PROF. LUIS RODRIGUEZ

CURSO: TERCEROS MEDIO

CONTROL NERVIOSO Y COMPORTAMIENTO

PROPIEDAD DE REACTIVIDAD Y NIVELES DE COMPLEJIDAD DEL SISTEMA NERVIOSO

Todos los organismos vivos tienen la capacidad y propiedad de responder a factores ambientales externo o internos (estímulos) producto de que ha cambiado su valor o magnitud (por ejemplo, cambios de presión, composición química, temperatura, radiación y propiedades eléctricas).

A esta propiedad se le conoce como irritabilidad.

En el reino animal, y en particular en el humano, los estímulos son percibidos por sistemas sensoriales.

ESTIMULOS

RESPUESTA

ADAPTACIÓN

SNSENS

La gran mayoría de invertebrados y vertebrados presentan un sistema de integración y coordinación formado por redes y ganglios neuronales, mientras que otros animales NO lo tienen.

VENTAJAS DE TENER UN SISTEMA DE INTEGRACION

Con sistema integración Sin sistema integración

Respuesta incluye todo el organismo Respuesta implica solo partes del cuerpo

Respuesta rápidas Respuestas lentas

Mayor variedad de respuestas Menor variedad de respuestas

Adaptación Menor versatilidad

El sistema reticular: presente en animales simples cnidarios (hidras, anémonas de mar, corales, medusas). Red nerviosa ubicada en el cuerpo del animal y a través de la cual fluye la información que se genera por aplicar un estímulo en cualquier punto del cuerpo.

MODELOS DE SISTEMAS DE INTEGRACION

Sistema ganglionar: presente en animales de cuerpo alargado y segmentado (lombrices, artrópodos). Los cuerpos neuronales se agrupan (centralización) formando ganglios que se ubican, por pares, en los segmentos. Los ganglios se comunican entre sí por haces de axones y hacia el extremo cefálico del cuerpo constituyen un cerebro primitivo.

Sistema encefálico: más complejo representado por un encéfalo (cerebro, cerebelo y médula oblongada) encerrado en una estructura ósea (cráneo) y por un órgano alargado, la médula espinal, encerrada en la columna vertebral. Al encéfalo y a la médula espinal la información entra y/o sale a través de los nervios llamados pares craneanos y nervios raquídeos, respectivamente.

S. RETICULAR

S. GANGLIONAR

S. RETICULAR

CENTRALIZACIÓN CEFALIZACION ESPECIALIZACIÓN COMLEJIDAD

TENDENCIA EVOLUTIVA

(1) Todas las células implicadas en una estructura del tipo nerviosa tienen algunas propiedades en común: ser irritables, polarizadas y fácil de alterar frente a un estímulo.

(2) A medida que los organismos se hacen más complejos los sistemas coordinadores se hacen más complejos, más especializados y centralizados (cefalización)

(3) Cefalización implica mayor complejidad y se alcanza cuando un grupo de somas neuronales se ubican en la parte rostral de un organismo formando Ganglios que cumplen funciones específicas

CONCLUSIONES

COMPONENTES BASICOS DE UN SISTEMA DE INTEGRACIÓN

Independientemente del tipo de sistema de integración y que se trate en todos ellos deben tener los siguientes componentes:

(1) Componente sensorial (capta y traduce);

(2) Vías de comunicación aferentes (llevan información al centro elaborador);

(3) Componente integrador y elaborador (que recibe, procesa, integra y elabora respuestas);

(4) Vías eferentes (que sacan información del centro elaborador)

(5) Componente efector (que son los que ejecutan las respuestas: músculos y glándulas).

IDENTIFICA LOS COMPONENTES BASICOS DEL SN

NIVELES DE INTEGRACIÓN DEL SN HUMANOEstructura Función

Médula espinal

6 Y 7Control reflejo del movimiento de las extremidades y del tronco.Recibe e integra información sensorial proveniente de la piel, articulaciones y músculos de las extremidades y el tronco.

Tronco encefálico

5Centros de control de funciones vitales autónomas, tales como la digestión, respiración y ritmo cardíaco.

Cerebelo

4Coordinación muscular, aprendizaje de habilidades motoras.

Diencéfalo, tálamo e hipotálamo

2 y 3

Procesamiento de la información que llega a la corteza cerebral desde el resto del Sistema Nervioso Central (SNC). Regulación de las funciones autonómicas, endocrinas y viscerales.

Hemisferios cerebrales, corteza cerebral y centros profundos (ganglio basal, hipocampo)

1

Procesos sensoriales y motores contralaterales, memoria, lenguaje, coordinación de respuestas autonómas y endocrinas en relación con estados emocionales.

COMPARANDO EL SN Y EL SISTEMA ENDOCRINO

IDENTIFICAR VENTAJAS Y COMPONENTES BASICOS

EL TEJIDO NERVIOSO: NEUROLOGIA

El sistema nervioso se organiza en base a dos tipos de células: Células gliales y neuronas.

