Tema 12: sistemas efectores Maria Mar ia Pena enado do Abill Abilleir eiraa
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Mientras que el sistema sensorial nos da informaci ación de lo que nos rodea es el sistema efector el que nos permite responder y actuar de acuerdo con con esa esa info inform rmac ació ión n - sis sistema ema mot motor - sis sistema ema nerv nervio ioso so aut autónom ónomo o - sist sistem emaa endo endocr crin ino o
Las respuestas dadas por el sistema motor, motor, nervioso autónomo y endocrino están realizadas por los distintos órganos efectores
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Tipos de efectores Glándulas (secreción glandular) Músculos (contracción muscular)
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Glándulas Órganos formados por células secret s ecretoras oras que cuentan con un aparato de Golgi encargado de concentrar y empaquetar sustancias específicas en vesículas (gránulos de secreción) secreción) Los gránulos permanecen en el citoplasma de la célula hasta que esta es estimulada y libera la secreción fuera de la glándula Glándulas endocrinas: endocrinas: sintetizan hormonas que son liberadas a la circulación sanguínea
Glándulas exocrinas exocrinas:: segregan productos que son transportados a órganos adyacentes o al medio externo (controladas (controladas por el SN autónomo)
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Músculos Sistema motor Músculos estriados: controlados por el SNC y su estimulación produce la contracción muscular (movimiento). Apariencia de fibras estriadas (fibras musculares) y llamados también músculos esqueléticos ya que están unidos al esqueleto Extensores / flexores / músculos sinérgicos (antagonistas entre sí) Sistema nervioso autónomo Músculos lisos: se llaman así por que no presentan las estrías del musculo esquelético (estómago, intestino, útero) y generando contracciones que pueden ser controladas por el SN autónomo
Músculo cardíaco: características intermedias a los anteriores. Enrejado de microfibrillas que hace que cuando una célula se excita el potencial de acción se propague en todas las direcciones
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Aproximación general a los sistemas motores
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El sistema motor es el encargado de la realización correcta de distintos movimientos motores además del establecimiento y mantenimiento de distintas posturas o posiciones estáticas
Parte del control motor se realizará mediante vías descendientes controladas por el SNC (planificación, coordinación, etc) y parte del control motor se realiza en circuitos locales de la médula espinal y el tronco del encéfalo
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Tipos de movimientos: Movimientos reflejos: respuestas relativamente simples, rápidas, estereotipadas e involuntarias cuyo inicio puede ser desencadenado por estímulos sensoriales y que una vez que se han desencadenado no pueden ser modificadas hasta que terminan (neurona sensorial conecta con neurona motora sin intervención del SNC) Movimientos voluntarios: complejos, realizados con un propósito y requieren planificación (comer, vestirnos, etc). Movimientos aprendidos que mejoran con la práctica
Movimiento rítmicos: (respiración, locomoción) se realizan de forma automática y no necesitan de nuestra atención a no ser que haya perturbaciones inesperadas.
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El sistema motor tiene una organización jerárquica: Nivel inferior: motoneuronas de la médula espinal que hacen actos motores reflejos y que obedecen a su mismo tiempo a las neuronas del nivel superior
Nivel superior: corteza motora y áreas de asociación que originan vías descendentes Presencia de un nivel intermedio (núcleos del tronco del encéfalo) que también originan sistemas descendentes Sistemas moduladores: ganglios basales y cerebelo (modulan la actividad de los sistemas descendentes) La organización jerárquica permite una organización en serie existiendo una organización en paralelo que permite una mayor capacidad de procesamiento y de adaptación del control motor
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Neuronas motoras y receptores sensoriales de los músculos Para que se ejecuten los movimientos (ya sean reflejos o voluntarios) la información tiene que llegar a las motoneuronas que desencadenan la contracción muscular. Del mismo modo el cuerpo necesita saber la posición de los músculos para poder iniciar un movimiento (información facilitada por los receptores propioceptores)
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Las motoneuronas y la contracción muscular
Las motoneuronas son las que reciben información del SNC y hacen sinapsis con las fibras musculares (unión neuromuscular) Motoneuronas alfa ( α) (hastas anteriores o ventrales de la médula espinal)
El axón de la motoneurona alfa hace contacto en una zona de la fibra muscular denominada placa terminal (placa motora) liberando neurotransmisor (acetilcolina Ach) que se une a los receptores nicotínicos de la fibra muscular La llegada de neurotransmisor provoca la apertura de los canales de Na+ y K+ en la fibra muscular produciéndose una despolarización de la membrana postsináptica (potencial de placa terminal)
