CG4d. Copien en su CET (hoja 11) este esquema, pero con letreros en español.
Chicos: Versión 2.3 Última modificación: 2022-09-25
En la semana vamos a estudiar los mecanismos que permiten a los organismos regular (regul- = en controlar, reglar) su interior para mantenerse vivos.
Como ya lo dijimos hace días, hay 2 tipos de espacio interior entre los organismos dependiendo de su nivel de organización:
Citoplasma. En los organismos unicelulares.
Medio Interno. En los pluricelulares.
Lo cual determina las partes del organismo involucradas en la regulación de las características de los fluidos corporales, cuáles magnitudes se defienden del cambio y cuales estructuras se controlan para lo anterior.
El Medio Interno está lleno del líquido extracelular.
Piquen en el enlace del material instruccional respecto a los Mecanismos de Regulación. Bajen el pdf, impriman a 2 caras, lean con la finalidad de comprender y apropiarse de conocimientos (conceptos, hechos, principios y procedimientos).
Es muy útil ser consciente de los conceptos que conforman lo más importante por aprender. De allí que al estudiar la siguiente presentación es aconsejable hacer una lista de los nombres de conceptos (no definiciones) y hechos importantes. Pueden extraerlos también de su material instruccional.
Sugiero que miren las diapositivas elaborando un discurso en voz alta como si fuesen locutores deportivos. Anoten las respuestas de sus ejercicios en el su CET.
Algunos ejemplos de regulación homeostática:
N Wiener & Arturo Rosenblueth crearon la Cibernética, la ciencia del control.
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. Los que no han enviado un mensaje Telegram a mi usuario, están en la Antártida.
Chicos: Versión 2.2 Última modificación: 2022-10-07
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).
REGULACIÓN = Irritabilidad + Homeostasis
¿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.
El sistema neuroendocrino funciona con el siguiente patrón: 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, el tejido endócrino tiene abundancia de células secretoras.
Célula secretora típica
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, la adenohipótesis, produce hormonas tróficas, es decir que se dirigen hacia otras glándulas endocrinas y la parte posterior (neurohipófisis) libera 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) que son células especializadas en procesar información por medios electroquímicos.
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 y luego entrega un mensajero químico, el neurotransmisor a células especificas.
La quinta parte del ATP generado por las mitocondrias del cuerpo se gasta para mantener energizadas la membrana de las neuronas y así poder conducir información por vía eléctrica.
La bomba de Na/K gasta un ATP para sacar 3 Na+ y meter 2+ dejando el interior negativo
Cuando de despolariza la membrana se dispara una perturbación eléctrica de poca duración que se llama Potencial de Acción. En el gif animado se grafica el cambio de voltaje.
El potencial de acción se dispara en puntos adyacentes de la membrana. Dicho desplazamiento se llama Impulso nervioso:
Nótese la inversión de cargas eléctricas membranales
El Impulso nervioso se mueve desde el soma hacia las las terminales nerviosas del axón:
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 donde el mensaje sigue moviéndose (1) o no hacerlo (0) y la señal nerviosa se detiene allí.
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)
Dado que hay neurotransmisores y receptores activadores e inhibidores de la generación del impulso nervioso en la neurona posináptica. Como cada neurona tiene entre unas 10 a 15 mil sinápsis, entonces la neurona recibe muchas 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.
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.
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 cerebro. Para el 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 motor de la médula espinal.
Reflejo Rotuliano
Los reflejos resultan del circuito neuronal básico llamado Arco Reflejo que está formado de dos neuronas (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 (de entre 10 mil a 15000) 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, responsable 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 Sistema Nervioso 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
Enfaticemos:
El sistema neuroendócrino funciona en secuencia: Estímulo --> procesamiento --> Respuesta
También pueden estudiar, si gustan, una clase de este tópico en el siguiente video.
CG2a:
Bibliografía: 1) Andersson, U & KJ Tracey (2012) Reflex Principles of Immunological HomeostasisAnnu Rev Immunol 30:313-35.
2) Rostene, W & S Melik-Parsadaniantz (2010) Nuevos mensajeros cerebralesMente y Cerebro 41:70-77
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:
