ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO HUMANO

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1 DESAFÍO N 20 Profesor Mauricio Hernández Fonseca Electivo de Biología 3 Medio Nombre del Estudiante : Curso : ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO HUMANO TIMBRE INTRODUCCIÓN El sistema nervioso integra la función de los sistemas; sensorial y muscular, a través de centros ubicados en la médula espinal y encéfalo, donde se procesan las señales provenientes del exterior e interior del organismo. SISTEMA SENSORIAL SNP SNC SNP De una manera general, el sistema nervioso tiene una porción central (SNC), que comprende el encéfalo y la médula espinal y, una porción periférica (SNP). Esta última porción está constituida por nervios (haces de axones que corren en paralelo), ya sea de origen encefálico (craneal) o medular (raquídeo). Estos haces inervan los receptores y los efectores (músculos en el caso del sistema nervioso somático; vísceras, músculos lisos y glándulas en el caso del sistema nervioso autónomo o neurovegetativo). PROTECCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL SISTEMA MUSCULAR 1. Estructuras Óseas: representadas por el cráneo y la columna vertebral, el cual protege al encéfalo y médula espinal respectivamente. El cráneo está formado por un conjunto de huesos planos, de articulación inmóvil, que forman una caja resistente a los golpes. La columna vertebral está constituida por un conjunto de vértebras que articulan entre sí, en cuyo interior se encuentra el conducto raquídeo, ocupado por la médula. 1

2 2. Estructuras Membranosas: El S.N.C. se encuentra rodeado por tres capas de tejido conjuntivo llamadas meninges, su distribución desde fuera hacia adentro es: Duramadre: Gruesa y fibrosa, se encuentra en contacto directo con el tejido óseo. Aracnoides: Es un tejido de dos a tres células de espesor, su mayor importancia reside en el espacio que se encuentra bajo ella, el espacio subaracnoídeo que es atravesado por finas y múltiples trabéculas aracnoideas. En el espacio subaracnoídeo se produce la mayor parte de la absorción del líquido cefalorraquídeo (LCR) al sistema venoso. Piamadre: Delgada monocapa de células, en contacto directo con el tejido nervioso. 3. Líquido Cefalorraquídeo: El líquido cefalorraquídeo (LCR), llamado también líquido cerebroespinal es una sustancia clara e incolora que protege el encéfalo y la médula espinal del daño físico y químico. También transporta oxígeno y glucosa desde la sangre hasta las neuronas y neuroglia. El LCR circula continuamente a través de las cavidades del encéfalo y de la médula en un espacio denominado subaracnoideo. El líquido cerebroespinal es producido por los plexos coroídeos. El LCR contribuye a la homeostasis en tres formas principales; constituye una protección mecánica ya que sirve como un medio de absorción de impacto entre el delicado tejido neuronal y los huesos del cráneo y los de la columna vertebral. Otorga protección química, otorgando un ambiente químico óptimo para la transmisión neuronal precisa e incluso cambios leves en su composición iónica pueden alterar gravemente la producción de potenciales de acción y postsinápticos. Finalmente el LCR es un medio para intercambio de nutrientes y productos de desecho entre la sangre y el tejido nervioso central. SISTEMA NERVIOSO CENTRAL ENCÉFALO Está constituido por 5 estructuras: Cerebro, Cerebelo, Mesencéfalo, Protuberancia (Puente de Varolio) y Bulbo Raquídeo, cada uno constituido por sustancia gris y sustancia blanca. La sustancia gris está constituida por cuerpos neuronales y la sustancia blanca formada por tractos nerviosos (axones neuronales) 2

