TEMA 9: LA COORDINACIÓN NERVIOSA Y HORMONAL DE LOS ANIMALES 1. La coordinación y el sistema nervioso

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1 TEMA 9: LA COORDINACIÓN NERVIOSA Y HORMONAL DE LOS ANIMALES 1. La coordinación y el sistema nervioso - Los sistemas relacionados con la coordinación son el sistema nervioso y el endocrino Coordinación nerviosa - Se lleva a cabo por impulsos nerviosos de naturaleza electroquímica - La información se lleva específicamente a un punto de un órgano concreto - Su acción es rápida y precisa, pero su efecto decrece inmediatamente - Existen células encargadas de esta función, las neuronas, distribuidas por todo el organismo Coordinación hormonal - Se efectúa mediante la producción de sustancias químicas: las hormonas - la información llega a células u órganos determinados: diana - Es de acción lenta y duradera - la producción de hormonas se realiza en órganos especializados: glándulas endocrinas. - Ambos se encuentran muy relacionados 1.1 La coordinación nerviosa. Sistema nervioso - Principal componente tejido nervioso. Altamente especializado - Función: codificar la información de los receptores, transmitirla y procesarla para producir una respuesta. - Formado por neuronas y células de glía. - Forman diferentes estructuras: fibras nerviosas, nervios, ganglios y centros nerviosos Neuronas - Unidad funcional y estructuras del sistema nervioso.

2 - Monopolares: con un solo axón - Bipolares: con dos prolongaciones, una de ellas actúa como axón. - Multipolares: con un único axón y muchas dendritas - Partes: El cuerpo neuronal, que es la zona más ancha. En este lugar se encuentran casi todos los orgánulos celulares. Las dendritas, que son prolongaciones del cuerpo celular. Suelen ser numerosas. Se unen con otras neuronas y son las que reciben el impulso nervioso. Los axones, son prolongaciones del cuerpo celular. Generalmente se presenta uno por cada neurona, auque pueda ramificarse en la zona final. El axón envía el impulso nervioso a otra neurona o al órgano efector Células de glía - Nutrición, relleno, aislamiento y sostén.

3 * Astrocitos, oligodendrocitos, microglía, células de Schwann (envuelven los axones) Fibras, nervios, ganglios y centros nerviosos - Axones neuronas asociados a células de Schwann formando fibras nerviosas:

4 * Fibras mielínicas: un solo axón y varias células de Schwann que forman vainas de mielina. Nódulos de Ranvier. * Fibras amielínicas: varios axones recubiertos por evaginaciones células Schwann. - Fibras se agrupan formando nervios. - Cuerpos neuronales agrupados en ganglios, junto a los nervios forman el sistema periférico. - Cuerpos neuronales se asocian en el SNC de vertebrados: centros nerviosos.

5 2. El impulso nervioso y la sinapsis nerviosa - Mensaje de naturaleza electroquímica. - Fibra nerviosa en reposo está polarizada. Cationes exterior, aniones interior: diferencia de cargas. Potencial de reposo: -70mV - Cambio en la distribución de cargas dentro y fuera de la membrana inicia el impulso nervioso. Axón estimulado se provoca la alteración local de la permeabilidad membrana. Entrada masiva de Na+. - Interior carga + y exterior carga- : inversión de la polaridad: variación de la diferencia de potencial: potencial de acción. - Áreas contiguas se ven afectadas por corrientes de cargas + hacia el interior: nuevos potenciales de acción. - Onda de despolarización a través de la neurona: impulso nervioso. - La neurona vuelve a repolarizarse debido a la salida de K+ desde el interior. 2.1 Características del impulso nervioso - Transmisión sigue la ley del todo o nada - Todos los impulsos son semejantes - Unidireccional -Fibras mielínicas es saltatorio: aumento de la velocidad de propagación La información se transmite mediante cambios de polaridad en las membranas de las células, debido a la presencia de neurotransmisores que alteran la concentración iónica del interior

6 celular. En animales poco evolucionados, la transmisión del impulso nervioso se genera sin presencia de neurotransmisores. Además, en el interior de la neurona existen proteínas e iones con carga negativa. Esta diferencia de concentración de iones produce también una diferencia de potencial entre el exterior de la membrana y el interior celular. El valor que se alcanza es de unos - 70 milivoltios (negativo el interior con respecto al valor de cargas positivas del exterior). Esta variación entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de sodio/potasio (Na + /K + ) La bomba de Na + /K + gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio. Por ello, la concentración de iones sodio en el exterior es elevada. Además, se pierden 3 cargas positivas cada vez que funciona la bomba de Na + /K +, aunque entren dos cargas de potasio. Esto hace que en el exterior haya más cargas positivas que en el interior, creando una diferencia de potencial. Se dice que la neurona se encuentra en potencial de reposo, dispuesta a recibir un impulso nervioso. al/contenidos16.htm 2.2 La sinapsis nerviosa - Punto de comunicación entre neuronas - Axones: botón Terminal casi en contacto con la dendrita o el cuerpo celular de otra neurona. - Elementos sinapsis: * Botón presináptico: abundantes vesículas con neurotransmisores que se liberan a la hendidura sináptica.

