinapsis son zonas especializadas de la membrana celular, en los cuales se da la comunicación entre una neurona y otra célula del organismo, frecuentemente otra neurona.
Eléctricas: cuando la señal eléctrica de una neurona pasa a la siguiente célula a través del paso directo de iones
Químicas: cuando la señal eléctrica de una neurona tiene que ser convertida a una señal química que vuelve a ser convertida en una señal eléctrica.
TIPOS DE SINAPSIS
COMO FUNCIONA LA SINAPSIS . CUANDO LLEGA UNA CORRIENTE -POTENCIAL DE
ACCIÓN- POR EL AXÓN EN LA SINAPSIS SE ABREN CANALES DE CALCIO. LA ENTRADA DE
CALCIO ORIGINA LA LIBERACIÓN DEL NEUROTRASMISOR.
Canales de Calcio Voltaje dependientes
Dr. Luis Angel Aguilar Mendoza
Laboratorio de Neurociencias y Comportamiento
Facultad de Medicina Alberto Hurtado
LID-UPCH
Avances e Investigación en Neurociencias y comportamiento
WWW.NEUROCIENCIAPERU.ORG
Neurociencias
Década del Cerebro
2006 grupo de docentes y alumnos
Neuropéptidos / Neurotransmisores
Investigación y docencia
Modelos animales (alpaca, guácharo,
vizcacha, peces amazónicos)
Modelos biofísicos (hipoxia, altura)
6,2 kHz
A B
D C 1mm
1
3
2 NCCI
CECI
CDCI
Caja de Skinner 10mo día (Ratas sin refuerzo)
0
2
4
6
8
10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Conducta (presiona con la pata)
Tie
mp
o (
min
uto
s)
Rata A
Rata B
NEUROFARMACOLOGIA Y COMPORTAMIENTO:
APRENDIZAJE, MEMORIA, DOLOR,
Factores de diferenciación de células
nerviosas (NGF) en venenos de
serpientes
Búsqueda de nuevos factores
capaces de promover el desarrollo y
regeneración de células nerviosas
Basados en la rica
fauna de las diversas
regiones peruanas se
puede obtener
importantes fármacos
para el tratamiento de
lesiones neurológicas.
Fondos nacionales (UPCH, Fundación
Hipólito Unanue, CONCYTEC)
Fondos internacionales (IBRO, SENC,
IFS, Universidades diversas)
Tesis de grado
Publicaciones en múltiples revistas
científicas con Índice de Impacto
EXPRESIÓN DIFERENCIAL DE NEUROPÉPTIDOS EN MODELOS ANIMALES DE EPILEPSIA EXERIMENTAL INDUCIDA POR PENTILENTETRAZOL.
UPCH-FM 2008
State (5): convulsion tonic-clonica
generalizada, perdida postura
State (4): convulsion clonica
generalizada
State (3): convulsion mioclonica
cuerpo levantado
State (2): agitacion convulsiva leve,
miembros superiores
State (1): movimientos orofaciales,
tic
State (0): normales
Experimental Seizures
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
days
scale
seiz
ure
Seizure type
Seizure numbers
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
T ( sec)
1 2 3 4 5
Days
Latency time: T Maze test
Contro l
Epileptic
EXPRESIÓN DIFERENCIAL DE NEUROPÉPTIDOS EN MODELOS ANIMALES DE EPILEPSIA EXERIMENTAL INDUCIDA POR PENTILENTETRAZOL
Se pudo observar que las crisis convulsivas inducidas por la administración de PTZ produce una disminución de la función cognitiva medida por el test de memoria a corto plazo. Además, se encuentra acompañada por la disminución en la expresión de SP en centros nerviosos relacionados con el control de la memoria como el hipocampo. También se observo un incremento de la expresión de NPY, un neuropéptido pro convulsivo, en regiones como el hipocampo y corteza primaria somatosensorial en comparación con los controles.
