Chicos:
Versión 2.0
Última modificación: 2021-09-22
En la semana 3 vamos a estudiar someramente la estructura de los Sistemas Endócrino y Nervioso para poder explicar los mecanismos que permiten a los organismos regular (regul- = en controlar, reglar) su interior para mantenerse vivos.
La regulación es una propiedad universal de los seres vivos, requiere de la capacidad de reconocer los cambios de su entorno y también de su interior para reaccionar (Irritabilidad) compensatoriamente controlando el grado de funcionamiento de cada parte y de la conducta del organismo para mantener el estado vivo (homeostasis).
La regulación es una propiedad universal de los seres vivos, requiere de la capacidad de reconocer los cambios de su entorno y también de su interior para reaccionar (Irritabilidad) compensatoriamente controlando el grado de funcionamiento de cada parte y de la conducta del organismo para mantener el estado vivo (homeostasis).
REGULACIÓN = Irritabilidad + Homeostasis
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| ¿Por qué habría una res chupar una roca? |
A nivel del Individuo la regulación corre a cargo del Sistema Neuroendocrino = {Sistema Nervioso + Sistema Endocrino}. Tradicionalmente, a ambos sistemas, se les ha estudiado separadamente. Sin embargo, cada vez hay más evidencias de su profunda integración e incluso debiera agregárseles el Sistema Inmune, mismo que presentaré más tarde.
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| El sistema neuroendócrino funciona en secuencia: Estímulo --> procesamiento --> Respuesta |
Recuerden los componentes mínimos de un proceso comunicativo.
El Sistema Endocrino se denomina sistema porque sus órganos comparten una estructura semejante a nivel "Tejido", en este caso, células secretoras.
El Sistema Endócrino (endo- = dentro, cri- = secretar e -ino = sustancia) es un conjunto de glándulas que como su nombre indica secretan sustancias mensajeras al Medio Interno. Las hormonas transportadas por el sistema circulatorio llegan a todos los rincones del organismo.
Allí, sus células blanco poseen proteínas receptoras que las recogen e inician una cascada de señales hacia el núcleo celular. Del genoma, entonces, se encienden y apagan juegos complejos de genes que cambian la conducta de las células, tejidos, órganos, aparatos y del Individuo. https://youtu.be/m9jOXiYdMeY
El conjunto tradicional de glándulas endócrinas es sólo una muestra de las glándulas conocidas. Casi todos los órganos y varios tejidos son capaces de comunicarse con hormonas. Para efectos de este curso solamente mencionaremos algunas.
La glándula maestra es la hipófisis (pituitaria). La cual es una pequeña glándula ubicada en la base del cerebro en el plano medio (4x6x8 mm y 0.5 g) sobre la estructura ósea llamada Silla Turca. Está formada por 2 lóbulos de diferente origen embrionario con funciones distintas. La porción anterior produce hormonas tróficas, es decir que se dirige hacia otras glándulas endocrinas y la posterior (neurohipófisis) hormonas hacia diversos órganos diana.
El Sistema endócrino trabaja bajo el control del hipotálamo una estructura del Sistema Nervioso. El hipotálamo envía señales químicas a la "Hipófisis" determinando la liberación de múltiples hormonas que a su vez ordenan a otras glándulas (tróficas) a enviar hormonas hacia los demás órganos o tejidos diana de las mismas.
El Sistema Nervioso
El Sistema Nervioso es el conjunto de órganos y estructuras constituidas principalmente por neuronas (neuro- = nervioso, -ona = unidad) células especializadas en procesar información por medios electroquímicos.
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| Neurona |
Dado que todo el SN tiene la misma constitución tisular, por ello se denomina Sistema y no aparato.
El SN usa predominantemente una comunicación celular electroquímica (electr- = electricidad y quim- = sustancia, químico) es decir, la comunicación entre células que utiliza, primero, una perturbación eléctrica que se desplaza a lo largo de la membrana de las neuronas. Dicha perturbación se llama Potencial de Acción:
El potencial de acción se dispara en puntos adyacentes de la membrana. Dicho desplazamiento se llama Impulso nervioso:
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| Nótese la inversión de cargas eléctricas membranales |
El Impulso nervioso se mueve desde el soma hacia las las terminales nerviosas del axón:
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| Movimiento del Impulso Nervioso en neuronas con mielina y sin ella. |
Al llegar el Impulso Nervioso a la terminal nerviosa, en una estructura llamada Sinapsis se libera una sustancia química mensajera (neurotransmisor) para salvar la distancia que separa a las neuronas entre si (hendidura sináptica). La célula posináptica puede generar un nuevo impulso nervioso en ella (1) o no hacerlo (0) y la señal nerviosa se detiene allí.
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| 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) |
CADA NEURONA ES UN "PROCESADOR BINARIO" con dos estados: 0 ó 1.
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| La suma de señales de cada sinapsis origina o no, un impulso. |
Veamos como ejemplo del Sistema Nervioso el sistema de los mamíferos, ya que pertenecemos a esa clase de animales.
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| 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 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.
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| Campos de Inervación de cada nervio motor de la médula espinal. |
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| Reflejo Rotuliano |
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.
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| 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).
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:
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:
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| 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:
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| 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:
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| 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:
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
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| 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.
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
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| Sistema Nervioso Periférico Motor Autónomo |
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
Las neuronas forman circuitos de varios niveles de complejidad aún no bien conocidos dado que cada una de ellas posee de 10 mil a 15 sinapsis.
El Sistema Nervioso se subdivide para entenderle del modo representado en la imagen.
El Sistema Nervioso Central procesa información sensorial y emite órdenes a los efectores (músculos y glándulas) a través de nervios que entran y salen de él.
Las estructuras de mayor nivel del sistema nervioso central son el Cerebro, el Cerebelo, Médula oblongada (tallo cerebral) y la Médula espinal.
El Sistema Nervioso Periférico contacta con receptores sensoriales, músculos y glándulas, es decir conduce información al SNC y del SNC envía órdenes. Por ejemplo:
Enfaticemos:
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| El sistema neuroendócrino funciona en secuencia: Estímulo --> procesamiento --> Respuesta |
Para aquellos que todavía no lo han hecho. Les recuerdo que deben colocar un buen retrato de ustedes en su perfil de TEAMS, de otra manera no los podré reconocer.
CG2a. Les dejo de regalo un enlace a una pieza de música:
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