Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Guía N°3 Sistema Nervioso

Todos los organismos tienen la propiedad de ser irritables, es decir, de responder a estímulos cuando éstos

alcanzan cierta intensidad umbral o mínima. Mientras que algunos organismos poseen una capacidad de respuesta muy limitada, hay otros que poseen un sistema de estructuras especializadas que permite una diversidad de respuestas: el Sistema Nervioso. Su principal función es la de captar y procesar rápidamente las señales, ejerciendo coordinación y control sobre los demás órganos, para lograr una oportuna y eficaz interacción con el medio. Con esto, los seres vivos tendrán la capacidad de mantener su organismo dentro de parámetros fisiológicos normales, por ejemplo: glicemia, pH y temperatura. A esta capacidad de mantener un equilibrio interno se le denomina homeostasis. La mayoría de los sistemas orgánicos funcionan para mantener este equilibrio bajo el control e integración de la información que realizan el Sistema Nervioso y el Sistema Endocrino.

Estos sistemas deben actuar en forma coordinada para mantener las condiciones del organismo en un equilibrio permanente. La acción de ambos sistemas de coordinación se diferencia en que el Sistema Nervioso actúa por impulsos nerviosos y su acción es más rápida, pero de menor duración. Por el contrario, el Sistema Endocrino actúa por medio de las hormonas, moléculas orgánicas producidas por glándulas y transportadas por la sangre, cuya acción es más lenta, pero su efecto es más duradero.

Los estímulos son cambios perceptibles del medio ambiente, esto es, variaciones energéticas. Según su naturaleza, los estímulos pueden ser físicos como sonidos, luz, temperatura, etc. o químicos como toxinas, ácidos, entre otros. Los estímulos sub-umbrales no tienen la intensidad necesaria para producir una respuesta. Por el contrario, los estímulos umbrales son aquellos que poseen la intensidad necesaria para excitar a los receptores y producir una respuesta.

Podemos distinguir tres tipos de Sistema Nervioso: Reticular, Ganglionar y Encefálico. El Sistema Nervioso Reticular se presenta en animales

simples como los cnidarios (hidras, anémonas de mar, corales y medusas) en la forma de una red nerviosa distribuida por todo el cuerpo, a través de la cual fluye la información que se genera por aplicar un estímulo en cualquier punto del organismo.

El Sistema Nervioso Ganglionar se presenta en animales de cuerpo alargado y segmentado (lombrices y artrópodos). Los cuerpos neuronales se agrupan 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.

El Sistema Nervioso Encefálico, propio de los vertebrados, es más complejo y está representado por el encéfalo y la médula espinal, que forman el Sistema Nervioso Central, desde donde la información entra y/o sale a través de los nervios del Sistema Nervioso Periférico.

Figura 1: Tipos de Sistema Nervioso.

Respuestas de vegetales ante estímulos del medio

1. Los Tropismos: son respuestas de crecimiento lento de la raíz y el tallo orientados por la ubicación del

estímulo del medio ambiente. Se les denomina según la naturaleza del estímulo y según si la respuesta de crecimiento es hacia o en contra del estímulo.

Tipo de Tropismo Estímulo Ejemplo Respuesta

Fototropismo Luz Crecimiento de la raíz hacia la tierra. Fototropismo negativo

Hidrotropismo Agua Crecimiento de las raíces hacia el agua. Hidrotropismo positivo

Quimiotropismo Sustancias químicas Crecimiento de las raíces hacia sustancias químicas.

Quimiotropismo positivo

Gravitropismo Fuerza de gravedad Crecimiento del tallo hacia arriba. Gravitropismo negativo

Tigmotropismo Tacto Zarcillos de la parra Tigmotropismo positivo

2. Las Nastias: son respuestas propias de estructuras florales ante estímulos de luz y de calor ambiental

(fotonastias y termonastias). Ej.: el girasol sigue el recorrido del sol con son su flor en respuesta a la variación luz/temperatura, tal como la abertura y cierre de las flores de los tulipanes y rayito de sol.

