sábado, 29 de marzo de 2008

ARCO REFLEJO

El sistema nervioso integra la función de los sistemas sensoriales y los musculares a través de los centros ubicados en la médula espinal y en el cerebro, donde se procesan las señales provenientes del exterior e interior del organismo. Es el organo de información, información que circula por el organismo con el fin de regular sus propias funciones y de mantener la estabilidad que quiere para mantenerse como tal, en un ambiente hostil y variable, pero también es un órgano de comportamiento pues en el caso de los animales más complejos, todas las conductas dependen de las llamadas funciones superiores del sistema nervioso.

Existen dos tipos de respuestas que analiza el sistema nervioso: voluntarias e involuntarias.

El arco reflejo corresponde a una reacción involuntaria del cuerpo, tras un estímulo percibido por los receptores sensoriales.

A través del arco reflejo, el impulso nervioso siempre lleva la misma dirección: de lo sensitivo a lo motor. Sin embargo, sufre modificaciones que permiten modular o coordinar las respuestas. Por ejemplo, cada vez que se envía información motora para contraer un músculo esquelético, se hace necesario que el músculo opuesto o antagonista se relaje. De otra forma, el movimiento no sería posible. Como ambas respuestas deben ser simultáneas, el arco reflejo requiere que desde el centro integrador se originen dos vías motoras: una que permita contraer el músculo agonista y otra que relaje el músculo antagonista. Para que el proceso sea simultáneo, se necesita una especial organización estructural entre las neuronas aferentes, intermediarias (interneuronas o asociativas) y motoras. De esta manera, tal como se esquematiza en la figura, una señal aferente puede generar impulsos nerviosos que activan (exitatorios) motoneuronas y al mismo tiempo impulsos que desactivan (inhibitorios) otras motoneuronas.

sábado, 8 de marzo de 2008

Estructuras del Sistema Nervioso

El sistema nervioso está conformado por dos subsistemas con funciones diferentes: el Sistema Nervioso Central (SNC), conocido también como Cerebroespinal y Voluntario, que interviene en las funciones de relación, la sensibilidad y el movimiento; y el Sistema Neuro-vegetativo, llamado también Autónomo y Nervioso Periférico, que regula las funciones de la vida vegetativa (circulación, respiración, digestión, etcétera), independientes de nuestra voluntad.

El sistema nervioso central está formado por: la médula espinal, estructura alargada de tejido blando, ubicada al interior de la columna vertebral; y el encéfalo, estructura voluminosa situada sobre la médula espinal y al interior del cráneo. En el encéfalo podemos distinguir tres estructuras: el cerebro, el cerebelo, el bulbo raquídeo y el puente de Varolio.

Todo esto está protegido por sólidas estructuras óseas, que en su conjunto reciben el nombre de estuche cráneo-raquídeo, porque está formado por los huesos del cráneo y las vértebras de la columna vertebral.

Además de las estructuras óseas, el sistema nervioso central posee otros elementos de protección: las meninges. Estas son tres envolturas membranosas que lo rodean en forma concéntrica: la duramadre, la más externa y dura, que está en contacto con la protección ósea, es decir, con los huesos craneales y raquídeos; la aracnoides -recibe este nombre por su similitud con la red de una araña-, que viene inmediatamente después y que es una capa muy fina; y la piamadre, también muy delgada, que está en contacto con la médula y el encéfalo.

Entre la aracnoides y la piamadre existe un pequeño espacio bañado por el líquido cefalorraquídeo que circula libremente alrededor de este sistema. Este espacio es un verdadero amortiguador, ya que gracias a la presencia de este líquido los movimientos bruscos o golpes a los que está sometido el sistema nervioso le llegan muy suavizados.

Todos los centros nerviosos están conformados por dos sustancias: la gris, constituida por grupos de cuerpos celulares neuronales; y la blanca, formada por axones o fibras nerviosas. En el cerebro y en el cerebelo, la sustancia gris ocupa la parte externa; en la médula espinal se encuentra en el interior.

El conjunto encefálico, formado por más de 12 mil millones de neuronas y 50 mil millones de células gliales, dispone de una amplia red de riego sanguíneo condensada en la arteria carótida y la vena yugular, que regulan el flujo de nutrientes, principalmente glucosa y oxígeno. Los capilares sanguíneos y las meninges constituyen la barrera hematoencefálica, que impide la contaminación con sustancias nocivas, como las toxinas.

Hay doce pares de nervios craneales que van desde la porción inferior del encéfalo a diversos órganos y partes del cuerpo. La mayoría lleva información desde y hacia los órganos sensoriales principales. El primer par está destinado al olfato; el segundo, tercero, cuarto y sexto, a la visión, unos en el aspecto lumínico y otros en el movimiento ocular; el quinto y el séptimo, a la sensibilidad o acción motora de varias regiones de la cara; el octavo, al oído; el noveno, al habla; el undécimo y duodécimo son exclusivamente motores; y el décimo está relacionado con el corazón, los pulmones, el estómago y los intestinos.

