sistema nervioso

Guía N° 6 2012
UNIDAD 2: REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES VITALES Y HOMEOSTASIS
SUB-UNIDAD 1: GENERALIDADES DE LA REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES VITALES
SUB-UNIDAD 2: INTRODUCCIÓN AL SISTEMA NERVIOSO
Biología Profundización
En esta sesión tú podrás:
- Dominar el concepto y fundamento de la homeostasis, distinguiendo los órganos, los
sistemas y procesos regulatorios involucrados.
- Comprender a los organismos dentro de un contexto medioambiental, y que en
consecuencia el individuo debe tener sistemas adaptativos a los cambios del medio.
- Comprender la regulación de las actividades corporales como un complejo sistema
integrador comandado por el sistema nervioso y secundado por el sistema endocrino.
- Dominio de los componentes secuenciales regulatorios.
REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES VITALES
Los seres vivos responden a los estímulos del medio
Los factores abióticos del ambiente, como el aire, la luz y la temperatura, pueden
cambiar en el transcurso del tiempo de forma rápida o lenta. Muchos de estos cambios
representan estímulos frente a los cuales los organismos generan respuestas. Por
ejemplo, una disminución en la intensidad luminosa puede afectar la tasa fotosintética
de un vegetal, el cual responderá orientando sus hojas hacia donde exista mayor
luminosidad.
Los estímulos no solo provienen del ambiente externo, hay muchos estímulos que se
generan en el medio interno de los seres vivos; como cambios en la presión arterial, en
la temperatura corporal y en la composición química de la sangre.
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Autor: Francisca Vergara D. & Jonathan Rivero G. / Edición: Katherine Brante C.
Consultas: biologí[email protected] / www.preusm.cl
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En consecuencia, los ambientes externo e interno generan diversos tipos de estímulos
que son percibidos por los organismos, los cuales reaccionan frente a ellos. Esta
capacidad de responder frente a estímulos (internos y externos) es fundamental en
todos los seres vivos, pues contribuye con el desarrollo de sus procesos vitales.
En los animales, esta función la cumple el sistema nervioso. En los vegetales, las
hormonas son las que coordinan los procesos internos y las respuestas al ambiente
externo. Por ejemplo, cambios en la cantidad de agua en el suelo pueden afectar el
desarrollo de un vegetal, el cual responderá orientando sus raíces hacia donde exista
mayor cantidad de agua disponible. Las hormonas, en general, requieren más tiempo
que el sistema nervioso para producir sus efectos.
Función del sistema nervioso y su relación con el sistema endocrino
Para sobrevivir, los animales requieren mantener dentro de ciertos rangos las
condiciones de su medio interno, como la temperatura y la presión de la sangre.
También necesitan desarrollar comportamientos que les permitan obtener su alimento,
defenderse de posibles depredadores y protegerse de las condiciones abióticas del
ambiente (precipitaciones, calor, etc.). Estas y otras actividades importantes para su
vida, dependen en gran medida de la eficacia con que los animales reaccionen a los
estímulos internos y externos. Para que esta respuesta sea adecuada, el sistema
nervioso cumple tres funciones básicas: sensitiva, integradora y motora.
La función sensitiva se refiere a que “siente” o “detecta” ciertos estímulos provenientes
tanto del interior del organismo como del medio externo. Luego, “analiza” la
información captada, proveniente de los estímulos, “almacena” algunos aspectos de
ella y “toma” decisiones respecto de la acción a seguir; esta es la función integradora.
Finalmente “responde” a los estímulos iniciando contracciones musculares o
secreciones glandulares, lo cual constituye la función motora.
En los animales más complejos, en cuanto a su fisiología y organización estructural,
existen hormonas que participan en la regulación de procesos internos, como el control
de la concentración de azúcar en la sangre, el crecimiento corporal, el desarrollo de
caracteres sexuales secundarios, etc. Estas hormonas corresponden a sustancias
químicas producidas por glándulas endocrinas (que forman parte del sistema
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endocrino), que son transportadas por la sangre a diferentes órganos y tejidos del
organismo. En estos animales, tanto el sistema nervioso como el sistema endocrino
coordinan las respuestas del organismo frente a estímulos internos y externos.