3. Los movimientos de Turgescencia: son respuestas rápidas y reversibles producidas por estímulos de roce en

las hojas de algunas plantas. Se deben a desplazamientos internos de agua en el vegetal. Presentan este tipo de respuestas la Mimosa púdica, planta que al ser tocada adquiere el aspecto de marchita, y las plantas carnívoras (Venus atrapamoscas) que al responder a estímulos de roce se cierran y capturan insectos.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Respuestas de animales ante estímulos del medio

1. Los Tactismos: son movimientos de animales inferiores orientados por estímulos del ambiente. Son

respuestas rápidas y reversibles. Tipo de Tactismo Estímulo Ejemplo Respuesta

Quimiotactismo Sustancias químicas Desplazamiento de hormigas hacia sustancias dulces.

Quimiotactismo positivo

Fototactismo Luz Desplazamiento de polillas hacia la luz. Fototactismo positivo

Fototactismo Luz Huida de cucarachas y vinchucas de la luz. Fototactismo negativo

Hidrotactismo Agua Búsqueda de humedad por las lombrices. Hidrotactismo positivo

Gravitactismo Fuerza de gravedad

Las chinitas o mariquitas subiendo por las ramas de un árbol.

Gravitactismo negativo

Tigmotactismo Tacto Chanchitos de tierra formando un “ovillo”. Tigmotactismo negativo

2. Los Reflejos: son respuestas innatas e involuntarias de organismos superiores ante determinados estímulos.

Los Actos Reflejos se realizan sobre un circuito neuronal denominado Arco Reflejo.

Los componentes del Arco Reflejo son: 1. El receptor: estructura especializada para captar estímulos. 2. La vía aferente: neurona sensitiva que lleva el impulso nervioso desde el receptor hasta el centro

elaborador de respuesta. 3. El centro elaborador de respuesta: órgano encargado de elaborar la respuesta una vez que recibe la

información proveniente desde el receptor. Corresponde al Sistema Nervioso Central. 4. La vía eferente: neurona motora que lleva el impulso desde el centro elaborador de respuesta al efector

para que se ejecute la respuesta. 5. El efector: estructura encargada de ejecutar la respuesta. El efector puede ser un músculo o una

glándula, según si la respuesta es un movimiento o una secreción.

Figura 2: Reflejo rotuliano.

3. Los Instintos: son reacciones complejas inherentes a todos los individuos de una especie, en donde intervienen varios actos reflejos simultáneos y secuencialmente para elaborar este tipo de respuesta. Gracias al comportamiento instintivo, los seres vivos satisfacen adecuadamente sus necesidades de alimento, protección y reproducción. Ej.: instinto de sobrevivencia.

4. Los movimientos voluntarios: requieren de una compleja integración y elaboración en el Sistema Nervioso Central, a nivel de la corteza cerebral.

Las células del Sistema Nervioso

Entre las células que forman parte del Sistema Nervioso están las neuronas y las células gliales o neurogliales. Las neuronas son células excitables altamente especializadas que conducen los impulsos nerviosos que hacen posible todas las funciones del Sistema Nervioso. Por otra parte, la Neuroglia o células neurogliales no conducen información ellas mismas, pero apoyan de diversas maneras la función de las neuronas.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. • Las neuronas: son la unidad celular básica estructural y funcional del sistema nervioso. Su principal

característica es la excitabilidad de su membrana plasmática. Están especializadas en la recepción de estímulos y en la conducción del impulso nervioso entre ellas o con otros tipos celulares, como por ejemplo las fibras musculares. Altamente diferenciadas, la mayoría de las neuronas no se dividen una vez alcanzada su madurez. Presentan características morfológicas típicas que sustentan sus funciones: un cuerpo celular o soma, una o varias prolongaciones cortas llamadas dendritas, que transmiten los impulsos hacia el soma, y una prolongación larga llamada axón o cilindroeje, que conduce los impulsos desde el soma hacia otras neuronas u órgano diana. En el extremo del axón encontramos ramificaciones denominadas telodendrón, que a su vez finalizan en botones sinápticos donde se encuentran las vesículas sinápticas con neurotransmisores. El diámetro del axón es directamente proporcional a la velocidad de conducción, es decir, a mayor diámetro mayor velocidad de conducción. Generalmente el axón está cubierto por una vaina de mielina, la cual no es continua, quedando pequeños espacios entre cada una de ellas denominados nódulos de Ranvier. La vaina de mielina permite aumentar la velocidad de conducción del impulso nervioso.