Las neuronas:

Son las más características y estudiadas por la relación de sus propiedades con las funciones del sistema nervioso. Vale decir, comprendiendo la forma en que se organiza una neurona, es relativamente fácil comprender cómo se puede traspasar la información al interior de cualquier porción del sistema nervioso.

Las neuronas están funcionalmente polarizadas. Esto es, reciben información por uno de sus extremos, el dendrítico y la entregan por otro, el extremo axónico. Tal organización determina, en parte, su enorme capacidad de comunicarse con otras células, especialmente con otras neuronas. Se organizan en redes complejas y tridimensionales, cuando deben integrar señales sensoriales y motoras. Para el transporte de la información a lo largo de distancias de mayor alcance, las neuronas se agrupan de forma mas o menos paralela, originando nervios.

Pese a que cada ser humano posee más de 100 billones de neuronas (16 veces el número de la población del planeta), cada neurona posee una estructura básica similar: dendritas, cuerpo celular o soma y axón. El cuerpo celular o soma es el centro metabólico de la neurona y da origen a dos tipos de prolongaciones: el axón y las dendritas.

Cuerpo neuronal o soma:

El cuerpo neuronal se encuentra rodeado de una membrana de alrededor de 7.5 nm de grosor, la membrana plasmática. El citoplasma neuronal presenta una serie de sistemas membranosos que constituyen organelos y que, a pesar de estar conectados entre sí, tienen características enzimáticas específicas. En él se encuentran, además, otros componentes como los lisosomas, gránulos, mitocondrias, vesículas y complejos vesiculares, neurofilamentos, neurotúbulos y ribosomas.

Una de las características importantes de la neurona es la organización membranosa.

Considerando las complejas estructuras membranosas presentes en la neuronas y su organización funcional, se pueden distinguir tres sistemas: un sistema principal representado por la membrana nuclear, el retículo endoplásmico, el sistema de Golgi, las vesículas secretoras, los endosomas, la membrana plasmática; los lisosomas; las mitocondrias

Estos tres sistemas están inmersos en el citosol, que se presenta como un gel formado por proteínas hidrosolubles y por filamentos insolubles que constituyen el citoesqueleto. Estos sistemas de membranas constituyen compartimientos separados, estructurados con distintas proteínas y que cumplen diferentes funciones:

Núcleo neuronal. Es grande, generalmente esférico y presenta un nucléolo vesiculado.

Figura 8

Sustancia de Nissl. Es un sistema ramificado de membranas que se distribuye por el citoplasma, en forma de cavidades aplanadas, tachonadas por filas de ribosomas y rodeados de nubes de polirribosomas. Es el retículo endoplásmico rugoso (RER). Esta estructura no se observa en el axón pero sí en las dendritas. En el RER se producen los distintos tipos de proteínas que necesitan las neuronas para su funcionamiento.

Retículo endoplásmico liso. Es un sistema de cisternas semejantes a las observadas en el RER pero que no presentan ribosomas y que tienen un distinto grado de desarrollo en los diferentes tipos de neuronas. Es muy notable en las células de Purkinje. Funcionalmente se le ha asociado al transporte de proteínas.

Aparato o Sistema de Golgi. También se presenta como un sistema de cavidades membranosas, aplanadas, que conforman una red y que presentan vesículas asociadas.

Lisosomas. Son los organelos encargados de la degradación de desechos celulares. Se originan como pequeñas vesículas desde el aparato de Golgi.

Neurotúbulos. Variedades de estructuras de forma tubular de diámetro variable. Los hay de 22-24 nm de diámetro, cuya pared esta formada por 13 unidades de filamentos de tubulina. Son los microtúbulos. Otros, los neurofilamentos, son más delgados con un diámetro de alrededor de 10 nm. Más delgados aún, de alrededor de 5 nm de diámetro, son los microfilamentos formados por actina. Los neurotúbulos son importantes para el desarrollo neuronal, para la mantención de la estructura neuronal y para el transporte axonal.

Mitocondrias. Se ubican tanto en el soma como en los procesos neuronales. Su forma puede cambiar de un tipo de neurona a otro pero su estructura no es diferente, en su esquema básico, a la de las mitocondrias de cualquier otra variedad de células.

Axón

Es una prolongación tubular, con un diámetro de 0,2 a 20 mm, que puede ramificarse y extenderse más de un metro de largo. El axón es la principal unidad conductora de señales de la neurona, capaz de enviar señales a gran distancia mediante la propagación de señales eléctricas. Normalmente cada neurona posee un axón, que puede ser tan largo como el de las neuronas motoras o tan corto como el de las neuronas de la corteza del cerebelo.

