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Sistema Nervioso

• El sistema nervioso permite percibir los estímulos del medio interno y externo.
• También interpreta, procesa y elabora respuestas adecuadas a dichos estímulos..
• Consta de tres fases: percepción de los estímulos (receptores), procesamiento de la información (sistemas nervioso y endocrino) y respuesta (órganos efectores: músculos y glándulas).

Tipos de receptores según el estímulo

• Mecanorreceptores: captan estímulos mecánicos como vibraciones y fuerzas.
• Termorreceptores: detectan estímulos térmicos.
• Quimiorreceptores: detectan sustancias químicas disueltas.
• Fotorreceptores: captan estímulos luminosos.
• Nociceptores: detectan el dolor.

Tipos de receptores según su localización

• Externorreceptores: captan información del exterior.
• Internorreceptores: captan información del interior.

Características de los receptores

• Pueden ser simples terminaciones nerviosas libres.
• Pueden ser grupos de células sensitivas rodeadas de una cápsula, formando corpúsculos sensitivos.
• Pueden formar estructuras complejas, como los órganos sensoriales.

Órganos sensoriales táctiles

• Órganos que captan sensaciones táctiles.
• Se estimulan por contacto o presión, dolor y temperatura.
• Pueden ser libres o encapsulados (corpúsculos táctiles).

Línea lateral de peces y anfibios

• Es un canal con células receptoras que detectan vibraciones del agua.
• Informa sobre los movimientos del entorno, campos eléctricos y presión.

Órganos del equilibrio

• Detectan aceleraciones, rotaciones y cambios de dirección.
• En invertebrados: estatocistos, pequeños sacos de receptores ciliados que captan el movimiento generado por cambios de posición.
• En vertebrados: localizados en los oídos, formados por tres canales semicirculares con receptores que detectan el movimiento del líquido debido a cambios de posición.

Órganos auditivos

• En insectos: cordotonales y órganos de Johnston (en las antenas).
• En vertebrados: algunos captan ultrasonidos (murciélagos), también el oído.

Órganos olfativos

• Sensibles a pequeñas cantidades de sustancias gaseosas y micro gotas que provocan la sensación de olores.
• En invertebrados: concentrados en antenas (artrópodos), tentáculos y borde del manto (moluscos).
• En vertebrados: diversos, menos en peces (cavidad oral comunicada).

Órganos gustativos

• Estimulados por sustancias líquidas o sólidas disueltas que entran en contacto con células sensitivas.
• Suelen estar cerca de la boca o en su interior.
• A veces se hallan en las patas (moscas) o piel (peces y anfibios).

Órgano de Jacobson de reptiles

• Órgano del gusto y el olfato.
• Está situado en el cielo de la boca.
• La lengua capta sustancias del medio y las lleva al órgano de Jacobson.

Órganos visuales

• Estimulados por radiaciones luminosas.
• Los más simples sólo perciben luz, no imágenes.
• El rango de radiaciones captado es diferente entre especies.

Ojos simples vs. ojos compuestos

• Ojos simples u ocelos: captan la luz, pero no tienen capacidad de visión, situados en la parte superior de la cabeza.
• Ojos compuestos: tienen numerosas unidades (omatidios cónicos con lente hexagonal).

Transmisión del impulso nervioso

• Los estímulos captados se transforman en impulsos nerviosos.
• Los impulsos electroquímicos son transmitidos por nervios a un centro de coordinación que dicta las respuestas y las envía a los órganos efectores.
• El estímulo debe tener una intensidad mínima (umbral) para excitar al receptor y generar un impulso nervioso.

¿Cómo se transmite el impulso nervioso?