Figura 3: Estructura de la Neurona.

Según el número de prolongaciones neuronales que se originan del soma se pueden distinguir:

• Neuronas unipolares (en las vías nerviosas aferentes).

• Neuronas bipolares (en las vías nerviosas aferentes de la retina y de la pituitaria amarilla en la nariz).

• Neuronas multipolares (en las vías nerviosas motoras y en el centro elaborador de la respuesta).

Figura 4: Tipos de Neuronas.

• Neuroglia: a diferencia de las neuronas, las células neurogliales conservan su capacidad de división celular durante toda la madurez. Se distinguen dos grupos de células glíales: las de la microglía y las de la macroglía.

La microglía está formada por células pequeñas, los microgliocitos, los que tienen una función defensiva en el sistema nervioso, ya que fagocitan microbios y restos celulares.

Entre las células de la macroglía encontramos los oligodendrocitos en el Sistema Nervioso Central y las células de Schwann en el Sistema Nervioso Periférico, formando la vaina de mielina. Los astrocitos se encargan de la nutrición de las neuronas, además de proporcionales un sostén físico al igual que los oligodendrocitos. Presentan numerosas prolongaciones celulares alargadas, las cuales se adosan a las estructuras neuronales y a los capilares sanguíneos, y forman a nivel del encéfalo una barrera entre la sangre y las neuronas denominada barrera hemato-encefálica (BHE). Las células ependimales revisten las cavidades del encéfalo y el conducto central de la médula espinal, conocido como epéndimo, para facilitar el flujo de líquido cerebroespinal, el que protege físicamente al encéfalo y la médula espinal al amortiguar golpes, y permite el intercambio de nutrientes y desechos entre la sangre y el tejido nervioso.

Figura 5: Células del Sistema Nervioso (a la izquierda) y tipos de neurona (a la derecha).

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. El Impulso Nervioso

Cualquier célula tiene la capacidad de responder a un estímulo, pero las respuestas que estas generan

difieren de acuerdo a su rol en el organismo. Las neuronas en este caso responden conduciendo un impulso nervioso. Este impulso nervioso recorre la neurona en una “sola dirección”, nunca retrocede, pues el segmento anterior se encuentra en periodo refractario; su velocidad es mayor si existe vaina de mielina o si aumenta el diámetro del axón.

Potencial de Membrana: la mayor parte del tiempo, la membrana plasmática de la neurona presenta una

concentración de cargas positivas en su pared externa, producto de la presencia mayoritaria de iones Na+, y una mayor concentración de carga negativa en su lado interno, por la presencia de aminoácidos y proteínas cargadas negativamente, pero también aquí está presente el K+. Esta diferencia se expresa en milivolt (mV), siendo el signo de esta diferencia la que se encuentra por el lado interno de la membrana. La membrana que presenta este potencial se dice que se encuentra Polarizada, ya que se observa claramente que existe un polo positivo externo y otro negativo interno.

• Potencial de Membrana en Reposo: una neurona típica presenta un potencial de membrana en reposo de –70mV (el signo indica la condición de la pared interna de la membrana). En esta situación se encuentra la neurona cuando no está conduciendo un impulso nervioso y, por ello, se dice que su potencial esta en reposo. El mecanismo que permite que se presente este potencial es la acción de las bombas de Na+/K+ ATPasa (proteínas que son capaces de movilizar iones en contra del gradiente de concentración y así poder mantener la polaridad).

• Potencial de Acción: éste es el nombre que se da cuando una neurona está generando un impulso nervioso, el que sucede a través de los siguientes acontecimientos:

• La excitación de la neurona se produce cuando un estímulo adecuado provoca la apertura de los canales específicos para el Na+, penetrando éste al interior de la célula, lo que disminuye la polaridad de la membrana.