(Fuente: Santillana)
HOMEOSTASIS
Como ya se mencionaba frente a los distintos estímulos el cuerpo del ser humano para
mantenerse en un estado de salud debe mantener en equilibrio ciertas constantes
fisiológicas. A este estado de equilibrio se le denomina homeostasis.
Todo este estado de equilibrio se mantiene a través de ciertos sistemas que regulan
todas las actividades del cuerpo como por ejemplo la cantidad de agua, concentración
de sales, temperatura corporal, concentración de azúcar sanguínea y la eliminación de
productos de desecho, todo esto llevado a cabo por distintos órganos y tejidos. Por
ejemplo, el hígado controla el contenido de glucosa en la sangre determinando si se
absorbe o se libera al torrente sanguíneo en caso de ser necesario.
En este estado de homeostasis, el primer paso para la autorregulación es la detección
del alejamiento de la normalidad. Por ejemplo, la glucemia, cuando hay un exceso
(hiperglucemia) o un déficit (hipoglucemia), siendo la solución en el primer caso, de la
secreción de insulina, y en el segundo, la secreción de glucagón todo ello a través del
páncreas, y consiguiendo nivelar la glucemia a concentraciones que son estables y que
aportan equilibrio en el metabolismo. El sistema nervioso reporta al cerebro la
sensación de hambre cuando, en el caso que estamos desarrollando, no hay una forma
inmediata de satisfacer los desequilibrios glucémicos deficitarios.
En la detección participan todos los sistemas del organismo, cada uno con su
importancia en el mantenimiento del equilibrio. El sistema nervioso y el endocrino son
los principales mecanismos de regulación.
Las situaciones en las que el cuerpo no puede mantener los parámetros biológicos
dentro de su rango de normalidad, surge un estado de enfermedad que puede
ocasionar incluso la muerte.
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Regulación de la temperatura corporal
La temperatura de un animal es el resultado entre el balance entre la perdida y
producción de calor, a través del metabolismo celular.
Mamíferos y aves, algunos reptiles y peces
pertenecen a un grupo denominado endotermos.
Esto quiere decir que pueden producir y retener el
suficiente calor, incluso por encima de la
temperatura del ambiente, pero siempre a un nivel
estable.
El resto de los reptiles, peces y anfibios pertenecen
al grupo de los ectotermos. Esto le significa a estos
animales que expulsan el calor a medida que es
producido, por la tanto, para mantener una
temperatura dependen del ambiente exterior.
Control químico y hormonal
En esto actúa principalmente el sistema endocrino que tiene en sus manos toda la
regulación a través de las hormonas.
Las hormonas, secretadas por las glándulas endocrinas, son compuestos químicos que
se liberan a la sangre y transportadas por el sistema circulatorio hacia el órgano efector
donde se produce la respuesta fisiológica esperada.
Debido a la amplia distribución de las hormonas por el cuerpo algunas de ellas como la
hormona del crecimiento ejercen su acción en la mayoría de las células y otras
provocan respuestas muy concretas, sólo en ciertas células y en momentos específicos.
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ARCO REFLEJO
Vimos que constantemente estamos interactuando con un medio, recibiendo
estímulos, elaborando respuestas y ejecutándolas. Gran parte de esta secuencia se
produce de forma innata, no controlada y absolutamente inconsciente, generando
incluso respuestas involuntarias, como quitar rápidamente el dedo de una hoguera si
uno se está quemando, a este acto involuntario lo llamaremos reflejo.
Para que ocurra un reflejo debe haber un trayecto desde que es recibido el estímulo
hasta que la respuesta es generada. El arco reflejo es el trayecto que realizan uno o más
impulsos nerviosos del cuerpo. Si sólo intervienen en este proceso dos neuronas, la
sensitiva y la motora, el arco reflejo será simple. Si, en cambio, hay otras neuronas en
este proceso, el arco reflejo será compuesto. Las neuronas que queden en el medio se
denominan intercalares o interneuronas.
