Biología y Geología 1º Bachillerato

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UNIDAD 15: REGULACIÓN Y COORDINACIÓN EN LOS ANIMALES
2-1/ Transmisión del impulso nervioso
-Se debe a cambios eléctricos y químicos en la membrana plasmática que separa a la célula
nerviosa de su medio extracelular.
2-1-1/ Dentro de una neurona
a) Conceptos previos
-Potencial de reposo
Diferencia de potencial que posee la membrana de la neurona cuando no está
transmitiendo un impulso nervioso (-70 mV) Se debe a la desigual distribución de
iones en el exterior e interior: en el exterior la [Na +] es alta y la [K+] es relativamente
baja comparada con sus concentraciones intracelulares, haciendo que predominen las
cargas negativas en el interior.
-Umbral de excitabilidad
Intensidad mínima que debe tener el estímulo para iniciar un impulso nervioso
(para crear un potencial de acción)
-Potencial de acción
Variación brusca de la diferencia de potencial de la membrana (de -70 mV a
+30 mV) debido al desplazamiento de los iones (despolarización)
-Despolarización
Proceso de inversión de la polaridad de la membrana por el desplazamiento de
los iones.
-Repolarización
Proceso de recuperación del potencial de reposo inicial.
-Período refractario
Intervalo de tiempo (0,5-2 ms), que transcurre tras un impulso nervioso, y en
el que la neurona no puede iniciar otro impulso nervioso (es lo que tarda la neurona en
recuperar la polaridad)
b) Proceso
-Membrana en reposo, pero polarizada (potencial de reposo: -70 mV)
-Llegada de un estímulo (que alcance el umbral de excitabilidad) – apertura de los
canales de Na+ – entrada de Na+ (a favor de gradiente de concentración y de gradiente
eléctrico) – despolarización (que provoca un potencial de acción de +30 mV en 1,5
ms)
-Transmisión del impulso nervioso: la despolarización se transmite a las zonas
adyacentes propagándose a lo largo de toda la neurona. Si la neurona está mielinizada
(ver figura 9.34 de la página 225) la despolarización se transmite de nódulo de
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Ranvier a nódulo de Ranvier a saltos, con lo que la transmisión es más rápida (120
m/s frente a 0,5 m/s)
-Restauración de las condiciones de reposo:
-Apertura de los canales de K+ – salida de iones K+ – repolarización (-70 mV)
-Recuperación de la distribución de cargas inicial mediante la bomba Na+-K+
que extrae Na+ e introduce K+ consumiendo energía (ATP)
2-1-2/ De neurona a neurona: sinapsis
a) Conceptos previos
-Sinapsis
Zona de comunicación funcional entre dos neuronas debido a que entre ellas
no hay contacto físico.
Esta formada por:
-Zona presináptica:
Axón de la neurona por la que llega la información
(impulso nervioso)
-Zona postsináptica: Dendrita de la neurona a la que se envía la información.
-Hendidura sináptica: Espacio que separa ambas zonas.
-Neurotransmisores: Sustancias químicas contenidas en las vesículas
sinápticas de los axones presinápticos y que activan o
inhiben el impulso nervioso.
b) Proceso
-El impulso nervioso llega a la zona presináptica.
-Las vesículas sinápticas vierten los neurotransmisores a la hendidura sináptica.
-Los neurotransmisores llegan a la membrana de la zona postsináptica y se unen a
receptores específicos.
-Si el neurotransmisor es activador, provoca un potencial de acción en la zona
postsináptica y, de esta manera, un impulso nervioso.
-Si el neurotransmisor es inhibidor, provocan la hiperpolarización de la zona
postsináptica, lo que dificulta la despolarización y, por tanto, la creación y
transmisión del impulso nervioso.
-El neurotransmisor es eliminado por la acción de enzimas de la neurona postsináptica
o es recapturado por los axones presinápticos.
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3/ Sistema nervioso de los invertebrados
-A medida que se avanza en la escala evolutiva se aprecian un aumento de la complejidad
que se manifiesta en:
-Las corrientes nerviosas se transmiten a través de circuitos unidireccionales.
