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CITOSOL LIQUIDO
EXTRACELULAR
[Na+
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15 mM
[K+
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150 mM
[A–
]
100 mM
[Na+
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150 mM
[K+
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5 mM
[Cl–
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120 mM
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MEMBRANA
PLASMÁTICA](https://image.slidesharecdn.com/sistemanervioso-140313071919-phpapp02/85/Sistema-nervioso-20-320.jpg)
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Sistema nervioso
- 1. REGULACIÓN Y COORDINACIÓN ENLOS ANIMALES PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN
- 2. UNIDAD 5. LA REGULACIÓNY COORDINACIÓN EN ANIMALES 1. Los sistemas de coordinación. 2. Sistema nervioso: regulación y coordinación. La función de relación en los animales: 3.1. Características específicas. 3.2. Captación de información del medio. 3.3. Receptores sensoriales en animales. 3.4. Efectores: respuestas. 4. Neuronas: sensitivas y motoras. 4.1. Impulso nervioso. 4.2. Transmisión intraneuronal. 4.3. Transmisión interneuronal. 5. El sistema nervioso como integrador y coordinador. 5.1. Sistemas nerviosos en invertebrados. 5.2. Sistema nervioso de vertebrados. 5.2.1. Sistema nervioso: central y períferico. 5.2.2.Sistema nervioso central: médula espinal y encéfalo. 5.2.3.Sistema nervioso periférico: somático y autónomo 5.3. Evolución de los sistemas nerviosos. 5.4. Componentes del proceso de coordinación. 6. Regulación y coordinación hormonal en animales. 6.1. Hormonas de invertebrados. 6.2. Hormonas de vertebrados. 7. Regulación y relación con el sistema nervioso. Eje hipotálamo-hipófisis 8. Empleo de las hormonas en los animales utilizados por el ser humano.
- 3. CENTRO DE MANDOY CONTROL Se estima que el cerebro humano contiene cien mil millones de neuronas o células nerviosas. Cada neurona se puede comunicar con otras miles de otras neuronas en circuitos complejos de procesamiento de la información que hacen que los ordenadores más potentes parezcan primitivos.
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- 5. CENTRO DE MANDOY CONTROL Las tecnologías recientes, que pueden registrar la actividad encefálica desde el exterior del cráneo de una persona. Una técnica es la resonancia magnética funcional (RMf). Durante la RMF el individuo está acostado con la cabeza dentro de un gran imán con forma de “rosquilla” que registra el aumento del flujo sanguíneo en las áreas encefálicas con neuronas activas. Un ordenador utiliza los datos para construir un mapa tridimensional de la actividad cerebral del individuo. Estos registros se pueden hacer mientras el individuo realiza varias tareas, como hablar, mover una mano, observar dibujos o formar una imagen mental de un objeto o del rostro de una persona.
- 6. LOS SISTEMAS DECOORDINACIÓN Los animales disponen de sistemas de regulación y coordinación para mantener el equilibrio de su organismo y responder a las condiciones ambientales. Estos sistemas de coordinación son el sistema hormonal y el sistema nervioso. Estímulo Receptor VÍA SENSORIAL Modulador Efector VÍA MOTORA Respuesta
- 7. COMPARACIÓN DE LOSDOS TIPOS DE SISTEMAS DE COORDINACIÓN EN ANIMALES CARACTERÍSTICAS SISTEMA NERVIOSO SISTEMA HORMONAL Vía utilizada Nervios Medio interno Velocidad de la respuesta Rápida Lenta Duración de la respuesta Breve Prolongada Especificidad de la respuesta Muy específica Poco específica Funciones que regulan y coordinan Locomoción, situaciones de peligro, adpataciones inmediatas Crecimiento, desarrollo y metabolismo
- 8. PROCESAMIENTO DE LAINFORMACIÓN Existen tres etapas en el procesamiento de la información por los sistemas nerviosos: Aferencias sensitivas, integración y eferencias motoras Estas tres etapas son controladas por poblaciones especializadas de neuronas. Las neuronas sensitivas transmiten información desde los sensores que detectan estímulos externos (luz, sonido, tacto, calor, olor y gusto) y condiciones internas (presión arterial, nivel de anhídrido carbónico en sangre y tensión muscular) Esta información se envía al SNC, donde las inter neuronas integran (analizan e interpretan) las aferencias sensitivas y tienen en cuenta el contexto inmediato y lo que ha sucedido en el pasado. La máxima complejidad de los circuitos neuronales existe en las conexiones entre las interneuronas. Las eferencias motoras dejan el SNC a través de neuronas motoras, que se comunican con las células efectoras ( células musculares o células endocrinas).
