SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO

Transcripción

1 SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO Sistemas que integran y coordinan el funcionamiento de los distintos órganos y sistemas de los individuos Daniella Agrati Asistente Sección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias Universidad de la República Oriental del Uruguay dagrati@fcien.edu.uy

2 RESPIRACIÓN: aumento de la frecuencia. CARDIOVASCULAR: aumento de frecuencia cardíaca y redistribución del flujo sanguíneo (mayor a cerebro y músculos). INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO MOTOR: contracción y distensión alternada de diferentes músculos en un patrón temporal y espacial determinado. SENSORIAL: inicio y retroalimentación.

3 ORGANIZACIÓN DE LA CLASE 1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO: Sistema nervioso y sistema endócrino 2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN 3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN. 4-INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES Daniella Agrati Asistente Sección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias Universidad de la República Oriental del Uruguay dagrati@fcien.edu.uy

4 1 1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO

5 INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO Combinan información interna y externa Comunican a los diferentes tipos celulares y sistemas Generando un funcionamiento coordinado y coherente de los distintos sistemas, que responde a las necesidades cambiantes de los individuos 1

6 SISTEMA NERVIOSO Constelación organizada de células neuronales (NEURONAS) y no-neuronales (NEUROGLÍAS) INTEGRA y COORDINA la respuesta de los organismos frente : Estímulos internos Estímulos externos organismo medio SENSA INTEGRA RESPONDE 1

7 SISTEMA NERVIOSO Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para: MANTENER EL ½ INTERNO O CIERTAS VARIABLES DEL ½ INTERNO CONSTANTES (a pesar que varíe el ½ externo) 1

8 SISTEMA NERVIOSO Ej. control de T corporal en animales ENDOTERMOS por retroalimentación negativa 1

9 SISTEMA NERVIOSO Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para: MANTENER EL ½ INTERNO CONSTANTE o relativamente constante (a pesar que varíe el ½ externo) RESPONDER AL ½ EXTERNO (e incluso anticiparnos- de INTROBIOL ) Respuestas de escape, caza, comunicación, manipulación del ½, etc 1 SENSA INTEGRA RESPONDE

10 SISTEMA ENDÓCRINO Conformado por células y conjuntos de células (GLÁNDULAS) que secretan sustancias llamadas HORMONAS a la circulación. 1 Folículo tiroideo

11 SISTEMA ENDÓCRINO COMUNICADOR CELULAR Hormonas viajan circulatorio. a todo el organismo por el sistema Regula diversas funciones del organismo: metabólicas, reproductivas, crecimiento, etc. COORDINADOR del funcionamiento de diferentes sistemas. ej. Respuesta de estrés: secreción de Gluococorticoides 1

12 SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO SISTEMA NERVIOSO SISTEMA ENDÓCRINO Rápidas Precisas unión especializada sistema circulatorio Expansiva Económica resolución temporal espacial y actividades difusas prolongadas y EFECTORES 1 sistemas y aparatos digestivo, respiratorio, excretorio, reproductor actividad de músculos y glándulas

13 2 2- ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO

14 NEURONAS Células que conforman la unidad anatómica y funcional del SN. Compartimientos estructurales especializados: Dendritas Soma Axón 2 Tinción de Golgi

15 NEURONAS 2- generan y transmiten SEÑALES ELÉCTRICAS excitables y conductoras Dendritas Soma Axón RECEPCIÓN e INEGRACIÓN COMUNICA- CIÓN 2 Tinción de Golgi 1- Las neuronas se conectan entre si por contactos especializados llamados SINAPSIS

16 ORGANIZACIÓN JERÁRQUICA EN NIVELES Distintos niveles de procesamiento de la información -entrada -integración -transmisión -neuronas aferentes -inter-neuronas -neuronas eferentes Forman CIRCUITOS Forman SISTEMAS SISTEMAS DE PROCESAMIENTO 2 SISTEMAS MOTORES SISTEMAS SENSORIALES

17 3- EL SISTEMA NERVIOSO EN DISTINTOS ANIMALES SU EVOLUCIÓN 3

18 TODOS LOS ANIMALES TIENE SISTEMA NERVIOSO (SN)? Esponjas de mar (Porifera) Carecen de SN, sin embargo... 3

19 CUÁNDO APARECIERON POR PRIMERA VEZ LAS NEURONAS? Anémona marina (Cnidaria) Agua vivas (Cnidaria) SN de 1 neurona SN de 2 neuronas: 3 sensorial y motoneurona ESPECIALIZACIÓN

20 Algunas agua vivas (Cnidaria) y los moluscos poseen SN complejo. SN con 3 neuronas o más: -sensorial, procesamiento y motoneurona -red intermedia de neuronas que integran información ASOCIACIÓN 3 ESPECIALIZACIÓN

21 CÓMO CONTINÚAN DIFERENCIÁNDOSE LOS SN? Neuronas de metazoos son muy similares, si bien: INVERTEBRADOS predom. MONOPOLARES. VERTEBRADOS predom. MULTIPOLARES En la evolución del SN los mayores cambios han sido en la ESPECIALIZACIÓN y aumento de COMPLEJIDAD de la ORGANIZACIÓN. 3

22 ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS SN DIFUSO Redes de neuronas sin concentración discernible. Cnidarios Filo más antiguo con SN SN RETICULADO Entrada sensorial y salida motora, sin integración central. 3

23 ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS SN CENTRALIZADO Concentración interna de neuronas de procesamiento. Funciones especializadas en núcleos o ganglios (acúmulo de neuronas). Acompañada de CEFALIZACIÓN creciente. Filo BILATERAL más antiguo centralización y cefalización Platelmintos 3