3 1. CEREBRO El cerebro está constituido por dos hemisferios cerebrales (derecho e izquierdo), el tálamo e hipotálamo. La superficie del cerebro está constituida por la corteza cerebral, conformada de una gran superficie de sustancia gris, la que se encuentra replegada formando pliegues profundos denominados cisuras y superficiales llamados surcos. En la corteza cerebral se han podido determinar ciertas áreas relacionadas con funciones específicas. Se pueden distinguir tres tipos principales de áreas: sensoriales que reciben los impulsos originados en los distintos receptores, motoras desde donde emergen fibras motoras de proyección que envían impulsos que llegan a los efectores (músculos esqueléticos) y finalmente las de asociación; que son las que reciben información desde otras áreas de asociación o sensitivas, la integran, almacenan y elaboran una respuesta que es enviada a las áreas motoras. En general sus funciones se relacionan con el razonamiento, el aprendizaje y el lenguaje. Es importante destacar que el área sensorial primaria o somestésica se encuentra hacia atrás de la cisura de Rolando en el lóbulo parietal y recibe los impulsos provenientes de los receptores cutáneos de tacto, dolor, presión, calor y frío. En la confluencia de las cisuras de Rolando y Silvio, hacia el lóbulo frontal, se encuentra el área motora para el habla o área de Broca, que recibe impulsos provenientes del área de Wernicke, donde serán regulados y enviados a las áreas motoras respectivas, esto ocurre en el hemisferio izquierdo. Una lesión en el área de Broca provoca afasia y una lesión en el área de Wernicke, ocasiona sordera verbal (A) o ceguera verbal (B). 3

4 A. Repetir una palabra escuchada B. Decir una palabra escrita A. Núcleos basales o cuerpo estriado: Formados por el núcleo caudado y núcleo lenticular. Son conjuntos de neuronas motoras que participan en la formación de la vía extrapiramidal, por lo tanto, regulan movimientos automáticos, como reflejos posturales y mímica emocional. La lesión de estos núcleos, causa alteraciones en los movimientos automáticos; Ej. Enfermedad de Parkinson y Corea. B. Tálamo Hipotálamo: El Tálamo es una zona cerebral que contiene sobre 20 núcleos separados. Anatómicamente consiste en materia gris que forma las paredes laterales del tercer ventrículo. Al tálamo confluyen todas las fibras sensoriales, con la excepción de aquellas del olfato, y por lo tanto la función principal del tálamo es la de relevo sensorial, es decir la mayor parte de sus somas neuronales reciben las fibras aferentes y envían sus axones hacia las áreas sensitivas de la corteza cerebral. El Hipotálamo consta de varias masas de núcleos interconectados con otros centros vitales del encéfalo. Inicia motivaciones apetitivas (sed, hambre, deseo sexual).por formar parte del sistema límbico también efectúa funciones emocionales e instintivas. Además se integra con el sistema endocrino. Secreta hormona antidiurética (ADH) la cual restringe la pérdida renal de agua y también secreta oxitocina, que estimula la contracción del músculo liso en el útero y los conductos galactóforos de las glándulas mamarias. Además regula la temperatura corporal por control de centros autónomos del bulbo raquídeo y controla la frecuencia cardíaca y presión sanguínea actuando sobre centros autónomos del bulbo raquídeo. C. Sistema Límbico: Un sistema funcional muy importante que comprende estructuras de distintas zonas del cerebro, como la corteza primitiva y gran parte del hipotálamo. En general forman el sistema límbico aquellas estructuras involucradas en la elaboración de las respuestas emocionales e instintivas como la conducta sexual, el temor, la ira y la motivación. Una característica del sistema límbico es su pobreza de conexiones entre él y con la neocorteza ("la neocorteza cabalga sobre el sistema límbico como un jinete sobre un caballo sin riendas"), de tal manera, que la emoción no puede iniciarse o suprimirse a voluntad, sin embargo la actividad neocortical modifica la conducta emocional y viceversa. D. Sustancia blanca cerebral: La sustancia blanca está formada por axones, mielínicos y amielínicos en tres tipos de tractos. Los tractos de asociación contienen axones que conducen impulsos entre las circunvoluciones del mismo hemisferio. Los tractos comisurales contienen axones que conducen impulsos nerviosos desde las circunvoluciones de un hemisferio cerebral a las circunvoluciones correspondientes del hemisferio opuesto. Tres importantes grupos de tractos comisurales son el cuerpo calloso (el haz más grueso de fibras del cerebro, que contiene alrededor de 300 millones de fibras), la comisura anterior y la comisura posterior. Los tractos de proyección contienen axones que conducen impulsos nerviosos desde el cerebro a las porciones inferiores del SNC (tálamo, tronco del encéfalo o médula espinal) o desde porciones inferiores del SNC al cerebro. 4