- 9. LE 48-3 Sensor Aferencias sensitivas Eferenciasmotoras Integracion Efector Sistema nervioso periférico (SNP) Sistema nervioso Central (SNC)
- 10. ESTRUCTURA DE LASNEURONAS
- 11. LE 48-5 DENDRITAS CUERPO CELULAR Nucleo Cono Axonico Axon Direcciónde la señal CÉLULA PRESINÁPTICA Vaína de mielina terminaciones sinápticas Sinapsis CÉLULA POSTSINÁPTICA
- 12. DIVERSIDAD ESTRUCTURAL DELAS NEURONAS DE VERTEBRADOS
- 13.
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- 15. CÉLULAS DE LAGLIA Astrocitos En este corte a través de la corteza cerebral de un mamífero, los astrocitos se ven color verde después de ser marcados con un anticuerpo fluorescente MO. Los puntos azules son núcleos celulares, marcados con un anticuerpo diferente.
- 16. CÉLULAS DE LAGLIA En un embrión, la glía radial forma recorridos a lo largo de los cuales migran las neuronas recién formadas desde el tubo neural, la estructura que da origen al SNC,. La glía radial y los astrocitos también pueden actuar como células madre y generar neuronas y otras células gliales. Algunos investigadores consideran que estos precursores mutipotenciales son una fuente potencial de sustituir neuronas y células gliales que se pierden por traumatismo o enfermedad.
- 17. LE 48-8 Axon Nodosde Ranvier Célula de Schwann Vaína de mielina Núcleo de la Célula de Schwann Célula de Schwann Nodo de Ranvier Capas de mielína Axon 0.1 µm
- 18. LE 48-9 Microelectrodo Electrodo dereferencia Registrador de voltaje –70 mV
- 19. MÉTODO DE INVESTIGACIÓN Los electrofisiólogos utilizan el registro intracelular para medir el potencial de membrana de las neuronas y otras células. Un microelectrodo está formado por un tubo capilar de vidrio lleno con una solución salina conductora de la electricidad. Un extremo del tubo se estrecha hasta llegar a una punta extremadamente fina (diamétro < 1mm). Mientras mira a través de un microscopio, el experimentador utiliza un micromanipulador para insertar el extremo del microelectrodo en una célula. Un registrador de voltaje, habitualmente, un osciloscopio o un sistema computarizado) mide el voltaje entre el extremo del microelectrodo en el interior de la célula y un electrodo de referencia colocado en la solución afuera de la célula.
- 20. LE 48-10 CITOSOL LIQUIDO EXTRACELULAR [Na+ ] 15mM [K+ ] 150 mM [A– ] 100 mM [Na+ ] 150 mM [K+ ] 5 mM [Cl– ] 120 mM [Cl– ] 10 mM MEMBRANA PLASMÁTICA
- 21. Potencial de reposo El potencial de membrana de una neurona que no está trasmitiendo señales. En todas las neuronas, el potencial de reposo depende de los gradientes iónicos que existen a través de la membrana plasmática. Los gradientes del Na+ y K+ se mantienen por la bomba sodio-potasio. El hecho de que los gradientes sean responsables del potencial de reposo se demuestra mediante un experimento simple: si se desactiva la bomba por el agregado de un veneno específico, los gradientes desaparecen en forma gradual y también desaparece el potencial de reposo
- 22. LE 48-11 150 mM KCl CÁMARA INTERNA CÁMARA EXTERNA –92mV CANAL DE POTASIO Membrane selectively permeable to K+ Membrane selectively permeable to Na+ 5 mM KCl Artificial membrane K+ Cl– 150 mM NaCl CÁMARA INTERNA CÁMARA EXTERNA +62 mV CANAL DE SODIO 15 mM NaCl Na+ Cl–
- 23. CANALES IONICOS REGULADOS El potencial de reposo es el resultado de la difusión de potasio y sodio a través de canales iónicos que siempre están abiertos, se dice que estos canales son no regulados Las neuronas tienen canales iónicos regulados, que se abren o se cierran en respuesta a uno de tres tipos de estímulos. Los canales iónicos activados por estiramiento se encuentran en células que detectan el estiramiento y se abren cuando la membrana se deforma mecánicamente. Los canales iónicos regulados por ligando se encuentran en la sinapsis y se abren o se cierran cuando una sustancia química específica, como un neurotransmisor, se une al canal. Los canales iónicos regulados por voltaje se encuentran en los axones (y en las dendritas y el cuerpo celular de algunas neuronas, así como en otros tipos de células) y se abren o se cierran cuando cambia el potencial de membrana.
