BIOLOGIA TERCERO
BT-11
S ISTEMA DE Ó RGANOS I I SISTEMA NERVIOSO CENTRAL
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SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO
El sistema nervioso integra la función de los sistemas; sensorial y muscular, a través de centros ubicados en la médula espinal y encéfalo, donde se procesan las señales provenientes del exterior e interior del organismo. Sistema Nervioso
Sistema Nervioso Central (SNC)
ENCÉFALO
Nervios Craneales (12 pares)
MÉDULA ESPINAL
Nervios Espinales (31 pares)
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
Sensorial
Motor
Autónomo
Somático Simpático
Parasimpático
En el sistema nervioso se reconoce al sistema nervioso central que comprende el encéfalo y la médula espinal y el sistema nervioso periférico. Esta última porción está constituida por nervios (haces de fibras que corren en paralelo), ya sea de origen encefálico (craneal) o medular (raquídeo). Estos haces de fibras inervan los receptores y los efectores (músculos en el caso del sistema nervioso somático; vísceras, músculos lisos y glándulas en el caso del sistema nervioso autónomo o neurovegetativo).
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) El Sistema Nervioso Central comprende el encéfalo y la médula espinal.
Encéfalo Está constituido por cinco estructuras: Cerebro, Cerebelo, Mesencéfalo, Protuberancia y Bulbo Raquídeo. Cada una constituida por sustancia gris y sustancia blanca. La sustancia gris está formada por cuerpos neuronales, axones amielínicos y células gliales. La sustancia blanca formada por tractos nerviosos cuyo color blanco se debe a las vainas de mielina. Corteza cerebral. Los dos hemisferios cerebrales (izquierdo y derecho), en conjunto con el tálamo e hipotálamo constituyen el cerebro. La superficie del cerebro está constituida por la corteza cerebral, que está compuesta de neuronas no mielinizadas. La corteza cerebral está muy "arrugada", de modo que su superficie es muy grande para poder procesar toda la información que llega desde el medio. 2
Las principales cisuras son: la longitudinal que origina los dos hemisferios cerebrales, la de Rolando o Central, la de Silvio o Lateral y la Parieto-occipital, que originan los lóbulos de cada hemisferio. Originadas por las cisuras se forman los lóbulos cerebrales, que están en la misma región que los huesos del cráneo correspondientes a saber: frontal, parietal, temporal y occipital. En el interior de la cisura de Silvio se encuentra una porción de corteza cerebral que es considerada como un quinto lóbulo y se denomina ínsula o isla de Reil. En la corteza cerebral se han podido determinar ciertas áreas relacionadas con funciones específicas. Se pueden distinguir tres tipos principales de áreas: sensoriales, motoras y de asociación (Figura 1). Áreas sensoriales: Son las zonas que reciben los impulsos originados en los distintos receptores, es en ella donde se producen las sensaciones. Áreas motoras: Desde ellas emergen fibras motoras de proyección que envían impulsos que llegan en último término a los efectores (músculos esqueléticos). Áreas de asociación: Reciben información desde otras áreas de asociación o sensitivas, la integran, almacenan y elaboran una respuesta que es enviada a las áreas motoras. En general sus funciones se relacionan con el razonamiento, el aprendizaje y el lenguaje.
Figura 1. Localización del área motora y del área sensorial o somestésica.
Es importante destacar que el área sensorial primaria o somestésica se encuentra como lo indica la Figura 1, hacia atrás de la cisura de Rolando en el lóbulo parietal y recibe los impulsos provenientes de los receptores cutáneos de tacto, dolor, presión, calor y frío. Por delante de la cisura de Rolando, en el lóbulo frontal se encuentra el área motora aquí se origina la mayor parte de las fibras piramidales para el movimiento voluntario. Al igual que el caso anterior se presentan figuras que ilustran como emergen del área motora, los haces piramidales que sinaptan en la médula y llegan a los músculos esqueléticos. En la confluencia de las cisuras de Rolando y Silvio, hacia el lóbulo frontal, se encuentra el área motora para el habla o área de Broca, que recibe impulsos provenientes del área de Wernicke, donde serán regulados y enviados a las áreas motoras respectivas, esto ocurre en el hemisferio izquierdo (Figura 2). 3
Figura 2. Área del lenguaje en el hemisferio analítico.
