ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO

TEMA 10

Función de relación

• Comprende los siguientes procesos: – Obtención de información de estímulos

externos e internos: receptores sensoriales. – Análisis de la información y toma de

decisiones (S.N.C.) – Respuesta: Músculos esqueléticos

Glándulas

Las funciones de relación

• Los organismos detectan cambios en el entorno, llamados estímulos, y elaboran acciones llamadas respuestas.

• Los estímulos son captados por células sensoriales receptoras que los convierten en impulsos nerviosos, y transmiten hasta un centro nervioso.

• El centro nervioso emite otro impulso que llega al órgano efector, y éste elabora la respuesta.

• Las respuestas pueden ser motoras o secretoras. • Existen dos sistemas de coordinación de la

información recibida a través de los receptores sensoriales: el sistema nervioso y el sistema endocrino (Sistema neuroendocrino).

Organización del sistema nervioso

• Sistema nervioso central: Reciben estímulos y elaboran respuestas. – Encéfalo – Médula espinal

• Sistema nervioso periférico: nervios que

conectan los centros nerviosos con los receptores y los efectores. – S. N. vegetativo (actividades involuntarias) – S. N. somático (actividades voluntarias y actos

reflejos)

Funciones del sistema nervioso

• Conectar Receptores sensoriales

Centros nerviosos (S.N.C.) Órganos efectores • Conducir impulsos nerviosos • Integrar la información (registrar y procesar)

Estímulos sensitivos Respuesta fisiológica

S.N.P.

Organización del sistema nervioso

Células de neuroglía

La neurona

Célula de Schwann

Nódulo de Ranvier

(S.N.P.)

Tipos de neuronas

• Neuronas sensitivas o aferentes (S.N.P.), generalmente unipolares, un único axón y no tiene dendritas.

• Neuronas motoras o eferentes (S.N.P.), generalmente multipolares: numerosas dendritas y un axón.

• Interneuronas o neuronas de asociación: presentes en el S.N.C., generalmente también multipolares.

• Las neuronas

bipolares tienen una dendrita y un axón.

Organización del sistema nervioso

• La neuronas destruidas por enfermedad o traumatismo son irremplazables.

• Sin embargo cortes o desplazamientos en las fibras nerviosas pueden ser reemplazados si el cuerpo celular se mantiene intacto.

Potencial de reposo de la membrana celular

• En condiciones de reposo la membrana plasmática presenta una diferencia de potencial (voltaje) de -70 mV.

• La concentración de iones Na+ es más elevada en el exterior celular y la de iones K+ en el interior de la célula.

• La membrana se mantiene polarizada gracias a la acción de la bomba de Na-K: expulsa 3 Na+ por cada 2 K+ que entran.

Bomba de NA+-K+

El impulso nervioso

• La llegada de un estímulo provoca la apertura de canales de Na+. El Na+ entra a favor de gradiente y se produce la despolarización de la membrana (potencial de acción).

• El potencial de membrana cambia de -70 mV a +30 mV.

• Se cierran los canales de Na+ y se abren los canales de K+. Sale K+ y la membrana se repolariza.

• La bomba de Na-K restablece las concentraciones iniciales.

Mecanismo del potencial de acción

Potencial de Acción

Cambios en la membrana durante el potencial de acción

Ley del todo o nada

• Las neuronas se comportan según la ley del todo o nada. Si un estímulo alcanza un determinado umbral, se inicia el potencial de acción y éste tiene siempre la misma intensidad. Si el estímulo no alcanza el umbral necesario, el potencial de acción no se inicia.

Propagación del impulso nervioso

Transmisión del impulso nervioso

• El impulso nervioso se desplaza como una onda electrica a lo largo del axón.

• Mientras la membrana está despolarizada no se originan nuevos impulsos (período refractario).

• Pueden transmitirse 500 – 1000 impulsos por segundo. (Conducción continua)

Propagación del impulso nervioso

Periodo refractario

• Se refiere a la pérdida de sensibilidad para excitarse por otro estímulo (unos pocos mseg).