• El impulso nervioso se transmite mediante un proceso de despolarización.
• La membrana plasmática de las neuronas está polarizada (exterior con carga positiva, interior con carga negativa).
• La diferencia de carga genera una variación de potencial, llamado potencial de reposo, que se mantiene gracias a la bomba sodio-potasio.
• Un estímulo nervioso produce permeabilidad de los iones sodio (+), que entran en la célula invirtiendo la polaridad.
• El proceso se llama despolarización, y la diferencia de potencial existente se denomina potencial de acción.
• La despolarización induce la redistribución de iones y la posterior despolarización de la zona contigua.
• El desplazamiento de la despolarización a lo largo de la membrana se conoce como impulso nervioso. Después se produce la repolarización o restablecimiento de las concentraciones de iones propias del estado de reposo.

Velocidad de propagación del impulso nervioso

• Fibras con vaina de mielina: transmisión más rápida.
• La transmisión es saltatoria, el impulso se propaga de nódulo en nódulo de Ranvier, ahorrando tiempo al no despolarizar todos los puntos de la fibra.
• Propia de vertebrados, supone un ahorro energético al actuar menos la bomba de sodio.

La sinapsis

• Unión funcional mediante la cual el impulso nervioso se transmite de una neurona a otra o a un órgano efector.
• La neurona presináptica conduce el impulso y la postsináptica lo recibe.
• Hay dos tipos de sinapsis: química y eléctrica.

Sinapsis eléctrica

• Las neuronas están muy próximas y conectadas por una proteína que permite el paso de iones de una a la siguiente.
• Es una transmisión muy rápida.
• Se da en invertebrados, conos y bastones de la retina y neuronas que conectan con el nervio óptico.

Sinapsis química

• La separación entre neuronas es mayor; el espacio se llama hendidura sináptica.
• Los botones terminales de los axones tienen vesículas sinápticas llenas de neurotransmisores.
• Al llegar el impulso, los neurotransmisores se liberan a la hendidura sináptica, alcanzando receptores específicos de la membrana postsináptica, provocando su despolarización.

Los receptores de la sinapsis

• Tienen un sitio de unión específico para los neurotransmisores.
• Una vez activado el receptor, el neurotransmisor se separa para evitar que siga haciendo efecto.

Los neurotransmisores

• Tras ser utilizados, pueden ser destruidos por enzimas o recaptados por el axón presináptico.
• Pueden ser excitadores o inhibidores, según dónde actúen.
• Ejemplo: acetilcolina, excita las neuronas de la corteza cerebral e inhibe las neuronas del sistema cardiovascular.

Sistemas nerviosos de invertebrados

• Plexos nerviosos (cnidarios): presentan neuronas verdaderas que establecen contactos sinápticos formando plexos nerviosos.
• La conducción es difusa y la sinapsis ocurre en ambos sentidos.
• S.N. cordal (platelmintos): neuronas sensitivas, motoras y de asociación.
• Sinapsis unidireccional con organización céfalo-caudal.
• Dos cordones nerviosos longitudinales centrales conectados entre sí, con cefalización.
• S.N. ganglionar (anélidos, artrópodos y moluscos): anélidos con ganglios cerebroideos conectados por dos cordones nerviosos ventrales que rodean la faringe, formando el collar periesofágico.
• Los cordones nerviosos ventrales están fusionados (más evolucionados) con dos ganglios y unidos por conexiones transversales.
• Artrópodos: estructura en escalera (primitivos); sistema nervioso más centralizado (evolucionados) con ganglios, se origina una cadena nerviosa ventral y cerebro y órganos de los sentidos más desarrollados.
• Moluscos: mayor concentración de ganglios.
• Dos pares de cordones nerviosos (manto/zona visceral y pie) y cuatro pares de ganglios (cerebrales, pedidos, pleural y viscerales) conectados por anillos nerviosos.
• S.N. anular (equinodermos): estructura primitiva con sistema nervioso radial sin ganglios, cabeza ni cerebro.
• Tienen un anillo nervioso alrededor del tubo digestivo, del cual parte un cordón nervioso por cada brazo (radiales).

Sistema nervioso de procordados

• Tienen vesícula cerebral, tubo nervioso dorsal y una red de nervios sensitivos y motores.

Sistema nervioso de vertebrados

• Se divide en sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) y sistema nervioso periférico (nervios y ganglios periféricos).

