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SISTEMAS DE CONTROL SISTEMAS DE CONTROL FISIOLFISIOLÓÓGICOGICO
Daniella AgratiAsistente
Sección Fisiología y Nutrición
Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
Sistemas que integran y coordinan el funcionamiento de los distintos órganos y sistemas de los individuos…
MOTOR: contracción y distensión alternada de diferentes músculos en un patrón temporal y espacial determinado.
RESPIRACIÓN: aumento de la frecuencia.
CARDIOVASCULAR: aumento de frecuencia cardíacay redistribución del flujo sanguíneo (mayor a cerebro y músculos).
SENSORIAL: inicio y retroalimentación.
INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL
SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO
Daniella AgratiAsistente
Sección Fisiología y Nutrición
Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
ORGANIZACIÓN DE LA CLASE
1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO:
Sistema nervioso y sistema endócrino
2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN
3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN.
4-INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES
1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO
1
INTEGRACIÓN DE LAS DISTINTAS FUNCIONES DE UN ANIMAL
SISTEMAS NERVIOSO y ENDÓCRINO
1
•Combinan información interna y externa
•Comunican a los diferentes tipos celulares y sistemas
Generando un funcionamiento coordinado y coherente de los distintos sistemas, que responde a las necesidades cambiantes de los individuos…
SISTEMA NERVIOSO
Constelación organizada de células neuronales (NEURONAS) y no-neuronales (NEUROGLÍAS)
INTEGRA y COORDINA la respuesta de los organismos frente :
Estímulos internos organismo
Estímulos externos medio
SENSA INTEGRA RESPONDE
1
SISTEMA NERVIOSO
Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para:
•MANTENER EL ½ INTERNO O CIERTAS VARIABLES DEL ½INTERNO CONSTANTES (a pesar que varíe el ½ externo)
1
SISTEMA NERVIOSO
Ej. control de T corporal en animales ENDOTERMOS
por retroalimentación negativa
1
SISTEMA NERVIOSO
Permite el funcionamiento de los sistemas de forma coherente y coordinada para:
•MANTENER EL ½ INTERNO CONSTANTE o relativamente constante (a pesar que varíe el ½ externo)
Respuestas de escape, caza, comunicación, manipulación del ½, etc…
•RESPONDER AL ½ EXTERNO (e incluso anticiparnos- de INTROBIOL…)
SENSA INTEGRA RESPONDE
1
SISTEMA ENDÓCRINO
Folículo tiroideo
Conformado por células y conjuntos de células (GLÁNDULAS) que secretan sustancias llamadas HORMONAS a la circulación.
1
SISTEMA ENDÓCRINO
COMUNICADOR CELULAR
•Hormonas “viajan” a todo el organismo por el sistema circulatorio.
• Regula diversas funciones del organismo: metabólicas, reproductivas, crecimiento, etc.
COORDINADOR del funcionamiento de diferentes sistemas.
ej. Respuesta de estrés: secreción de
Gluococorticoides
1
SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO
sistemas y aparatos digestivo, respiratorio, excretorio, reproductor…
actividad de músculos y glándulas
SISTEMA NERVIOSO SISTEMA ENDÓCRINO
EFECTORES
unión especializada sistema
circulatorioExpansiva
“Económica”
actividades difusas y prolongadas
Rápidas
Precisas
resolución temporal y espacial
1
2- ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA NERVIOSO
2
NEURONAS
Células que conforman la unidad anatómica y funcional del SN.
Tinción de Golgi
Compartimientos estructurales
especializados:
Dendritas
Soma
Axón
2
NEURONAS
Tinción de Golgi
Dendritas
Soma
Axón
1- Las neuronas se conectan entre si por contactos especializados llamados SINAPSIS
RECEPCIÓN e INEGRACIÓN
COMUNICA-CIÓN
2- generan y transmiten SEÑALES ELÉCTRICAS
excitables y conductoras
2
ORGANIZACIÓN JERÁRQUICA EN NIVELES
Distintos niveles de procesamiento de la información…
-entrada-integración
-transmisión
-neuronas aferentes
-inter-neuronas
-neuronas eferentes
Forman CIRCUITOS
SISTEMAS SENSORIALES
SISTEMAS DE PROCESAMIENTO
SISTEMAS MOTORES
Forman SISTEMAS
2
3- EL SISTEMA NERVIOSO EN DISTINTOS ANIMALES
SU EVOLUCIÓN
3
¿TODOS LOS ANIMALES TIENE SISTEMA NERVIOSO (SN)?
