El Sistema Nervioso: Estructura, Función y Mecanismos

El sistema nervioso coordina nuestros movimientos, sensaciones, conductas y procesos mentales. Es incapaz de recuperarse completamente de una enfermedad o lesión ya que sus células (neuronas) no se reproducen con facilidad.

Neuronas, Ganglios y Nervios

El tejido nervioso no está formado por una red de fibras nerviosas, sino que existen unidades celulares (neuronas) que se relacionan entre sí a través de su protoplasma, pero no hay continuidad directa.

Neuronas

Células propias del tejido nervioso, son las responsables de producir y conducir el impulso nervioso. Se encuentran acompañadas por células gliales que las acompañan, protegen y alimentan.

  • Dendritas: Reciben las señales de la neurona vecina y las trasmiten hacia su propio soma; comunica a las células entre sí.
  • Cuerpo celular: Es en donde se encuentra el núcleo (gobierna toda la actividad neuronal).
  • Axón: Conduce el impulso nervioso desde el soma hacia otras neuronas, músculos o glándulas. Algunos axones están rodeados de una capa de mielina.

Generación del Impulso Nervioso

Cuando una neurona recibe un estímulo, se genera un impulso que se transmite a través del axón hacia neuronas vecinas hasta llegar al músculo efector.

Formación del Impulso Nervioso
  • Estado de reposo: La membrana plasmática de una neurona que está en reposo, tiene diferentes concentraciones de iones (Na+ y K+) dentro y fuera de la célula. La distribución desigual de iones genera el potencial en reposo.
  • Despolarización: Cuando se estimula la neurona, su membrana se vuelve más permeable y se distribuyen los iones de manera que el potencial varía. Esta despolarización produce el potencial de acción, el cual genera el impulso nervioso.
  • Conducción del impulso nervioso: El impulso se propaga a lo largo de la neurona, por despolarización de la membrana neuronal.
  • Repolarización: A medida que se propaga el impulso, la neurona va estableciendo su polarización de reposo. El restablecimiento del potencial de reposo se debe a la salida de K+ y posteriormente la bomba de sodio y potasio vuelven a sus niveles originales.

Neurotransmisores

En los botones sinápticos se producen neurotransmisores como la acetilcolina, noradrenalina, ácido gamma aminobutírico (GABA), serotonina y otros. Una vez liberados al espacio sináptico se unen a receptores correspondientes en la membrana post-sináptica. Algunos como la acetilcolina y serotonina son excitadores: se acoplan a receptores de la membrana post-sináptica y generan su despolarización y así se transmite el impulso de una neurona a otra. Otros neurotransmisores como la noradrenalina, el GABA, etc., tienen efectos inhibidores porque actúan reforzando la polarización de la membrana haciendo que esta se vuelva negativa en su interior, haciendo más difícil que se alcance el potencial de acción y en consecuencia no se transmite el impulso nervioso.

Sistema Nervioso Central (SNC)

Procesa la información y elabora respuestas. Debe estar conectado con los órganos efectores y los receptores sensoriales para recibir información del ambiente o del propio cuerpo. Constituido por:

Encéfalo

Ubicado en la cavidad craneana y se ocupa de funciones voluntarias, posee la mayor masa del sistema nervioso. Está compuesto por tres partes: prosencéfalo, mesencéfalo y rombencéfalo.

Médula Espinal

Estructura cilíndrica que se aloja dentro de la columna vertebral y se extiende desde el bulbo raquídeo hasta la segunda vértebra lumbar. Es un centro nervioso que coordina acciones reflejas involuntarias.

Cerebro

Interpreta los estímulos sensoriales y coordina las respuestas motoras y es el encargado de las funciones emocionales e intelectuales. Centro de la conciencia y la voluntad.

Organización Externa
  • Presenta cisuras y repliegues que aumentan la superficie cerebral.
  • La cisura interhemisférica lo divide en dos mitades: hemisferio izquierdo y derecho.
  • Los hemisferios se conectan por el cuerpo calloso que integra sus funciones.
  • Las cisuras delimitan 4 lóbulos:
Lóbulo Frontal

Si no funciona no hay pensamientos y no se realizan acciones. Regula el pensamiento abstracto, razonamiento y conductas con consecuencias.