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Dependiendo de la velocidad de respuesta tendremos fibras de contracción rápida (responden de una forma veloz y enérgica pero se fatigan con rapidez) y fibras de contracción lenta (mantienen una contracción más duradera y presentan mayor resistencia a la fatiga) Músculos presentan ambas fibras siendo necesarias las de contracción lenta para mantener la postura erguida y las de contracción rápida para movimientos más rápidos y exactos
La precisión de los movimientos depende La fuerza de contracción de los músculos de la cantidad de axones motores que depende del número de unidades alcancen los músculos y del número de motoras activas y de la frecuencia de los fibras musculares que cada uno inerva potenciales de acción (tasa de inervación)
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Los receptores sensoriales de los músculos. La propiocepción El cerebro necesita saber la postura del cuerpo antes de iniciar un movimiento. Esta información es proporcionada por los mecanorreceptores de las articulaciones y los receptores sensoriales de los músculos (husos musculares y órganos tendinosos de golgi) 1. Husos musculares Situados en paralelo entre las fibras musculares que forman los músculos, el numero de ellos dependerá de la precisión de los movimientos. Tres componentes fundamentales: - Fibras intrafusales - Terminales sensoriales - Terminales motores Cuando se produce un movimiento el estiramiento del huso muscular produce la activación de canales iónicos sensibles al estiramiento – despolarización terminales sensoriales – potencial de acción – axones aferentes que envían información al SNC
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Cuando el músculo no está estirado sino contraído (los husos dejan de enviar información) ¿Cómo llega la información? Mediante un sistema de control centrífugo producido por las motoneuronas gamma (ɣ) Localizadas en el asta ventral junto a las motoneuronas alfa (α) se activan al igual que estas cuando se produce un movimiento provocando la contracción de las fibras intrafusales (que no producen movimiento) y ocasiona las respuestas de los terminales sensoriales del huso muscular. Esto permite a los husos seguir transmitiendo información cuando están contraídos
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2. Órganos tendinosos de golgi Colocados en serie con las fibras musculares en la zona donde esta se une al tendón Cuando el músculo se contrae el tendón se estira y se alargan los haces de colágeno que le unen con las fibras musculares. Esto provoca una despolarización y el disparo de un potencial de acción
La distinta colocación de los husos musculares y de los órganos tendinosos permite que transmitan informaciones distintas: Los husos al estar colocados en paralelo transmiten información sobre la longitud del músculo (estiramiento) mientras que los órganos tendinosos al estar en serie proporcionan información sobre la tensión muscular (contracción)
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Los reflejos medulares
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Existen movimientos que no requieren la intervención del encéfalo ya que son llevados a cabo por estructuras de la médula espinal y el tronco del encéfalo, son los reflejos. Respuestas simples, rápidas y estereotipadas
1. 2. 3. 4. 5.
Receptor sensorial Vía aferente hacia el SNC Sinapsis en el SNC Vía eferente Un efector
Existe una graduación en la complejidad de los reflejos siendo el más sencillo aquel donde una neurona sensorial establece sinapsis con una neurona motora (sin intervención del SNC) mientras hay otros más complejos donde intervienen estructuras del SNC
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Reflejo más sencillo. Reflejo de extensión o miotático Es provocado por la extensión de un músculo que provoca la contracción refleja del mismo (como si se resistiera) La extensión del músculo activa los terminales sensoriales del huso muscular que entran en la medula espinal y establecen contacto con las motoneuronas alfa que provocan la contracción muscular Es necesario que a la vez que se realiza la contracción de un tipo de músculo se relaje el antagonista y esto sucede por que los axones aferentes hacen sinapsis con las motoneruonas alfa del músculo antagonista, disminuyendo su actividad en un proceso de inhibición recíproca A este reflejo también se le llama reflejo monosináptico ya que solo hay una sinapsis entre las fibras aferentes del huso muscular con las motoneuronas alfa
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Reflejo polisináptico Controlados por circuitos donde además de existir una neurona sensorial y otra motora hay interneuronas que se intercalan entre ellas Reflejo de flexión o reflejo de retirada: se produce cuando se aplica un estímulo nocivo a una extremidad y se provoca una contracción de todos los músculos flexores para su retirada Reflejo de extensión cruzado: la retirada de un miembro por un estímulo nocivo va acompañada de la respuesta opuesta del miembro contralateral, produciendo la contracción de los músculos extensores y la inhibición de los flexores contralaterales Reflejo miotático inverso: contrario al reflejo de extensión se produce cuando se enlentece la contracción muscular en caso de que exista riesgo para los tendones por un estiramiento excesivo
