Guía para el docente

Guía para el docente
Control nervioso y comportamiento
Sinapsis y neutransmisores
Guía para el docente
Descripción curricular:
- Nivel: 3º Medio
- Subsector: Biología
- Unidad temática: Control nervioso y comportamiento
- Palabras claves: sinapsis, neurotransmisor, canal de sodio, canal de
calcio, despolarización, potencial de acción, impulso nervioso
electroquímico, botón sináptico, neurona presináptica, neurona
postsináptica, fibra muscular, potencial excitador, encefalina, morfina,
neurona moduladora, receptores de encefalina.
- Contenidos curriculares:
- Estructura de la neurona, conectividad, organización y función del
sistema nervioso en la regulación y coordinación de las funciones
sistémicas, la motricidad y el comportamiento.
- Naturaleza electroquímica del impulso nervioso y su forma de
transmisión entre neuronas, y entre neuronas y músculo
(señales químicas y sinapsis).
- Contenidos relacionados:
- 1º medio:
ƒ
La célula: La célula como unidad funcional
ƒ
Biología humana y salud: Nutrición y salud
ƒ
Biología humana y saludo: Consumo de alcohol y salud
ƒ
- 2º medio:
ƒ
Biología humana y salud: Enfermedades genéticas
- 3º medio:
ƒ
Control nervioso y comportamiento: sistema nervioso,
organización y función
ƒ
Control nervioso y comportamiento: impulso nervioso
ƒ
Biología humana y salud; Higiene nerviosa: Drogas y
toxicomania
ƒ
Biología humana y salud; higiene nerviosa: estrés
- 4º medio:
ƒ
Biología humana y salud: Rechazo inmune
ƒ
Biología humana y salud: autoinmunidad
- Aprendizajes esperados
- Todos los organismos tienen la propiedad de responder
(reactividad o irritabilidad) a estímulos externos (cambios en el
ambiente) cuando éstos alcanzan cierta intensidad (umbral).
Algunos organismos poseen un sistema nervioso que expande la
capacidad y diversidad de respuesta.
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Sinapsis y neutransmisores
- Las neuronas son células especializadas que permiten la
comunicación casi inmediata de diferentes puntos del
organismo. Estas células poseen propiedades estructurales y
funcionales que permiten conducir impulsos eléctricos
(electroquímicos) a gran velocidad (1 a 100 metros/segundo) e
integrar la actividad de muchas neuronas. La actividad coordinada
de las neuronas y sus interacciones por medio de las sinapsis
producen respuestas motoras y emocionales, percepciones,
aprendizaje, memoria, lenguaje y en general todos los procesos
mentales. Esto es posible gracias a que se organizan formando
vías y redes de señalización, con precisas y múltiples
interconexiones entre ellas y con las células musculares. Las
neuronas se comunican con otras neuronas o con células
efectoras musculares o glandulares a través de señales
químicas (neurotransmisores) que se liberan por exocitosis en
las terminales sinápticas desde la neurona activa y son captadas por
receptores específicos en la superficie de la célula efectora. Los
procesos de aprendizaje, formación de memoria o la acción de
drogas involucran modificaciones al nivel de la sinapsis
nerviosa.
- La membrana plasmática de todas las células tiene un potencial
eléctrico de reposo negativo, que resulta de la tendencia del ión
potasio a salir de la célula por canales específicos, como resultado de
una gradiente de concentración que se mantiene por la actividad de la
bomba de sodio-potasio, consumiendo energía. En las neuronas, el
potencial de reposo puede ser modificado rápidamente
(despolarización) gracias a la apertura de canales de sodio,
como resultado de estímulos ambientales o señales de otras
neuronas. Esto genera potenciales de acción que son utilizados
para transmitir las señales nerviosas de un sitio a otro. La
información que lleva el impulso nervioso está codificada en la
frecuencia y número total de potenciales de acción. Los nervios que
poseen axones largos tienen una vaina aislante de mielina,
interrumpida por nudos de Ranvier, que hace más rápido el viaje del
impulso nervioso.