-Aumenta el diámetro de las fibras nerviosas y con ello la velocidad de conducción.
-Aumenta el número de células nerviosas, que se concentran formando ganglios.
-Se produce la cefalización por la concentración de neuronas en el extremo anterior
del cuerpo (cabeza) y el sistema nervioso se sitúa en posición ventral.
-Los sistemas nerviosos de los invertebrados se pueden agrupar en cuatro modelos:
-Redes nerviosas:
-Propio de celentéreos.
-Las neuronas forman una red difusa, sin órganos de control ni vías nerviosas
definidas. Los impulsos nerviosos se transmiten en todas direcciones.
-Sistema nervioso anular:
-Propio de equinodermos (simetría radial)
-Poseen un anillo periesofágico del que parten cordones nerviosos radiales.
-Sistema nervioso cordal:
-Propio de platelmintos.
-Poseen una región cefálica con ganglios cerebrales de los que salen un par de
cordones nerviosos que se extienden por la zona ventral (primitivo SNC) y se
ramifica lateralmente (primitivo SNP)
-Sistema nervioso ganglionar (escaleriforme)
-Propio de anélidos, artrópodos y moluscos.
-Poseen:
-Región cefálica con ganglios cerebrales.
-Collar periesofágico.
-Cordones nerviosos ventrales.
-Un par de ganglios por segmento que se unen transversalmente.
-Nervios sensoriales y motores que se extienden por el organismo.
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4/ Sistema nervioso en vertebrados
4-1/ Sistema nervioso central (S.N.C.)
4-1-1/ Envolturas óseas
-Cráneo
-Protege: encéfalo.
-Formado por: Frontal, parietal (2), temporal (2), occipital.
-Columna vertebral
-Protege: médula espinal.
-Formada por: vértebras.
4-1-2/ Envolturas membranosas (meninges)
Del exterior al interior:
-Duramadre.
-Aracnoides.
-Espacio subaracnoideo: con líquido cefalorraquídeo (amortiguador e
intercambio de nutrientes y desechos con la
sangre)
-Piamadre.
4-1-3/ Encéfalo
a) Cerebro
-Con dos hemisferios cerebrales (con circunvoluciones y cisuras en los humanos)
conectados por fibras (cuerpo calloso)
-Con sustancia gris (corteza cerebral) situada en la parte externa y formada por
cuerpos neuronales.
-Con sustancia blanca situada en la parte interna y formada por prolongaciones
neuronales (axones cubiertos de mielina)
-Funciones:
-Centro de información sensorial (donde las sensaciones se hacen
conscientes)
-Control de movimientos voluntarios.
-Centro de las funciones superiores: memoria, inteligencia y voluntad.
-También posee:
-Tálamo: Procesa la información sensitiva (centro de interpretación de
muchos estímulos sensitivos antes de su llegada al cerebro)
-Hipotálamo: Regula funciones internas (temperatura, hambre, sed,
equilibrio hídrico, sueño, impulsos sexuales…)
-Hipófisis: Regula glándulas endocrinas.
b) Cerebelo
-Coordinador del tono muscular y de movimientos aprendidos y voluntarios y de la
postura y del equilibrio (coordinación muscular)
c) Bulbo raquídeo
-Función conductora (prolongación de la médula) hacia y desde los centros
superiores.
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-Controla actividades automáticas de las vísceras (latido, ritmo respiratorio,
contracción y dilatación de vasos sanguíneos, reflejos de la tos, deglución y
vómito…)
4-1-4/ Médula espinal
Parte menos especializada del S.N.C.
a) Estructura
-Se extiende desde la base del encéfalo hasta la 2ª vértebra lumbar.
-Epéndimo: cavidad central muy estrecha por la que circula líquido
cefalorraquídeo.
-Sustancia gris (cuerpos neuronales) en el interior (forma de alas de mariposa)
-Sustancia blanca (axones) en el exterior formando haces longitudinales
-Ascendentes (sensitivos)
-Descendentes (motores)
-Astas (alas de mariposa)
-Anteriores o ventrales: salida de fibras motoras.
