El Sistema Nervioso Central: Encéfalo y Médula Espinal

El sistema nervioso central (SNC), alojado en el cráneo y la columna vertebral, contiene los centros nerviosos superiores de coordinación e integración. El encéfalo presenta una porción externa de color gris (sustancia gris), formada por cuerpos neuronales, y una interna blanca (sustancia blanca), formada por los axones de las neuronas. El SNC se forma en el desarrollo embrionario, diferenciándose en tres regiones: encéfalo anterior, medio y posterior. El prosencéfalo se divide en dos vesículas: diencéfalo y telencéfalo. El rombencéfalo forma el mielencéfalo y el metencéfalo. En el interior del encéfalo se encuentran cuatro cavidades, los ventrículos, comunicados entre sí y que se continúan en el epéndimo. Dentro de estas cavidades y conductos circula el líquido cefalorraquídeo. El encéfalo está envuelto por tres membranas, las meninges: piamadre, aracnoides y duramadre.

A) Prosencéfalo

El prosencéfalo integra las funciones superiores. Se divide en dos regiones: el telencéfalo y el diencéfalo.

*El Telencéfalo

Ocupa casi todo el cráneo. El cerebro es la mayor estructura del encéfalo, donde se perciben y elaboran sensaciones conscientes. Está dividido en dos hemisferios, derecho e izquierdo. La capa externa del cerebro, la corteza cerebral, está llena de pliegues que aumentan su superficie. Se distinguen cuatro lóbulos: frontal, parietal, temporal y occipital, cada uno con funciones específicas. Los hemisferios están conectados por haces de fibras nerviosas que forman el cuerpo calloso. La corteza cerebral está formada por sustancia gris y produce el análisis de la información sensorial, su integración, y se elaboran las órdenes motoras voluntarias adecuadas. En la corteza se distinguen zonas sensoriales, zonas de asociación y zonas motoras. Las áreas de asociación reciben información que es comparada con la almacenada en la memoria, y son responsables de funciones como el lenguaje, la creatividad, el aprendizaje y la memoria. Las zonas sensorial y motora se relacionan con zonas específicas del cuerpo. Estas relaciones se representan mediante los homúnculos sensorial y motor, que muestran la proporción del área cortical dedicada a cada parte del cuerpo.

*El Diencéfalo

Se encuentra debajo del telencéfalo y se distinguen:

• Tálamo: Formado por dos masas ovales de sustancia gris. Es la estación de transmisión de los impulsos sensitivos que llegan a la corteza cerebral. Está relacionado con las emociones y la memoria.
• Hipotálamo: Región situada debajo del tálamo. Controla e integra las actividades del SNA, regulando la frecuencia cardiaca, los movimientos del tubo digestivo y los impulsos sexuales, así como el apetito, la sed y la temperatura corporal.
• Epítalamo: En la parte posterior del diencéfalo, contiene la glándula pineal o epífisis, de misión endocrina.

B) Mesencéfalo

Tiene paredes gruesas y en su interior se encuentra el acueducto de Silvio, que comunica el tercero y cuarto ventrículos. Las paredes del mesencéfalo tienen fibras nerviosas que conectan el encéfalo anterior con el posterior, denominadas pedúnculos cerebrales. En el techo hay cuatro protuberancias, los tubérculos cuadrigéminos. Los dos superiores controlan los movimientos reflejos de la cabeza y los ojos, y los inferiores los movimientos que responden a estímulos auditivos.

C) Rombencéfalo

Es una dilatación de la médula espinal con dos zonas: una anterior o metencéfalo, que forma el cerebelo y la protuberancia, y el mielencéfalo, que forma el bulbo raquídeo.

*El Cerebelo

Es bilobulado y se encuentra en la parte posterior, debajo de los lóbulos occipitales del cerebro. Se compone de un vermis y los lóbulos cerebelosos, que en su cara inferior se dividen por un profundo surco en dos hemisferios cerebelosos. La presencia de surcos y circunvoluciones en la superficie del cerebelo determina que la sustancia gris y blanca tengan un aspecto de “árbol de la vida”. El cerebelo coordina la actividad de los músculos de tres maneras:

• Recibe información de los receptores en los músculos y de las órdenes motoras que van a ellos desde otras estructuras del SNC.
• Produce en los músculos el tono adecuado para que puedan mantener la postura corporal.
• Recibe información de los receptores que detectan la posición del cuerpo en el espacio y hace los ajustes necesarios para mantener el equilibrio corporal.