En la tabla 1 se presentan otras funciones de la corteza cerebral especificadas por lóbulos. Tabla 1: Funciones específicas de los lóbulos cerebrales.
Control voluntario de los músculos esqueléticos; personalidad; procesos intelectuales elevados (por Ej. concentración, planeación, toma de decisiones); comunicación verbal. Interpretación somestésica (por Ej. sensaciones cutáneas y musculares); comprensión y emisión del lenguaje. Interpretación de las sensaciones auditivas; memoria auditiva y visual. Integra movimientos, para enfocar el ojo; correlaciona las imágenes visuales con experiencias visuales previas y otros estímulos sensitivos; visión consciente. Memoria; integración de las demás actividades cerebrales.
Tálamo e Hipotálamo. Tálamo: Al tálamo confluyen todas las fibras sensoriales, con la excepción de aquellas del olfato, por lo tanto, la función principal del tálamo es la de relevo sensorial, es decir, la mayor parte de sus somas neuronales reciben las fibras aferentes y envían sus axones hacia las áreas sensitivas de la corteza cerebral (Figura 3).
Hipotálamo: Consta de varias masas de núcleos interconectados con otros centros vitales del encéfalo. Sus funciones en general se relacionan con la regulación de ●
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Figura 3. Ubicación del tálamo e hipotálamo.
actividades viscerales, integrando y coordinando las acciones generales del sistema neurovegetativo. Por formar parte del sistema límbico también efectúa funciones emocionales e instintivas. Además, se integra con el sistema endocrino. Produce las hormonas antidiurética y oxitocina que se almacenan en la neurohipófisis. El hipotálamo también regula la liberación de las hormonas de la hipófisis anterior por medio de hormonas liberadoras, es el centro de la sed, regula la temperatura, entre otros. Sistema límbico: Un sistema funcional muy importante y que comprende estructuras de distintas zonas del cerebro, como la corteza primitiva y gran parte del hipotálamo. En general forman el sistema límbico aquellas estructuras involucradas en la elaboración de las respuestas emocionales e instintivas como la conducta sexual, el temor, la ira y la motivación. Una característica del sistema límbico es su pobreza de conexiones entre él y la neocorteza ("la neocorteza cabalga sobre el sistema límbico como un jinete sobre un caballo sin riendas"), de tal manera, que la emoción no puede iniciarse o suprimirse a voluntad, sin embargo la actividad neocortical modifica la conducta emocional y viceversa. CEREBELO. En el cerebelo la sustancia blanca ocupa la región central de los dos hemisferios cerebelosos y tiene un aspecto ramificado ("árbol de la vida"), y la sustancia gris constituye un manto sobre los hemisferios, la corteza cerebelosa. Su función principal es la de coordinar los movimientos voluntarios con respecto a su fuerza, dirección y velocidad en relación al equilibrio corporal. De esta manera aunque el cerebelo no da origen a respuestas motoras somáticas, determina que estas sean suaves y coordinadas. Un daño a nivel del cerebelo genera el cuadro de ataxia, en donde el individuo presenta incoordinación de sus movimientos voluntarios ejecutándolos torpemente, “semejando un niño aprendiendo a andar”.
TRONCO ENCEFÁLICO. El mesencéfalo, el puente de Varolio y el bulbo raquídeo forman el Tronco Cerebral por lo tanto, tienen algunos aspectos estructurales y funcionales comunes. En todo el tronco cerebral la sustancia blanca tiene una ubicación periférica, y central la sustancia gris, formando núcleos (centros) mezclada en forma de red con la sustancia blanca lo que se conoce como formación reticular. Mesencéfalo. El mesencéfalo propiamente tal corresponde a la estructura que une el tronco encefálico con el cerebro y es atravesado por el acueducto de Silvio. El mesencéfalo participa de manera muy importante en los reflejos posturales del individuo como son los reflejos de enderezamiento de cabeza, cuello y tronco. En la Figura 4 se presenta su ubicación como parte del tronco encefálico. Mesencéfalo