-Posteriores o dorsales: entrada de fibras sensitivas de receptores
sensoriales (sus cuerpos neuronales forman
los ganglios de la raíz dorsal –ganglios
raquídeos– antes de penetrar en la médula)
-Las fibras sensitivas y motoras se unen para formar los nervios
raquídeos o espinales (mixtos, 31 pares en el ser humano)
b) Funciones
-Transmite los impulsos hacia y desde los centros superiores (función
conductora debida a la sustancia blanca)
-Controla la actividad refleja que no precisa de las órdenes de otros centros
superiores (función refleja debida a la sustancia gris)
4-2/ Sistema nervioso periférico (S.N.P.)
-Conecta los receptores (mediante vías aferentes formadas por neuronas sensitivas) y
los efectores (mediante vías eferentes formadas por neuronas motoras) con los centros
nerviosos (S.N.C.)
-Se divide en:
4-2-1/ Sistema nervioso somático
-Sus neuronas motoras inervan los músculos esqueléticos, que son de control
voluntario.
-Formado por:
a) Nervios craneales:
-Entran y salen del encéfalo.
-Son sensitivos, motores o mixtos.
-Inervan: cabeza, parte superior del tronco y algunos órganos internos.
-Algunos están relacionados con el sistema nervioso autónomo (SNA)
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b) Nervios raquídeos o espinales:
-Entran y salen de la médula.
-Son mixtos (excepto en peces)
-Intervienen en actos reflejos (actos involuntarios)
-Los cuerpos celulares de las neuronas motoras forman grupos en el encéfalo y la
médula (sustancia gris). Los largos axones mielínicos llegan hasta los músculos
esqueléticos (control voluntario)
4-2-2/ Sistema nerviosos autónomo (SNA o sistema nervioso visceral o de la vida vegetativa)
-Regula las actividades que se realizan de forma totalmente involuntaria, sin dominio
sobre ellas del cerebro.
-Formado por:
-Receptores.
-Fibras sensitivas.
-Centros nerviosos situados en el SNC (hipotálamo, bulbo raquídeo, médula)
-Fibras motoras.
-Efectores (glándulas, músculo liso, músculo cardiaco)
-Las fibras motoras llamadas preganglionares salen del SNC y antes de llegar al
órgano efector contactan, en un ganglio del SNA y mediante sinapsis, con otras
neuronas motoras llamadas posganglionares. La fibra preganglionar suele ser
mielínica y la posganglionar, amielínica.
-Se divide en:
a) Sistema nervioso simpático.
b) Sistema nervioso parasimpático.
-Estos sistemas inervan a los mismos órganos y actúan de manera antagónica siendo
sus diferencias las siguientes:
Simpático
Parasimpático
Porción media de la médula
espinal (sistema toraco-lumbar)
Regiones craneal y sacra de la
médula espinal (sistema cráneosacro)
Cortas
Largas
Largas
Cortas
Localización de la
sinapsis
En los ganglios próximos a la
médula, formando cadenas
ganglionares
En ganglios dispersos en los
órganos inervados o cerca de
ellos
Efectos generales
Prepara al organismo para la
acción en estados de urgencia
(lucha, estrés…) aumentando la
presión sanguínea, los latidos…,
consumiendo energía
Actúa en situaciones de calma,
reposo: disminución de la
presión sanguínea, de los
latidos…, acumulando energía
Salida del SNC
Fibras
preganglionares
Fibras
posganglionares
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4-3/ Integración nerviosa
-Es la coordinación de los miles de mensajes procedentes de los receptores que se
procesan en los distintos centros nerviosos del SNC para lograr que la información se
unifique y la respuesta sea suave y uniforme.
-Dependiendo de si esta respuesta está controlada o no por la voluntad, se diferencian
dos tipos de actos:
a) Involuntarios o reflejos:
-Los elementos que intervienen forman el arco reflejo: receptor, neurona
sensitiva, neurona de asociación, neurona motora, órgano efector.
