licenciatura en nutricion primer aÑo … 10/10_s... · vía de conducción de impulsos nerviosos...
TRANSCRIPT
Fundación H.A. Barceló – Facultad de Medicina
LICENCIATURA EN NUTRICION
PRIMER AÑO FISIOLOGIA MODULO 10
1
MODULO 10: COMUNICACIÓN, CONTROL E INTEGRACIÓN –
Funcionamiento del Sistema Nervioso
OBJETIVOS
- Interpretar las funciones de todos los componentes del Sistema Nervioso Central
- Reconocer el funcionamiento de las vías sensitivas y motoras
- Interpretar el funcionamiento del Sistema Nervioso Autónomo
- Relacionar los receptores sensoriales con sus funciones específicas
- Relacionar el Sistema Nervioso con la nutrición
EJES TEMÁTICOS
- Sistema Nervioso central (SNC): componentes y funciones
- Vías sensitivas y motoras
- Funciones del Sistema Nervioso Periférico (SNP)
- Sistemas Simpático y Parasimpático
- Receptores sensoriales: especialización y funciones
MARCO TEÓRICO
El sistema nervioso se organiza en Sistema Nervioso Central (SNC) y Sistema Nervioso
Periférico (SNP).
El SNC está formado por el encéfalo y la médula espinal, en los que existen núcleos
(cuerpos de células neuronales) y haces o fascículos (conjuntos de fibras nerviosas que
comunican regiones). Recibe impulsos aferentes que proceden de las neuronas sensitivas
y dirige la actividad de las neuronas motoras que inervan músculos y glándulas.
El SNP consta de nervios (conjuntos de axones neuronales), ganglios (conjunto de
cuerpos neuronales) y plexos nerviosos (redes), que integran las vías nerviosas que van
al SNC y vienen de él. Las fibra aferentes llevan información al SNC y las eferentes traen
impulsos desde éste hacia los órganos efectores.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
2
La regulación de la actividad del músculo cardíaco, los músculos lisos y las glándulas se
realiza a través del Sistema Nervioso Autónomo, cuya actividad es independiente de la
voluntad.
La percepción de sensaciones como sonidos, colores, texturas, temperatura, olores y
sabores depende del procesamiento cerebral de impulsos nerviosos generados en los
receptores sensitivos. Éstos varían en estructura y funciones y pueden agruparse en
distintas categorías como fotorreceptores (en la retina del ojo), quimiorreceptores (papilas
gustativas, epitelio olfativo, etc.), termorreceptores (en la piel), y mecanorreceptores (en la
piel y en el oído interno).
Lección 1: Funciones del Sistema Nervioso Central
La organización estructural del Sistema Nervioso se estudia en la materia
Anatomía del presente curso. Sin embargo, mencionaremos aquí algunos
aspectos estructurales, necesarios para comprender el funcionamiento del
sistema.
Encéfalo, Médula espinal y Líquido Cefalorraquídeo
El SNC está formado por el encéfalo y la médula espinal. Es el sistema que integra las
sensaciones aferentes y la eferencia motora, ya que recibe la información y emite las
respuestas correspondientes.
Está protegido, externamente, por los huesos craneales que encierran el encéfalo y las
vértebras que recubren la médula espinal. La cubierta interna son las meninges; las
meninges de la médula continúan dentro del conducto raquídeo hasta el final de la misma.
Las meninges son tres capas membranosas:
• Duramadre (capa más externa)
• Aracnoides (capa intermedia)
• Piamadre (capa más interna)
El sistema se encuentra protegido, además, por el líquido cefalorraquídeo (LCR). Este es
producido por filtración de sangre a nivel del plexo coroide de cada ventrículo, fluye por los
ventrículos laterales, el tercer ventrículo, el cuarto ventrículo y el espacio subaracnoideo,
volviendo luego a la sangre.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
3
El encéfalo está compuesto por el cerebro, el tronco cerebral y el cerebelo. A su vez, el
tronco cerebral está formado por el bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo.
El líquido cefalorraquídeo es secretado hacia el interior de los cuatro ventrículos. Desde allí, circula bañando el cerebro y la médula espinal.