Protuberancia anular
Tronco encefálico
5 Figura 4. Tronco encefálico.
Bulbo raquídeo
Protuberancia anular o Puente de Varolio. La protuberancia tiene algunos núcleos grises siendo las principales: el centro apnéusico y el centro neumotáxico que participan en la regulación de la ritmicidad de los movimientos respiratorios. Bulbo raquídeo o médula oblonga. Presenta numerosos centros reguladores de importantes reflejos: respiratorio; vasomotor; cardioinhibidor; salivación; estornudo; vómito y otros. En el bulbo se realiza el entrecruzamiento al lado opuesto de la mayoría de las fibras motoras provenientes de la corteza cerebral y de las fibras sensitivas que van hacia el cerebro.
Sistema Reticular Activante. Como se explicó anteriormente en las tres estructuras que forman el tronco encefálico la posición de la sustancia blanca es periférica. La sustancia gris ocupa la región central constituyendo núcleos (centros), y mezclada en forma de red con sustancia blanca, lo que se conoce como Formación Reticular. Como conjunto la principal función de la formación reticular es la de recibir estímulos colaterales desde los órganos de los sentidos y propioceptores (receptores de posición) amplificándolos y proyectándolos inespecíficamente a toda la neocorteza y al sistema límbico, activándolos y produciendo el estado de vigilia (despierto) Figura 5. Figura 5 Sistema reticular activante (encéfalo de gato).
MÉDULA ESPINAL Aspectos estructurales de la médula espinal. En el ser humano la médula espinal tiene una longitud de 40 a 45 cm., un grosor de 0,6 cm. y está alojada en el canal medular de la columna vertebral. La estructura es segmentada y origina 31 pares de nervios raquídeos o espinales (todos mixtos). La médula es una estructura ovalada en la que la posición de la sustancia blanca es periférica y la sustancia gris es central y tiene forma de “ H”. Sustancia blanca: Formada por fibras mielínicas. Las fibras que tienen origen destino y funciones comunes forman haces, estos pueden ser ascendentes y descendentes. Estos haces están separados por las astas (H), de la sustancia gris, en cuatro regiones denominadas cordones posteriores, laterales y anteriores (Figura 6). 6
Figura 6. Esquema de la médula espinal.
Sustancia gris:
Contiene todos los somas de las neuronas medulares y muchos elementos gliales de sostén. Tiene forma de “H”, las astas posteriores (que dan al dorso) reciben axones de las neuronas sensitivas (vía aferente o de entrada) que ingresan a la médula proveniente de un nervio raquídeo o espinal. Las astas anteriores, contienen dendritas y cuerpos celulares de las neuronas motoras (vías eferentes o de salida) que salen de la médula para pasar a un nervio espinal y dirigirse a un músculo esquelético. Las astas laterales a nivel toráxico y lumbar originan las neuronas preglanglionares del Sistema Nervioso Autónomo Simpático y a nivel de sacro se originan las preglanglionares del Parasimpático, que corresponden a vías eferentes neurovegetativas asociadas con músculos lisos de las vísceras o músculo cardíaco.
Aspectos funcionales de la médula espinal. La médula espinal tiene dos importantes funciones: Servir como centro elaborador de reflejos medulares somáticos y autónomos. Conducir impulsos hacia (sensitivos) y desde (motores) el encéfalo, es decir, participa en la conducción de impulsos para los movimientos voluntarios y reflejos y para la percepción sensorial. 7
Función elaboradora de reflejos de la médula espinal. Arco reflejo: Algunos axones de neuronas sensoriales pasan a través de la materia gris y conectan directamente con las neuronas motoras ubicadas en el asta anterior de la médula espinal (reflejo monosináptico) o lo hacen a través de interneuronas (reflejo bi o polisináptico dependiendo de las interneuronas que participen), que pueden sinaptar a su vez con las neuronas del asta anterior en el mismo nivel, pasar a niveles medulares inferiores, superiores o al cerebro (Figura 7).
Figura 7. Constituyentes del arco reflejo.
Relacione ambas columnas: 1. Bulbo raquídeo
………………
encéfalo emocional.