Aprendizajes esperados para esta actividad:
El significado de sinapsis.
Un esquema de sinapsis neuromuscular e identifican sus componentes.
La acción del ión calcio en la liberación de neurotransmisores.
Qué es una vesícula sináptica.
El significado de potencial de acción.
La relación entre la despolarización y el cambio en la permeabilidad de
la membrana que permite el ingreso masivo de iones sodio.
- Las encefalinas son neurotransmisores que modulan las vías nerviosas
del dolor.
-
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Sinapsis y neutransmisores
- Drogas como la morfina tienen una estructura química similar a las
encefalinas y, por eso, pueden unirse a los receptores de la membrana
presináptica.
- La sensación de bienestar prolongado que se logra con las drogas, en
este caso morfina, provocan la adicción.
Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl:
- Ficha 20: Tipos de sinapsis y neurotransmisores.
- Animación digital: “Efecto de la morfina en el control del dolor”
- Presentación digital (ppt): “Control nervioso y comportamiento 1”,
“Control nervioso y comportamiento 2”, “control nervioso y
comportamiento 3” y “Biología humana y salud: Higiene nerviosa”.
- Juego: “El Ahorcado”
Actividades propuestas para este tema:
En este documento hay dos actividades relacionadas al tema “Sinopsis y
neurotransmisores”. Ambas actividades se relacionan también a la unidad
“biología humana y salud: Drogas y toxicomania y El estrés.
- Actividad 1: Componentes y funcionamiento de la sinapsis neuromuscular.
- Actividad 2: ¿Cómo controlamos el dolor?
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Sinapsis y neutransmisores
ACTIVIDAD 1: Componentes y funcionamiento de la sinapsis
neuromuscular.
1. Mapa de contenidos tratados
SINAPSIS
Comunicación entre neuronas
y/o
PRESINÁPTICA
POSTSINÁPTICA
FIBRA MUSCULAR
Al recibir un
estímulo umbral
ocurre una
estimulando a
DESPOLARIZACIÓN
Por apertura
de los
CANALES DE
SODIO
POTENCIAL
EXCITADOR
y
originando
POTENCIAL DE
ACCIÓN
NEUROTRANSMISOR
originan
IMPULSO NERVIOSO
ELECTROQUÍMICO
Llega hasta los
liberando
se abren
CANALES
DE CALCIO
BOTONES SINÁPTICOS
2. Desarrollo de la actividad: Componentes y funcionamiento de la
sinapsis neuromuscular
Paso 1
Como de motivación e inicio de esta actividad, puede preguntar:
¿Cómo se contraen los músculos?
¿Cómo reciben la información?
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Sinapsis y neutransmisores
Estas preguntas pueden realizar en voz alta para generar una pequeña
discusión en torno al tema.
Paso 2
Una vez que los estudiantes comprendan que la clase se tratará de impulsos
nerviosos, entregue la guía para el estudiante disponible en educarchile.
Esta guía cuenta con una introducción para que los estudiantes, sin embargo
puede que no sea suficiente para el desarrollo completo de esta actividad, y
deban recurrir a otro material bibliográfico.
Lean la guía en voz alta, puede utilizar este momento para aclarar duda que
surjan en el momento.
Los estudiantes pueden realizar esta actividad en grupos de 3 ó 4 estudiantes.
Para comenzar las actividades los estudiantes deben observar
comprensivamente una imagen y además una animación disponible en el
portal de educarchile.
Pídales que fijen su atención en la neurona, su estructura y el procedimiento
necesario para que las moléculas de neurotransmisor sean capaces de salir de
la neurona presináptica.
Las respuestas de la guía se encuentran a continuación.
I. Completa las oraciones:
1. El impulso nervioso a través de la membrana neuronal corresponde a un
fenómeno de origen (químico/eléctrico/electroquímico).
2. El impulso nervioso a través de la sinapsis corresponde a un fenómeno
de origen (químico/eléctrico/electroquímico.
3. El neurotransmisor es una sustancia química que se ubica en
(dendritas/somas/terminales del axón).