• Si este primer estímulo es lo suficientemente fuerte como para sobrepasar el umbral de excitación ubicado a los –55mV, se abren automáticamente los canales de Na+ dependientes del voltaje permitiendo la brusca entrada de más iones, haciendo disminuir rápidamente la polaridad de la membrana, incluso tornándola positiva (+30 mV). Esto se conoce como una despolarización de membrana.

• Repolarización: luego de haberse generado el impulso y sufrir la despolarización, la membrana debe volver a su estado de potencial de reposo (–70mV). A esto se llama repolarización y se produce por los siguientes pasos:

• Luego de la entrada masiva de Na+ (+30 mV) se abren los canales de K+ dependientes del voltaje y se cierran los de Na+, con lo que sale el K+ para disminuir la positividad interior, pero sale tanto K+ que en vez de llegar a los –70mV pasa incluso hasta los –85mV, generando en este momento un estado temporal conocido como Hiperpolarización.

• En este instante vuelve a hacer su aparición la bomba Na+/K+ tomando estos iones y poniéndolos en su lugar (saca 3 Na+ e ingresa 2 K+), al tiempo que se cierran los canales de K+, volviendo a la polaridad inicial de reposo de la membrana.

.

Figura 6: Potencial de membrana.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. • Periodo Refractario: es el lapso de tiempo en el cual la membrana no puede ser estimulada nuevamente y

coincide con los procesos del potencial de acción. Este periodo refractario se divide en dos: Absoluto: coincidente con la despolarización propiamente tal, ningún estímulo por más intenso que sea pude estimular nuevamente la membrana. Relativo: coincide con el proceso de repolarización; esta vez un estímulo lo suficientemente intenso pude invertir el proceso de repolarización excitando nuevamente la membrana.

Figura 7: Periodo refractario.

En las fibras mielínicas se produce una conducción saltatoria del impulso nervioso de nódulo de ranvier en nódulo (espacios libres de vaina), pues la vaina de mielina se resiste al flujo iónico, lo cual permite aumentar la velocidad de conducción del impulso nervioso.

Figura 8: Conducción saltatoria en fibras mielínicas.

Sinapsis Neuronal

La función de la neurona es la comunicación y la función del Sistema Nervioso es generar un comportamiento o una repuesta, ambos en virtud de las conexiones interneuronales. Una neurona ejerce su influencia para excitar a otras neuronas mediante los puntos de unión o sinapsis. Cada unión sináptica está formada por una parte de una neurona presináptica que conduce un impulso a la sinapsis y por otra neurona postsináptica que recibe el impulso en la sinapsis.

Según las estructuras neuronales implicadas se

pueden distinguir básicamente tres tipos de sinapsis:

• Sinapsis Axodendrítica: es la sinapsis entre un axón y una dendrita.

• Sinapsis Axosomática: es la sinapsis entre un axón y un soma.

• Sinapsis Axoaxónica: es la sinapsis entre dos axones.

Figura 9: Tipos de Sinapsis.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Según la forma de transmisión del impulso nervioso se pueden distinguir dos tipos de sinapsis: sinapsis

química y sinapsis eléctrica. El impulso nervioso debe atravesar un espacio muy pequeño (20 nm) en una sinapsis química, denominado hendidura sináptica, que separa las estructuras pre y postsinápticas, lo que retarda su velocidad, lo cual no sucede en la sinapsis eléctrica debido a que las células están conectadas físicamente.

1. Sinapsis eléctrica: en este tipo de sinapsis los procesos pre y postsináptico son continuos, debido a la unión citoplasmática de las neuronas por proteínas tubulares llamadas conexones, a través de las cuales transita libremente agua, iones y otras moléculas; por esto el estímulo es capaz de pasar directamente de una célula a la siguiente sin necesidad de mediación química. La sinapsis eléctrica ofrece una vía de baja resistencia entre neuronas y hay un retraso mínimo en la transmisión sináptica porque no existe un mediador químico. En este tipo de sinapsis la dirección de la transmisión está determinada por la fluctuación de los potenciales de membrana de las células interconectadas.