Sistema nervioso central

• Protegido por estructuras óseas (cráneo y columna vertebral) y meninges (piamadre, aracnoides y duramadre). El líquido cefalorraquídeo amortigua golpes y evita traumatismos.
• Zonas de agrupaciones neuronales: sustancia o materia gris.
• Zona de agrupación de cordones nerviosos: sustancia o materia blanca (vainas de mielina blancas).

El encéfalo

• Parte del S.N donde se localizan los centros de coordinación e integración.
• La sustancia gris se localiza en la periferia y la blanca en su interior.
• En el desarrollo embrionario se diferencian tres vesículas: prosencéfalo, mesencéfalo y romboencéfalo.
• Tras dividirse el prosencéfalo y romboencéfalo, se forma el telencéfalo, diencéfalo, mesencéfalo, metencéfalo y mielencéfalo.

El encéfalo: Telencéfalo

• Compuesto por el cerebro o corteza cerebral.
• Su función principal es la percepción consciente y otras funciones avanzadas: memoria, inteligencia, voluntad.
• Tiene un surco que lo divide en dos hemisferios cerebrales, conectados por el cuerpo calloso.
• La superficie está muy replegada, formando circunvoluciones y cisuras.

El encéfalo: Diencéfalo

• Posee tres áreas: epitálamo (maduración de órganos sexuales), tálamo (integra estímulos emocionales) e hipotálamo (controla sed, sueño y funciones autónomas).

El encéfalo: Mesencéfalo

• Controla los reflejos visuales y auditivos, y ayuda en el control del tono muscular.

El encéfalo: Metencéfalo

• Controla la postura, equilibrio y movimientos aprendidos.
• En su parte dorsal, tiene un engrosamiento: el cerebelo.

El encéfalo: Mielencéfalo

• Contiene el Bulbo raquídeo.
• Controla las funciones involuntarias (ventilación pulmonar, latido cardíaco).

Médula espinal

• Tubo nervioso desde la base del encéfalo hasta la segunda vértebra lumbar, por el interior de la columna vertebral.
• Presenta un conducto central (epéndimo) rodeado por sustancia gris (cuerpos neuronales), y sustancia blanca (axones con mielina) a su alrededor.
• La sustancia gris se concentra en cuatro extremidades denominadas astas.
• Transmite impulsos nerviosos hacia los centros de control del encéfalo y respuestas motoras hacia los órganos efectores.
• También controla actividades reflejas.
• Los haces nerviosos de la médula se entrecruzan en ella o en el encéfalo, de manera que un hemisferio cerebral controla el lado opuesto del cuerpo.

Sistema nervioso periférico

• Formado por nervios que salen del sistema nervioso central y ganglios situados fuera del eje encéfalo-médula.
• Su función es conectar receptores y efectores con los centros nerviosos.
• Se divide en sistema somático y sistema autónomo.

Clasificación de los nervios según el sentido de la transmisión

• Nervios sensitivos: envían estímulos desde los receptores a los centros de coordinación.
• Nervios motores: llevan el impulso desde los centros de coordinación a los órganos efectores.
• Nervios mixtos: fibras de los dos tipos.

Clasificación de los nervios según su lugar de origen

• Nervios craneales: parten del encéfalo y pueden ser sensitivos, motores o mixtos. Los mamíferos tienen doce pares.
• Nervios raquídeos o espinales: parten de la médula espinal. Los humanos tienen 31 pares.

S.N.P. Somático

• Formado por nervios que unen el SNC con receptores y efectores.
• Controla músculos esqueléticos (movimientos conscientes).

S.N.P. Autónomo

• Controla actividades inconscientes (movimientos respiratorios, frecuencia cardíaca, digestión).
• Formado por nervios craneales y raquídeos motores, y ganglios vegetativos.
• Se divide en simpático y parasimpático.