- 24. LE 48-14a Se generaun potencial de acción a medida que el Na+ fluye a través de la membrana en un lugar determinado Na+ Potencial de acción Axon
- 25. LE 48-14b Se generaun potencial de accion a medida que el Na+ fluye a través de la membrana en un lugar determinado Na+ Action potential Axon Na+ Action potentialK+ La despolarización del potencial de acción se propaga hasta la región vecina de la membrana, lo que reinicia allí el potencial de acción. A la izquierda de esta región, la membrana se está repolarizando a medida que el K+ fluye hacia el exterior. K+
- 26. LE 48-14c Se generaun potencial de accion a medida que el Na+ fluye a través de la membrana en un lugar determinado Na+ Action potential Axon Na+ Action potentialK+ La despolarización del potencial de acción se propaga hasta la región vecina de la membrana, lo que reinicia allí el potencial de acción. A la izquierda de esta región, la membrana se está repolarizando a medida que el K+ fluye hacia el exterior. K+ Na+ Action potentialK+ Se repite el piroceso de despolarización-repolarización en la siguiente región de la membrana. De esta forma, las corrientes locales de iones a través de la membrana plasmática determinan que el potencial de acción se propague a lo largo de la longitud del axón. K+
- 27. LE 48-12 Hyperpolarizations Graded potentialhyperpolarizations Graded potential depolarizations 5 Time (msec) Resting potential 43210 Threshold –100 –50 0 Membranepotential(mV) Stimuli +50 Depolarizations 5 Time (msec) Resting potential 43210 Threshold –100 –50 0 Membranepotential(mV) Stimuli +50 Action potential 5 Time (msec) Resting potential 43210 Threshold –100 –50 0 Membranepotential(mV) Stronger depolarizing stimulus +50 Action potential 6
- 28. PRODUCCIÓN DE POTENCIALES DEACCIÓN En la mayoría de las neuronas, las despolarizaciones son graduadas sólo hasta cierto voltaje de la membrana, denominado umbral. Un estímulo suficientemente fuerte como para producir una despolarización que alcanza el umbral desencadena un tipo diferente de respuesta, denominada potencial de acción. Un potencial de acción es un fenómeno de todo o nada_ una vez desencadenado posee una magnitud que es independiente de la fuerza del estímulo desencadenante. Los potenciales de acción son las señales que transportan información a lo largo de los axones, a veces recorriendo largas distancias, como desde los dedos de los pies hasta la médula espinal.
- 29. POTENCIAL DE ACCIÓN Los potenciales de acción de la mayoría de las neuronas son muy breves, de sólo 1-2 milisegundos de duración. Tener potenciales de acción breves permite a la neurona producirlos con alta frecuencia. Esto es importante porque las neuronas codifican información en la frecuendia de sus potenciales de acción. Los canales de sodio regulados por voltaje como los canales de potasio regulados por voltaje participan en la producción de un potencial de acción. Ambos tipos de canales se abren por la despolarización de la membrana, pero responden de forma independiente y secuencial: los canales de Na+ se abren antes que los canales de K+.
- 30. CANALES IÓNICOS Cadacanal de Na+ regulado por voltaje tiene dos puertas, una puerta de activación y una puerta de inactivación, y ambas se deben abrir para que el Na+ difunda a través del canal. En el potencial de reposo, la puerta de activación está cerrada y la puerta de inactivación está abierta en la mayoría de los canales de Na+. La despolarización de la membrana abre rápidamente la puerta de activación y cierra lentamente la puerta de inactivación Cada canal de K+ regulado por voltaje tienen sólo una puerta, una puerta de activación. En el potencial de reposo se cierra la puerta de activación en la mayoría de los canales de K+. La despolarización de la membrana abre lentamente la puerta de activación del canal del K+.