Corte sagital del encéfalo
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
4
El cerebro realiza gran parte de las funciones del encéfalo. Presenta cinco pares de lóbulos
que constituyen los dos hemisferios, con sus circunvoluciones. Los hemisferios están
conectados por un gran haz de fibras: el cuerpo calloso. La corteza cerebral y los núcleos
cerebrales más profundos están formados por sustancia gris. En el resto del cerebro existe
sustancia blanca.
Los dos hemisferios cerebrales presentan cierta especialización funcional, lo que suele
denominarse lateralización cerebral. El hemisferio izquierdo es dominante en cuanto al
lenguaje y la capacidad analítica, mientras que el derecho es más importante para el patrón
de reconocimiento, la composición musical y el canto. La cooperación entre hemisferios es
posible dada la comunicación que provee el cuerpo calloso.
En la corteza cerebral, el área de Wernicke participa en la comprensión del lenguaje y el
área de Broca es necesaria para la realización mecánica del habla.
El sistema límbico y el hipotálamo son regiones consideradas centros de varias emociones.
La porción medial de los lóbulos temporales, en concreto el hipocampo, participa en la
consolidación de la memoria reciente en memoria remota.
Distribución de la sustancia blanca y la sustancia gris en el cerebro.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
5
En la región anterior del encéfalo se encuentra el diencéfalo, estructura integrada por el
tálamo, el epitálamo (que incluye a la epífisis o glándula pineal), el hipocampo y la
hipófisis. Realiza numerosas funciones relacionadas con la regulación del funcionamiento
de las vísceras.
DIENCÉFALO
Componente Función
TALAMO Centro transmisor de información sensitiva
EPITÁLAMO Contiene el plexo coroide, donde se produce el LCR
Contiene la Glándula Pineal (Epífisis), secretora de la hormona melatonina
HIPOTÁLAMO
Centro de control de la sed, hambre, temperatura corporal
Junto con el sistema límbico, controla emociones
Controla la Glándula Hipófisis
Áreas de la corteza y sus funciones asociadas.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
6
El tronco cerebral cumple funciones sensitivas, motoras y reflejas.
El cerebelo coordina todas las sensaciones que indican la dirección del desplazamiento
en el espacio, y gobierna los movimientos necesarios para el mantenimiento del
equilibrio. Las sensaciones provienen de la vista, los músculos que mantienen la
verticalidad y los canales semicirculares del oído interno.
La médula espinal actúa como el nexo entre el cerebro y el resto del organismo y
también puede procesar cierta información por sí misma vía “reflejos medulares”, que no
involucran actividad cerebral y no alcanzan el nivel de lo conciente.
Está localizada en la columna vertebral, rodeada y protegida por meninges. La parte
dorsal de la médula contiene las vías aferentes sensoriales y la parte ventral involucra la
porción motora. Actúa como un verdadero centro distribuidor de información.
TRONCO CEREBRAL
Componente Funciones
BULBO
RAQUÍDEO
Vía de conducción de impulsos nerviosos (sensitivos y motores) y centro de reflejos del SNA (respiratorios, cardíacos, viscerales y glandulares). Los impulsos sensitivos son conducidos por el bulbo hacia el cerebro y el cerebelo, siguiendo una vía aferente. Los impulsos motores son conducidos hacia la médula espinal mediante una vía eferente.
PROTUBERANCIA Conduce impulsos sensitivos hacia el cerebro y el cerebelo. Los impulsos motrices llegan por fibras nerviosas que parten del cerebro. Los actos reflejos que dependen de la protuberancia son los relacionados con mantener el equilibrio y los llamados reflejos emocionales.
MESENCÉFALO Contiene centros para ciertos reflejos de nervios craneales.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
7
Lección 2: Sistema Nervioso Periférico – Actividad Autónoma
El encéfalo recibe la información sensitiva, procedente de los órganos receptores, a través
de haces de fibras ascendentes de la médula espinal, que conducen los impulsos hacia
arriba. Cuando el encéfalo dirige las actividades motoras, esta información viaja por la
médula espinal, en forma de impulsos nerviosos, a través de los haces de fibras
descendentes. El SNC se comunica con el resto del organismo mediante los nervios
craneales, que salen del encéfalo, y los nervios raquídeos que salen de la médula
espinal. Estas vías nerviosas constituyen el Sistema Nervios Periférico (SNP).