2. Puente de Varolio
………………
área de relevo sensorial.
3. Mesencéfalo
………………
sitio de los centros neumotáxico y apnéustico.
4. Cerebelo
………………
desempeña una función esencial en la vigilia.
5. Tálamo
………………
conecta los sistemas nervioso y endocrino.
6. Hipotálamo
………………
regula reflejos visuales y auditivos.
7. Cerebro
………………
interpreta el significado del lenguaje verbal al traducir
8. Sistema límbico
las palabras en pensamientos.
9. Formación reticular
………………
centro de la actividad refleja.
10. Médula espinal
………………
ocupa la porción inferior y posterior de la cavidad craneal.
11. Área de Wernicke
………………
posee los pedúnculos cerebrales.
………………
coordina la deglución y el vómito. 8
SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) El SNP está formado por conjuntos de fibras nerviosas llamadas nervios y conjunto de somas neuronales llamados ganglios. En el SNP se origina de los 12 pares de nervios craneanos y de los 31 pares de nervios raquídeos o espinales. Nervios Raquídeos y Craneanos. Desde un punto de vista anatómico los nervios se clasifican en: Nervios Raquídeos o Espinales: son 31 pares, todos mixtos. Nacen de las distintas porciones de la médula espinal en donde se insertan a través de dos tipos de raíces: la raíz dorsal lleva fibras sensitivas y posee un ganglio espinal para los somas de las neuronas sensitivas y la raíz ventral que lleva las fibras motoras. Nervios Craneanos: Los nervios craneanos pueden ser: sensitivos, mixtos y motores. A continuación puedes revisar la tabla 2 que señala sus nombres y denominación en números romanos además de sus funciones primarias. Tabla 2: Clasificación funcional de los nervios craneanos
Clasificación Sensorial especial
Motor
Nervios craneanos Olfatorio : I Óptico : II Acústico : VIII Oculomotor: III Troclear : IV Abductor : VI Espinal accesorio: XI
Mixto
Hipogloso : XII Trigémino :V Facial : VII Glosofaríngeo : IX Vago :X
Funciones primarias Llevan información desde órganos exteroceptivos especiales al encéfalo. Control de los músculos oculomotores extrínsecos. Control motor voluntario sobre grandes músculos superficiales de la espalda. Control de los músculos de la lengua. Llevan información sensorial (Gusto) y comandos motores voluntarios/involuntarios.
Organización del S.N.P. Al revisar las vías nerviosas, el S.N.P. puede ser subdividido desde un punto de vista funcional en: - Sistema nervioso sensitivo: reúne todas aquellas fibras sensoriales que traen información desde los receptores a los centros elaboradores, constituyendo vías aferentes, y el - Sistema nervioso motor: este reúne dos tipos de fibras motoras, que constituyen vías eferentes funcionalmente distintas que hace necesaria una nueva subdivisión: Sistema Nervioso Somatomotor, Somático o Voluntario, y Sistema Neurovegativo o Autónomo. 9
Sobre esta última subdivisión se entrega mayor información en los puntos siguientes. Sistema somatomotor o somático. Reúne las fibras motoras que inervan la musculatura esquelética y que participa en los movimientos voluntarios y reflejos somáticos. Constituyen vías eferentes cuyo único efector es la musculatura esquelética, una denervación lo lleva a la parálisis y a la atrofia. El área de sinapsis neuromuscular se denomina placa motora y el neurotransmisor es la acetilcolina con un efecto siempre excitatorio. La fibra del sistema somatomotor que alcanza el efector está mielinizada. El rol del sistema somatomotor es ajustar el organismo al medio externo (Figura 8).
Figura 8. Esquema del sistema somático.