EVALUACION DEL EFECTO ANTICONVULSIVO Y ANTIEPILÉPTICO DE EXTRACTOS DE PLANTAS PERUANAS UTILIZADAS EN MEDICINA TRADICIONAL, POR UN MODELO DE EPILEPSIA EXPERIMENTAL PRODUCIDO POR PILOCARPINA UPCH-FM 2009
•Tingo María
•Lima
Recolección de muestras:
EVALUACION DEL EFECTO ANTICONVULSIVO Y ANTIEPILÉPTICO DE EXTRACTOS DE PLANTAS PERUANAS UTILIZADAS EN MEDICINA TRADICIONAL, POR UN MODELO DE EPILEPSIA EXPERIMENTAL PRODUCIDO POR PILOCARPINA UPCH-FM 2009
Marcha Fitoquímica
Prueba
Nº
Clase de
productos
natural
Pruebas de
coloración
o
precipitaci
ón
Fracció
n
Resultado
s
Observacione
s
1 Amino grupos
primarios o
secundarios
Ninhidrina A + 3/3
F + 2/3
2 Grupos Fenólicos
libres
Cloruro
férrico
A + 3/3
3 Taninos Gelatina A + 3/3
4 Flavonoides,
excepto
charconas,
aoronas,
catequizas e
isoflavononas
Rxn de
Shinoda
D - (+) Naranja
rojizo en
fracción A
E +
5 Triterpenoides y/o
esteroides
Rxn de
Lieberman
n Burchard
B -
C
D
6 Quinonas, antronas
y antranoles
Rxn de
Borntrager
B -
7 Alcaloides Reactivo de
Dragendorf
f
C -
D -
Reactivo de
Mayer
C -
D -
Reactivo de
Wagner
C -
D -
8 Leucoantocianidin
as (rojo),
catequizas
(marrón)
Reacción de
Rosenheim
D +
E -
9 Saponinas Prueba de
espuma
F
Tabla 1: TEST ANTICONVULSIVO
CON PTZ y PLANTA 2
Periodo de
latencia
(seg)
Grado de
convulsión
Protección
de
convulsión
(%)
Mortalidad
(%)
Diazepam 0 0 100 0
planta
100mg 346,0 4 25 0
planta
200mg 288,0 3 20 0
planta
500mg 348,0 3 40 0
Control
PTZ 59,2 4 0 80
MODELO DE ESTUDIO DE ACTIVIDAD ANTICONVULSIONANTE EN RATONES:
El liofilizado de la planta 2 presento una ligera protección de las convulsiones provocadas por el PTZ. Así, a la dosis de 500 mg/kg las convulsiones generalizadas se suprimieron en un 40%, y en 20 y 25 % en las dosis de 200 y 100 mg/kg respectivamente. El grado de convulsión que predomino bajo la administración de 100 mg/kg fue de grado 4, siendo de menor intensidad con las dosis de 200 y 500 mg/kg (grado 3). La mortalidad en los grupos experimentales y con diazepan fue nula, siendo del 80% en el grupo control tratado solo con PTZ.
RiNEURO: Red Iberoamericana de neurociencias. 06
paises, 09 universidades e institutos.
Uruguay: Instituto Clemente Estable (Dr. Dajas)
Universidad de la Republica (Dr. Falconi), Universidad
de Punta del Este (Dr. Velluti, Dra Pedemonte)
Brasil. UNESPI, Universidad de San Pablo.
Chile: Universidad Nacional
Colombia: Universidad Nacional de Colombia
Guatemala: Universidad San Carlos
España: Universidades: Salamanca, Pablo de
Olavide (Sevilla), De Alcalá, Complutense (Madrid),
Castilla la Mancha (Albacete), Valladolid. Instituto
Carlos III, Almería
SOCIOS ESTRATEGICOS
Rafael Coveñas PhD.
DOCENCIA: POSTGRADO DIPLOMADO INTERNACIONAL EN NEUROCIENCIAS
MAESTRIA INTERNACIONAL EN NEUROCIENCIAS
HISTOLOGY AND
HISTOPATHOLOGY
Cellular and Molecular Biology
Volume 24 (Supplement 1), 2009
XV CONGRESO NACIONAL DE LA
SOCIEDAD ESPAÑOLA DE
HISTOLOGÍA E INGENIERÍA TISULAR
III INTERNATIONAL CONGRESS OF
HISTOLOGY AND TISSUE
ENGINEERING
ALBACETE, 8-11 DE JULIO DE 2009
44
MAPPING OF NEUROPEPTIDE Y IN THE ALPACA (LAMA PACOS) BRAINSTEM
Aguilar Mendoza, L. (1); Juárez Belaúnde,A. (1); Pitot, C. (1); Cabrera Valencia, M.
(1); Coveñas, R. (1); Zaida Díaz-Cabiale, A.(1); Narváez, J. (1); Andrade Espinoza, R.(1);
Lerma Romero, L. (1)Facultad de Medicina. Universidad Peruana
Cayetano Heredia, Lima, Perú. (1)
XV Congreso Nacional de la Sociedad Española
de Histología e Ingeniería Tisular
III International Congress of Histology and
Tissue Engineering
Transworld Research Network
37/661 (2), Fort P.O., Trivandrum-695 023, Kerala, India
Focus on Neuropeptide Research, 2007: 103-113 ISBN: 978-81-7895-291-8
Editors: Rafael Coveñas Rodríguez, Arturo Mangas Martín and José Angel Narváez
Bueno
Mapping of leucine-enkephalin in the alpaca (Lama pacos) brainstem
Eliana de Souza1, Pedro Yi2, Luís Angel Aguilar3, Rafael Coveñas1
Luís Lerma3, Roy Andrade2, Arturo Mangas4 and José Angel Narváez5
1University of Salamanca, Institute of Neurosciences of Castilla and León
(INCYL), Laboratory of Neuroanatomy of the Peptidergic Systems, Salamanca
Spain; 2Peruvian University Cayetano Heredia, Faculty of Veterinary Medicine
and Animal Sciences, Lima, Peru; 3Peruvian University Cayetano Heredia
School of Medicine “Alberto Hurtado”, Lima, Peru; 4Gemacbio S.A
Immunochemistry Department, Cenon, France; 5University of Málaga, School
of Medicine, Department of Physiology and Pharmacology, Málaga, Spain
LUIS ANGEL AGUILAR MENDOZA Ph.D.
COORDINADOR : AREA DE NEUROCIENCIAS
Departamento de Ciencias Morfológicas
Facultad de Medicina Alberto Hurtado
Universidad Peruana Cayetano Heredia
Lima-Perú
Universidad Peruana
Cayetano He redia