24 ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS Platelmintos 3 SN GANGLIONAR ventral y sólido SEGMENTACIÓN cierto grado de control sensorial y motor por segmentos CEFALIZACIÓN concentración de estructuras y funciones en la parte anterior

25 ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN Artrópodos SN GANGLIONAR ventral y sólido Ganglios cefálicos AUMENTO DE CEFALIZACIÓN Por órganos sensoriales CENTRALIZACIÓN MÁXIMA División de SNC y SNP 3 Protocerebro- ojos Deuterocerebroantenas y olfato Tritocerebropiezas bucales Cuerda nerviosa ventral

26 ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN SN ENCEFÁLICO tubo neural dorsal y hueco/ columnar ENCÉFALO Grado máximo de cefalización Vertebrados MÉDULA 3

27 TENDENCIAS EVOLUTIVAS EN LA ORGANIZACIÓN DEL SN Internalización disposición sub-epitelia Centralización SNC-integrador SNP-aferencias (sensoriales) y eferencias (motoras) Cefalización ganglios cefálicos y encéfalo ejercen cierto grado de control sobre los ganglios segmentarios y los segmentos medulares. 3

28 SN GANGLIONAR de invertebrados bilaterales SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR de vertebrados SNC: neuronas en ganglios cefálicos + segmentarios (CNV) conectados entre si posición ventral SNC: neuronas en un continuo (encéfalo + médula) posición dorsal 3

29 SN GANGLIONAR de invertebrados bilaterales SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR de vertebrados GANGLIO SEGMENTO MEDULAR TRACTOS NEUROPILO integración SUST. GRIS integración con somas sin somas MACIZO HUECO: epéndimo SUST. BLANCA 3

30 CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE LOS SN Cephalopodos Pulpos gran desarrollo de capacidades motoras, sensoriales y cognitivas, similares a vertebrados organización de su SN muy similar a vertebrados 3

31 CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE LOS SN Cephalopodos organización de su SN muy similar a vertebrados: aumento de masa nerviosa/masa corporal e importante cefalización: mayor que peces y reptiles áreas especializadas en distintas funciones con arquitectura similar a vertebrados: -lóbulo óptico organizado como la última capa de la retina de vertebrados - uno de los lóbulos motores organizado como el cerebelo de vertebrados 3

32 El SN surge como un tejido especializado en responder a cambios en el medio. Esto le brinda a los animales, de forma creciente en relación al incremento de complejidad, versatilidad en su respuesta, con el consecuente aumento en la capacidad de adaptación La organización del SN determinar el comportamiento de los animales, 3 Sin embargo, esta organización, en muchos aspectos, es plástica: Behavior is the product of Nervous System organization and is also the agent in modeling that organization (Shepard, 3era edición)

33 4 4- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES

34 El mundo no es el mismo para una serpiente que para un primate por qué? La PERCEPCIÓN del mundo depende de: 1. qué energía del medio (y rango) somos capaces de DETECTAR 2. así cómo de la INTERPRETACIÓN de la misma por el SNC MUNDO PERCEPTUAL (Merkwelt) Cada animal tiene su propio mundo perceptual y este mundo difiere de su entorno tal cual nosostros lo percibimos, lo cual es lo mismo que decir: de nuestro propio mundo perceptual Timbergen,

35 PROCESAMIENTO SENSORIAL RECEPTOR FOTORECEPTORespecializado en captar luz y transformarlo en una señal eléctrica ENERGÍA LUZ-ondas electromagnéticas ÓRGANO SENSORIAL OJO de vertebradosestructura anatómica especializada donde se encuentran los fotoreceptores SISTEMA SENSORIAL Fotoreceptor+ ojo + vías hacia y dentro del SNC 4

36 PROCESAMIENTO SENSORIAL Recepción sensorial comprende : ABSORCIÓN absorber la energía, genera un cambio en el receptor TRANSDUCCIÓN convertirla en señal eléctrica AMPLIFICACIÓN de la señal receptorial CODIFICACIÓN/TRANSMISIÓN transmisión hacia el SNC de un número y frecuencia X de potenciales de acción en función de la intensidad de la señal 4

37 ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO ELECTRO- MAGNÉTICA fotoreceptores electroreceptores Luz visible Campo eléctrico 4

38 ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES ej SISTEMA SENSORIAL ACTIVO ELECTRORECEPCIÓN ACTIVA Gymotus sp y Brachypopomus sp 4

39 ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO TÉRMICA termoreceptores Calor/Frío QUÍMICA quimioreceptores Olfato, gusto, CO2, O2, etc. MECÁNICA mecanoreceptores Tacto, presión, sonido, equilibrio, distensión muscular 4

40 LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO Detectar el estímulo- SENSACIÓN Proceso por el cual los receptores sensoriales detectan información proveniente de los estímulos y la transmiten al SNC. Interpretación del estímulo-percepción Asignar sentido a la sensación, implica la interpretación de las sensaciones 4

41 LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA 4

42 LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA 4

43 ORGANIZACIÓN DE LA CLASE 1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO: Sistema nervioso y sistema endócrino 2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN 3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN. 4-INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES Daniella Agrati Asistente Sección Fisiología y Nutrición Facultad de Ciencias Universidad de la República Oriental del Uruguay dagrati@fcien.edu.uy

44 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Anderson. Fisiología Animal. Hill, Wyse y Capítulo 10: Control neurológico y endócrino y sistema nervioso (NO reloj biológico) Capitulo 13: Procesos sensoriales-organización de los sistemas sensoriales On the origins of the nervous system. Miller G. Science, vol 325, Binyamin et al.,. The Octopus: a model for comparative analysis of the evolution of learning and emory mechanisms. Marine Biological Laboratory, 2006.