5 1. Hemisferio cerebral 2. Fibras de asociación 3. Corte coronal del cerebro 4. Fibras comisurales en el cuerpo calloso 5. Corteza cerebral 6. Ganglios basales 7. Sustancia blanca 8. Fibras de proyección 2. CEREBELO En el cerebelo la sustancia blanca ocupa la región central de los dos hemisferios cerebelosos y tiene un aspecto ramificado ("árbol de la vida"), y la sustancia gris constituye un manto sobre los hemisferios, la corteza cerebelosa. Su función principal es la de coordinar los movimientos voluntarios con respecto a su fuerza, dirección y velocidad en relación al equilibrio corporal. De esta manera aunque el cerebelo no da origen a respuestas motoras somáticas, determina que estas sean suaves y coordinadas. Un daño a nivel del cerebelo genera el cuadro de ataxia, en donde el individuo no coordina sus movimientos voluntarios ejecutándolos torpemente, semejando un niño aprendiendo a andar. 3. TRONCO ENCEFÁLICO El mesencéfalo, el puente de Varolio y el bulbo raquídeo forman el Tronco Encefálico por lo tanto, tienen algunos aspectos estructurales y funcionales comunes. En todo el tronco cerebral la sustancia blanca tiene una ubicación periférica, y la sustancia gris una posición central, formando núcleos (centros) que se mezclan en forma de red con la sustancia blanca lo que se conoce como formación o sistema reticular. A. Mesencéfalo: El mesencéfalo propiamente tal corresponde a la estructura que une el tronco encefálico con el cerebro y es atravesado por el acueducto de Silvio. En su parte anterior presenta los pedúnculos cerebrales que son dos columnas de sustancia blanca, formadas por fibras que van desde y hacia el cerebro. Por detrás están los colículos (tubérculos cuadrigéminos), los colículos superiores son los principales centros de integración del reflejo de mover los ojos para dirigir la vista hacia alguna imagen que distraiga sorpresivamente la atención. Los colículos inferiores constituyen relevos de la información auditiva. Por otra parte, el mesencéfalo participa de manera muy importante en los reflejos posturales del individuo como son los reflejos de enderezamiento de cabeza, cuello y tronco. B. Protuberancia Anular o Puente de Varolio: Tiene algunos núcleos grises siendo los principales: el centro apnéustico y el centro neumotáxico los cuales se encargan de cambiar la frecuencia respiratoria (número de inspiraciones por minuto). El centro apnéustico aumenta el tiempo para la etapa de inspiración, de modo que, al generar inspiraciones más profundas, disminuye la frecuencia respiratoria, en cambio el centro neumotáxico limita el tiempo para la etapa de inspiración, por lo tanto genera inspiraciones breves, aumentando de esta manera la frecuencia respiratoria. C. Bulbo Raquídeo o Médula Oblonga: Presenta numerosos núcleos de sustancia gris reguladores de importantes reflejos: respiratorio (marcapaso respiratorio; esto es luego de un movimiento inspiratorio viene otro espiratorio; ritmo respiratorio), vasomotor (regula la distribución del flujo sanguíneo), cardioinhibidor (regula la frecuencia de latido y la fuerza de la contracción cardíaca), salivación, estornudo, vómito y otros. En consecuencia una lesión en el bulbo raquídeo causa la muerte de la persona. Además tiene por función relevar información al cerebelo. La sustancia blanca conecta al encéfalo con la médula espinal. En el bulbo se realiza el entrecruzamiento al lado opuesto de la mayoría de las fibras motoras provenientes de la corteza cerebral y de las fibras sensitivas que van hacia el cerebro. D. Sistema Reticular Activante: Como se explicó anteriormente en las tres estructuras que forman el tronco encefálico la posición de la sustancia blanca es periférica. La sustancia gris ocupa la región central constituyendo núcleos (centros), y mezclada en forma de red con sustancia blanca, lo que se conoce como Formación Reticular. Como conjunto la principal función de la formación reticular es la de recibir estímulos colaterales desde los órganos de los sentidos y propioceptores (receptores de posición) amplificándolos y proyectándolos inespecíficamente a toda la neocorteza y al sistema límbico, activándolos y produciendo el estado de vigilia (despierto). Es por ello que este sistema recibe el nombre de Sistema Reticular Activante (SRA). La estimulación del SRA anula la gran actividad cortical que se produce durante el sueño permitiendo que esta responda sólo a estímulos específicos. 5