Figura 10: Sinapsis eléctrica.

2. Sinapsis química: la mayoría de las sinapsis son de tipo químico, en las cuales una sustancia conocida como neurotransmisor hace de puente entre las dos neuronas, difunde a través del estrecho espacio y se adhiere a los receptores, que son moléculas especiales de proteínas que se encuentran en la membrana postsináptica. La dinámica estructural y funcional para que se lleve a cabo una sinapsis entre dos neuronas está dada por el movimiento, descarga, recaptación y reformación (resíntesis) de un neurotransmisor. Algunos neurotransmisores como los péptidos, por ejemplo, son producidos en el soma, empaquetados en las vesículas que migran a través del axón por medio de los microtúbulos hacia el botón sináptico, donde se conocen con el nombre de vesículas sinápticas. La naturaleza del contenido de la vesícula sináptica varía dependiendo, por ejemplo, de la región cerebral de donde esta proceda. Cuando un impulso llega al botón sináptico, está acompañado por la entrada de iones Calcio (Ca++). Este ión que ha atravesado la membrana celular, impulsa la migración de las vesículas sinápticas hacia la membrana presináptica con la que se fusionan, produciendo la exocitosis de los neurotransmisores a la hendidura sináptica. En el caso de las sinapsis excitatorias, los neurotransmisores provocaran la apertura de los canales de Na+ en la neurona postsináptica despolarizando su membrana, y en el caso de las sinapsis inhibitorias provocaran la apertura de canales de Cl-, con lo cual éste entra, o canales de K+, con lo que éste sale, hiperpolarizando la membrana postsináptica.

Figura 11: Sinapsis química.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Anatómicamente nuestro sistema nervioso se agrupa en distintos órganos, los cuales conforman

estaciones por donde pasan las vías neuronales. Con fines de estudio, se pueden organizar estos órganos según su ubicación en dos partes: Sistema Nervioso Central y Sistema Nervioso Periférico.

El Sistema Nervioso Central está formado por el encéfalo y la médula espinal. Es el encargado de

realizar las más altas funciones, ya que atiende y satisface las necesidades vitales que permiten mantener el equilibrio interno, al tiempo que da respuesta a los estímulos del medio. Corresponde al centro elaborador de respuesta. Se encuentra protegido por tres membranas llamadas meninges, que desde la externa a la interna son: duramadre, aracnoides y piamadre.

Figura 1: Organización del Sistema Nervioso (a la izquierda) y las meninges (a la derecha).

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

El Encéfalo

Es la porción del sistema nervioso central que está contenida dentro del cráneo. Consta de tres partes voluminosas: cerebro, cerebelo y tronco encefálico.

• El Cerebro: está formado por sustancia gris en la corteza y sustancia blanca en el interior. La sustancia gris corresponde principalmente a somas neuronales y la sustancia blanca a axones. Su superficie no es lisa, sino que tiene pliegues llamados circunvoluciones y unos surcos denominados cisuras, las cuales son: surco central o cisura de Rolando, surco lateral o cisura de Silvio, cisura parieto-occipital y cisura longitudinal o interhemisférica. Está dividido incompletamente en dos partes por la cisura longitudinal, quedando entonces dos hemisferios cerebrales (derecho e izquierdo) comunicados por el cuerpo calloso. En los hemisferios se distinguen lóbulos, los que llevan el nombre del hueso en que se encuentran en contacto, los cuales son: lóbulo frontal, lóbulo parietal, lóbulo occipital y lóbulo temporal.

Dentro de sus principales funciones están las de controlar y regular el funcionamiento de los demás centros nerviosos, además de recibir las sensaciones y elaborar las respuestas conscientes a dichas situaciones. También es el órgano de las facultades intelectuales superiores (inteligencia, memoria, razonamiento, etc.).

Figura 2: Lóbulos y cisuras cerebrales.