-También hay conexión con el SNC, que utiliza toda la información para
efectuar los controles necesarios y coordinar.
-Los actos reflejos pueden ser:
-Innatos:
-Son congénitos, involuntarios y automáticos.
-Sólo interviene la médula.
-Suelen ser de protección.
-Adquiridos o condicionados: -Requieren un aprendizaje previo.
-Interviene la corteza cerebral.
b) Voluntarios:
-Son conscientes y controlados voluntariamente.
-Interviene la médula y el encéfalo (corteza cerebral)
EJERCICIOS DE REPASO
1. ¿Dónde se localizan y qué función realizan las interneuronas o neuronas de asociación?
¿Por qué razón se denominan “de asociación”?
2. ¿Todos los actos voluntarios tienen su origen en la percepción de un estímulo? Razona la
respuesta y pon algún ejemplo de acto voluntario que no tenga su origen en la percepción
de un estímulo.
3. ¿Por qué razón las fibras amielínicas conducen el impulso nervioso más despacio que las
mielínicas?
Del libro de texto:
Página 342: ejercicio 13.
Página 354: ejercicios 1, 5, 6, 14 y 15
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7. EL SISTEMA HORMONAL: REGULACIÓN Y COORDINACIÓN
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS HORMONAS
-Compuestos orgánicos químicamente variados (proteínas, lípidos, derivados de
aminoácidos)
-Producidas por:
Glándulas endocrinas:
Hormonas
Neuronas:
Neurohormonas
-Transportadas por la sangre.
-Ejercen su acción en células u órganos concretos (que se llaman blanco o diana) a los que se
unen por receptores específicos.
-Actúan en pequeñas cantidades.
-Se degradan rápidamente, por lo que hay que sintetizarlas continuamente.
-Para evitar el exceso (hiperfunción) o el defecto (hipofunción), su cantidad se regula,
generalmente, mediante retroalimentación.
-Intervienen en funciones que requieren una acción lenta y continuada.
7.1. HORMONAS DE LOS INVERTEBRADOS
La mayoría son neurohormonas.
CONTROL HORMONAL DEL DESARROLLO DE LOS INSECTOS
Segrega
(neurohormona)
Llega a
(la almacena hasta que se
activa y la libera)
Segrega
Llega a
Segrega
Efecto
(ecdisona)
Efecto
Crecimiento de la larva
(mudas)
Crecimiento de la larva (mudas) y
promueve la metamorfosis
Crecimiento
(muda)
Larva
H. juvenil
H. de la muda
Metamorfosis
Larva mayor
[H. juvenil] ↓
H. de la muda
Pupa
[H. juvenil] = 0 Adulto
H. de la muda
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7.2. HORMONAS DE LOS VERTEBRADOS
CARACTERÍSTICAS GENERALES
-Se transportan en por la sangre unidas a proteínas transportadoras.
-En las células blanco u órganos diana ejercen su acción de diferente forma según el tipo de
hormona:
-Hormonas esteroides (son lipófilas y de pequeño tamaño):
-Atraviesan la membrana celular.
-Se unen a moléculas receptoras del citoplasma.
-Así unidas llegan hasta el núcleo, donde pueden activar o inhibir genes.
-Hormonas proteicas (son de mayor tamaño):
-Se unen a moléculas receptoras de la membrana.
-Esta unión hace que una molécula del citoplasma, el adenosín monofosfato
(AMP) se convierta en adenosín monofosfato cíclico (AMPC)
-Este AMPC actúa de segundo mensajero y activa enzimas.
-Estas enzimas alteran el funcionamiento de la célula (cambia la permeabilidad
de la membrana, la síntesis de proteínas, la actividad de otras enzimas…)
7.2.1. SISTEMA ENDOCRINO
Es el conjunto de todas las glándulas de secreción interna. Las principales son:
hipófisis, páncreas, gónadas, tiroides, paratiroides y suprarrenales.
