Biología Sistema Nervioso II

Transcripción

1 Biología Sistema Nervioso II 2011 En este capítulo nos centraremos en otras aristas del sistema nervioso, como lo es el sistema nervioso periférico y los órganos sensoriales que nos permiten la percepción del medio y la adecuada respuesta a él. [Puntaje Nacional]

2 2 Sistema Nervioso [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] 2011 En continuación con la guía anterior, seguiremos revisando otros tópicos del sistema nervioso, como es el sistema nervioso periférico (SNP), que es el encargado de conectar el SNC con los receptores y efectores de los distintos órganos del cuerpo. El SNP se divide funcionalmente en dos: Sistema nervioso somático: se ejerce por un control voluntario por parte de la corteza cerebral y todos los centros superiores, sus motoneuronas ejercen o hacen sinapsis directa con los efectores corporales. Importante es destacar que todas sus neuronas liberan acetilcolina. Sistema nervioso autónomo: ejerce un control involuntario que está dado por el hipotálamo, tronco encefálico y la médula espinal, posee neuronas preganglionares que se originan en el SNC que sinaptan con las postganglionares que se sitúan en un ganglio y que van finalmente a los efectores viscerales. A su vez, el SNA se divide en: Sistema nervioso simpático: en este, las fibras preganglionares nacen de la porción torácica y lumbar de la médula espinal, que van a sinaptar con una postganglionar que se encuentra en un ganglio lejano al órgano efector, es por esto que se dice que la fibra preganglionar es más corta que la postganglionar. El neurotransmisor utilizado en la primera sinapsis es acetilcolina, en cambio, para la segunda es noradrenalina. Sistema nervioso parasimpático: sus neuronas preganglionares nacen a nivel del tronco encefálico y a nivel de la zona sacra de la médula espinal, viaja hasta el ganglio que se encuentra en el órgano efector (víscera) para sinaptar con la neurona postganglionar, es por esto, que se dice que en este sistema, la preganglionar es más larga. El neurotransmisor de la primera y segunda sinapsis es acetilcolina.

3 2011 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] I] Recepción sensorial 3 Se han preguntado alguna vez cómo serían nuestras vidas si no percibiéramos? Aunque la respuesta es evidente y quizás obvia, los llamo a cerrar los ojos un momento y sentir lo que nos rodea veremos que son múltiples sensaciones que se tienen aun estando quieto, y que la mayoría de las veces esas experiencias logran que tomemos una actitud distinta y programada para muchas de nuestras situaciones. Entonces, todo lo que sentimos, percibimos y conocemos es parte de lo que llamamos recepción sensorial y son procesadas en regiones específicas de nuestro sistema nervioso, pero especialmente en el cerebro. Cada tipo de sensación se denomina modalidad sensitiva o sensorial, teniendo en estos conceptos a la visión, tacto, gusto, etc. Una neurona sensorial solo transmite para una modalidad, que la lleva al SNC para ser procesadas y generar las sensaciones. Las distintas modalidades sensoriales pueden agruparse en: o o Generales: abarcan los somáticos y los viscerales, los primeros abarcan el dolor, tacto, etc. Especiales: son la visión, gusto, audición y equilibrio. Gusto Audición Tacto II] Características de los receptores 1) Excitabilidad: un estímulo cualquiera pueden transformarlo en un potencial de acción y llegar a una sensación. 2) Especificidad: responden solo a un tipo de estímulo siempre que éste tenga la capacidad de pasar el umbral requerido y formar un potencial de acción. 3) Adaptación: aplica sostenidamente un estímulo, la respuesta alcanza un pic y luego va disminuyendo gradualmente hasta desaparecer.

4 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] III] Visión Es uno de los sentidos más complejo de los seres humanos y los animales, estando sus receptores en el globo ocular. El globo ocular de las diferentes especies varían desde las estructuras más rudimentarias, capaces de diferenciar sólo entre la luz y la oscuridad, hasta los órganos complejos que presentan los seres humanos y otros mamíferos, que pueden distinguir variaciones muy pequeñas de forma, color, luminosidad y distancia. El ojo es capaz de captar los estímulos ambientales y llevarlos hasta el cerebro donde forma la imagen. Las capas del ojo son las siguientes: A. Capa externa o túnica fibrosa: es la más superficial y avascular, está formada por anterior por la córnea, que es una membrana resistente a través de la cual la luz penetra en el interior del ojo, que posee por detrás de ella una cámara llena de un fluido claro y húmedo (el humor acuoso) que separa la córnea de la lente del cristalino; también está la esclerótica que corresponde a lo blanco del ojo y es una cubierta curva, opaca y resistente que da protección y forma al ojo.