Esponjas de mar (Porifera) ���� Carecen de SN, sin embargo ...
3
¿CUÁNDO APARECIERON POR PRIMERA VEZ LAS NEURONAS?
Anémona marina (Cnidaria)
• SN de 1 neurona
Agua vivas (Cnidaria)
•SN de 2 neuronas:
sensorial y motoneurona
ESPECIALIZACIÓN3
Algunas agua vivas (Cnidaria) y los moluscos poseen SN complejo.
SN con 3 neuronas o más:
-sensorial, procesamiento y motoneurona ESPECIALIZACIÓN
-red intermedia de neuronas que integran información ASOCIACIÓN
3
•En la evolución del SN los mayores cambios han sido en la ESPECIALIZACIÓN y aumento de COMPLEJIDAD de la ORGANIZACIÓN.
•Neuronas de metazoos son muy similares, si bien:
INVERTEBRADOS ���� predom. MONOPOLARES.
VERTEBRADOS ���� predom. MULTIPOLARES
¿CÓMO CONTINÚAN DIFERENCIÁNDOSE LOS SN?
3
Cnidarios
Filo más antiguo con SN
SN RETICULADO
SN DIFUSO
•Redes de neuronas sin concentración discernible.
•Entrada sensorial y salida motora, sin integración central.
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
3
Platelmintos
Filo BILATERAL más antiguo �centralización y cefalización
SN CENTRALIZADO
•Concentración interna de neuronas de procesamiento.
•Funciones especializadas en núcleos o ganglios (acúmulo de neuronas).
•Acompañada de CEFALIZACIÓN creciente.
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
3
Platelmintos
SN GANGLIONAR
ventral y sólido
SEGMENTACIÓN
cierto grado de control sensorial y motor por segmentos
CEFALIZACIÓN
concentración de estructuras y funciones en la parte anterior
ORGANIZACIÓN DEL SN: DE DIFUSOS A CENTRALIZADOS
3
•AUMENTO DE CEFALIZACIÓN
Por órganos sensoriales
•CENTRALIZACIÓN MÁXIMA
División de SNC y SNP
ArtrópodosSN GANGLIONAR
ventral y sólido
Protocerebro- ojos
Deuterocerebro-antenas y olfato
Tritocerebro-piezas bucales
•Cuerda nerviosa ventral
•Ganglios cefálicos
ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN
3
MÉDULA
ENCÉFALOVertebrados
Grado máximo de cefalización
SN ENCEFÁLICO
tubo neural dorsal y hueco/ columnar
ORGANIZACIÓN DEL SN: AUMENTO DE LA CENTRALIZACIÓN Y CEFALIZACIÓN
3
TENDENCIAS EVOLUTIVAS EN LA ORGANIZACIÓN DEL SN
•Internalización disposición sub-epitelia
•Centralización SNC-integrador
SNP-aferencias (sensoriales) y eferencias (motoras)
•Cefalización ganglios cefálicos y encéfalo ejercen cierto grado de control sobre los ganglios segmentarios y los segmentos medulares.
3
SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR
de vertebrados
SN GANGLIONAR
de invertebrados bilaterales
SNC:
•neuronas en ganglios cefálicos + segmentarios (CNV) conectados entre si
•posición ventral
SNC:
• neuronas en un continuo (encéfalo + médula)
•posición dorsal
3
SN ENCEFÁLICO/COLUMNAR
de vertebrados
SN GANGLIONAR
de invertebrados bilaterales
SUST. GRIS integración
con somas
SEGMENTO MEDULAR
HUECO: epéndimo
SUST. BLANCA
NEUROPILO integración
sin somas
GANGLIO
TRACTOS
MACIZO
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Pulpos gran desarrollo de capacidades motoras, sensoriales y cognitivas,
similares a vertebrados…
Cephalopodos
organización de su SN muy similar a vertebrados…
CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE LOS SN
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Cephalopodos
organización de su SN muy similar a vertebrados:
•aumento de masa nerviosa/masa corporal e importante cefalización:
mayor que peces y reptiles
•áreas especializadas en distintas funciones con arquitectura similara vertebrados:
-lóbulo óptico organizado como la última capa de la retina de vertebrados
- uno de los lóbulos motores organizado como el cerebelo de vertebrados
CONVERGENCIA EVOLUTIVA EN LA ORGANIZACIÓN DE LOS SN
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•El SN surge como un tejido especializado en responder a cambios en el medio.