4. Si un estímulo determinado sobrepasa el nivel umbral de la membrana,
ésta cambia la permeabilidad a los iones sodio haciendo que ingresen
masivamente produciendo una
(polarización/despolarización/repolarización) originando un potencial
de (acción/reposo) y un impulso (químico/electroquímico).
5. Cuando una neurona postsináptica actúa despolarizándose respecto a un
neurotransmisor, se llama potencial (inhibidor/excitador)
6. Los neurotransmisores ubicados en las terminaciones del axón o botones
sinápticos, se encuentran encerrados en las (vesículas
sinápticas/sinapsis) y para salir de ellas se deben abrir los canales de
(sodio/calcio/potasio) que las hacen fusionarse con la membrana
presináptica y salir por exocitosis al espacio sináptico.
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Sinapsis y neutransmisores
7. En la figura de arriba, el neurotransmisor produce un potencial
(excitador/inhibidor) porque los iones (calcio/sodio) ingresan a la fibra
muscular (presináptica/postsináptica) y el exceso de neurotransmisor
puede ser recaptado para su utilización por la membrana
(presináptica/postsináptica).
II. Mapa conceptual
Para esta actividad es importante que los estudiantes relacionen los conceptos
que han aprendido.
Sugiérales que realicen un mapa conceptual por grupo y luego puede utilizarlos
para compararlos entre grupos.
Paso 3.
Para concluir esta actividad puede utilizar la figura 1 y la animación para
destacar y aclarar aquellos conceptos que no han quedado claros. Apóyese de
los mapas conceptuales de los estudiantes.
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ACTIVIDAD ¿Cómo controlamos el dolor?
1. Mapa de contenidos tratados
NEURONA
MODULADORA
MORFINA
Es una
produce
ENCEFALINA
DROGA
Se une a
Compite por los
RECEPTORES DE
ENCEFALINA
en
NEURONA
PRESINÁPTICA
Bloqueando
parcialmente la
salida de
Bloqueando totalmente la
salida de
NEUROTRANSMISORES
DEL DOLOR
NEURONA
POSTSINÁPTICA
hacia
Desarrollo de la actividad: ¿Cómo controlamos el dolor?
Paso 1
Como motivación e introducción, pregunte a sus estudiantes:
- ¿Qué es dolor?
- ¿Podemos inhibir el dolor?
Puede anotar las respuestas en la pizarra o cartulina para, finalmente,
contrastar las respuestas y evidenciar el aprendizaje de los estudiantes.
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Sinapsis y neutransmisores
Paso 2
Entregue la guía para el estudiantes (disponible en el portal educarchile), en
ella aparece una pequeña introducción a tales preguntas, puede
complementarla con más información o, pedirle a los estudiantes que la
profundicen mediante una investigación.
A medida que se desarrolla la actividad, los estudiantes necesitarán mayor
apoyo bibliográfico, pídaselos al inicio de la clase.
Los estudiantes deben observar una figura y luego una animación acerca de la
inhibición del dolor. Pídales que pongan atención en las neuronas pre y
postsináptica, en los inhibidores del dolor (encefalina y morfina), y en los
neurotransmisores del dolor.
Es importante que comprendan que la encefalina es un inhibidor natural de
nuestro organismo, y que la morfina es una droga utilizada con los mismos
fines de inhibición del dolor, mucho más eficiente que la encefalina, sin
embargo esta droga causa adicción.
Los estudiantes deben comprender que al introducir morfina al organismo se
produce una competencia por fijarse en los receptores de la neurona
presináptica, que finalmente no liberara los neurotransmisores ligados a la
sensación de dolor.
Las respuestas a las preguntas y actividades de la guía se encuentran a
continuación.
1. ¿Para qué sirve el potencial de acción de la neurona presináptica?
Para abrir los canales de calcio de la neurona presináptica y liberar los
neurotransmisores “del dolor” hacia el espacio sináptico. (No hay
neurotransmisores para el dolor, es la membrana postsináptica la que
responde frente al neurotransmisor transmitiendo impulsos para el dolor.)