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SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso constituye una de las organizaciones más complejas y amplias que
posee un organismo. En el ser humano, en conjunto con el sistema endocrino, regula y
controla las interacciones que desarrolla el organismo con el medio externo e interno.
Para realizar esta trabajosa y complicada tarea, el sistema nervioso delega estas tareas
a estructuras anatomofisiológicas especificas. Las redes que existen entre estas
estructuras se basan en una histología común presente en el sistema nervioso, que a su
vez presentan un lenguaje específico para este tipo de tejido, todo esto será detallado
más adelante.
¿Qué es el sistema nervioso? ¿Cuando y como se origina?
“La materia viva, tras infinitas evoluciones, logro constituir un aparato que, por su suma
complejidad, por sus funciones trascendentes que le están reservadas, parece ser la
expresión más elevada de la organización animal. Ese aparato, es el sistema nervioso”.
SANTIAGO RAMON Y CAJAL
Muchas clasificaciones y definiciones se han establecido a este complejo y enigmático
sistema. Pero simplemente nos podemos referir a ella como el sistema que regula,
controla, y permite la interacción en el medio interno para llegar a un estado de
homeostasis, y como el intermediario para la relación del organismo con el medio
ambiente que lo rodea, además presenta el almacenamiento de la información Esta
definición es básica frente a la infinita complejidad que área neurológica abarca, pero
es suficiente para la presente guía.
Si se observa la evolución de las especies, la centralización de la información es uno de
los principios básicos de la organización de los seres vivos, y es el SNC el encargado de
asumir tales funciones. Un conocimiento básico de la embriología ayuda a comprender
de mejor manera las intrincadas interrelaciones de los distintos componentes del SNC.
El desarrollo de este sistema comprende parte de los procesos embriológicos que
conocemos, y para quienes no los conozcan, les recuerdo que básicamente comprende
estos eventos:
Fecundación
Cigoto
Blastulación
Granulación
Organogénesis
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En el proceso de Gastrulacion
ulacion se establece una diferenciación en tres capas germinales;
Ectodermo, endodermo y mesodermo. De estas tres capas germinale
germinales, el ectodermo es
de interés para nuestra guía.
El sistema nervioso comienza su desarrollo embriológico en la tercera semana. Los
procesos de formación de la placa neural, pliegues neurales, y desarrollo del tubo
neural se agrupan en el concepto de neurulación. Al comenzar la tercera semana, la
notocorda en desarrollo y el mesodermo adyacente estimulan al ectodermo que está
encima de ellos. Este complejo proceso de inducción notocordal hace que tejido
ectodérmico (neuroectodermo) se engruese, formánd
formándose
ose así la placa neural, que dará
origen al sistema nervioso.
¿Cómo se organiza el sistema nervioso?
La organización que posee el sistema nervioso, puede llegar a muchos textos de
estudio, cada uno más complejo que el anterior. Pero para la comprensión de los
lectores de esta guía estableceremos la más básica y clásica comprensión de la
organización del sistema nervioso, siempre recordando que esto es tan solo una
pincelada de tan inmensa información.
Hablaremos entonces de una división anatómica y una funcional.
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Organización anatómica del sistema nervioso
Sistema nervioso Central: Conformado por el
encéfalo y medula espinal, concentrados en el
cráneo y columna vertebral. A su vez el encéfalo
se encuentra divido en cerebro, cerebelo y
tronco encefálico. Este tronco encefálico
también posee divisiones que son el
mesencéfalo, protuberancia anular (puente de
Varolio o puente troncoencefálico) y bulbo
raquídeo (medula oblonga o mielencefalo en el
adulto). Cada estructura presenta aun mas
subdivisiones, y múltiples funciones, estas serán
detalladas más adelante.