7 * Hendidura sináptica: hueco entre las dos neuronas * Elemento postsináptico: presenta receptores específicos de neurotransmisores. - Los neurotransmisores provocan un potencial de acción que hace continuar el impulso en la neurona siguiente. - Acetilcolina, adrenalina, noradrenalina, serotonina al/contenidos16.htm 3.El sistema nervioso en vertebrados - Sistema nervioso tubular desarrollado a partir del tubo neural. - Parte anterior: encéfalo, el resto médula espinal. - Anatómicamente: SNC y SNP 3.1 Sistema nervioso central SNC

8 - En vertebrados formado por el encéfalo y la médula espinal. - Protegido por huesos y las meninges (piamadre, duramadre, aracnoides). - Entre las dos primeras líquido cefalorraquídeo * Sustancia gris: agrupaciones de cuerpos celulares. Superficie de hemisferios cerebrales y zona interna médula. * Sustancia blanca: Agrupación de axones mielinizados. Zona interna hemisferios cerebrales y externa médula Encéfalo - Telencéfalo: la parte más grande, formada por los hemisferios cerebrales unidos por el cuerpo calloso. La parte externa, sustancia gris, está replegada: circunvoluciones cerebrales. Percibe las sensaciones, las hace conscientes y elabora respuestas voluntarias. En la corteza radican los centros superiores de la voluntad, la inteligencia, la capacidad de pensamiento, memoria, etc. - Metencéfalo: o cerebelo: con dos hemisferios cerebelosos. Coordina los movimientos, participa en el mantenimiento de la postura y controla los movimientos aprendidos - Mielencéfalo o bulbo raquídeo: se continúa en la médula espinal. Regula gran parte del SNA controlando movimientos cardíacos, respiratorios, reflejos del vómito, deglución, etc. - Mesencéfalo: en él se encuentran los tubérculos cuadrigéminos. Los anteriores reciben fibras de los ojos y los posteriores están relacionados con reflejos auditivos - Diencéfalo: entre los dos hemisferios cerebrales. En él se encuentran el tálamo (centro de análisis y transmisión de la información sensorial hacia la corteza) y el hipotálamo (regula el apetito, la temperatura corporal y el equilibrio hídrico y produce hormonas que regulan las glándulas endocrinas)

9 3.1.2 Médula espinal - Paredes muy gruesas con una luz central: epéndimo - Protegida por meninges. - Sustancia gris por dentro. Forma de H: dos astas anteriores y dos posteriores. - Sustancia blanca exterior. - Parten 31 pares de nervios espinales. Cada uno tiene una raíz dorsal aferente y otra ventral eferente. - Transmite la información por vías aferentes hasta centros superiores encéfalo. - Transmite impulsos a los músculos y glándulas a través de los nervios eferentes como respuesta a los estímulos.

10 3.2 Sistema nervioso periférico SNP - Nervios craneales. Conectan con órganos de la cabeza, parte superior del tronco y órganos internos. - Nervios espinales. Inervan receptores y efectores de distintas partes del cuerpo.

11 - Ganglios raquídeos. Neuronas sensitivas de las vías aferentes forman los ganglios raquídeos. Las neuronas motoras carecen de ganglios. 4. Sistema nervioso en invertebrados * Red difusa. Celentéreos. Células nerviosas forman malla en todo el cuerpo. Los impulsos se propagan en todas direcciones.

12 * Sistema nervioso cordal. Platelmintos y nemátodos. Ganglios cerebroides de los que parten dos cordones nerviosos en posición ventral con fibras. * Sistema nervioso ganglionar. Anélidos, artrópodos y moluscos. - Anélidos. Ganglios forman doble fila en posición ventral. Ganglios cerebroides dorsal. Entre ambos collar periesofágico.

13 - Artrópodos. Ganglios cefálicos de mayor tamaño. La cadena ventral presenta mayor acumulación de ganglios en determinadas zonas del cuerpo. - Moluscos. Ganglios en determinadas regiones del organismo (cabeza, pie, masa visceral). En cefalópodos más desarrollado. * Sistema nervioso anular. Equinodermos. Cordón nervioso: anillo periesofágico del que parten cinco nervios radiales.

14 5.El funcionamiento del sistema nervioso - Los centros nerviosos elaboran respuestas 5.1Sistema nervioso somático - Respuestas voluntarias - Inerva músculos esqueléticos que se mueven de forma consciente - Cuerpos celulares en el SNC y axones largos que conectan con los músculos esqueléticos de forma directa 5.2Sistema nervioso autónomo - Vegetativo - Respuestas involuntarias y automáticas. Regula la actividad de las vísceras - Presenta dos componentes: simpático y parasimpático. Realizan funciones antagónicas, controlando el funcionamiento de los órganos.