- 31. Cada canalde Na+ regulado por voltaje tiene dos puertas, una puerta de activación y una puerta de inactivación, y ambas se deben abrir para que el Na+ difunda a través del canal. En el potencial de reposo, la puerta de activación está cerrada y la puerta de inactivación está abierta en la mayoría de los canales de Na+. La despolarización de la membrana abre rápidamente la puertaCada canal de K+ regulado por voltaje tienen sólo una puerta, una puerta de activación. En el potencial de reposo se cierra la puerta de activación en la mayoría de los canales de K+. La despolarización de la membrana abre lentamente la puerta de activación del canal del K+. de activación y cierra lentamente la puerta de inactivación
- 32. LE 48-13_1 Potencia dereposo unbral potencialdemembrana (mV) Potencial De acción Time –100 –50 +50 0 Canal de potasio Fluido extracelular Membrana plamática Na+ Estado de reposo Puerta de inactivación Puertas de activación Canal de sodio K+ Citosol
- 33. LE 48-13_2 Resting potential Threshold Membranepotential (mV) Action potential Time –100 –50 +50 0 Potassium channel Extracellularfluid Plasma membrane Na+ Estado de reposo Inactivation gate Activation gates Sodium channel K+ Cytosol Na+ despolarización K+ Na+
- 34. LE 48-13_2 Resting potential Threshold Membranepotential (mV) Action potential Time –100 –50 +50 0 Potassium channel Extracellularfluid Plasma membrane Na+ Estado de reposo Inactivation gate Activation gates Sodium channel K+ Cytosol Na+ despolarización K+ Na+
- 35. LE 48-13_3 Resting potential Threshold Membranepotential (mV) Action potential Time –100 –50 +50 0 Potassium channel Extracellularfluid Plasma membrane Na+ Estado de reposo Inactivation gate Activation gates Sodium channel K+ Cytosol Na+ despolarización K+ Na+ Na+ Fase creciente del potencial de acción K+ Na+
- 36. LE 48-13_4 Resting potential Threshold Membranepotential (mV) Action potential Time –100 –50 +50 0 Potassium channel Extracellularfluid Plasma membrane Na+ Estado de reposo Inactivation gate Activation gates Sodium channel K+ Cytosol Na+ Depolarización K+ Na+ Na+ Fase creciente de despolarización K+ Na+ Na+ Fase de caida de potencil de acción K+ Na+
- 37. LE 48-13_5 Resting potential Threshold Membranepotential (mV) Action potential Time –100 –50 +50 0 Potassium channel Extracellularfluid Plasma membrane Na+ Estado de reposo Inactivation gate Activation gates Sodium channel K+ Cytosol Na+ despolarización K+ Na+ Na+ Fase creciente del potencial de acción K+ Na+ Na+ Fase de caída del potencial de acción K+ Na+ Na+ hiperpolarizac K+ Na+
- 38. LE 48-15 Cuerpo celular Célulade Schwann Región despolarizada (nodo de Ranvier) Vaína de mielína Axon CONDUCCIÓN SALTATORIA. En un axón mielínico, la corriente despolarizante durante un potencial de acción en un nodo de Ranvier, se propaga a lo largo del interior del azón hasta el nodo siguiente, donde se reinicia por si mismo. Por tanto, el potencial de acción salta de un nodo al otro a medida que viaja a lo largo del axón.