S.N.P.A. Simpático

• Ganglios situados cerca de la médula formando una cadena.
• Fibras preganglionares cortas y posganglionares largas.
• Fibras nerviosas salen de las regiones cervical, lumbar y dorsal de la médula.
• Prepara al organismo para la acción (aumenta frecuencia cardíaca y dilata pupilas).
• Produce aumento energético.

S.N.P.A. Parasimpático

• Ganglios próximos al efector.
• Fibras posganglionares cortas.
• Las fibras salen de la región craneal y de la porción sacra de la médula.
• Induce a la relajación y ahorra energético (disminuye la frecuencia cardíaca, acelera la digestión).

Actos voluntarios

• Se realizan conscientemente y de forma voluntaria.
• Participan los centros superiores de la corteza cerebral.
• El proceso implica la captación del estímulo por el receptor, transmisión por nervios sensitivos a las astas superiores de la médula y al bulbo raquídeo.
• Luego se dirige del bulbo raquídeo a la corteza cerebral llegan a la corteza cerebral, se hace consciente y se elabora una respuesta, luego se envía a través de nervios motores a los efectores.

Actos involuntarios o reflejos

• Involuntarios, automáticos y controlados por la médula espinal.
• Pueden ser monosinápticos (una neurona sensitiva transmite el impulso al receptor, genera una sinapsis a nivel medular con una neurona motora que lleva la respuesta al efector) o polisinápticos (más frecuentes, con interneuronas o neuronas de asociación entre la sensitiva y la motora).

La respuesta motora

• Llevada a cabo por músculos y esqueleto.
• Tipos de esqueletos: hidráulico, exoesqueleto y endoesqueleto.

Esqueleto hidráulico

• Cnidarios, platelmintos, nemátodos y anélidos.
• Formado por un líquido a presión en una cavidad corporal elástica.
• Las paredes de la cavidad contienen músculos que, al contraerse modifican el volumen de la cavidad, y la presión del líquido produce el movimiento

Exoesqueleto

• Artrópodos, moluscos y equinodermos.
• Se forman a partir de la epidermis y constan de cubiertas duras de carbonato de calcio o quitina.
• Movimientos lentos: exoesqueleto rígido y grueso que proporciona protección y sostén.
• Movimientos rápidos: artrópodos con esqueleto rígido, ligero y articulado.

Sistema ambulacral de equinodermos

• Además del exoesqueleto, los equinodermos se mueven mediante presión hidrostática.
• El sistema ambulacral tiene una serie de ampollas que se contraen y envían líquido hacia los pies ambulacrales, que se proyectan hacia el exterior y se anclan al suelo.
• El sistema tiene ampollas que se llenan de líquido, los pies hacen ventosa y tiran del cuerpo para desplazarse.

Endoesqueleto

• Esqueleto interno que sostiene músculos y órganos.
• Poríferos: piezas sueltas que mantienen la forma y permiten moverse.
• Vertebrados: piezas de cartílago, hueso o ambos unidos por articulaciones que permiten el movimiento impidiendo la separación.
• Hay dos partes: esqueleto axial (cráneo, columna vertebral, caja torácica) y apendicular (cinturas escapular y pélvica y extremidades).

Sistema muscular

• Los músculos esqueléticos están unidos a los huesos mediante tendones.
• Están formados por fibras musculares que se contraen por la actina y la miosina.
• La contracción se produce cuando llega un impulso nervioso a través de una neurona motora.
• La unión de la neurona y la fibra se llama placa motora.
• La transmisión del impulso es similar a la sinapsis química.

Respuesta glandular

• El órgano efector es una glándula, que recibe del encéfalo la orden de secretar una sustancia química.
• No hay separación radical entre el sistema nervioso y el endocrino, ya que pueden controlarse mutuamente.

Sistema de coordinación hormonal

• Hormonas: sustancias químicas segregadas por células especializadas que se agrupan formando glándulas, o por neuronas (células neurosecretoras o neuroendocrinas, que producen neurohormonas,. Las hormonas se vierten al torrente circulatorio y se difunden por el organismo, actuando sobre células con receptores específicos (células blanco o diana), que inducen respuestas.