En el se han definido varios segmentos morfológica y funcionalmente diferentes:

· el montículo axónico: es el segmento que conecta al axón con el soma. Puede presentar fragmentos de Sustancia de Nilss con abundantes ribosomas.

· el segmento inicial: continua al montículo y en él, los elementos axoplasmáticos se empiezan a orientar longitudinalmente. Hay pocos ribosomas pero presenta neurotúbulos, neurofilamentos y mitocondrias. En este segmento se inician los potenciales de acción.

· el axón propiamente tal: aquí la membrana celular es de aspecto uniforme excepto en las zonas de los Nódulos de Ranvier donde se aprecian densidades submembranosas. En este segmento también se encuentran microtúbulos, neurofilamentos, mitocondrias, vesículas y en la zona de los Nódulos existe una alta concentración de canales de sodio.

· la porción terminal: el axón se ramifica y las ramas alcanzan los botones sinápticos. En estas regiones sinápticas (terminales presinápticos) se encuentran abundantes vesículas sinápticas. Mediante estas estructuras es que la neurona puede conectarse con otra, para traspasarte el impulso nervioso

Dendritas

Las dendritas son prolongaciones de un grosor normalmente superior al del axón, aunque pueden ser tan o más largas que éste. Básicamente constituyen la superficie que utilizan los botones sinápticos para establecer uniones con una segunda neurona.

Las neuronas se distinguen unas de otras por su forma y tamaño, especialmente por el número y forma de sus prolongaciones dendríticas y axonales. El número y extensión de las prolongaciones dendríticas se correlaciona con el número de conexiones con otras neuronas. Una motoneurona espinal, cuyas prolongaciones dendríticas son moderadas en número y extensión, recibe alrededor de 10.000 contactos, 2000 en el cuerpo celular y 8000 en las dendritas. En cambio, el enorme árbol dendrítico de las células de Purkinge del cerebelo recibe alrededor de 150.000 contactos.

Sistema Nervioso

Todos los organismos tienen la misma propiedad de ser irritables, es decir, de responder a estímulos externos cuando éstos alcanzan cierta intensidad mínima. Mientras que algunos organismos poseen una capacidad de respuesta muy limitada, hay otras que poseen un sistema de estructuras especializadas, que expande la capacidad y diversidad de respuesta: sistema nervioso.

Entre los sistemas que componen a un organismo animal podemos distinguir los que se encargan del intercambio de materia y energía entre el medio interno y el ambiente externo; los que protegen, sostienen y mueven al cuerpo, el reproductor, los de defensa y los que se ocupan de la coordinación de las funciones de todos los demás, ejerciendo la regulación necesaria para que funcionen como una unidad. Estos son los sistemas nervioso y endocrino y en virtud de sus funciones se dice también que llevan a cabo la integración función.

El sistema nervioso integra la función de los sistemas sensoriales y los musculares a través de los centros ubicados en la médula espinal y en el cerebro, donde se procesan las señales provenientes del exterior e interior del organismo. Es un órgano de información, información que circula por el organismo con el fin de regular sus propias funciones y de mantener la estabilidad que quiere para mantenerse como tal, en un ambiente hostil y variable, pero también es un órgano de comportamiento pues en el caso de los animales más complejos, todos las conductas dependen de las llamadas funciones superiores del sistema nervioso.

Para que la función de una parte del cuerpo y la de otra estén coordinadas, es necesario que estas partes, de alguna manera, se comuniquen. El sistema nervioso establece una comunicación mediante los nervios, que funcionan como cables, transmitiendo impulsos nerviosos; mientras que el sistema endocrino lo hace mediante mensajeros químicos que viajan en la sangre, llamados hormonas. Esta diferencia hace que las señales nerviosas sena mucho más rápidas que las endocrinas.

El sistema endocrino se compone de las glándulas endocrinas, como la hipófisis, la tiroides, páncreas, paratiroides y gónadas. Todas ellas, al recibir un estímulo específico, secretan hormonas hacia la sangre, para que estas viajen y lleguen hasta su órgano blanco, en cuyas células hallan proteínas receptores con que se unen. La unión entre la hormona y el receptor desencadena en las células del órgano blanco un cambio de actividad que es su respuesta. Esta suele ser una alteración metabólica o un cambio en la permeabilidad de la membrana.

El sistema nervioso es un conjunto de redes neuronales en que las neuronas se comunican entre sí y con otras células, tanto por impulsos nerviosos que transmiten a lo largo de sus prolongaciones, como por sinapsis químicas.