Mecanismos de Coordinación Corporal

Coordinación Nerviosa

Se realiza mediante impulsos nerviosos de naturaleza electroquímica. Su acción es rápida y precisa, pero su efecto decrece inmediatamente. Existen células especializadas encargadas de esta función, las neuronas, distribuidas por todo el cuerpo.

Coordinación Hormonal

Se efectúa mediante la producción de sustancias químicas, denominadas hormonas. La información llega a células u órganos determinados, llamados células u órganos diana. Es de acción lenta y el efecto se mantiene durante largos periodos. La producción de hormonas se realiza en órganos especializados llamados glándulas endocrinas.

Composición del Sistema Nervioso

Células: Neuronas

Son las unidades funcionales y estructurales del sistema nervioso. Producen y transmiten impulsos nerviosos. En función del número de prolongaciones, se pueden clasificar en:

• Monopolares
• Bipolares
• Multipolares

Estructuras

Fibras Nerviosas

Son asociaciones de axones de las neuronas y células de Schwann.

• Mielínicas: Formadas por un axón y varias células de Schwann rodeándolo en capas concéntricas (vaina de mielina).
• Amielínicas: Constituidas por varios axones recubiertos por evaginaciones de las células de Schwann.

Nervios

Agrupación de fibras nerviosas.

Ganglios y Centros Nerviosos (solo en vertebrados)

Agrupación de cuerpos neuronales.

Células de la Glía o Gliales

Según sean oligodendrocitos, células de Schwann, astrocitos o microglia, realizan funciones de nutrición, relleno, aislamiento y sostén de las neuronas.

El Impulso Nervioso

Los impulsos nerviosos son mensajes de naturaleza electroquímica que se originan en el propio sistema nervioso o en los órganos receptores.

Transmisión del Impulso Nervioso

Las membranas neuronales están polarizadas: en el líquido extracelular predominan las cargas positivas (+) y en el intracelular, las negativas (-). Las cargas no se igualan a ambos lados porque los canales iónicos no están siempre abiertos y existen proteínas (bombas) que transportan iones activamente contra gradiente. La diferencia de potencial de -70mV se denomina potencial de reposo.

Cuando el axón es estimulado, se altera localmente la permeabilidad iónica de la membrana: el interior se carga positivamente (+) y el exterior negativamente (-). Se registra así una inversión muy breve de la polaridad que crea una variación brusca de la diferencia de potencial: el denominado potencial de acción.

Debido a la despolarización, la permeabilidad iónica de las áreas contiguas se altera, generando nuevos potenciales de acción. La propagación del potencial origina una onda que constituye el impulso nervioso. Después, la neurona se repolariza mediante una onda de repolarización.

En estado de reposo, solo el canal de K+ está abierto: sale K+ a favor de gradiente, hasta que se compensan las cargas negativas (-) del Cl- (más abundante en el exterior, al igual que el Na+). La bomba Na+/K+ está activa: introduce 2 cationes K+ por cada 3 cationes Na+ que extrae. Tras un estímulo, se crea un potencial de acción; este avanza y las zonas que deja atrás se repolarizan.

Sinapsis: La Conexión Neuronal

La sinapsis es la unión funcional entre neuronas donde se transmite el impulso nervioso. Se distinguen 3 elementos:

• Botón presináptico: Final de las prolongaciones de un axón.
• Hendidura sináptica: Espacio entre las neuronas implicadas.
• Elemento postsináptico: Cuerpo neuronal o dendrita de la neurona siguiente.

Tipos de Sinapsis

• Axoaxónica: Entre el extremo de un axón y el axón de la neurona siguiente.
• Axosomática: Entre el final de un axón y el cuerpo celular de la neurona postsináptica.
• Axodendrítica: Entre el final de un axón y una dendrita de la neurona postsináptica.

Sistema Nervioso en Invertebrados

• Cnidarios: Presentan uno de los sistemas nerviosos más sencillos, una red difusa de células nerviosas sin órganos de control. Los receptores sensoriales son células sensitivas del ectodermo.
• Platelmintos y Nematodos: Tienen un sistema nervioso cordal, con ganglios cerebroides en la cabeza.
• Anélidos: Primer grupo con un sistema nervioso ganglionar, formado por ganglios ventrales, cerebroides y periesofágicos.
• Moluscos: Sistema nervioso ganglionar con ganglios en cabeza, pie y masa visceral.
• Artrópodos: Sistema nervioso ganglionar de mayor tamaño, inervando ojos, antenas y piezas bucales. En insectos, la fusión de ganglios forma un verdadero cerebro.
• Equinodermos: Sistema nervioso anular.