Sistema Nervioso Periférico: Conformado por
nervios, ganglios nerviosos y terminaciones
nerviosas, se encuentran dispersos por todo el
organismo.
Organización funcional del sistema nervioso
-Somático: Se caracteriza básicamente por ser las señales del sistema nervioso que
somos capaces de controlar, como es el hecho de desear levantar un brazo o mover la
cabeza hacia un lado para visualizar un objeto en particular. Se encuentra conformado
por los nervios craneales y espinales. Los nervios craneales se distribuyen en 12 pares y
los espinales en 31 pares. Los nervios craneales se encargan de recibir estímulos
sensitivos y enviar estímulos motores en las regiones anatómicas de cuello y cabeza.
Los nervios espinales se encargan de recibir estímulos sensitivos y enviar estímulos
motores en tronco y extremidades.
- Autónomo: Corresponden a todos las otras señales y funciones del sistema nervioso
que no somos capaces de controlar. Como es el movimiento peristáltico del sistema
digestivo, o el latido del corazón. Dentro del sistema autónomo encontramos un
sistema que responde a estados de alerta, stress o peligro. Este sistema aumenta los
funcionamientos de algunos órganos y tejidos e inhibe otros, para así estar preparados
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a lo que se conoce como estado de “pelar o correr”, en donde se aumenta la frecuencia
cardiaca y respiratoria, el flujo sanguíneo disminuye en el sistema digestivo y aumenta
en el tejido muscular, entre otros sucesos. El sistema encargado de provocar este
estado es el sistema nervioso simpático. Y para volver al estado de calma o
“normalidad” el sistema nervioso parasimpático se encarga de esto, realizando el
trabajo contrario sobre cada órgano que el sistema simpático estimulo o inhibió.
-Sensitivo o aferente: Corresponde al sistema capaz de detectar un estimulo del medio
y transmitirlo en forma de una señal eléctrica al sistema nervioso central para lograr ser
procesada. Principal referente de este tipo son los órganos de los sentidos.
- Motor o eferente: Corresponde al sistema ejecutor de una señal enviada desde el
sistema nervioso. Principal referente corresponde al complejo de neurona motora músculo esquelético.
Organización general del sistema nervioso humano
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¡Prepárate para la PSU!
Analiza y resuelve las siguientes preguntas tipo PSU. Recuerda siempre leer atentamente:
1. En un arco reflejo, la estructura que no está formada por neuronas es:
A) El receptor.
B) La vía aferente.
C) El centro integrador y elaborador.
D) La vía eferente.
E) El efector.
2. El organismo animal debe mantener diariamente un consumo de H2O para lograr su
homeostasis. A partir de la siguiente tabla se puede afirmar que:
I. Por piel y heces la pérdida es constante independiente de su actividad y
ambiente en que se inserta.
II. La transpiración es el mecanismo de termorregulación más eficiente presente
en mamíferos.
III. El volumen de orina disminuye al incrementarse la perdida de agua por otros
mecanismos.
IV. La perdida de agua por respiración y transpiración ocurre en una relación
proporcional.
A) I y IV
B) I y III
C) II, III y IV
D) I, III y IV
E) I, II y III
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3. La actividad de las glándulas sudoríparas responde a las variaciones de:
A) El estado de hidratación del organismo.
B) El estado de hidratación de la piel.
C) La temperatura corporal.
D) La osmolaridad del LEC.
E) La concentración de desechos en el medio interno.
4. De los siguientes términos ¿Cuál incluye a los demás?
A) Placa motora.
B) Vía aferente.
C) Arco reflejo.
D) Receptor sensorial.
E) Centro elaborador.
5. Si un mamífero que habita en un ambiente a nivel del mar es trasladado a un
ambiente de altura. ¿Cuál(es) respuesta(s) de aclimatación es(son) posible(s)?:
I. La cantidad de hemoglobina se verá aumentada.
II. La liberación de eritropoyetina se verá aumentada.
III. El trabajo cardíaco se verá aumentado.
A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y II
E) I, II y III
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