5 2011 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] B. Capa media o úvea: es la más vascularizada del ojo y se compone por: o Coroides: contiene muchos vasos sanguíneos y pigmentos, donde los primeros nutren y los segundos absorben el exceso de luz. o Cuerpo Ciliar: corresponde a procesos filiares que secretan un líquido denominado humor acuoso y el músculo ciliar que modifica la forma del cristalino para la visión cercana o lejana. o Iris: es la parte de color del ojo y está formada por músculos lisos circulares y radiales que regulan el tamaño de la pupila. C. Capa interna: corresponde a la retina, que es una capa compleja compuesta sobre todo por células nerviosas, que son receptoras sensibles a la luz y se encuentran en su superficie exterior detrás de una capa de tejido pigmentado. Estas células tienen la forma de conos y bastones. 5 Situada detrás de la pupila, la retina tiene una pequeña mancha de color amarillo, llamada mácula lútea; en su centro se encuentra la fóvea central, la zona del ojo con mayor agudeza visual. La capa sensorial de la fóvea se compone sólo de células con forma de conos, pero en torno a ella también se encuentran bastones. Según nos alejamos del área sensible, las células con forma de cono se vuelven más escasas y en los bordes exteriores de la retina sólo existen las células con forma de bastones. El ojo está dividido por el cristalino en dos grandes compartimientos: la cavidad anterior y la posterior: - Anterior: está ubicada entre la córnea y el cristalino, está llena de un líquido llamado humor acuoso que nutre al cristalino y a la córnea, además de ser el responsable de mantener la presión intraocular. - Posterior: está entre el cristalino y la retina, contiene el humor vítreo que mantiene la presión del ojo y mantiene la retina adosada a la pared del ojo. A diferencia del humor acuoso, no se repone constantemente. Cristalino: está ubicado posterior al iris, se comporta como un lente biconvexo que enfoca los rayos luminosos en la retina para la visión cercana.

6 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] III] Formación de la imagen Cuando miramos un objeto, ocurren varios procesos antes de que podamos percibir la imagen observada, estos son: Ocurre refracción en diferentes estructuras del ojo, tales como la córnea, que es la que tiene mayor poder de refracción, luego avanza hacia el humor acuoso al cual atraviesa, para seguir su camino hacia el cristalino. Después el rayo luminoso debe pasar por el cristalino, que es el que ajusta el foco de las imágenes y cambia según la distancia así, a mayor distancia, mayor será su radio de curvatura y viceversa. Posteriormente pasamos por el humor vítreo que actúa como medio para desviar la luz lo menos posible. Finalmente, en la retina se forma una imagen más pequeña e invertida que se transmite al cerebro por las vías visuales. Células del sistema visual: Conos: son las células encargadas de la visión en colores, su número desciende desde la zona central de la retina (fóvea) hacia la periferia. Existen tres tipos diferentes de conos, siendo cada uno de ellos sensible de forma selecta a la luz dependiendo de la longitud de onda que se perciba, verde, roja y azul. Esta sensibilidad específica se debe a la presencia de unas sustancias llamadas opsinas, por ejemplo, la eritropsina es sensible a longitudes de onda largas de alrededor de 560 nanómetros, dándonos la luz roja, la cloropsina capta longitudes de onda de unos 530 nanómetros (luz verde) y por último la cianopsina que capta con mayor facilidad ondas pequeñas de unos 430 nanómetros (luz azul). o Entonces, las señales son transmitidas en la retina a las células bipolares que llevan la señal al cerebro que interpreta los colores a partir de la razón de estimulación de los tres tipos de conos. Bastones: son los responsables cuando hay baja luminosidad, no detectan los colores y contienen rodopsina, que es la que capta longitudes de 500 nanómetros aproximadamente dándonos la visión nocturna.