Sistema Nervioso Central (SNC) en Vertebrados

Formado por el encéfalo y la médula espinal. En ambas estructuras se distingue:

• Sustancia blanca: Agrupación de axones mielinizados.
• Sustancia gris: Reunión de cuerpos neuronales.

El SNC presenta una doble protección:

• Ósea: Huesos del cráneo (encéfalo) y vértebras (médula).
• Membranosa: Capas de tejido conjuntivo llamadas meninges.
  • Peces: 1 meninge.
  • Anfibios, reptiles y aves: 2 meninges.
  • Mamíferos: 3 meninges (piamadre, aracnoides, duramadre).
  Entre la piamadre y la aracnoides se encuentra el líquido cefalorraquídeo.

Componentes del SNC

Encéfalo

Se distinguen: mielencéfalo (bulbo raquídeo), metencéfalo, mesencéfalo, diencéfalo y telencéfalo (con el cerebro y los lóbulos olfatorios).

Médula Espinal

Contenida en el canal vertebral, protegida por las meninges. Es de forma cilíndrica, con paredes gruesas y una luz central estrecha llamada epéndimo.

Sistema Nervioso Periférico (SNP) en Vertebrados

Constituido por ganglios y nervios, formados por neuronas sensitivas y motoras.

• Neuronas sensitivas: Llevan información desde los receptores sensoriales al SNC.
• Neuronas motoras: Llevan información desde el SNC a los efectores (músculos o glándulas).

Tanto los nervios craneales como los espinales están formados por asociación de fibras nerviosas mielínicas de axones largos.

• Nervios craneales: Conectan el encéfalo con órganos de la cabeza, parte superior del tronco y órganos internos.
• Nervios espinales o raquídeos: Conectan la médula con músculos de extremidades y tronco.

Los cuerpos de las neuronas sensitivas se agrupan en ganglios raquídeos antes de entrar en la médula. Las neuronas motoras del SNP establecen sinapsis en ganglios periféricos, distinguiéndose:

• Rama preganglionar: Cuerpo neuronal en el SNC, axones mielínicos.
• Rama posganglionar: Cuerpo neuronal en el ganglio periférico, axones amielínicos.

Divisiones Funcionales del SNP

Sistema Nervioso Somático

Encargado de la relación con el medio externo. Controla respuestas voluntarias mediante la inervación de músculos esqueléticos.

Sistema Nervioso Autónomo (o Vegetativo)

Regula la actividad de las vísceras, manteniendo la homeostasis mediante respuestas involuntarias y automáticas. Puede estimular o inhibir los órganos efectores.

• Sistema Nervioso Simpático: Origen en la médula. Fibras posganglionares largas. Actúa en situaciones de alerta, aumentando el gasto energético.
• Sistema Nervioso Parasimpático: Origen en médula y encéfalo (hipotálamo, bulbo raquídeo). Fibras posganglionares cortas, cerca de los órganos efectores. Actúa relajando y recuperando condiciones normales.

Actos Reflejos

Son respuestas rápidas, involuntarias, en las que no interviene la voluntad consciente.

Sistema Hormonal

Mecanismo de Acción Hormonal

Las hormonas se liberan a los líquidos corporales y llegan a todas las células, pero solo actúan sobre las células u órganos diana que poseen receptores específicos.

• Hormonas hidrosolubles: No atraviesan la membrana celular. Se unen a receptores de membrana, activando mensajeros químicos intracelulares.
• Hormonas liposolubles: Atraviesan la membrana celular y se unen a receptores intracelulares específicos.

Mecanismo de Regulación Hormonal

Normalmente, las hormonas se producen en pequeñas cantidades. Su acumulación es perjudicial, por lo que se destruyen tras actuar. En vertebrados es frecuente la regulación por retroalimentación negativa (-):

• Si la concentración hormonal es alta, la glándula inhibe su síntesis.
• Si la concentración es baja, la glándula incrementa su síntesis y secreción.

Sistema Hormonal en Vertebrados

Es similar en todos los vertebrados, con pequeñas variaciones. Principales glándulas endocrinas:

• Hipófisis
• Páncreas
• Gónadas (ovarios y testículos)
• Glándulas tiroides y paratiroides

Estructuras neuroendocrinas importantes:

• Médula de las glándulas adrenales (suprarrenales)
• Hipotálamo