*Protuberancia (Puente de Varolio)

Está formada por fibras que conectan los hemisferios cerebelosos. En el interior del metencéfalo se encuentra el cuarto ventrículo encefálico.

*El Bulbo Raquídeo

Está constituido por haces de fibras nerviosas que conectan los centros encefálicos con la médula espinal. En la sustancia gris existen acúmulos de neuronas que actúan como centros de control de las funciones viscerales involuntarias, como el ritmo respiratorio y cardiaco.

La Médula Espinal

Es parte del SNC que se encuentra en el interior de la columna vertebral. Se comunica con el encéfalo a través del foramen magnum, un orificio en la base del cráneo. La parte inferior de este cilindro nervioso termina a la altura de la segunda vértebra lumbar, originando un haz de nervios llamado cola de caballo. La médula espinal está recorrida por un canal, el epéndimo, continuación de los ventrículos del encéfalo, y contiene líquido cefalorraquídeo. La médula presenta dos surcos, anterior y posterior. En la médula se puede distinguir:

1. La sustancia blanca: Zona periférica, compuesta por axones de neuronas. El color se debe a la vaina de mielina que recubre los axones de estas neuronas, conductoras de impulsos ascendentes o descendentes. Las vías ascendentes y descendentes se entrecruzan en la médula o en el encéfalo, a la altura del bulbo raquídeo, por lo que el lado derecho gobierna y recibe sensaciones del lado izquierdo del cuerpo, y viceversa.
2. La sustancia gris: Porción central de la médula espinal formada por cuerpos de neuronas. La sustancia gris forma alas desplegadas de una mariposa, con cuatro astas. De las paredes laterales de la médula parten los nervios espinales con dos raíces: una ventral y otra dorsal. Cada raíz está formada por haces delgados de fibras nerviosas que luego confluyen. Las raíces dorsales son la vía de entrada de estímulos sensitivos a la médula. Las raíces ventrales constituyen la vía de salida de estímulos motores.

El Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

El SNA controla las funciones básicas, actuando sobre la musculatura lisa involuntaria, el músculo cardíaco y las glándulas de secreción. Su acción es involuntaria, inconsciente y automática. Se divide en el sistema simpático y el parasimpático. Sus funciones son antagónicas, logrando así un balance funcional que mantiene la homeostasis corporal. El SNA está formado por nervios y ganglios. Algunos nervios parten del encéfalo y otros de la médula. Las vías aferentes están formadas por neuronas sensoriales viscerales que reciben estímulos como los que detectan dióxido de carbono en la sangre. Las vías eferentes están formadas por dos neuronas motoras conectadas en serie. El cuerpo de la neurona preganglionar se encuentra en el centro nervioso del que se origina, y el axón se extiende hasta un ganglio autónomo donde hace sinapsis con la neurona postganglionar. En el sistema simpático, los ganglios se alinean formando una cadena a cada lado de la columna vertebral; las neuronas preganglionares son cortas, y las postganglionares tienen axones más largos. En el sistema parasimpático, las neuronas preganglionares llegan hasta los órganos efectores, donde hacen sinapsis con las neuronas postganglionares.

Cada neurona preganglionar simpática se une con aproximadamente 20 neuronas postganglionares, generando respuestas extensas. Las neuronas preganglionares parasimpáticas se unen con aproximadamente cuatro neuronas postganglionares, por lo que las respuestas suelen ser localizadas.

Sistema Nervioso Simpático

• Neuronas preganglionares cortas.
• Neuronas postganglionares largas.
• Cadena de 18 ganglios a cada lado de la médula espinal.
• Los nervios del simpático proceden de los nervios raquídeos de la médula espinal en sus porciones cervical, dorsal y lumbar.
• Las neuronas preganglionares liberan como neurotransmisor acetilcolina (sinapsis colinérgicas).
• Las postganglionares liberan adrenalina (sinapsis adrenérgicas).

Sistema Nervioso Parasimpático

• Neuronas preganglionares largas.
• Neuronas postganglionares muy cortas.
• Los nervios del parasimpático pertenecen a los nervios craneales, pares III, VII, IX y X (vago) y a los nervios raquídeos (de la región sacra de la médula).
• Las neuronas preganglionares liberan acetilcolina en las sinapsis.
• Las neuronas postganglionares liberan acetilcolina (sinapsis colinérgicas).