7 2011 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] IV] Músculos, órganos efectores del sistema nervioso 7 Sin dudas, los músculos son la expresión más visible y tangible de las diversas actividades voluntarias o involuntarias de nuestro sistema nervioso. Constituye casi la mitad del peso total del cuerpo y tiene funciones de movimientos (voluntarios e involuntarios), producción de calor (para mantener la temperatura) y la postura corporal. Las características que hacen especiales a los músculos son: Excitabilidad: que es la capacidad de responder a un estímulo. Extensibilidad: es la capacidad de estiramientto de los músculos sin hacerse daño. Contractilidad: es el cambio de longitud que experimenta el músculo por acortamiento de las fibras cuando es estimulado. Elasticidad: es la capacidad del tejido para recuperar su forma y longitud luego de experimentar contracción o extensión. Aquí, nos centraremos mayormente en la musculatura esquelética, cuyas fibras alargadas, denominadas fibras musculares, se organizan en haces, llamados fascículos, que están envueltos en tejido conectivo. La fibra de músculo esquelético posee muchos núcleos, tiene una meembrana plasmática denominada sarcolema, un citoplasma denominado sarcoplasma y un retículo endoplasmático llamado retículo sarcoplásmico. Cada fibra contiene miofibrillas que están constituidas por miofilamentos que son de dos tipos básicamente, de actina y miosina, esta última es el llamado filamento grueso, que tiene dos cabezas de unión, una para el ATP y la otra para la actina.

8 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] Para entender mejor como es el proceso y las moléculas que involucra, analizaremos la siguiente imagen: Aquí observamos explícitamente que la cabeza de miosina tiene sitio de unión para ATP y que a su vez la actina está conectada a otra molécula que se llama tropomiosina que impide la unión a miosina cuando el músculo está relajado. A su vez, la tropomiosina depende de otra molécula que es la troponina, la cual es comandada por calcio. Por lo tanto, al existir la contracción muscular, existe una interacción entre estas moléculas que llevan finalmente al deslizamiento de la miosina. V] Unidad motora y unión neuromuscular La unidad motora está formada por una neurona y las células musculares inervadas por ella, mientras que la unión neuromuscular se refiere a la sinapsis de la neurona a estas células. Entonces, si tenemos un estímulo suficiente como para despertar un potencial de acción, se produce la contracción.

9 2011 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] VI] Contracción muscular 9 Vimos someramente como es a grandes rasgos la contracción muscular, ahora la describiremos paso a paso: Una neurona motora es excitada y transmite el impulso con la liberación de acetilcolina. La acetilcolina se une a receptores de la fibra muscular provocando la despolarización. El potencial de acción se propaga hacia el sarcolema (membrana) y al sistema de túbulos T (hendiduras en el sarcolema), que abren los canales de calcio. El calcio se une a troponina y hace que el complejo troponina-tropomiosina se aleje de los sitios de unión de la miosina en la actina, que quedan expuestos para ser ocupados. La miosina que tiene un sitio para ATP, lo degrada en ADP y con esa energía se une al sitio de actina, luego libera el ADP y el fosfato y se desliza. Al finalizar el deslizamiento la miosina queda unida a la actina hasta que llega una nueva molécula de ATP que la separa de la actina. Luego de la contracción, las fibras musculares vuelven al estado de reposo, la acetilcolina es recaptada o degradada y todo vuelve a la normalidad.

10 [BIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO II] VII] Sistema nervioso y la respiración Hemos visto el sistema nervioso, neuronas, sus aferencias y eferencias, pero no podemos dejar a un lado la respiración y su control nervioso. La respiración es un fenómeno principalmente involuntario, del cual no tenemos mucha conciencia, aunque tiene un poco de comando por la corteza cerebral. Es el bulbo raquídeo quien posee los centros inspiratorios y espiratorios; el centro inspiratorio se encarga de regular el ritmo básico, controlando la frecuencia respiratoria. El centro espiratorio se encarga de la espiración durante actividad, ya que en reposo es considerado un proceso pasivo. La protuberancia anular contiene los centros apnéustico y neumotáxico que se encargan que la respiración sea un fenómeno uniforme sin variaciones que nos cuesten la vida. El centro apnéustico incita a las neuronas del centro inspiratorio, prolongando la contracción del diafragma. El centro neumotáxico es el encargado de inhibir la inspiración.