6 4. MÉDULA ESPINAL A. Aspectos estructurales de la Médula Espinal: En el humano la médula espinal tiene una longitud de 40 a 45 cm., un grosor de 0,6 cm. y se encuentra en el canal medular de la columna vertebral. La estructura es segmentada y origina 31 pares de nervios raquídeos o espinales (todos mixtos). La médula es una estructura ovalada en la que la posición de la sustancia blanca es periférica y la sustancia gris es central y tiene forma de H. B. Sustancia Blanca: Formada por fibras mielínicas. Las fibras que tienen origen, destino y funciones comunes forman haces, los cuales pueden ser ascendentes y descendentes, estos haces están separados por las astas (H) de la sustancia gris en cuatro regiones denominadas: cordones posteriores, laterales y anteriores. C. Sustancia Gris: Contiene todos los somas de las neuronas medulares y muchos elementos gliales de sostén. Tiene forma de H, las astas posteriores (que dan al dorso) reciben axones de las neuronas sensitivas (vía aferente o de entrada) que ingresan a la médula proveniente de un nervio raquídeo o espinal. Las astas anteriores, contienen dendritas y cuerpos celulares de las neuronas motoras (vías eferentes o de salida) que salen de la médula para pasar a un nervio espinal y dirigirse a un músculo esquelético. Las astas laterales a nivel toráxico y lumbar originan las neuronas preganglionares del Sistema Nervioso Autónomo Simpático y a nivel de sacro se originan las preganglionares del Parasimpático, que corresponden a vías eferentes neurovegetativas asociadas con músculos lisos de las vísceras o músculo cardíaco. D. Aspectos funcionales de la Médula Espinal: La médula espinal tiene dos importantes funciones: Servir como centro elaborador de reflejos medulares somáticos y autónomos. Conducir impulsos hacia (sensitivos) y desde el encéfalo (motores), es decir participa en la conducción de impulsos para los movimientos voluntarios y reflejos y para la percepción sensorial. E. Función elaboradora de reflejos de la Médula Espinal: ARCO REFLEJO Algunos axones de neuronas sensoriales pasan a través de la materia gris y conectan directamente con las neuronas motoras ubicadas en el asta anterior de la médula espinal (reflejo monosináptico) o lo hacen a través de interneuronas (reflejo bi o polisináp tico dependiendo del número de interneuronas que participen), que pueden sinaptar a su vez con las neuronas del asta anterior en el mismo nivel, pasar a niveles medulares inferiores, superiores o al cerebro. La figura anterior es un arco reflejo polisináptico. En este ejemplo, las terminales nerviosas libres de la piel, cuando se estimulan de manera apropiada, transmiten señales a lo largo de la neurona sensorial a una interneurona en la médula espinal. La interneurona transmite la señal a una neurona motora. Como consecuencia de la estimulación de la neurona motora, las fibras musculares se contraen. Las neuronas de proyección, que no se muestran aquí, también son estimuladas por la neurona sensitiva y llevan la información sensorial al cerebro. 6

7 REFLEJO ROTULIANO. Este acto reflejo es un comportamiento controlado por dos clases de neuronas conectadas entre sí a través de conexiones excitatorias, de modo que las neuronas eferentes llevan a la contracción de los músculos extensores de la pierna. Sin embargo, estas neuronas también activan interneuronas inhibitorias que previenen la acción de los músculos flexores antagonistas. Este tipo de integración está diseñado para suprimir acciones competitivas, en este caso, entre distintos conjuntos musculares. F. Función conductora de impulsos hacia y desde el encéfalo: Vía ascendente o sensitiva (posteriores): Los nervios raquídeos (espinales) contienen las fibras nerviosas sensitivas que van hacia la médula espinal, estas ingresan a la médula por sus raíces dorsales, estas fibras sensoriales tienen su soma neuronal en el ganglio espinal y el axón en la médula espinal, sinapta con los somas de otras neuronas. Si el axón de la