•Esto le brinda a los animales, de forma creciente en relación al incremento de complejidad, versatilidad en su respuesta, con el consecuente aumento en la capacidad de adaptación…
•La organización del SN determinar el comportamiento de los animales,
•Sin embargo, esta organización, en muchos aspectos, es plástica: “Behavior is the product of Nervous System organization and is also the agent in modeling that organization” (Shepard, 3era edición)
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4- INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES
4
El “mundo” no es el mismo para una serpiente que para un primate…¿por qué?
La PERCEPCIÓN del mundo depende de:
1. qué energía del medio (y rango) somos capaces de DETECTAR
2. así cómo de la INTERPRETACIÓN de la misma por el SNC
MUNDO PERCEPTUAL (Merkwelt)
Cada animal tiene su propio mundo perceptual y este mundo
difiere de su entorno tal cual nosostros lo percibimos, lo cual es
lo mismo que decir: de nuestro propio mundo perceptual”…
Timbergen, 1951
4
Fotoreceptor+ ojo + vías hacia y dentro del SNC
PROCESAMIENTO SENSORIAL
ENERGÍARECEPTOR
ÓRGANO SENSORIAL
SISTEMA SENSORIAL
LUZ-ondas electromagnéticasFOTORECEPTOR-
especializado en captar luz y transformarlo en una señal eléctrica
OJO de vertebrados-estructura anatómica especializada donde se encuentran los fotoreceptores
4
Recepción sensorial comprende :
ABSORCIÓN absorber la energía, genera
un cambio en el receptor
TRANSDUCCIÓN convertirla en señal
eléctrica
AMPLIFICACIÓN de la señal receptorial
CODIFICACIÓN/TRANSMISIÓN
transmisión hacia el SNC de un número y
frecuencia X de potenciales de acción en
función de la intensidad de la señal
PROCESAMIENTO SENSORIAL
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ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO
ELECTRO-MAGNÉTICA
fotoreceptores Luz visible
electroreceptores Campo eléctrico
ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES
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ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES
Gymotus sp y Brachypopomus sp
ELECTRORECEPCIÓN ACTIVA
ej SISTEMA SENSORIAL ACTIVO
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ENERGÍA RECEPTOR ESTÍMULO PERCIBIDO
MECÁNICA mecanoreceptores Tacto, presión, sonido, equilibrio, distensión muscular
TÉRMICA termoreceptores Calor/Frío
quimioreceptores Olfato, gusto, CO2, O2, etc.
QUÍMICA
ALGUNOS EJEMPLOS SENSORIALES
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Detectar el estímulo- SENSACIÓN
Proceso por el cual los receptores sensoriales detectan información proveniente de los estímulos y la transmiten al SNC.
LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO
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Interpretación del estímulo-PERCEPCIÓN
Asignar sentido a la sensación, implica la interpretación de las sensaciones
LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA
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LA PERCEPCIÓN SENSORIAL ES UN PROCESO CONSTRUCTIVO: ILUSIONES VISUALES CÓMO PRUEBA EMPÍRICA
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Daniella AgratiAsistente
Sección Fisiología y Nutrición
Facultad de Ciencias
Universidad de la República Oriental del Uruguay
ORGANIZACIÓN DE LA CLASE
1- SISTEMAS DE CONTROL FISIOLÓGICO:
Sistema nervioso y sistema endócrino
2-ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SN
3-EL SN EN DISTITNOS ANIMALES. SU EVOLUCIÓN.
4-INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SENSORIALES
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
�Fisiología Animal. Hill, Wyse y Anderson.
Capítulo 10: Control neurológico y endócrino y sistema nervioso (NO reloj biológico)
Capitulo 13: Procesos sensoriales-Organización de los sistemas sensoriales
� On the origins of the nervous system. Miller G. Science, vol 325, 2009.
� Binyamin et al.,. The Octopus: a model for comparative analysis of the evolution of learning and emory mechanisms. Marine Biological Laboratory, 2006.