Hasta fines del siglo XIX, se consideraba que el sistema nervioso (SN) estaba constituido por una red compleja de fibras continuas, entretejidas y comunicadas, sin poder distinguir si realmente estaba configurado por unidades independientes.

Camillo Golgi 1843 - 1926

Tinción de Golgi

Neuronas individuales

El método de Golgi fue usado por el médico español Santiago Ramón y Cajal para confirmar la individualidad funcional de la neurona, revelar la forma en que se organizaba el tejido nervioso y descubrir que las conexiones neuronales no eran aleatorias, sino que seguían patrones definidos. Golgi y Cajal recibieron el premio Nóbel de Medicina y Fisiología en 1906.

Neuronas dibujadas por Santiago (1909)

Son 10-50 veces más numerosas que las neuronas y las rodean.

Presentan ramificaciones, a veces muy escasas, y cortas que se unen a un cuerpo pequeño.

Aunque no se las considera esenciales para el procesamiento y conducción de la información se relacionan con las siguientes funciones

LAS CELULAS GLIALES: MORFOLOGIA Y FUNCIÓN

(a) Soporte mecánico y aislamiento de las neuronas: aíslan el axón con lo que se logra acelerar la velocidad del impulso nervioso

(b) Guía el desarrollo de las neuronas y cumplen funciones nutritivas para estas células

(c) Mantienen la constancia del microambiente neuronal, eliminado excesos de neurotransmisores (NT) o bien de metabolitos e iones

FUNCIONES DE LAS CÉLULAS GLIALES

Se han distinguido dos tipos de células gliales:

(1) Las de la microglía

(2) Las de la macroglía.

Las microglía: rol fagocítico o depurador, responden a lesiones o infecciones (enfermedades, drogas) del sistema nervioso. Son glóbulos blancos (fagocitos).

Las macroglía: función de soporte y nutrición. Existen 4 tipos diferentes: oligodendrocitos, células de Schwann, astrocitos y células ependimarias

Los oligodendrocitos y células de schwann forman la vaina de mielina alrededor de los axones. Esta vaina, sirve para aumentar la velocidad de conducción del potencial de acción, es de aspecto blancuzco porque es rica en grasa llamada mielina. Las células de Schwann abundan en el SNP, mientras que los oligodendrocitos abundan en el SNC

LAS NEURONAS: MORFOLOGIA Y FUNCIÓN

LAS NEURONAS SON LA UNIDAD FUNCIONAL DEL SISTEMA NERVIOSO

Las propiedades estructurales y funcionales de las neuronas constituyen la base del funcionamiento del SN., lo que explica las enormes distancias que resultan cuando se comunican dentro del cuerpo, asi como la precisión y la velocidad de ésta comunicación. Dichas propiedades son:

La presencia de largas prolongaciones

Capacidad para conducir impulsos nerviosos

Establecer sinápsis altamente específicas con otras células y neuronas

1.1. SomaSoma

2.2. DendritasDendritas

3.3. NúcleoNúcleo

4.4. RER (Sustancia de Nissl)RER (Sustancia de Nissl)

5.5. Cono axónicoCono axónico

6.6. NeurofilamentosNeurofilamentos

7.7. MitocondriasMitocondrias

8.8. AxónAxón

9.9. Vaina de mielina (Célula de Schwann)Vaina de mielina (Célula de Schwann)

10.10.Nodo de RanvierNodo de Ranvier

11.11.Axón colateralAxón colateral

12.12.Ramificaciones terminalesRamificaciones terminales

13.13.Botones sinápticosBotones sinápticos

NEURONAS: ESTRUCTURA BÁSICA

CALSIFICACION NEURONAL

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.

CLASIFICACION SEGÚN ESTRUCTURAS

según el número de prolongaciones que nacen del soma las neuronas pueden ser: unipolar, bipolar y multipolar

II. SEGÚN LA FUNCIÓN QUE CUMPLEN

Neurona Sensitiva o aferentes: lleva información desde los receptores hasta el SNC. Son neuronas unipolares y los cuerpos de dichas células se ubican en ganglios sensitivos fuera del SNC. Estas neuronas unipolares ingresan a la médula por las astas posteriores de la médula espinal

Neurona motora o eferente que saca la información desde el SNC hasta un efector que puede ser una glándula o músculo. Por lo general son neuronas multipolares y sus somas se ubican dentro de la médula espinal.