neurona sinaptada cruza en el mismo segmento y sube formando el cordón lateral, anterior o ventral, llegará al tálamo donde hará el relevo sensorial, es decir, el impulso pasará a través de una sinapsis a una neurona talámica que lo llevará al área sensorial primaria o somestésica de la corteza donde el impulso generará una percepción. En general, la información sensorial se elabora en forma cruzada, porque la vía sensitiva cruza al otro lado de la médula. Este cruce puede ocurrir en el mismo segmento en que la neurona sensorial entra a la médula espinal, algunos segmentos más arriba o en el tronco encefálico, especialmente en el bulbo raquídeo. Vía descendente o motora (anteriores): Está constituida por dos tipos de tractos (conjuntos de fibras nerviosas) los piramidales (originados en las neuronas piramidales de la corteza y los extrapiramidales (originados en otras zonas de la corteza cerebral y áreas subcorticales). Estas neuronas son llamadas neuronas motoras superiores, que sinaptarán con las neuronas del asta ventral de la médula espinal (neuronas motoras inferiores). La mayoría de los impulsos originados en la corteza cerebral motora son iniciados por las áreas de asociación para el "movimiento voluntario". La adecuada función muscular (coordinación, balance, respuesta a estímulos visuales y auditivos) se complementa por la vía descendente llamada extrapiramidal, que lleva la información motora desde varios núcleos en el tallo cerebral (tronco encefálico). La separación de ambas vías por sus efectos no es fácil. En general los tractos piramidales controlan los movimientos finos del cuerpo, y los extrapiramidales tienden a modificar las contracciones musculares relacionadas con la postura y el balance. Algunos tractos extrapiramidales son más bien inhibitorios que excitatorios. Cerca del 80% de las fibras piramidales se entrecruzan al lado opuesto 7

8 (haz piramidal cruzado) en el bulbo raquídeo, las fibras restantes descienden como "haz piramidal directo", cruzándose poco antes de su terminación en la médula espinal. SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) El Sistema Nervioso Periférico está formado por conjuntos de fibras nerviosas llamadas nervios y conjunto de somas neuronales llamados ganglios, constituidos por los 12 pares de nervios craneanos y de los 31 pares de nervios raquídeos o espinales. El SNP reúne todas aquellas fibras sensoriales que conducen información desde los receptores a los centros elaboradores, constituyendo las vías aferentes, y las fibras motoras, las que constituyen vías eferentes funcionalmente se distinguen dos tipos, las originadas del Sistema Nervioso Somático o Voluntario, y las del Sistema Nervioso Autónomo Neurovegativo. NERVIOS RAQUÍDEOS Y CRANEANOS Desde un punto de vista anatómico los nervios se clasifican en: A. Nervios Raquídeos o Espinales: son 31 pares, todos mixtos. Nacen de las distintas porciones de la médula espinal en donde se insertan a través de dos tipos de raíces: la raíz dorsal lleva fibras sensitivas y posee un ganglio espinal para los somas de las neuronas sensitivas y la raíz ventral que lleva las fibras motoras. B. Nervios Craneanos: Los nervios craneanos pueden ser: sensitivos, mixtos y motores. A continuación puedes revisar la tabla que señala sus nombres y denominación en números romanos además de sus funciones primarias. Clasificación Nervios Craneanos Funciones primarias Sensorial especial I Olfatorio II Óptico Llevan información desde órganos exteroceptivo al encéfalo. VIII Acústico III Oculomotor IV Troclear Control de los músculos oculomotores extrínsecos Motor VI Abductor XI Espinal accesorio Control motor voluntario de músculos superficiales de la espalda XII Hipogloso Control de los músculos de la lengua V Trigémino VII Facial Llevan información sensorial (gusto) y comandos motores Mixto IX Glosofaríngeo voluntarios/involuntarios. X Vago SISTEMA SOMATOMOTOR, SOMÁTICO O VOLUNTARIO Reúne las fibras motoras que inervan la musculatura esquelética y que participa en los movimientos voluntarios y reflejos somáticos. Constituyen vías eferentes cuyo único efector es la musculatura esquelética, una denervación lo lleva a la parálisis y a la atrofia. El área de sinapsis neuromuscular se denomina placa motora y el neurotransmisor es la acetilcolina con un efecto siempre excitatorio. La fibra del sistema somatomotor que alcanza el efector está mielinizada. El rol del sistema somatomotor es ajustar el organismo al medio externo y su inhibición es central. 8

