Semana 4 del Semestre 2020B

Velocidad de escape por David Graeme Baker

 

Versión 1.52
Última modificación: 2020-10-20

En el reino Animalia la regulación del medio interno y de la conducta corre a cargo del Sistema neuroendocrino (neuro- = nervio, neurona; endo- = dentro, meter; cri- = secretar e -ino = sustancia) es decir, del conjunto de órganos y tejidos que coordinan el funcionamiento de todo el cuerpo para mantener un medio extracelular adecuado para la vida de todas las células y la respuesta compensatoria a los cambios del entorno de cada parte y del organismo entero.

Por ello el sistema neuroendocrino es el sistema encargado de llevar a cabo la homeostasis (homeo- = igual, stas- = estado y -sis = proceso), la irritabilidad (irrit- = estímulo y -abilidad = capacidad) y el Comportamiento.

Históricamente se ha reconocido de antiguo a los Sistemas nervioso y Endocrino como entidades distintas, sin embargo, desde el siglo pasado se han acumulado evidencias que hablan de un funcionamiento integrado de ambos sistemas y recientemente se percibe, incluso, al Sistema Inmune como parte del conjunto de órganos, tejidos y células que responden a los cambios del medio interno y externo comunicándose entre sí y con los demás órganos corporales para mantener la Vida (Anderson & Tracey 2012 y  Rostene & Melik 2010).

Sistema Inmune 

En esta entrada solamente vamos a tratar un panorama del sistema neuroendocrino.

El Sistema Nervioso

El sistema nervioso (SN) es el conjunto de órganos caracterizados por estar formados principalmente por células llamadas neuronas (-ona = unidad). 

Dibujo esquemático de una neurona. Escribe el nombre de sus partes en español.

La visión a gran escala del Sistema Nervioso (SN) muestra un eje central de donde salen y entran nervios {de axones sensoriales y motores}.

Sistema Nervioso

Nervios

El SN usa predominantemente una comunicación celular electroquímica (electr- = electricidad y quim- = sustancia, químico) es decir, la comunicación entre células que utiliza una perturbacion eléctrica que se desplaza a lo largo de la membrana de las neuronas y una sustancia química como mensajero para salvar la distancia que separa a las neuronas entre si y de éstas con las células musculares y glandulares.

La membrana de la neurona presenta una acumulación de cargas eléctricas positivas en su cara externa y negativas en la cara interna (voltaje aprox.  -70 mV). Es decir la membrana está energizada por la acción de la bomba de sodio-potasio. En el cerebro, esta proteína consume hasta el 20% de todo el ATP del cuerpo.

La Bomba de Na-K invierte un ATP para sacar 3 iones Na+ y meter 2 iones K+. De ese modo el exterior queda positivo.

La inversión rápida en milisegundos de las cargas eléctricas de la membrana neuronal se llama Potencial de Acción. El voltaje cambia de unos -60 a 70 mV a unos 40 mV y de nuevo baja a unos -75 ó -80 mV.

El movimiento lateral de la inversión de cargas (el potencial de acción disparándose a lo largo del axón) se llama Impulso nervioso.

Nótese la inversión transitoria de las cargas eléctricas.

El impulso nervioso se mueve desde el soma hasta las terminales nerviosas del axón.

Impulsos Nerviosos Saltatorio y contínuo.

Cuando el impulso nervioso llega a la terminal nerviosa, induce la liberación de moléculas de un neurotransmisor hacia el espacio sináptico. Donde ellas se unen a proteínas receptoras en la membrana de la segunda neurona. 

Transmisión del Impulso Nervioso (eo canal químico de información

La unión del neurotransmisor (pirámides) a su receptor permite la entrada de iones y la despolarización de la membrana.

Hay neurotransmisores y receptores activadores e inhibidores de la generación en el impulso nervioso en la neurona posináptica. Como cada neurona tiene unas 10 mil sinápsis, entonces la neurona recibe señales estimuladoras e inhibidoras simultáneamente y realiza un cálculo que tiene 2 resultados: dispara o no dispara el Impulso Nervioso.
CADA NEURONA ES UN "PROCESADOR BINARIO" con dos estados: 0 ó 1.

1) el impulso nervioso llega. 2) Un canal de Ca2+ se abre e inunda el citosol con iones calcio. 3) El Ca2+ dispara el envió de las vesículas con neurotransmisor a la membrana y su vaciado al exterior. 4) El neurotransmisor se une a su proteína receptora abriendo su canal iniciando la despolarización. 5) canales de Na+ se abren y terminan por generar el impulso nervioso (6, 7) 

Veamos como ejemplo del Sistema Nervioso el sistema de los mamíferos, ya que somos de esa clase de animales.