Los nervios craneales son doce pares, la mayoría de ellos mixtos (con función sensitiva
y motora). Algunos, como el olfatorio, el óptico y el auditivo, solo tienen función sensitiva.
PAR NOMBRE PRINCIPALES FUNCIONES
I Olfatorio Olfato
II Óptico Visión
III Motor ocular común Movimientos oculares
IV Troclear / Patético Movimientos oculares
V Trigémino / Sensorial cefálico + Masticación
Sensaciones de la cabeza y la cara. Masticación.
VI Motor ocular externo Movimientos oculares
VII Facial Expresiones faciales. Secreción salival y lacrimal.
VIII Vestíbulo coclear (Equilibrio + Audición) Audición. Sentido del equilibrio
IX Glosofaríngeo (deglución) Sensaciones de la lengua. Deglución.
X Vago / Visceral / Neumogástrico Sensaciones y movimientos digestivos y respiratorios.
XI Rotador de la cabeza Movimientos de la cabeza.
XII Hipogloso / Motor de la lengua Movimientos de la lengua.
Los nervios raquídeos son treinta y un pares, que se agrupan ocho cervicales, doce
dorsales, cinco lumbares, cinco sacros y un coccígeo. Cada par contiene fibras sensitivas
y fibras motoras. La raíz dorsal de un nervio raquídeo contiene fibras sensitivas y los
cuerpos celulares de estas neuronas se encuentran en los ganglios de las raíces
dorsales. La raíz ventral de un nervio raquídeo está formada por fibras motoras.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
8
Las funciones de los componentes sensitivo y motor de un nervio raquídeo se ponen de
manifiesto durante un reflejo:
Los nervios raquídeos contienen fibras sensitivas y motoras que se relacionan con la sustancia gris de la médula espinal.
Arco reflejo: reflejo medular en el que intervienen neuronas sensitiva y motora. En este caso, interviene también una neurona de asociación.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
9
La estimulación de un cierto órgano receptor produce potenciales de acción que son
conducidos por neuronas sensitivas hasta la médula espinal. Allí, la neurona puede
establecer sinapsis con una neurona de asociación o interneurona que, a su vez, hace
sinapsis con una neurona motora. Ésta conduce el impulso a través de una fibra nerviosa
motora hasta el músculo efector. Al llegar el impulso al músculo, éste se contrae
(movimiento reflejo).
El encéfalo no interviene en forma directa durante la acción refleja provocada por el
estímulo. Este tipo de recorrido de la información se conoce como arco reflejo.
Existen arcos reflejos en los que la neurona sensitiva conecta directamente con la motora,
no interviene ninguna interneurona. Es el caso del reflejo rotuliano.
Otros arcos reflejos, en cambio, son más complejos ya que requieren de varias
interneuronas y se refieren al control motor y los reflejos autónomos.
Las neuronas motoras o eferentes, pueden ser somáticas o autónomas, según el efector
al cual llevan la información. Las neuronas motoras somáticas tienen sus cuerpos
neuronales en el SNC y envían axones a los músculos esqueléticos, cuya contracción es
voluntaria.
Los músculos esqueléticos están organizados de manera tal que varias células
musculares finas quedan envueltas dentro de una vaina de tejido conjuntivo y se llaman
fibras intrafusales, es decir, están dentro de la vaina o huso.
Las neuronas motoras alfa inervan las fibras musculares extrafusales
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
10
Por fuera del huso, paralelas a las intrafusales, hay fibras no envueltas denominadas
extrafusales. Los husos se insertan en los tendones del músculo.
Existen dos tipos de neuronas motoras somáticas eferentes: alfa y gamma. Las
motoneuronas alfa inervan las fibras musculares extrafusales, mientras que las gamma
inervan las fibras intrafusales (dentro del huso muscular). Estas motoneuronas cumplen
un importante papel en el reflejo de estiramiento de los músculos y el control voluntario de
los movimientos esqueléticos.