Feromonas

• Sustancias químicas que expulsan al medio ciertas glándulas exocrinas.
• Actúan sobre individuos de la misma especie para comunicarse.
• Sirven para marcar territorios, permitir a los machos localizar a las hembras o indicar el camino hacia los alimentos.

Tipos de hormonas

• Sustancias químicas que incluyen esteroides (progesterona), derivados de aminoácidos (adrenalina), derivados de ácidos grasos (hormonas juveniles de insectos) y proteicas (insulina y glucagón).

Mecanismos de acción hormonal

• La secreción hormonal está regulada por un mecanismo de retroalimentación negativa.
• La glándula productora recibe información sobre la cantidad de determinada sustancia o de la propia hormona en sangre.
• Si la concentración sobrepasa cierto límite, se inhibe la secreción glandular.
• Bajos niveles de hormona producen la estimulación de la glándula para aumentar su secreción.
• Las hormonas proteicas son grandes y no pueden atravesar la membrana plasmática, por lo que sus receptores están en la superficie externa
• Las hormonas esteroideas son de pequeño tamaño, atraviesan la membrana plasmática hasta llegar a proteínas receptoras específicas en el citoplasma luego pasan al núcleo a producir una respuesta.

Sistema hormonal de invertebrados

• Las hormonas son neurohormonas.
• En gusanos planos y anélidos, controlan la regeneración.
• En artrópodos y moluscos, controlan la muda mediante la ecdisona. En insectos con metamorfosis, la ecdisona controla la muda y el cambio a la forma adulta, y la hormona juvenil impide el paso del estado larvario al estado adulto antes de tiempo.
• Los cambios de pigmentación están controlados hormonalmente en algunos moluscos y artrópodos.

Sistema hormonal de vertebrados

• Sistema hipotálamo-hipófisis (neuroendocrino).
• El hipotálamo segrega hormonas liberadoras que actúan sobre la hipófisis regulando la liberación de hormonas hipofisarias, oxitocina y hormona antidiurética.
• La hipófisis almacena oxitocina y hormona antidiurética en el lóbulo posterior, y controla la secreción de páncreas o tiroides.

Glándulas humanas: Hipófisis

• Situada en la base del hipotálamo y consta de adenohipófisis (segrega hormona del crecimiento y hormonas que estimulan tiroides, ovario, testículo, glándulas mamarias y corteza suprarrenal, y hormona melanocito-estimulante) y neurohipófisis (almacena oxitocina y vasopresina u hormona antidiurética).

Eje hipotálamo-hipofisario

• El hipotálamo regula la adenohipófisis, que libera hormonas trópicas, la hormona del crecimiento y la prolactina.
• La hipófisis posterior libera oxitocina y ADH.

Tiroides

• Segrega tiroxina y triyodotironina, que estimulan el metabolismo.
• Segrega además calcitonina, que inhibe la liberación de calcio de los huesos.

Glándula paratiroides

• Segrega parathormona, que estimula la liberación de calcio por los huesos y su reabsorción por los riñones y mejora la absorción de calcio en el intestino.

El timo

• Se atrofia con la edad.
• Fábrica linfocitos en edad temprana.

El páncreas

• Produce insulina (favorece la absorción de glucosa por las células) y glucagón (estimula la destrucción del glucógeno en moléculas de glucosa, en el hígado).

Las cápsulas suprarrenales

• Segregan cortisona (interviene en el metabolismo de glúcidos), adrenalina y noradrenalina (intervienen en situaciones prolongadas de estrés).

Gónadas

• Ovarios y testículos.
• Producen hormonas sexuales (andrógenos en testículos y estrógenos en ovarios).
• Los ovarios producen progesterona, que prepara al organismo para la procreación.

Glándula pineal

• Segrega melatonina, que interviene en la maduración de los órganos sexuales.

Acción de la vasopresina

• La vasopresina (ADH) aumenta la permeabilidad al agua en los riñones, resultando en una mayor reabsorción de agua y un aumento de la [H₂0] en el medio interno.