2. Con respecto a la figura: ¿Qué representan los “triángulos” encerrados en
color verde?
Corresponden a neurotransmisores y están ubicados en la neurona
presinática.
3. Con respecto a la figura: ¿Qué información transmiten esta “triángulos”?
Los neurotrasmisores representados por triángulos, transmiten dolor.
4. Observa que en la figura y animación, “aparece” la morfina. ¿Cómo llega
hasta el espacio sináptico?
La morfina es de origen externo. Nosotros la utilizamos para inhibir fuertes
dolores que padecemos. Puede llegar a nuestro organismos, por ejemplo, a
través de una inyección.
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Sinapsis y neutransmisores
5. ¿Qué acción realiza la morfina?
Bloquea la salida de neurotransmisores desde las vesículas de la neurona
presináptica.
6. Con respecto a la figura: ¿Qué representan los “rectángulos” blancos”
encerrados en color celeste?
Sustancias químicas originadas al contactarse las encefalinas o morfina a
los receptores de la membrana presináptica. Las encefalinas producen
una inhibición parcial y de corta duración de los neurotransmisores “del
dolor”. La morfina produce inhibición total y prolongada de los
neurotransmisores “del dolor”.
7. ¿Qué significa “inhibición intensa y prolongada por morfina”?
Que su efecto en la disminución o ausencia de dolor es prolongado en el
tiempo.
8. ¿Qué tipo de mensaje nervioso fue inhibido en la neurona postsináptica?
El mensaje inhibido es el dolor.
9. El neurotransmisor no liberado, ¿qué acción habría provocado en la
neurona postsináptica?
Un potencial de acción que originaría impulsos nerviosos para el dolor.
10.¿Qué es una neurona moduladora?
Es la neurona que regula con sus neurotransmisores la actividad de otras
sinapsis.
11.Investiga qué efecto tiene el neurotransmisor encefalina en la sinapsis.
Los estudiantes pueden realizar una investigación extensa acerca de los
neurotransmisores, de la encefalina y de la sinapsis. Lo importante es que
entiendan que la encefalina inhibe parcialmente la ruptura de las vesículas
sinápticas con neurotransmisores para el “dolor”.
12.Investiga qué efecto tiene la droga morfina en la sinapsis.
Para esta pregunta, igual que la anterior, los estudiantes pueden realizar
una investigación más extensa, sin embargo lo importantes es que
comprendan que compite con las encefalinas por los receptores
específicos, ocupándolos mayoritariamente y bloqueando la ruptura de las
vesículas sinápticas.
13.La nicotina del cigarrillo imita la acción del neurotransmisor acetilcolina
pero en mayor grado. ¿Cuáles son sus efectos?
En esta pregunta, los estudiantes deben relacionar el efecto de las drogas
como la nicotina y los efectos de estas en nuestro organismo. Existen
muchos efectos de estas drogas asociados a distintos sistemas.
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Sinapsis y neutransmisores
Puede enfocar la pregunta hacia el comportamiento muscular. En este
marco, el efecto radica en cambios conductuales debido a que aumenta la
actividad en algunas vías del cerebro. Vasocontricción de los órganos
abdominales y de las extremidades. Aumento de la actividad
gastrointestinal. Probable disminución de la frecuencia cardiaca.
Paso 3
Una vez que los estudiantes hayan respondido estas preguntas, motívelos a
realizar un mapa conceptual. Si trabajaron en grupos, pídales uno por grupo,
para luego iniciar una discusión con el fin de comparar los mapas conceptuales.
Paso 4
Para finalizar la actividad, utilice las figura 1 y la animación correspondiente,
obsérvenla nuevamente y aclare algunos conceptos que quizás no quedaron
claros.
Observe si los estudiantes comprendieron los contenidos y, si existen más
preguntas, anótelas y motive a que ellos mismos las respondan.
Puede utilizar la última pregunta del cuestionario (pregunta 13), para fomentar
una discusión acerca de las drogas más comunes utilizadas en Chile.
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