  • Corteza frontal: Importante capacidad de pensamiento.
  • Área de Broca: Lado izquierdo, emisión del lenguaje, lesión (AFASIA: no hablar, parálisis mitad del cuerpo). Separado del parietal por cisura de Rolando.
Lóbulo Parietal

Separado del temporal por la cisura de Silvio y del frontal por la de Rolando. Controla movimiento de los músculos (voluntario) área de motricidad. Asocia estímulos de distintas áreas. Analiza causas y hechos (área agnóstica). Recibe sensaciones de piel, músculos y vísceras.

Lóbulo Occipital

Visión. Interpreta colores, forma y movimientos. Los interpreta, identifica y evalúa.

Lóbulo Temporal

Gusto, olfato (estímulos, interpretación de sabor y olor) audición (interpreta estímulos sonoros y asocia. A través se interpreta el lenguaje).

  • Área de Wernicke: Comprensión del lenguaje.
Organización Interna

Inmersos en la sustancia blanca se hallan distintos núcleos basales, como el caudado y el lentiforme que participan en la planificación y programación de los movimientos, especialmente de los que se realizan de manera inconsciente. En el centro del cerebro se ubica el sistema límbico.

Diencéfalo – Sistema Límbico

Constituido por el tálamo y el hipotálamo.

  • Tálamo: Constituye un centro donde casi todos los impulsos cerebrales sensitivos se dirigen hacia la corteza cerebral, excepto los que llevan información olfatoria. Participa en la absorción de sentimientos y de movimientos relacionados con las emociones.
  • Hipotálamo: Regula las funciones que mantienen el equilibrio interno. Controla el apetito y saciedad, el comportamiento sexual y el afectivo y se relaciona con el estado de vigilia. Controla el funcionamiento de la glándula hipófisis.

Cerebelo

Debajo del cerebro, por detrás de la protuberancia y del bulbo, se comunica con ellos mediante pedúnculos cerebelosos. Consta con 2 hemisferios y un lóbulo medio. Regula: movimientos finos y coordinados, la postura corporal y el equilibrio.

Tallo Encefálico

Controla funciones vitales para el organismo.

  • Mesencéfalo: A través de los pedúnculos cerebrales transmite impulsos motores desde la corteza cerebral hacia la protuberancia y la médula espinal. Contiene centros encargados de: dar respuestas motoras, centros de reflejos y movimientos de los ojos.
  • Protuberancia anular: Conecta e integra las distintas partes del encéfalo. Contiene centros encargados de: regular el ritmo respiratorio, elaborar respuestas reflejas.
  • Bulbo raquídeo: Se alojan diversos centros de control de la vida vegetativa. El 80 % de las fibras motoras se cruzan en el bulbo, lo que determina que la mitad derecha del cuerpo esté controlada por el hemisferio cerebral izquierdo y viceversa.

Los órganos del SNC se hallan protegidos por un conjunto de membranas, las meninges y líquido cefalorraquídeo.

Meninges

Son 3 capas de tejido que cubren todas las estructuras del SNC.

  • Duramadre: Contacto directo con los huesos del cráneo, esta se separa de la vértebra por el espacio epidural y de la aracnoides por el espacio subdural.
  • Aracnoides: Separada de la piamadre por el espacio subaracnoideo, por el cual circula líquido cefalorraquídeo.
  • Piamadre: Se encuentra en contacto directo con el encéfalo y la médula espinal. Es muy delgada.

Líquido Cefalorraquídeo

Transparente y alcalino. Función: Amortiguar golpes, transportar algunas sustancias, participar en el intercambio de nutrientes. Rellena espacios subaracnoideo y ventrículos. Se incorpora a la sangre a través de granulaciones aracnoideas.

Nervios Craneales

Emergen en distintas zonas del encéfalo y se dirigen a los diversos órganos.

Acto Reflejo

Es la respuesta a un estímulo de forma inmediata e involuntaria, sin la intervención del cerebro. El recorrido que sigue el impulso nervioso de un acto reflejo desde la captación del estímulo hasta la ejecución de la respuesta, se denomina arco reflejo.