Neurona de asociación que se ubica dentro de la médula espinal y permite conectar la neurona sensitiva con otras neuronas y llevar la información a otros centros superiores

COMPONENTES FUNCIONALES DE UNA NEURONA

1) Polaridad funcional: el impulso nervioso fluye en una dirección desde los sitios donde se recibe el estímulo (dendritas) hacia la terminal2) Conectividad específica: no se conectan al azar, sino que establecen conexiones específicas en sitios precisos y especializados3) Las neuronas se especializan en la transmisión de mensajes direccionalmente. (Unidireccionalidad)

PROPIEDADES ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LAS NEURONAS

CARACTERISTICAS DE LA SEÑALIZACION NERVIOSA

PROLONGACIONES CELULARES LARGAS

CONDUCCION DE SEÑALES DE NATURALEZA ELECTRICA

COMUNICACIÓN SINAPTICA (QUIMICA)

GRANDES DISTANCIAS

RAPIDEZ

ESPECIFICIDAD

EL ARCO REFLEJO Y SUS COMPONENTES

Acto Reflejo: conducta heredada que responde siempre de la misma manera (estereotipada). Rápida y permite a los organismos adaptarse al ambiente.

Identifica los componentes y flujo de la dirección del impulso nervioso (IN)

Las siguientes figuras muestran la experiencia realizada por Magendie (1783-1855), realizada en un Batracio (sapo), que revela el circuito nervioso del reflejo miotático. Al respecto resuelve las preguntas planteadas

APLICA LO APRENDIDO

Experimento 1:

01. Qué se observará al seccionar la raíz dorsal proximal y distalmente al ganglio espinal

02. Se observará respuesta al estimular el nervio periférico. Porqué

03. Qué se observará al estimular el segmento proximal. Habrá manifestaciones de dolor

Experimento 2:

1. Que se observará al seccionar la raíz ventral del nervio

2. Qué se observará al estimular el segmento distal a la médula. Porqué

3. Que se observará al estimular el segmento proximal a la médula del nervio

EL IMPULSO NERVIOSO: POLARIDAD NEURONAL

GRADIENTE IÓNICO Y POTENCIAL ELÉCTRICO DE MEMBRANA: CÉLULAS EXCITABLES

La membrana celular hace posible mantener una composición iónica del medio intracelular completamente distinta a la del extracelular.

Esta diferencia en concentración se mantiene por la presencia de bombas, transportadores y canales iónicos.

Las bombas iónicas, como la bomba de Na+/K+, generan y mantienen este gradiente de concentración iónica consumiendo ATP.

La membrana plasmática contiene canales proteicos que permiten a los principales iones celulares (Na+, K+, Ca2+ y Cl-) cruzar la membrana a favor de su gradiente de concentración a distintas velocidades.

La membrana presenta permeabilidad diferencial: más canales para el K que para el Na

Canales siempre abiertos y canales cerrados

Concentración (mM)

Tipos de iones Citoplasma Medio extracelular

Potasio (K+) 400 20

Sodio (Na+) 50 440

Cloruro (Cl-) 52 560

Aniones orgánicos (A-)

385 ---

EVIDENCIAS DE LA DIFERENCIAS DE ( IONES)

1

¿COMO SE EXPLICA LO ANTERIOR?

2

3

4

¿COMO SE EVIDENCIA ESTA SITUACION?

¿..Y LA BOMBA DE SODIO/POTASIO?: UNA PIEZA CLAVE

POTENCIAL DE ACCION

LEY DEL “TODO O NADA”: INTENSIDAD DEL ESTIMULO

RELACION ENTRE INTENSIDAD DEL ESTIMULO, FRECUENCIA DEL IN Y LOS NT

Después de un potencial de acción, mientras la membrana regresa a su estado de reposo, la fibra nerviosa no responde a un nuevo estímulo.

El intervalo de falta de respuesta completa se llama periodo refractario absoluto.

El periodo refractario absoluto se continúa con un periodo refractario relativo, durante el cual el nervio puede ser estimulado, pero menos fácilmente que en reposo.

PERIODO REFRACTARIO

Aunque el periodo de tiempo sea corto ( menos de un milésimo de segundo el algunos casos), la señal no puede atravesar la célula durante la primera parte de la fase refractaria, a la cual se le llama "período refractario absoluto".

El resto de la fase se le llama "período refractario relativo", y es el tiempo durante el cual la célula puede activarse de nuevo, pero solamente si la excitación es más fuerte que la normal.

Usted ha estado haciendo un trabajo o estudio para un examen, le ha dedicado gran cantidad de tiempo y esfuerzo. Puede ser que se sienta cansado de estudiar, necesita un periodo de tiempo para descansar o hacer un receso y siente una necesidad de recuperación.

Si no tiene preparado examen inmediatamente, es posible que tenga un largo tiempo para descansar y recuperar fuerzas de nuevo. Sin embargo, la proximidad de otro examen importante, puede significar que su motivación sea tan alta, que usted tome sólo una corta pausa de descanso (periodo refractario absoluto) y entonces comenzará a estudiar otra vez, aunque no se sienta aún totalmente recuperado (período refractario relativo).

DIRECCIONALIDAD DEL I.N.

Y LA SINAPSIS