9 SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO (NEUROVEGETATIVO) El sistema neurovegetativo es el sistema motor que regula, ajusta y coordina funciones y actividades de los órganos (vísceras) del cuerpo. Incluye el control de todos los músculos lisos (involuntarios), el corazón y las glándulas. Aquí radica su importancia en la mantención de la homeostasis junto con el Sistema Endocrino. Como características generales del sistema se debe destacar que la mayor parte de los efectores están inervados por las dos ramas del sistema neurovegetativo, y la influencia de cada división es antagónica respecto de la otra. Cada inervación requiere una cad ena de dos neuronas entre el núcleo de origen central y el órgano inervado. La sinapsis intermedia se establece en un ganglio que está fuera del sistema nervioso central. La conexión del sistema nervioso central con el ganglio se hace por una fibra pre ganglionar, mientras la conexión entre el ganglio y la estructura inervada se hace por una fibra post ganglionar. Se analizarán las dos subdivisiones del Sistema Nervioso Vegetativo: la división Simpática y Parasimpática. La regulación homeostática del cuerpo depende, principalmente, de la cooperación del simpático y parasimpático del sistema autónomo y de la actividad del sistema endocrino. EN RESUMEN SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO Controla respuestas involuntarias influyendo en órganos, glándulas y músculo liso SIMPÁTICO Prepara al cuerpo para actividades tensas o enérgicas; lucha o huida PARASIMPÁTICO Domina en momentos de reposo; dirige actividades de mantenimiento 9

10 Actividad: Preguntas de selección múltiple 1. Una de las asociaciones estructura - función que se presenta a continuación es incorrecta A. Bulbo raquídeo - balance hídrico. B. Tálamo - relevo sensorial. C. Mesencéfalo - reflejos posturales. D. Formación reticular - estado de vigilia. E. Cerebelo - equilibrio corporal. 2. Los nervios craneanos Olfatorio (I), Óptico (II) y Acústico (VIII): A. son mixtos. B. son motores. C. son sensoriales exteroceptivos. D. pertenecen al sistema nervioso parasimpático. E. emergen de la misma división encefálica. 3. La corteza somestésica o sensorial primaria convierte en percepción estímulos provenientes de receptores de I. dolor. II. tacto. III. presión. A. Sólo I. B. Sólo II. C. Sólo III. D. Sólo I y II. E. I, II y III. 4. En el encéfalo humano, las zonas de asociación se concentran en A. el ventrículo. B. las meninges. C. el cuerpo calloso. D. el bulbo raquídeo. E. la corteza cerebral. 5. Se clasifican como nervios craneanos mixtos los siguientes, excepto A. vago. B. facial. C. trigémino. D. hipogloso. E. glosofaríngeo. 6. Una de las asociaciones estructura función no corresponde A. Hipotálamo - secreción de oxitocina B. formación reticular - vigilia C. sistema límbico - coordinar movimientos voluntarios D. tálamo - relevo sensorial. E. Mesencéfalo - reflejos postulares 7. El Sistema Somatomotor y el Sistema Neurovegetativo, tienen en común que ambos I. inervan los mismos efectores. II. poseen ganglios periféricos. III. poseen funciones motoras. A. Sólo I. B. Sólo II. C. Sólo III. D. Sólo I y II. E. Sólo II y III. 8. La definición: incapacidad patológica para realizar movimientos coordinados, asociada con lesiones del cerebelo, corresponde a A. afasia. B. ataxia. C. agnosia. D. parálisis. E. esclerosis. 9. Las respuestas que se presentan a continuación se asocian a la inervación autónoma correspondiente, una de ellas es incorrecta A. Contracción de la pupila - parasimpático. B. Aumento de la frecuencia cardiaca - simpático. C. Aumenta la actividad del páncreas - simpático. D. Dilatación del diámetro bronquial - simpático. E. Secreción salival acuosa - parasimpático. 10. Sobre los nervios raquídeos, se puede afirmar correctamente que I. son todos mixtos. II. poseen raíz ventral motora. III. tienen un ganglio en la raíz dorsal. A. Sólo I. B. Sólo II. C. Sólo III. D. Sólo II y III. E. I, II y III. 10