Acciones del Sistema Simpático

Incrementa el gasto energético frente a condiciones adversas:

• Dilata la pupila.
• Acelera el ritmo cardiaco.
• Vasoconstricción arterial.
• Disminuye el peristaltismo intestinal.
• Aumenta la secreción de las glándulas sudoríparas.
• Relaja la musculatura bronquial.

Acciones del Sistema Parasimpático

Evita un excesivo gasto energético:

• Contrae la pupila.
• Disminuye el ritmo cardiaco.
• Vasodilatación arterial.
• Aumenta el peristaltismo intestinal.
• Disminuye la secreción de las glándulas sudoríparas.
• Contrae la musculatura bronquial.

Fisiología de la Nefrona

La nefrona es la unidad funcional del riñón, cuya misión es filtrar la sangre y liberarla de los residuos metabólicos. Cada riñón contiene aproximadamente 1.200.000 nefronas. En la nefrona ocurren tres procesos: la filtración, la reabsorción y la secreción.

*La Filtración

Es el paso de plasma sanguíneo desde el capilar glomerular a la cápsula de Bowman, debido a la presión de la sangre en los capilares glomerulares, que son permeables. La presión es elevada debido a que el calibre de la arteriola eferente es menor que el de la aferente. El filtrado glomerular tiene una composición parecida al plasma, pero sin proteínas ni células sanguíneas. El filtrado, compuesto por agua, glucosa, urea, aminoácidos y sales minerales, fluye por los túbulos, donde algunas sustancias deben ser reabsorbidas, pasando de nuevo a la sangre. En condiciones normales, diariamente se filtran en los riñones unos 180 litros.

*Reabsorción Tubular

La mayor parte del agua que se filtra por el glomérulo es reabsorbida y pasa a los capilares, ingresando a la sangre. Los capilares confluyen en la vena renal, que sale del riñón libre de residuos. El líquido que llega al final del tubo colector es una solución concentrada de urea y sustancias de desecho no reabsorbidas, que dará lugar a la orina. En el túbulo se reabsorbe aproximadamente el 70% del filtrado glomerular, gracias a la absorción activa de sodio, que arrastra de forma pasiva el agua. El asa de Henle crea un intersticio medular con una osmolaridad creciente a medida que nos acercamos a la papila renal; se reabsorbe un 25% del cloruro sódico y un 15% del agua filtrados. Finalmente, en el túbulo distal, se reabsorben un 10% del sodio y un 15% del agua restantes del filtrado glomerular. La filtración glomerular y la reabsorción tubular están controladas, ya que de ellas dependen equilibrios homeostáticos, como la presión sanguínea y el pH. La reabsorción de agua en el túbulo contorneado distal y el tubo colector depende de la ADH producida por la neurohipófisis. Existe un gradiente de potencial osmótico desde la corteza renal hasta la parte interna de la médula. El agua sale de la rama descendente del asa de Henle y vuelve a entrar en la rama ascendente, cuya porción gruesa es bastante impermeable al agua. En esta parte del asa ascendente, se reabsorben iones como Na+ y K+, y el filtrado se vuelve hipoosmótico. La aldosterona contribuye a la formación de orina concentrada: incrementa la reabsorción de Na+ en el túbulo colector, lo que provoca, en presencia de ADH, una mayor retención de agua. El sistema renina-angiotensina regula la presión arterial y la tasa de filtración glomerular. La renina es producida por las células yuxtaglomerulares. Las células de la mácula densa son sensibles a la concentración de NaCl en el líquido tubular. Una disminución del flujo de líquido y la concentración de NaCl en el túbulo distal hacen que las células yuxtaglomerulares produzcan renina. Esta hormona actúa sobre el angiotensinógeno del plasma, induciendo la formación de angiotensina II, que constriñe las arteriolas eferentes aumentando la presión en el glomérulo; estimula la sensación de sed y la liberación de ADH por la hipófisis.

*Secreción Tubular

Así como existe la capacidad de reabsorber sustancias, también es posible secretar otras, como iones en exceso o ciertas sustancias químicas. La secreción tubular libera al cuerpo de ciertos materiales y controla el pH sanguíneo.