7.2.1.1. REGULACIÓN DEL SISTEMA ENDOCRINO: EJE HIPOTÁLAMO – HIPÓFISIS
Ver figuras y esquemas de los márgenes de las páginas 349 y 350.
COMPONENTES DEL EJE HIPOTÁLAMO – HIPÓFISIS
-Hipófisis:
-Glándula situada en la base del cerebro y de 1 cm de diámetro.
-Partes:
-Lóbulo anterior (adenohipófisis)
-Lóbulo posterior (neurohipófisis)
-Lóbulo intermedio (en algunos vertebrados)
-Pedúnculo:
-Une la hipófisis con el hipotálamo.
-Hipotálamo:
-Produce:
-Neurosecreciones (son factores liberadores – RF)
-Se vierten a la sangre, y a través del pedúnculo llega al lóbulo anterior de la
hipófisis (adenohipófisis) donde activa la producción y liberación de
hormonas.
-Neurohormonas (son la oxitocina y la hormona antidiurética – ADH)
-Llegan a través de las propias neuronas hasta el lóbulo posterior de la
hipófisis (neurohipófisis) donde se almacenan hasta que son liberadas a la
sangre.
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MECANISMO DE ACCIÓN Y REGULACIÓN.
1/ El sistema nervioso, a través de los receptores, capta:
Estímulos externos que, por vía nerviosa, llegan a los centros nerviosos y de estos al
hipotálamo.
Estímulos internos que, por vía nerviosa, llegan al hipotálamo.
2/ Las neuronas del hipotálamo producen factores liberadores (RF) que son neurosecreciones
que llegan por vía sanguínea a la adenohipófisis.
3/ La adenohipófisis produce las hormonas correspondientes a cada factor liberador (RF) Si
estas hormonas son de las llamadas trópicas, actuarán sobre otras glándulas para que
produzcan otras hormonas.
4/ A partir de una cierta concentración, estas hormonas, y mediante un proceso de
retroalimentación, pueden inhibir la producción de RF en el hipotálamo y de hormona
trópica en la adenohipófisis.
Ejercicios página 355:
25/
21 y 22
Escribe el nombre de cada glándula. Después recuadra en rojo las que son estimuladas
por hormonas trópicas, y en azul, las que no lo son.
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Nº
GLÁNDULA
1
Epífisis (glándula pineal)
HORMONA
TEJIDO / ÓRGANO DIANA
Melatonina
Gónadas / Células pigmentarias
TSH (Hormona estimulante
del tiroides. Tirotropina)
Tiroides
ACTH (Adrenocorticotropina) Corteza suprarrenal
Lóbulo anterior.
Adenohipófisis
2
Hipófisis
Lóbulo
intermedio
FSH (Hormona estimulante
del folículo)
Gónadas
LH (Hormona luteizante.
Luteotropina)
Gónadas
STH (Somatotropina.
Hormona del crecimiento)
General
PRL (Prolactina)
Glándulas mamarias
MSH (Hormona estimulante
de los melanocitos)
Células pigmentarias
Oxitocina
Útero / Glándulas mamarias
Lóbulo posterior.
Neurohipófisis ADH (Hormona antidiurética. Riñones (conductos colectores)
Vasopresina)
3
Tiroides
4
Paratiroides
5
Páncreas
Corteza
6
Cápsulas
suprarrenales
Médula
7
Ovarios
8
Testículos
Tiroxina
General
Calcitonina
Huesos
Parathormona
Huesos / Riñones / Ap. digestivo
Insulina
General
Glucagón
Hígado / Tejido adiposo
Aldosterona
(mineralocorticoide)
Túbulos renales
Cortisona (cortisol)
(glucocorticoide)
General
Androgenocorticoides
General / Estructuras
(estrógenos ♀, testosterona ♂) reproductoras
Músculos / Músculo cardiaco /
Adrenalina (epinefrina)
Vasos sanguíneos / Hígado /
Noradrenalina (norepinefrina)
Tejido adiposo
Estrógenos
General / Útero
Progesterona
Andrógenos (testosterona)
Útero / Glándulas mamarias
General / Estructuras
reproductoras