Tipos de conducción del impulso eléctrico

Conducción continua Conducción saltatoria

Conducción saltatoria

• El impulso se propaga más rápidamente en axones con mielina. La despolarización sólo se produce en los nódulos de Ranvier (conducción saltatoria)

Intensidad del impulso nervioso

• La diferente intensidad de nuestras sensaciones no depende de la intensidad del impulso, sino del número de neuronas estimuladas.

• Cuantos más receptores capten el estímulo, más fibras conducirán el impulso hasta un centro nervioso y más intensa será la sensación. Las zonas más sensibles de la piel (como las yemas de los dedos) son aquéllas que poseen un mayor número de receptores por unidad de área.

Sinápsis neuronal

• Las señales nerviosas se transmiten de una neurona a otra a través de una forma de comunicación intercelular llamada sinapsis. La neurona que transmite el mensaje es la presináptica y la que lo recibe, la postsináptica.

Tipos de Sinápsis

• Según la forma en que se establece la comunicación, las sinapsis se clasifican en dos tipos: eléctricas y químicas.

Sinapsis química

• No hay contacto físico entre las neuronas.

• La llegada del impulso a la membrana presináptica provoca liberación de neurotransmisores (acetilcolina, noradrenalina) al espacio sináptico.

• El neurotransmisor se une a receptores específicos de la membrana postsináptica y provoca su despolarización, propagando el impulso.

Sinapsis química

Sinápsis eléctrica

• El Na+ que provoca la onda de despolarización del impulso nervioso pasa directamente de una célula a otra.

• La despolarización es bidireccional ya que los canales proteicos permiten el paso de iones en ambas direcciones.

• Son más rápidas en el proceso de transmisión al no existir retraso sináptico.

Organización del sistema nervioso

• Sistema nervioso central: formado por – Encéfalo – Médula espinal

• Sistema nervioso periférico: nervios que

conectan los centros nerviosos con los receptores y los efectores. – S. N. vegetativo (actividades involuntarias) – S. N. somático (actividades voluntarias y actos

reflejos)

Sistema nervioso central

• El encéfalo y la médula están envueltos por 3 membranas meninges que son: piamadre, aracnoides y duramadre.

• La funciones de las meninges son: – Protección biológica: impide la

entrada de sustancias nocivas, protegiendo de infecciones como encefalitis o meningitis.

– Protección mecánica.

Meninges craneales

Líquido cefalorraquídeo

• Entre la piamadre y la aracnoides está el líquido cefalorraquídeo: – Mantiene flotante el encéfalo, actuando como

amortiguador, dentro del cráneo. – Sirve de vehículo para transportar los nutrientes al

cerebro y eliminar los desechos. – Fluye entre el cráneo y la médula espinal para

compensar los cambios en el volumen de sangre intracraneal manteniendo una presión constante.

Meninges craneales

Encéfalo

• Lo forma materia gris (cuerpos neuronales) y materia blanca (axones).

• Se forma en la etapa embrionaria por una dilatación del tubo neural: vesícula encefálica.

• En el se encuentran los centros nerviosos superiores de coordinación e integración.

Sustancia gris y sustancia blanca

El encéfalo está dividido en tres regiones:

• Encéfalo anterior o

Prosencéfalo • Encéfalo medio o

Mesencéfalo • Encéfalo posterior o

Rombencéfalo

Embrión de 4 semanas

Formación del encéfalo

Desarrollo del encéfalo

Organización del encéfalo

ENCÉFALO

Cerebro

Telencéfalo Diencéfalo Mesencéfalo

Cerebelo: metencéfalo Bulbo raquídeo: mielencéfalo

Desarrollo embrionario del encéfalo

Regiones del encéfalo

• Telencéfalo o cerebro • Diencéfalo: formado por tálamo, hipotálamo y epitálamo.

• Mesencéfalo • Metencéfalo formado por

cerebelo y puente de Varolio • Mielencéfalo o bulbo

raquídeo

Regiones del encéfalo

• Telencéfalo o cerebro • Diencéfalo: formado por tálamo, hipotálamo y epitálamo.

