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Universidad Peruana Cayetano Heredia

Luis Ángel Aguilar Mendoza PhD.

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.

receptor

efector

¿Como conectar estos elementos entre sí?

↑ Complejidad y variabilidad de la respuesta.

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

• Células excitables • INFORMACION INTEGRACION CODIFICACION

S. Ramón y Cajal. Teoría de la polarización dinámica

 Vm }

Lama paco: Alpaca

Tallado de encéfalo de alpaca prefundido. Los cerebros de los animales fijados fueron extraidos y postfijados en una solución de paraformaldehido al 10%.

Figura 4 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 NaCl 6M inyección del postglicerol de 6 meses, sin embargo, tal expresión se parece ser menos uniforme.

20µm Glycerol 6M

Oir palabras

Decir palabras

Ver palabras

Pensar palabras

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.

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

NEUROCIENCIA ESTUDIO CIENTíFICO DEL SISTEMA NERVIOSO ESTUDIO INTERDISCIPLINARIO DEL SISTEMA NERVIOSO Y SU MANIFESTACION EXTERNA, EL COMPORTAMIENTO (DELGADO Y COL. 2002)

SINAPSIS

S.Ramón y Cajal - 1899

LA TEORÍA NEURONAL Neuronismo - Reticularismo

Santiago Ramón y Cajal Petilla, 1852-1934

Camillo Golgi Brescia, 1843-1926

Leo Gerlach 1851-1918

Max Bielschoswky Breslau, 1869-1940

La Escuela española de Neurohistología

P. del Río-Hortega

N. Achucarro

J.F. Tello y Muñóz

F. de Castro 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.

R. Lorente de Nó

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 .

ELECTROFISIOLOGÍA

NEUROFARMACOLOGÍA

Número de descargas

Histograma Postestímulo

Tiempo (ms)

Mapa de Frecuencias

-

+ Frecuencia (kHz)

Firing rate (spikes s-1)

Control

800

Bicuculline

400 0 1000 500 0 1000 500

0 1000 500 0 1000 500 0 400 200 0

0

40

80

120

Time (ms)

Recovery

PATCH CLAMP

Diana/s intermedia/s y diana definitiva

(Tomado de Rochlin y Farbman, 1995)

(Tomado de Hirata y Fujisawa, 1999)

Lower gray values neurons

Higher gray values neurons

Aguilar et al.2001

Rostral section

Caudal section

All neurons

SISTEMA NERVIOSO S.N. PERIFÉRICO

S.N. CENTRAL

ENCÉFALO

CEREBRO

MÉDULA

S.N. SOMÁTICO

S.N. AUTÓNOMO

S.N. SIMPÁTICO

S.N. PARASIMPÁTICO

CERVICAL

DIENCÉFALO

TORÁXICA

TRONCO

LUMBAR

CEREBELO

SACRA COXÍGEA

FUNCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO

Detección sensorial Procesamiento de la Información

Comportamiento

Mecanismos de orientación del crecimiento axonal y migración neuronal durante el desarrollo del sistema nervioso

SNC: 1012 neuronas 1012 cél. gliales 1015 conexiones sinápticas

Teoría Neuronal

1.- Neurona:Unidad Funcional del Sistema Nervioso 2.- Polarización Funcional y Polarización Trófica 3.- Transformación

1.- Neurona:Unidad Funcional del Sistema Nervioso

04/-gal/Hoechst

O4+

% de cél. E16.5 plplacZ+, tras 5DIV 34  2

O1+

33  1

tubulina-III+



GFAP+



2.- Polarización Funcional

LEY DE POLARIZACIÓN DINÁMICA

. Esquema de la marcha de las incitaciones motrices voluntarias y de las sensitivas motrices .Ramón y Cajál - 1902

Polarización Trófica

Transporte axónico retrogrado de peroxidasa de rabano picante

3.- Transformación Sistema motor somatico

Sistema motor autónomo

Linaje de células madre neurales

Adulto

Fetal

Célula madre

Progenitor

FGF-2 EGF FGF-2 + EGF

FGF-2 EGF

PDGF FGF-2 IGF-1 BDNF

Neuroblasto

Glioblasto CNTF BMPs

T3

Astrocito Neurona

Oligodendrocito (Tomado de Shihabuddin et al., 1999)

TIPOS PRINCIPALES DE MIGRACIÓN NEURONAL EN EL SISTEMA NERVIOSO 1-RADIAL O GLIOFÍLICA

2-TANGENCIAL or NEUROFÍLIC

(Tomado de Dulabon et al., 2000) (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

( +, - )

(-,+)

(-)

( + ) HGF, Reelina, Ác. Retinoico ( - ) BMP7

Sí

Sí

( +, - )

( +, - )

(-)

( + ) HGF ( +, - ) Reelina

Orientación del crecimiento axonal

Sinaptogénesis

Migración neuronal

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

Dinámica de filopodios

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)

¿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.

TIPOS DE SINAPSIS 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.

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

Avances e Investigación en Neurociencias y comportamiento

Dr. Luis Angel Aguilar Mendoza Laboratorio de Neurociencias y Comportamiento Facultad de Medicina Alberto Hurtado LID-UPCH

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)

NEUROFARMACOLOGIA Y COMPORTAMIENTO: APRENDIZAJE, MEMORIA, DOLOR, 6,2 kHz

A

CDCI 1 2 3 NCCI

CECI

B

1mm C

D Caja de Skinner 10mo día (Ratas sin refuerzo)

Tiempo (minutos)

10 8 6

Rata A Rata B

4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Conducta (presiona con la pata)

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 Experimental Seizures 4.5 4

scale seizure

3.5

State (0): normales

State (1): movimientos orofaciales, tic

3 2.5

Seizure type Seizure numbers

2 1.5 1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

days

Latency time: T Maze test T ( sec)

45 40

State (2): agitacion convulsiva leve, miembros superiores

State (3): convulsion mioclonica cuerpo levantado

35 30 25

Epileptic

20 15 Contro l

10 5 0 1

2

3 Days

State (4): convulsion clonica generalizada

State (5): convulsion tonic-clonica generalizada, perdida postura

4

5

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

Recolección de muestras:

•Tingo María •Lima

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 Clase de productos Nº natural

Pruebas de Fracció coloración n o precipitaci ón

Resultado s

Observacione s

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

+

Triterpenoides y/o esteroides

Rxn de B Lieberman n Burchard C

-

1

5

MODELO DE ESTUDIO DE ACTIVIDAD ANTICONVULSIONANTE EN RATONES:

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 El liofilizado de la planta 2 presento una288,0 ligera protección de las3convulsiones provocadas 200mg 20 por el PTZ. Así, 0a 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. planta El grado de convulsión que predomino bajo la administración de 100 mg/kg fue de grado 4, siendo de 500mg 348,0 3 40 0 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 Control tratado solo con PTZ.

PTZ

59,2

4

0

80

SOCIOS ESTRATEGICOS 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

DOCENCIA: POSTGRADO DIPLOMADO INTERNACIONAL EN NEUROCIENCIAS MAESTRIA INTERNACIONAL EN NEUROCIENCIAS

Rafael Coveñas PhD.

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

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) 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.

Universidad Peruana Cayetano He redia

COORDINADOR : AREA DE NEUROCIENCIAS Departamento de Ciencias Morfológicas Facultad de Medicina Alberto Hurtado Universidad Peruana Cayetano Heredia Lima-Perú

[email protected]