Lóbulo frontal

Lóbulo parietal

Lóbulo occipital

Lóbulo temporal

Cisura de Rolando

Cisura de Silvio

Cisura parieto-occipital

Cisura longitudinal

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Desde un punto de vista funcional, en la corteza cerebral nos encontramos con tres tipos de áreas:

1. Áreas sensitivas: reciben la información sensorial desde las vías aferentes y se hacen conscientes. Entre ellas están: Área Somestésica, Área Visual Primaria, Área Auditiva Primaria, Área Olfativa y Área Gustativa.

2. Áreas de asociación: reciben información desde las áreas sensitivas o de otras áreas de asociación, la integran, almacenan y elaboran una respuesta que es enviada a las áreas motoras. Estas son: Área de Asociación Somestésica, Área de Asociación Visual, Área de Asociación Auditiva, Área de Broca, Área de Wernicke y Área Prefrontal.

3. Áreas motoras: envían órdenes motoras voluntarias. Corresponden al Área Motora Primaria o Motora Principal y Área Premotora.

Figura 3: Áreas funcionales de la corteza cerebral. Los Núcleos de la base corresponden a trozos de sustancia gris inmersos en la sustancia blanca del cerebro. Se ubican en la zona denominada diencéfalo. Entre ellos encontramos:

• Tálamo: son dos cuerpos ovoides que corresponde a una estructura de relevo sensitivo.

• Hipotálamo: constituye un importante centro integrador y coordinador de diversas funciones de las esferas somática, autónoma, endocrina y emocional, siendo en definitiva el centro nervioso que regula el medio interno del organismo, es decir, la homeostasis. También forma parte de unos circuitos nerviosos que constituyen en conjunto el denominado Sistema Límbico, responsable del control de nuestra vida emocional y de la memoria.

• Epitálamo: se encuentra en la parte posterior del diencéfalo; su porción principal es la epífisis o glándula pineal, la cual secreta la hormona melatonina, la que ayuda a sincronizar el metabolismo con el ritmo circadiano y tiene un efecto “sedante e hipnótico”, con lo cual provoca sueño.

Figura 4: Núcleos de la base (Diencéfalo).

Hipotálamo

Epífisis

Cuerpo calloso

Tálamo

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Figura 5: Sistema Límbico.

En el interior del cerebro encontramos 4 cavidades interconectadas por donde circula el líquido cerebroespinal, llamadas ventrículos cerebrales, los cuales son: 2 ventrículos laterales situados a lo largo de los hemisferios cerebrales, conectados al tercer ventrículo a través del orificio de Monro u orificio interventricular, y que se ubica entre el tálamo.

El tercer ventrículo se comunica con el cuarto ventrículo a través del acueducto cerebral o de Silvio, y se ubica entre el tronco encefálico y el cerebelo.

Figura 6: Ventrículos cerebrales.

Figura 7: Hemisferios cerebrales.

• El Cerebelo: se localiza por debajo de los lóbulos occipitales del cerebro, consta de dos hemisferios cerebelosos y una parte intermedia denominada vermis. En la corteza cerebelosa se encuentra la sustancia gris y en su interior se encuentra la sustancia blanca, la que se dispone de una forma arborescente, por lo que se conoce como el árbol de la vida del cerebelo.

Protuberancia Anular

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. El cerebelo desempeña un papel regulador en la coordinación de la actividad muscular, la mantención del tono muscular y del equilibrio. Para esto, recibe constantemente información desde la corteza cerebral, de los propioceptores ubicados en los músculos y articulaciones, y desde el oído interno que le mantiene informado acerca de la posición y movimientos de la cabeza. Al dañar el cerebelo se produce ataxia cerebelosa, que se caracteriza por la pérdida del equilibrio, de la motricidad fina e incoordinación motora.

• El Tronco Encefálico: está constituido por el Mesencéfalo, la Protuberancia Anular o Puente de Varolio y el Bulbo Raquídeo o Médula Oblonga. Todos estos centros nerviosos poseen una estructura similar: sustancia blanca en la parte externa con islotes o núcleos de sustancia gris esparcidos en ella.