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Áreas corticales que intervienen en el control motor Áreas de asociación (corteza parietal posterior y prefrontal dorsolateral) Áreas motoras (áreas premotoras y área motora primaria)
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Áreas de asociación de la corteza cerebral Recibe información respecto a la A. Corteza de asociación parietal posterior posición de las partes del cuerpo, situación de los objetos del entorno, y los programas motores del organismo Movimientos dirigidos a un blanco
Planificación del comportamiento en función de la experiencia Representación mental de los B. Corteza de asociación prefrontal dorsolateral estímulos, contando su situación actual y las estrategias utilizadas en el pasado Selecciona la estrategia y toma la decisión
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Áreas motoras de la corteza cerebral
Están situadas en el lóbulo frontal (antes de la cisura central) y desde ellas parten las vías descendentes que llevan la información a las motoneuronas Preparar los movimientos (especialmente los A. Área premotora o corteza motora secundaria desencadenados por estímulos externos). Movimientos complejos como la coordinación bimanual Planificación o programación motora
B. Área motora primaria
Recibe información del área premotora para el inicio del movimiento Lleva a cabo las órdenes motoras
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Sistemas motores descendentes
Procedentes de: - La corteza motora - El tronco del encéfalo
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Sistemas descendentes de la corteza motora Tracto corticobulbar (cabeza y cara): desciende de la corteza motora hasta el tronco del encéfalo para controlar los músculos de la cara (comer, tragar, sonreír, hablar) Tracto corticoespinal lateral: desde la corteza hasta las extremidades (piernas, manos, pies y dedos) haciendo sinapsis con las motoneuronas de los músculos en los ensanchamientos cervical y lumbar. Cruza la línea media en las pirámides bulbares.
Tracto corticoespinal ventral: desde la corteza hasta el tronco, cuello, cadera, hombro y brazo. Desciende por la línea media sin cruzar para hacer sinapsis en las motoneuronas de los músculos mas próximos a la línea media
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Sistemas descendentes del tronco del encéfalo
Vía lateral: se origina en el núcleo rojo (tracto rubroespinal) y los axones siguen una trayectoria cruzada estableciendo sinapsis con motoneuronas espinales que inervan los músculos distales de las extremidades (antebrazo y mano, piernas y pie)
Vía medial: tractos originados en distintos núcleos del tronco (formación reticular, núcleos vestibulares, colículo superior) que descienden en posición ventral para inervar los músculos más proximales
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Funciones de los sistemas descendentes Distintas funciones según se trate de vías laterales o mediales pero en general: 1. Promover movimientos de las extremidades para la ejecución de movimientos voluntarios (vía lateral) 2. Controlar la postura (vía medial) 3. Dirigir la locomoción (vía medial)
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A- VÍA LATERAL: formada por una vía directa (tracto corticoespinal lateral) y otra indirecta a través del tronco del encéfalo (fibras corticorrubrales y tracto rubroespinal) Tracto corticoespinal lateral: movimientos voluntarios finos y precisos de las extremidades movimientos fraccionados o independientes de los dedos / Manipulación de objetos /preparación de los músculos para los movimientos voluntarios Fibras corticorrubrales y tracto rubroespinal: movimientos voluntarios de los hombros y las extremidades como el codo y mano (no dedos) B- VÍA MEDIAL: constituida por el tracto corticoespinal ventral (vía directa) y tractos que van desde la corteza al tronco y de allí a la médula (vía indirecta) Tracto corticoespinal ventral: control de los músculos del cuello, tronco y músculos proximales colaborando con las vías indirectas en el control de la postura y la locomoción
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Vías mediales del tronco relacionadas con el mantenimiento del equilibrio y la postura mediante: Núcleos reticulares del puente: mantenimiento de la postura erguida
Nucleo reticular gigantocelular del bulbo: realiza los ajustes posturales anticipatorios para la iniciación de los movimientos necesarios Las vías mediales igualmente intervienen en la locomoción mediante los circuitos neurales generadores de acción central (generadores centrales de patrones) cuyos centros están en la región locomotora subtalámica y la región locomotora mesencefálica
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Sistemas moduladores: el cerebelo y los ganglios basales