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16 6.La elaboración de la respuesta por el sistema nervioso - Respuesta rápida e inconsciente: acto reflejo. - Con participación de centros nerviosos superiores y es más elaborada: acto voluntario. 6.1 Actos reflejos - No interviene la voluntad y se realizan de forma inconsciente. - Participa sólo la médula - Órgano receptor - Neurona sensitiva - Neurona de asociación - Neurona motora - Órgano efector 6.2 Actos voluntarios - Participación de los centros nerviosos de la corteza cerebral. Conscientes y elaborados

17 Órgano receptor. Estímulo. Neurona sensitiva. Astas posteriores médula Cuerpos neuronales hacia el bulbo raquídeo. Sinapsis neurona corteza cerebral y elaboración de la respuesta Respuesta por neuronas motoras hasta médula Sinapsis y respuesta a través del nervio espinal hacia el efector 7.La coordinación hormonal. El sistema endocrino - Coordinación hormonal por glándulas endocrinas que segregan hormonas. - Transportadas por el aparato circulatorio, producen respuestas fisiológicas en células u órganos diana 7.1Mecanismos de acción hormonal - Participan en la homeostasis - Actúan sólo sobre determinadas células. Existencia de moléculas receptoras en las células diana.

18 - La secreción está regulada por el SNC y por el propio sistema hormonal 8.Glándulas endocrinas y hormonas en vertebrados 8.1Hipotálamo - Se conecta a la hipófisis formando el eje hipotálamo-hipófisis. - Segrega neurotransmisores denominados factores hipotalámicos de liberación o de inhibición. - TRH (hormona liberadora de tirotropina), CRH ( h liberadora de corticotropina), GHRH (hormona liberadora de la hormona del crecimiento) GHIH o somatostatina (h inhibidora de hormona del crecimiento), GnRH (h liberadora de gonadotropina), PIH (h inhibidora de prolactina) - Oxitocina (estimula las contracciones del útero) y vasopresina (ADH) que aumenta la absorción de agua en los túbulos renales.

19 8.2Hipófisis - Produce hormonas que controlan la secreción de otras glándulas endocrinas. - Regulada por el hipotálamo y, mediante retroalimentación, por las glándulas que ella misma controla. - Adenohipófisis o lóbulo anterior: * hormona del crecimiento GH prolactina. leche Producción folículo estimulante FSH. Maduración folículos ováricos. Formación estrógenos. Luteo estimulina LH. Ovulación. Formación cuerpo lúteo. Progesterona. Testículo: testosterona. H estimulante del tiroides TSH. Producción h tiroideas H adrenocorticotropa ACTH. Secreción h corteza suprarrenal. - Neurohipófisis o lóbulo posterior: - Acumula oxitocina y vasopresina. Región intermedia: h melanocito estimulante MSH

20 8.3Tiroides - Produce tiroxina y triyodo tironina: aceleran procesos metabólicos - calcitonina. Disminuye concentración Ca en sangre y estimulando su fijación en los huesos. 8.4Paratiroides - Parathormona. Metabolismo del calcio y del ión fosfato. Liberación de Ca del hueso.

21 8.5Páncreas - Islotes de Langerhans - Insulina. Reduce la glucosa en sangre - Glucagón. Aumenta la glucemia 8.6Glándulas suprarrenales - Corteza suprarrenal. - mineralocorticoides. Aldosterona, que regula metabolismo iónico.

22 - glucocorticoides. Cortisol y cortisona metabolismo celular de glúcidos, lípidos y proteínas. - Andrógenos suprarrenales - Médula suprarrenal: adrenalina y noradrenalina 8.7Testículos - Células intersticiales de Leydig. Andrógenos responsables del funcionamiento órganos sexuales y aparición caracteres sexuales secundarios - Testosterona. Proceso formación espermatozoides

23 8.8Ovarios - Estrógenos como el estradiol mantiene los caracteres sexuales secundarios y responsables del mantenimiento del ciclo menstrual - Progesterona u hormona del embarazo 9.Hormonas en invertebrados - Anélidos: los ganglios cerebroides neurohormonas que regulan procesos de regeneración y crecimiento. - Insectos: cuerpos cardíacos y cuerpos alares. Los cuerpos alares hormona juvenil, ayuda a mantener el estado larvario.

24 Los cuerpos cardíacos controlan la actividad de la ecdisona u - hormona de la muda - Crustáceos: glándula del seno que produce cromatoforotropina. Regula cambios pigmentación. Hormona inhibidora de la muda. - Moluscos cefalópodos glándulas ópticas que segregan hormonas gonadotrópicas responsables del crecimiento del animal y del desarrollo de las gónadas

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