La regulación de la actividad del músculo cardíaco, de los músculos lisos de las vísceras y
de las glándulas está a cargo del Sistema Nervioso Autónomo, que está compuesto por
las neuronas autónomas. La acción motora por parte del sistema autónomo requiere de
la participación de dos neuronas en la vía eferente: la primera de ellas tiene su soma
neuronal en la sustancia gris del cerebro o de la médula espinal, y establece sinapsis con
una segunda neurona, localizada en un ganglio, cuyo axón se extiende hasta el efector.
Funcionalmente, el sistema nervioso realiza acciones voluntarias y acciones involuntarias.
Estas últimas están a cargo del Sistema Nervioso Autónomo (SNA), que puede provocar
efectos excitatorios o inhibitorios sobre las vísceras que inerva.
El SNA opera para regular el ambiente interno del cuerpo; tiene dos tipos de nervios
eferentes, los simpáticos y los parasimpáticos. Los primeros son aceleradores de las
funciones orgánicas involuntarias, como la contracción de vísceras o de vasos
sanguíneos. Los parasimpáticos, en cambio, tienen un efecto de frenado o moderación
de dichas funciones.
Las neuronas del SNA son:
- preganglionares: se originan en el SNC
- postganglionares: se originan en los ganglios dispuestos en paralelo a la médula
espinal
El origen específico de las fibras preganglionares y la localización de los ganglios son
diferentes para cada una de las dos divisiones del SNA: simpático y parasimpático.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
11
Es Sistema Simpático estimula, en el organismo humano y en otros mamíferos, la
preparación para la lucha o la alerta. Esto lo logra mediante la liberación del
neurotransmisor noradrenalina por parte de las fibras postganglionares, y la secreción
de adrenalina por parte de las glándulas suprarrenales.
El Sistema Parasimpático induce efectos antagonistas (contrarios) a los anteriores,
mediante la liberación del neurotransmisor acetilcolina a partir de sus fibras
postganglionares.
Los efectos inducidos por ambos sistemas deben permanecer equilibrados para mantener
la homeostasis corporal.
Todas las fibras nerviosas preganglionares del SNA son colinérgicas, es decir, utilizan
acetilcolina como neurotransmisor. Las fibras postganglionares parasimpáticas, las fibras
simpáticas que inervan las glándulas sudoríparas y las que inervan vasos sanguíneos del
músculo esquelético emplean también acetilcolina.
La mayor parte de las fibras postganglionares simpáticas son adrenérgicas, es decir,
utilizan noradrenalina como neurotransmisor.
Entre los efectos adrenérgicos más importantes, se encuentran el aumento de la
frecuencia cardíaca, de la fuerza de contracción del corazón, la vasoconstricción en los
órganos internos y la piel, la broncodilatación, contracción de esfínteres en estómago e
intestino y la glucogenolisis (ruptura de glucógeno) en el hígado.
S.N.A.
SIMPÁTICO PARASIMPÁTICO
Neuronas preganglionares
originadas a nivel torácico y lumbar de
la médula
Neuronas preganglionares originadas en el cerebro y a nivel
sacro de la médula
Induce efectos adrenérgicos
Induce efectos colinérgicos
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
12
La mayor parte de los órganos recibe una inervación doble, es decir, están inervados por
fibras simpáticas y por parasimpáticas. En estos órganos, los efectos de ambos sistemas
pueden ser variables:
EFECTOS
TIPO ACCIÓN ÓRGANOS
Antagonista contraria corazón y pupilas
Complementario ambos tipos de fibras provocan acciones similares
glándulas salivales (regulación de la secreción)
Cooperativo ambos tipos de fibras provocan efectos diferentes, pero terminan en una misma acción
sistema reproductor y sistema urinario
El bulbo raquídeo controla de manera directa la actividad del SNA, ya que en él se
localiza el control de los sistemas cardiovascular, pulmonar, digestivo, urinario y
reproductor.