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Cerebelo Fundamental en movimientos que implican a múltiples articulaciones Compara las órdenes motoras que se están emitiendo con la información de los movimientos que se están realizando y actúa en el tronco del encéfalo o en la corteza según el resultado Vestibulocerebelo: nucleos vestibulares corrigen la postura y el equilibrio (lesión produce inestabilidad) Espinocerebelo: intervienen en el control de la postura y la locomoción ya que genera señales que corrigen las disonancias entre la acción que se pretende realizar y la que se está realizando (andar vacilante) Cerebrocerebelo: modificación de los sistemas descendientes de la corteza para planificar y ejecutar programas de múltiples articulaciones (problemas de coordinación temporal)
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Ganglios basales Cuerpo estriado, núcleo subtalámico y sustancia negra interviene en el control motor produciéndose movimientos involuntarios si están afectados por alguna enfermedad (corea de huntington / parkinson) Intervienen en la planificación de los movimientos y en el inicio de los mismos (incluso de aquellos generados internamente sin estimulación externa) Disminución de la actividad del núcleo subtalámico (NST) puede provocar corea de Huntington, balismo o tics
Degeneración de la sustancia negra (SNc) puede producir enfermedad de Parkinson
Trastornos motores hipercinéticos
Trastornos hipocinéticos
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Sistema nervioso autónomo
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Regular la actividad de los órganos internos para ajustar su funcionamiento frente a las demandas del medio, manteniendo un estado de equilibrio u homeostasis
Al igual que con el sistema motor el SNA contiene fibras aferentes que llevan información al SNC sobre el estado de los órganos y presentan fibras eferentes que ejercen el control de la musculatura lisa, músculo cardíaco y de las glándulas A pesar de ser considerado un sistema autónomo es posible su control de forma voluntaria
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Organización anatómica del sistema nervioso autónomo El SNA presenta núcleos a la altura del tronco del encéfalo (núcleo del tracto solitario) siendo el más importante centro de control de este sistema el hipotálamo Las neuronas que provienen del SNC tiene que hacer sinapsis en los ganglios del SNP con otras neuronas que hacen diana en los órganos correspondiente interviniendo en el control del SNA dos tipos de neuronas: - Neurona preganglionar: cuyo cuerpo esta en el SNC y hace sinapsis en el ganglio del SNP - Neurona postganglionar: su cuerpo se encuentra en el ganglio del SNP y hace sinapsis con el órgano
Excepción: glándulas suprarrenales
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El SNA está dividido en SN simpático y SN parasimpático con diferencias entre ellos en su organización anatómica y funcional: 1. Lugar del SNC donde están las neuronas preganglionares: en el SN simpático se encuentran en las astas laterales de la médula espinal mientras que en el SN parasimpático están en núcleos del tronco del encéfalo
2. Localización de los ganglios periféricos: en el SN parasimpático muy cerca de los órganos mientras que en el SN simpático muy cerca del SNC.
3. Los neurotransmisores liberados en los órganos: el SN simpático libera noradrenalina mientras que el SN parasimpático libera acetilcolina
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Funciones del SN autónomo El SN simpático actúa ante situaciones de estrés provocando una serie de respuestas de reacción de “lucha o huida” preparando al organismo para un esfuerzo importante
SN parasimpático responsable de los procesos fisiológicos de carácter reparador como puede ser el ahorro de energía durante el sueño
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EXÁMENES
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¿cuál/es de las siguientes vías descendentes está/n más directamente relacionada/s con el control de la postura y el mantenimiento del equilibrio? a. b. c. d.
Las vías mediales del tronco del encéfalo El tracto corticoespinal lateral El tracto rubroespinal Ninguna de ellas
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¿cuál/es de las siguientes vías descendentes está/n más directamente relacionada/s con el control de la postura y el mantenimiento del equilibrio? a. Las vías mediales del tronco del encéfalo
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Para poder doblar el brazo llevando la mano hasta tocar el hombro es necesario que se dé a. b. c. d.
La contracción de los músculos flexores El mecanismo de inhibición recíproca La relajación de los músculos extensores Todas las opciones anteriores son ciertas
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Para poder doblar el brazo llevando la mano hasta tocar el hombro es necesario que se dé d. Todas las opciones anteriores son ciertas
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Entre los sistemas efectores se encuentra el sistema
a. b. c. d.
Anterolateral Somatotópico Autónomo Escotópico
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Entre los sistemas efectores se encuentra el sistema
c. Autónomo
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