• Mesencéfalo • Metencéfalo formado por

cerebelo y puente de Varolio • Mielencéfalo o bulbo

raquídeo

Prosencéfalo

• Telencéfalo o cerebro: Se perciben y elaboran sensaciones conscientes. • Se divide en hemisferio derecho e

izquierdo. • El cuerpo calloso une mediante

fibras nerviosas los dos hemisferios. • La capa más externa se llama

corteza y está llena de pliegues o circunvoluciones.

• Lo forman cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital

• Diencéfalo

Disección cerebro (Prácticas UV)

Disección cerebro (Prácticas UV)

Corteza cerebral

• Formada por sustancia gris, analiza e integra la información sensorial y elabora órdenes motoras voluntarias: – Zonas sensoriales y motoras. Están localizadas en

las diferentes partes del cerebro interrelacionadas con las diferentes partes del cuerpo.

– Zona de asociacion. Recoge información sensorial externa y la compara con la almacenada (función del lenguaje, creatividad, aprendizaje y memoria).

Hemisferios cerebrales

• El hemisfero izquierdo o cerebro lógico: el analítico y verbal. Procesa información en fases lógicas, de manera lineal, fragmentaria y secuencial.

• El hemisferio derecho o cerebro artístico: No procesa de forma analítica, sino de manera global.

Lóbulos cerebrales

• En el cerebro existe un gran surco que lo divide en hemisferio derecho e izquierdo.

• Las cisuras permiten distinguir los lóbulos frontal, parietal, temporal y occipital. Cada lóbulo tiene una función específica.

Corteza cerebral

Homúnculo sensorial y motor

• Phineas P. Gage (1823-1860) fue un obrero de ferrocarriles, quien debido a un accidente, sufrió daños severos en el cerebro, específicamente en parte del lóbulo frontal.

• Gage sufrió cambios notorios en su personalidad y temperamento, lo que se consideró como evidencia de que los lóbulos frontales eran los encargados de procesos relacionados con las emociones, la personalidad y las funciones ejecutivas en general.

El caso de Phineas Cage

Ventrículos

• Existen 4 cavidades en el encéfalo llamadas ventrículos en las cuales se desarrolla el sistema ventricular que da origen a la luz del tubo neural. Los ventrículos laterales lo forman

los hemisferios laterales. El tercer ventrículo abarca el

diencéfalo. En el acueducto de Silvio se

encuentra el mesencéfalo. En cuarto ventrículo abarca el

Prosencéfalo.

Ventrículos

Ventrículos cerebrales

Diencéfalo (Prosencéfalo II)

El tálamo. Recoge los impulsos sensitivos y está relacionado

con las emociones.

El hipotálamo. Controla el sistema nervioso autónomo, regulando funciones viscerales como el apetito, la sed, la Tª corporal, y los patrones de sueño. También tiene función neuroendocrina (libera oxitocina, vasopresina) y tiene unida la hipófisis, glándula que produce y controla el resto de las glándulas, entre ellas la tiroides.

El epitálamo. Con función endocrina. Contiene la glándula pineal o epífisis (en mamíferos estrechamente relacionada con la función fotosensorial)

Tronco cerebral

Tronco cerebral

Mesencéfalo

En el mesencéfalo se encuentra: El acueducto de Silvio lleva el líquido

cefalorraquídeo desde el tercer al cuarto ventrículo.

Los tubérculos cuadrigeminos que controlan los movimientos relacionados con el sentido de la vista y los movimientos que responden a estímulos auditivos.

Romboencéfalo

El Rombencéfalo es una expansión de la médula espinal formado por:

1. El metencéfalo que forma el cerebelo y la protuberancia

2. El mielencéfalo que forma el bulbo raquídeo.

Romboencéfalo

• Se encarga de controlar y regular el equilibrio corporal y los movimientos oculares.

• Regular los movimientos de las extremidades y el tronco.

• Percepción visuoespacial. • Procesamiento lingüístico. • Modulación de las emociones. • Planificación general de actividades motoras

secuenciadas y el aprendizaje motor.