Sistema nervioso autónomo (neurovegetativo). El sistema neurovegetativo es el sistema motor que regula, ajusta y coordina funciones y actividades de los órganos (vísceras) del cuerpo. Incluye el control de todos los músculos lisos (involuntarios), el corazón y las glándulas. Aquí radica su importancia en la mantención de la homeostasis junto con el Sistema Endocrino. Como características generales del sistema cabe destacar: en general la mayor parte de los efectores están inervadas por las dos ramas del sistema neurovegetativo, y la influencia de cada división es antagónica respecto de la otra. Cada inervación requiere una cadena de dos neuronas entre el núcleo de origen central y el órgano inervado. La sinapsis intermedia se establece en un ganglio que está fuera del sistema nervioso central. La conexión del sistema nervioso central con el ganglio se hace por una fibra pre ganglionar, mientras la conexión entre el ganglio y la estructura inervada se hace por una fibra post ganglionar. Se analizarán las dos subdivisiones del Sistema Nervioso Vegetativo: la división Simpática y Parasimpática. División Simpática Las neuronas preganglionares tienen sus somas en la médula espinal, en las astas laterales de la sustancia gris a nivel toráxico y lumbar. Los ganglios donde hacen sinapsis con las postganglionares corren paralelamente a ambos lados de la columna vertebral. Las postganglionares hacen sinapsis con los efectores a través del neurotransmisor noradrenalina. Su efecto, en general, es preparar al organismo frente a la lucha o para la huida, es decir, en situaciones estresantes.
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División Parasimpática.
Las neuronas preganglionares tienen sus somas en el encéfalo y en la región sacra de la médula espinal. También necesita dos neuronas para alcanzar el efector, aquí el ganglio está muy próximo o incorporado en la estructura inervada, por ello la preganglionar es muy larga y la postganglionar es muy corta. La neurona postganglionar hace sinpásis con su efector con el neurotransmisor acetilcolina. Su efecto, en general, es opuesto al de la rama simpática, lo que ayuda al organismo a mantener su homeostasis. Los efectos de ambas divisiones se observan en la Figura 9.
Región sacra
Figura 9. Esquema de la División Parasimpática y Simpática. 11
Preguntas de Desarrollo 1.
¿Cuáles nervios craneanos llevan información a los efectores y a la vez traen información desde los receptores al encéfalo? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
2.
¿Cuáles son los efectores del Sistema Nervioso Neurovegetativo o Autónomo? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
3.
El nervio vago constituye vías eferentes parasimpáticas, ¿qué órganos inervan tales vías eferentes? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
4.
¿Por qué se dice que el simpático es un sistema que nos habilita para la lucha o la huida? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
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Preguntas de Selección Múltiple
1.
¿Cuál de los siguientes nervios craneanos NO corresponde a un nervio mixto? A) B) C) D) E)
2.
Vago (X par). Facial (VII par). Glosofaringeo (IX par). Hipogloso (XII par). Trigémino (V par).
El Sistema Somatomotor y el Sistema Neurovegetativo tienen en común que I) II) III) A) B) C) D) E)
3.
Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y II. I, II y III.
Las respuestas que se presentan a continuación se asocian a la inervación autónoma correspondiente, una de ellas es incorrecta. A) B) C) D) E)
4.
inervan los mismos efectores. poseen ganglios periféricos. constituyen vías eferentes.
Contracción de la pupila ………………………………….. parasimpático. Aumento de la frecuencia cardiaca ………………… simpático. Inhibe la actividad estomacal…………………………. . parasimpático. Dilatación del diámetro bronquial ………………….. simpático Secreción salival acuosa …………………………………. parasimpático.
La corteza somestésica o sensorial primaria convierte en percepción a los estímulos provenientes de receptores de I) II) III) A) B) C) D) E)
dolor. tacto. presión.
Solo I. Solo II. Solo III. Solo I y II. I, II y III.
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5.
En el encéfalo humano, las zonas de asociación se concentran en A) B) C) D) E)
6.
el ventrículo. las meninges. el cuerpo calloso. el bulbo raquídeo. la corteza cerebral.
Una de las asociaciones estructura – función que se presenta continuación es incorrecta: A) B) C) D) E)
hipotálamo…..……………….…………… control de temperatura. tálamo …………… .……………………… . relevo sensorial. mesencéfalo ……..…………………… . reflejos posturales formación reticular… ..………………. memoria auditiva. cerebelo…………..………………….……. equilibrio corporal.
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RESPUESTAS Preguntas 1 2 3 4 5 6 Claves D C C E E D
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