Cerebro Humano

El cerebro de los mamíferos presenta un gran desarrollo de la corteza cerebral. Esta cubierta de sustancia gris, es el mejor centro de coordinación del organismo y responsable de la inteligencia y conciencia. Las funciones que cumple la corteza cerebral son llevadas a cabo por áreas corticales: estas pueden agruparse en:

  • Áreas sensoriales: Encargadas de interpretar los impulsos sensitivos.
  • Áreas motoras: Controla la actividad muscular.
  • Áreas de asociación: Integran la información sensorial con la motora y relacionan los procesos emocionales e intelectuales.

Sistema Nervioso Periférico (SNP)

Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

Los movimientos involuntarios e inconscientes son coordinados por centros nerviosos y por nervios que funcionan independientemente de nuestra voluntad y forman el SNA. Se divide en simpático y parasimpático, estos actúan en la mayoría de los casos en forma antagónica: mientras uno estimula determinada función el otro tiene a cargo su inhibición.

Simpático
  • Preganglionares: Axones cortos. (Sinapsis cerca de la médula espinal)
  • Posganglionares: Axones largos y liberan noradrenalina. (Sinapsis cerca de la médula espinal).
Parasimpático
  • Preganglionares: Axones largos (sinapsis cerca de los órganos efectores).
  • Posganglionares: Axones cortos y liberan acetilcolina. (Sinapsis cerca de los órganos efectores)

En el SNA, los axones establecen sinapsis con las neuronas motoras que están ubicadas en los ganglios. Las neuronas que salen del SNC y llegan hasta los ganglios se denominan preganglionares y las que llegan a los órganos efectores posganglionares.

Sistema Nervioso Somático (SNS)

Las neuronas motoras son diferentes y están separadas del SNA, aunque pueden estar incluidas en el mismo nervio. Los axones del SNS que surgen del SNC llegan directamente a los órganos efectores.

Sinapsis

Interacción y comunicación entre las neuronas. Intervienen: las membranas de las terminaciones axónicas, la membrana plasmática de la célula vecina, el espacio intercelular y estructuras celulares.

Sinapsis Química

El mediador que transmite el impulso nervioso entre una neurona y la célula vecina es una sustancia química denominada neurotransmisor. Las señales transmitidas a través de este tipo de sinapsis pueden excitar o inhibir la célula vecina.

  1. Cuando el impulso nervioso llega a los botones terminales de la neurona presináptica se produce el ingreso de iones Ca++.
  2. Los iones Ca++ estimulan la fusión de las vesículas sinápticas con la membrana presináptica.
  3. Las vesículas sinápticas liberan los neurotransmisores en la hendidura sináptica.
  4. Los neurotransmisores estimulan la membrana de la célula postsináptica y provocan un potencial de acción.
  5. Así se propaga el impulso nervioso a la célula vecina.
  6. Una vez liberados los neurotransmisores son rápidamente removidos o destruidos por lo que se interrumpe el efecto.

Sinapsis Eléctrica

Las membranas celulares de las neuronas presinápticas y postsinápticas están íntimamente en contacto. Así el impulso nervioso se transmite directamente de una célula a otra.

Velocidad del Impulso Nervioso

Invertebrados: La velocidad del impulso nervioso es mayor ya que presenta axones de gran tamaño.

Vertebrados: Poseen muchas neuronas que tienen una vaina de mielina que forma una especie de aislante eléctrico que provoca que el impulso nervioso se propague “de a saltos” lo cual aumenta la velocidad.

Según las fibras mielínicas o amielínicas la conducción nerviosa puede ser:

Conducción Saltatoria

Se da en los axones recubiertos con la vaina de mielina. El intercambio iónico se da a través de los nódulos de Ranvier, en los que se encuentran los canales de sodio y así la onda de despolarización salta de un nódulo a otro. Es más rápida que la continua, depende del diámetro del axón (+ grande + rápido).

Conducción Continua

Ocurre en fibras amielínicas. Todo el axón presenta canales de sodio por lo tanto se despolariza y repolariza, lo cual implica un gran movimiento de iones y en consecuencia es más lenta y gasta más energía. La velocidad de conducción de los impulsos nerviosos depende del diámetro del axón y de la presencia o ausencia de la vaina de mielina.

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