• El Mesencéfalo: contiene los centros nerviosos que controlan los reflejos visuales y auditivos.

• La Protuberancia Anular: también se conoce como el Puente de Varolio, presenta el centro neumotáxico, encargado de regular la frecuencia de la ventilación pulmonar.

• El Bulbo Raquídeo: conocido también como Médula Oblonga, contiene centros nerviosos esenciales para la mantención de la vida. La respiración es controlada por los centros inspiratorio y espiratorio, la actividad cardiaca está bajo el control del centro cardiaco, la presión sanguínea (dilatación y contracción de los vasos sanguíneos) está a cargo del centro vasomotor. Además de estos centros vitales, el bulbo raquídeo contiene otros centros que controlan la tos, el estornudo, el hipo, el vómito, la succión y la deglución.

Figura 8: Tronco encefálico.

La Médula Espinal

Es un cordón nervioso cilíndrico de unos 45 cm que se extiende por el interior de la columna vertebral hasta el área lumbar, y continúa a través del canal vertebral con los nervios espinales. En ella la sustancia blanca se encuentra en el exterior y la gris en el interior, presentando una forma de “H”, con un conducto central llamado epéndimo por donde circula líquido cerebroespinal. Una de sus funciones es conducir, mediante los nervios de los que está formada, los impulsos nerviosos que conducen las sensaciones hasta el cerebro y los que llevan las respuestas desde éste a los músculos. Es además un importante centro elaborador de reflejos, como el reflejo rotuliano.

A la médula espinal se conectan 31 pares de nervios

raquídeos o espinales, todos mixtos, los que ingresan con información sensitiva por la raíz dorsal y salen con información motora por la raíz ventral.

Figura 9: La Médula Espinal.

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque.

Figura 10: Disposición de la sustancia blanca y gris en el S.N.C.

SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO

Es el encargado de conectar los órganos sensoriales con los centros nerviosos, y los centros nerviosos con los órganos efectores. Está formado por los nervios craneales (12 pares) y espinales (31 pares), que emergen del sistema nervioso central y que recorren todo el cuerpo.

Nervios craneales: proceden del encéfalo. Son 12 pares de nervios que envían información sensorial que principalmente procede del cuello y la cabeza hacia el sistema nervioso central, y luego transmiten las órdenes motoras. Entre estos nervios habrá nervios sensitivos, motores y mixtos.

• Par I: Nervio olfatorio, con función únicamente sensitiva quimiorreceptora.

• Par II: Nervio óptico, con función únicamente sensitiva fotorreceptora.

• Par III: Nervio motor ocular común, con función motora para varios músculos del ojo.

• Par IV: Nervio patético, con función motora para el músculo oblicuo mayor del ojo.

• Par V: Nervio trigémino, con función sensitiva facial y motora para los músculos de la masticación.

• Par VI: Nervio motor ocular externo, con función motora para el músculo recto del ojo.

• Par VII: Nervio facial, con función motora para los músculos faciales y sensitiva para la parte anterior de la lengua.

• Par VIII: Nervio auditivo, con función sensitiva para estímulos auditivos y del equilibrio-orientación.

• Par IX: Nervio glosofaríngeo, con función sensitiva quimiorreceptora del gusto y motora para la faringe.

• Par X: Nervio vago, con función sensitiva y motora de tipo visceral para casi todo el cuerpo.

• Par XI: Nervio espinal, con función motora para el cuello y la parte posterior de la cabeza.

• Par XII: Nervio hipogloso, con función motora para la lengua.

Figura 11: Los 12 pares de nervios craneales.

Cerebro

Cerebelo

Tronco encefálico

Médula espinal

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Figura 12: Sistema Nervioso Periférico (a la izquierda) y nervios craneales (a la derecha). Nervios espinales: son 31 pares de nervios mixtos que se encargan de enviar información sensorial (tacto, dolor y temperatura) del tronco y las extremidades, de la posición y el estado de la musculatura y las articulaciones hacia el sistema nervioso central y, desde el mismo, reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética que se conduce por la médula espinal. Estos nervios son:

• 8 pares de nervios raquídeos cervicales (C1 – C8).