Cerebelo

Partes: Vermis Lobulos cerebelosos Función: Se encarga del

control de la motricidad y está relacionado con ciertas funciones cognitivas como la atención, el procesamiento del lenguaje, la música y el aprendizaje.

Cerebelo

Protuberancia o Puente de Varolio

• El Puente de Varolio es una protuberancia que está formada por fibras y conecta los hemisferios cerebelosos.

Bulbo raquídeo

• El Bulbo raquídeo está situado entre la médula espinal y el encéfalo se encarga de controlar las funciones viscerales involuntarias: – el ritmo cardiaco – el ritmo respiratorio – el reflejo de la deglución – el vómito y – la dilatación de los vasos sanguíneos y fibras

musculares.

La médula espinal

• La médula espinal forma

parte del SNC y se encuentra dentro de la columna vertebral.

• A la altura lumbar, se forma una ramificación llamada cola de caballo.

• El epéndimo es un canal por el que fluye el líquido cefalorraquídeo.

Estructura de la médula espinal

La médula espinal

Médula espinal

• Presenta dos surcos.

• La materia blanca está formada por los axones que forman fibras ascendentes (hacia el encéfalo) y descendentes (hacia los órganos).

• La materia gris la forman los cuerpos de las neuronas.

El sistema nervioso periférico o SNP, está formado por nervios y neuronas que residen o se extienden fuera del SNC, hacia los miembros y órganos.

• La diferencia con el SNC está en que el SNP no está

protegido por huesos o por barrera hematoencefálica, permitiendo la exposición a toxinas y a daños mecánicos.

• Es el que coordina, regula e integra nuestros órganos internos, por medio de respuestas inconscientes.

El sistema nervioso periférico

Los nervios

• Los nervios están formados por gran cantidad de fibras nerviosas (axones), las cuales se cubren de tres membranas: Endoneuro cubre el axón Perineuro cubre un haz de fibras Epineuro cubre varios haces de fibras y vasos sanguíneos.

Según el sentido del impulso, los nervios se dividen:

Nervios sensitivos: Conducen impulsos desde los receptores hasta los centros nerviosos.

Nervios motores: Conducen impulsos desde los centros nerviosos a los efectores.

Nervios mixtos: Tienen fibras sensitivas y motora

Tipos de nervios

• Nervio olfatorio (par craneal I) • Nervio óptico (par craneal II) • Nervio oculomotor (par craneal III) o

nervio motor ocular común . • Nervio troclear (par craneal IV) o

nervio patético. • Nervio trigémino (par craneal V) • Nervio abducens (par craneal VI) o

nervio motor ocular externo. • Nervio facial (par craneal VII) o nervio

intermediofacial... • Nervio vestibulococlear (par craneal

VIII) o nervio auditivo o estatoacústico.

• Nervio glosofaríngeo (par craneal IX) • Nervio vago (par craneal X) pariasco

nervio cardioneumogastroentérico. (control en las vísceras)

• Nervio accesorio (par craneal XI) • Nervio hipogloso (par craneal XII)

Nervios craneales

Nervios craneales

Nervios espinales

Existen 31 nervios espinales o raquídeos que salen de su parte dorsal y ventral.

8 cervicales 12 dorsales 5 lumbares 6 sacros (cola de caballo). En cada raiz dorsal existe un ganglio

espinal donde se encuentran los cuerpos neuronales.

Raices dorsales: Vía de entrada de estimulos sensitivos a la médula.

Raices ventrales: Es la vía de salida de estímulos motores.

Anatomía de la médula espinal

Región cervical

Región torácica

Región lumbar

Región sacra

Región coccígea

Cono medular y cola de caballo

Engrosamientos cervicales y lumbares

Organización del SNP

• El SNP conecta los receptores con los centros nerviosos y los efectores. Desde el punto de vista funcional, el se divide en:

• Sistema nervioso somático, que nos conecta con el entorno. Tiene como función la regulación de las funciones voluntarias del organismo.