Sistema Nervioso Humano

El SN deriva de un tubo que se extiende a lo largo del lado dorsal (dors- = espalda) del cuerpo. El tubo de abulta y dobla durante el desarrollo.

Para dar por resultado una serie de órganos con distintas funciones y con dependencias jerárquicas según este orden: El cerebro, Cerebelo, Bulbo raquídeo y Médula espinal. Todos ellos con nervios que salen y entran. El eje central se denomina Sistema Nervioso Central, en donde se ubican los somas de la mayoría de las neuronas y Sistema Nervioso Periférico formado por nervios, haces de axones, que conectan con músculos, glándulas y órganos sensoriales.

El cerebro es responsable del pensamiento, memoria, voluntad, emociones, conducta y otras funciones cognitivas. Es el órgano de la Conciencia.

El cerebelo integra diversas señales sensoriales con las indicaciones de respuestas disparadas por las áreas motoras del motoras del cerebro. Para control coordinado de movimientos de diversos músculos estriados requeridos para hacer realidad la conducta del individuo. Por ejemplo: cachar, llevar la cuchara a la boca, beber... 

El Bulbo raquídeo se encarga del control automático de funciones vitales para ajustar su intensidad de funcionamiento coherente con las necesidades del cuerpo, como la ventilación, circulación, etc. De allí que un golpe en la base del cráneo es mortal al impactar al bulbo raquídeo.

La Médula espinal se encarga de generar respuestas automáticas muy rápidas llamadas Reflejos. Además de ser estación de paso de señales sensoriales hacia órganos superiores y respuestas motoras generadas por éstos hacia los efectores. A nivel de cada vértebra salen y entran nervios que conectan regiones específicas del cuerpo.

Campos de Inervación de cada nervio de la médula espinal.

 

Los reflejos resultan del circuito neuronal básico llamado Arco Reflejo que está formado de dos neurona (sensorial y motora) conectadas por un sinapsis. La conexión ocurre dentro de la Médula Espinal. 

Arco reflejo.

Las demás porciones del SNC repiten la arquitectura sólo que entre las neuronas aferente y eferentes hay al menos 1 interneurona (muchas veces millones).

Noten la presencia de interneuronas entre las neuronas sensoriales y las motoras

Los circuitos de neuronas conectadas por sinapsis existen a varias escalas de complejidad, en ellos el procesamiento de información puede ser muy refinado. Haciendo cálculos todo el tiempo. Por ejemplo:

Conexiones simples entre neuronas

Y claro hay muchas áreas especializadas que procesan la información de modo paralelo, y luego se integran en un espacio de trabajo secuencial responsable de nuestra conciencia, responsables de la conducta y de las habilidades cognitivas. Nótese el cableado (en el cerebro de rata) del Circuito de la Recompensa:

Circuito neuronal de la Recompensa

La visión a gran escala del Sistema Nervioso (SN) muestra un eje central de donde salen y entran nervios {de axones sensoriales y motores}.




El SN se subdivide así:

• Sistema Nervioso Central
• Cerebro
• Cerebelo
• Médula Oblongada (Bulbo raquídeo)
• Médula Espinal
• Sistema Nervioso Periférico
• SNP Sensorial
• SNP Motor
• SNPM Voluntario
• SNPM Autónomo
• SNPMA Simpático
• SNPMA Parasimpático

Noten el arco Sensorial--->Central--->Motor

La enorme mayoría de lo que ocurre en el SN es inconsciente. Los músculos lisos, cardiaco y las glándulas están bajo vías motoras autónomas duplicadas y antagónicas entre sí. Por ejemplo, mientras un nervio Simpático estimula, el Parasimpático inhibe y viceversa. 

Sistema Nervioso Periférico Motor Autónomo

Pueden ver y oír mis comentarios sobre el contenido de está página realizados durante la clase de uno se mis grupos. Piquen en el siguiente vínculo al video correspondiente.
CG2a: 


Bibliografía:

1) Andersson, U & KJ Tracey (2012) Reflex Principles of Immunological Homeostasis Annu Rev Immunol 30:313-35.

2) Rostene, W & S Melik-Parsadaniantz (2010) Nuevos mensajeros cerebrales Mente y Cerebro 41:70-77