• 12 pares nerviosos raquídeos torácicos (T1 – T12).

• 5 pares nerviosos raquídeos lumbares (L1 – L5).

• 5 pares nerviosos raquídeos sacros (S1 – S5).

• 1 par de nervios raquídeos coccígeos. (Co).

Figura 13: Nervios raquídeos (a la izquierda) y cola de caballo (a la derecha).

(S1 – S5) (Co)

Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. El Sistema Nervioso Periférico se puede dividir, desde un punto de vista funcional, en Somático, que

controla la actividad de los músculos esqueléticos, y Autónomo, también llamado vegetativo o visceral, que es independiente del control voluntario y lleva información nerviosa hacia el músculo cardiaco, liso y las glándulas. A su vez, el Sistema Nervioso Autónomo se subdivide en Simpático y Parasimpático, sistemas que tienen funciones en su mayoría antagónicas.

• Sistema Nervioso Simpático: prepara al organismo frente a las situaciones de emergencia. Durante el estrés físico y emocional, el Simpático domina sobre los procesos del Parasimpático. El Sistema Nervioso Simpático está estimulado por el ejercicio y situaciones de miedo, vergüenza, ira, etc. El conjunto de respuestas fisiológicas del S. N. Simpático se denomina “respuesta de lucha o huida”.

Los nervios simpáticos salen de las porciones torácica y lumbar de la médula espinal. Sus neuronas preganglionares o presinápticas son cortas y liberan el neurotransmisor acetilcolina, mientras que sus neuronas postganglionares son largas y liberan el neurotransmisor noradrenalina sobre sus efectores.

Al ser un sistema del comportamiento de huida o escape da prioridad a la aceleración y fuerza de

contracción cardiaca, estimula la piloerección y sudoración, favorece y facilita los mecanismos de activación del sistema nervioso somático para la contracción muscular voluntaria oportuna, provoca una broncodilatación de las vías respiratorias para favorecer una rápida oxigenación, propicia la vasoconstricción redirigiendo el riego sanguíneo a los músculos, el corazón y el sistema nervioso, provoca midriasis (dilatación pupilar) para la mejor visualización del entorno, y estimula las glándulas suprarrenales para la secreción de adrenalina.

Efectos:

• Dilatación de las pupilas.

• Aumenta la frecuencia cardiaca, la fuerza de contracción y la presión arterial.

• Constricción de los vasos sanguíneos de órganos no esenciales tales como la piel y las vísceras.

• Dilatación de los vasos sanguíneos de los órganos que participan en el ejercicio o en la lucha contra un peligro: músculo esquelético, músculo cardiaco, hígado, tejido adiposo, etc. Por lo tanto también aumenta la temperatura.

• Respiración acelerada y profunda, además de dilatación bronquial para permitir un flujo de entrada y salida de aire en los pulmones más rápido.

• Elevación del nivel de glucosa en la sangre a medida que el hígado transforma el glucógeno en glucosa (glocogenólisis).

• Estimulación de la médula de las glándulas suprarrenales para que libere adrenalina y noradrenalina.

• Inhibición de los procesos que no son esenciales para afrontar la situación de estrés, por ejemplo, los movimientos musculares del tracto gastrointestinal y las secreciones digestivas.

• Sistema Nervioso Parasimpático: es un sistema de conservación y recuperación de energía. Su estimulación produce en general los efectos contrarios al sistema nervioso simpático, volviendo al estado normal del sujeto. Por ejemplo, el Sistema Parasimpático contrae las pupilas (miosis), disminuye la frecuencia cardiaca, contrae vías respiratorias no necesarias en el reposo, estimula las funciones digestivas, entre otros. Las vías parasimpáticas salen del tronco encefálico (nervios craneales) y de la porción sacra de la médula espinal. Sus neuronas preganglionares son largas y liberan el neurotransmisor acetilcolina hacia las neuronas postganglionares que son cortas y liberan también acetilcolina sobre los efectores.

Figura 14: Sistema Nervioso Autónomo.