• Sistema nervioso autónomo, que coordina las funciones viscerales. Es involuntario. recibe información de las vísceras para actuar sobre los músculos, glándulas y vasos sanguíneos.

• Esta división no tiene una correlación anatómica, un mismo nervio puede conducir información procedente del exterior o del interior del cuerpo o inervar estructuras somáticas y viscerales. Además, toda la información sensitiva se interconecta a nivel del SNC.

División funcional del SN

Sistema nervioso autónomo

• El sistema nervioso autónomo (vegetativo), a

diferencia del sistema nervioso somático, recibe la información de las vísceras y del medio interno, para actuar sobre sus músculos, glándulas y vasos sanguíneos.

• El sistema nervioso autónomo es involuntario activándose principalmente por centros nerviosos situados en la médula espinal, tallo cerebral e hipotálamo. También, algunas porciones de la corteza cerebral como la corteza límbica.

• El hipotálamo regula, y tiene el control último, de las funciones del sistema nervioso autónomo.

• Está formado por dos sistemas antagónicos: – Sistema simpático: también es llamado sistema

adrenérgico o noradrenérgico; ya que es el que prepara al cuerpo para reaccionar ante una situacion de estrés.

– Sistema parasimpático: es llamado también sistema colinérgico; ya que es el que mantiene al cuerpo en situaciones normales y luego de haber pasado la situación de estrés es antagónico al simpático.

Sistema nervioso simpático y parasimpático

Sistemas simpático y parasimpático

Parten de zonas diferentes del SNC y utilizan diferentes neurotrasmisores. • Sistema simpático: usa noradrenalina como

neurotransmisor, y lo constituye una cadena de ganglios que corre paralela a la médula. Está implicado en actividades que requieren gasto de energía.

• Sistema parasimpático: Lo forman los ganglios

aislados y usa la acetilcolina. Está encargado de almacenar y conservar la energía y tiene efecto antagónico al del sistema simpático.

• Las vías aferentes del SNA están formadas por neuronas sensoriales viscerales.

• Las vías eferentes están formadas por dos neuronas motoras conectadas en serie, las neuronas preganglionares que se localizan en la médula o encéfalo y cuyo axón llega hasta un ganglio autónomo donde hace sinapsis con la segunda neurona postganglionar, con axón amielínico y que va hasta el órgano efector correspondiente.

Sistema nervioso autónomo

Sistema nervioso simpático y parasimpático

Sistema Simpático Incrementa consumo

energético en condiciones adversas.

Dilata la pupila. Acelera el ritmo cardiaco. Vasoconstricción arterial. Disminuye peristaltismo

intestinal. Aumenta la secreción de

glándulas sudoríparas. Relaja musculatura bronquial. Utiliza noradrenalina. Cadena ganglionar

Sistema Parasimpático Evita un excesiva gasto

energético. Contrae la pupila Disminuye el ritmo cardiaco. Vasodilatación arterial Aumenta peristaltismo

intestinal. Disminuye secreción de

glándulas sudoríparas Contrae musculatura

bronquial. Utiliza acetilcolina. Ganglios aislados

Funcionamiento del SN

• La recogida de información, transmisión, elaboración de la respuesta y su conducción al órgano efector puede hacerse de forma voluntaria o no.

• Según el tipo de respuesta, tenemos: – Actos voluntarios: Son actos conscientes que dependen de

nuestra voluntad. En ellos intervienen la médula espinal y el encéfalo. Se producen cuando un receptor recibe un impulso y envía la información a las vías sensitivas, que lo llevan a la médula espinal y de éstas al cerebro, donde se elabora una respuesta. El estímulo puede provenir directamente de la corteza cerebral y no de un receptor

– Actos involuntarios

Funcionamiento del SN

Arco reflejo

• Formado por: – Receptor. – Neurona sensitiva: lleva el

impulso al centro nervioso (médula espinal)

– Neurona de asociación, en la médula.

– Neurona motora: lleva el impulso al efector.

– Efector.

Arco reflejo

Arco reflejo