A su vez, el bulbo recibe impulsos sensitivos y es regulado por áreas cerebrales como el
hipotálamo (que contiene los centros de control de temperatura, hambre y sed). Éste
recibe impulsos que provienen del sistema límbico, el cerebelo y el cerebro. Estas
interconexiones permiten relacionar el SNA con algunas de las respuestas viscerales que
acompañan a los estados emocionales.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
13
Lección 3: Fisiología de los Sentidos
La estructura y distribución de los órganos de los sentidos se estudia en la materia
Anatomía del presente curso. Por lo tanto, mencionaremos solo los aspectos
generales básicos relacionados con el funcionamiento sensorial.
Los distintos tipos de estímulos externos, como luz, temperatura, presión, sustancias
químicas, etc. producen potenciales de acción en neuronas sensitivas localizadas en los
órganos receptores. Estos impulsos son conducidos a diferentes zonas del cerebro, donde la
información sensitiva activa vías nerviosas concretas, produciéndose la interpretación
adecuada de dicha información.
Existe diversidad de receptores, que pueden ser terminaciones nerviosas dendríticas,
neuronas especializadas o células epiteliales especializadas asociadas a terminaciones
nerviosas sensitivas. Según el estímulo que reciben pueden ser quimiorreceptores,
fotorreceptores, termorreceptores, mecanorreceptores, etc. Los receptores localizados en
músculos, tendones y articulaciones se denominan propioceptores.
En la piel, existen diferentes receptores cutáneos, que reciben información que será
transportada hasta la circunvolución poscentral del cerebro. El campo receptivo de una
neurona sensitiva cutánea es la zona de piel que cuando se estimula induce la respuesta
correspondiente.
Los receptores gustativos se encuentran en las papilas gustativas, que están
especializadas para reaccionar ante sustancias de sabor dulce, ácido, amargo o salado. Se
encuentran en regiones concretas de la lengua, según el gusto que perciben.
La percepción de los sabores salado y ácido se debe al transporte de iones, Na+ y H+
respectivamente, a través de canales iónicos (proteínas de membrana) de las células de las
papilas.
Los sabores dulce y amargo, en cambio, se deben a la unión de las respectivas moléculas
con proteínas receptoras de membrana asociadas a proteína G.
Los mecanismos de acción de los Receptores Asociados a Proteína G se
estudian en la materia Bioquímica del presente curso.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
14
Los receptores olfativos son neuronas que contienen cilias, ubicadas en el epitelio olfativo
(mucosa olfatoria). Establecen sinapsis con neuronas del bulbo olfatorio de la corteza
cerebral. Las moléculas que producen el olor se unen a proteínas receptoras de membrana
y desencadenan el mecanismo de amplificación del efecto.
Los receptores de equilibrio se encuentran el oído interno, en la zona denominada
aparato vestibular. Los movimientos de la cabeza provocan que el líquido contenido en
estas estructuras mueva los estereocilios de las células pilosas sensitivas del interior del
aparato vestibular. Este movimiento produce un potencial de acción por parte de las células,
que activa el nervio vestíbulococlear (VIII), que se proyecta en el cerebro y en el bulbo
raquídeo.
La audición se produce cuando las ondas de sonido provocan la vibración de la membrana
timpánica o tímpano, ubicada en el límite entre el oído externo y el oído medio. Estas
vibraciones causan el movimiento de los huesecillos del oído medio, que ejercen presión
sobre la membrana denominada ventana oval. Ésta, a su vez, provoca movimientos de
líquido que estimulan las células pilosas sensitivas, generando un potencial de acción que
se transmite al cerebro a través del nervio vestíbulococlear (VIII) y esto es interpretado como
sonido.
La visión se produce cuando la luz es enfocada por la córnea y el cristalino sobre la zona
fotorreceptora de la retina, situada en la parte posterior del ojo. En la retina hay neuronas
fotorreceptoras (bastones y conos) que contienen moléculas de pigmento que se disocian
en presencia de la luz. Esta reacción fotoquímica produce potenciales de acción en el nervio
óptico. Los bastones permiten la visión en blanco y negro, en condiciones de baja
intensidad de luz. Los conos proporcionan la visión del color cuando la intensidad de luz es
mayor.
Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina
15