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- 40. LE 48-17 Célula postsinápticaCélula presináptical Vesículassinápticas Que contienen neurotransmisor Membrana presináptica Canal de Ca Regulado por voltaje Ca2+ Membrana postsináptica Membrana postsináptica Neuro- transmisor Canal iónico regulado por ligando Na+ K+ Canales ionicos Regulados por ligando Hendidura sináptica
- 41. LE 48-2a Red nerviosa Hydra(cnidario) Nervio radial Anillo nervioso Estrella de mar (equinodermo)
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- 43. LE 48-2c Insecto (artropodo)Chiton (molusco) encéfalo Cordón nervioso ventral Ganglios segmentarios Cordón Nervioso anterior Cordones Nerviosos longitudinales Ganglios
- 44. LE 48-2d encéfalo Ganglios calamar (molusco) encéfalo Salamandra(cordado) Médula Espinal Cordón Nervioso dorsal Ganglios segmentarios
- 45. LE 48-2 Nerve net Hydra(cnidarian) Radial nerve Nerve ring Sea star (echinoderm) Insect (arthropod) Chiton (mollusc) Brain Ventral nerve cord Segmental ganglia Anterior nerve ring Longitudinal nerve cords Ganglia Eyespot Brain Nerve cord Transverse nerve Planarian (flatworm) Brain Ganglia Squid (mollusc) Brain Salamander (chordate) Spinal cord (dorsal nerve cord) Sensory ganglion Brain Ventral nerve cord Segmental ganglion Leech (annelid)
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- 47. LE 48-19 Sistema nervioso CentralSNC Sistema nervioso periférico SNP Nervios craneales Ganglios Exteriores Al SNC Nervios espinales encéfalo Spinal cord
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- 50. LE 48-4 Músculo cuádricep Cuerpo celularde la neurona sensitiva en el ganglio de la raíz dorsal Neurona sensitiva Médula espinal) Sustancia blanca Músculo isquiocrural Sustancia gris Neurona motora Interneurona
- 51. ACTOS INVOLUNTARIOS Sonaquellos que realizamos sin intervención de la corteza cerebral, es decir, que son ajenos a nuestra consciencia, y, por tanto, a nuestra voluntad. Suelen estar controlados por centros de control secundarios, tales como la médula espinal y los ganglios. Dan lugar a lo que llamamos ACTOS REFLEJOS, producidos por muy pocas neuronas que funcionan formando un ARCO REFLEJO.
- 52. ACTO VOLUNTARIO Sonactos conscientes que dependen de nuestra voluntad. En ellos intervienen la médula espinal y el encéfalo. Se producen cuando un receptor recibe un impulso y envía la información a las vías sensitivas, que lo llevan a la médula espinal y de éstas al cerebro, donde se elabora una respuesta.
- 53. LE 48-22 División simpáticaDivisiónparasimática Contrae la Pupila del ojoLocalización de las Neuronas preganglionares: Tronco encefálico y segmentos Sacros de la médula espinal Estimula la secreción de las Glándulas salivales Contrae los bronquios En los pulmones Acción sobre los órganos diana Neurotransmisor liberado por las neuronas preganglionares: acetilcolina Disminuye e el ritmo cardiaco Estimula la actividad En el estómago Y los intestinos Localización de las posganglionares: en los ganglios próximos a los órganos diana o dentro de ellos Neurotransmisor Liberado por las neuronas Posganglionares: acetilcolina Estimula la actividad Del páncreas Estimula la Vesícula biliar Promueve la evacuación De la vejiga Promueve la erección de los genitales Dilata la pupila Del ojo Inhibe la secreción de las Glándulas salivales Relaja los bronquios En los pulmones Acción sobre los órganos diana: Acelera el ritmo cardíaco Inhibe la actividad del Estómago y los intestinos Inhibe la actividad del páncreas Estimula la liberación de glucosa del higado Inhibe la vesícula biliar Provocala evacuación De la vejiga Promueve la eyaculación y las Contracciones vaginales Estimula la médula suprarrenal Synapse Sacros Lumbares Torácicos Cervicalesl Ganglios simpáticos Localización de las neuronas Preganglionares: Segmentos torácicos y Lumbares de la médula espinal Neurotransmisor Liberado por las neuronas Preganglionares: acetilcolina Localización de las Neuronas posganglionares: Algunas en los ganglios Próximos a los órganos Diana; otras en una cadena de ganglios cerca de la Médula espinal Neurotransmisor liberado Por las neuronas Posganglionares. noradrenalina
- 55. LE 48-23 Regiones encefálicasembrionarias Cerebro anterior Cerebro medio Telencefalo Diencefalo Mesencéfalo Cerebro posteriorn Metencefalo mielencéfalo Diencephalon Mesencephalon Metencephalon Myelencephalon Midbrain Hindbrain Forebrain Telencephalon Spinal cord Médula espinal Embrión de un mes Embrión de cinco semanas Hemisferio cerebral Bulbo raquídeo ( parte del tronco encefálico) Gláncula hipófisis Pineal gland (part of epithalamus) Diencephalon: Hypothalamus Thalamus Tronco encefálico Mesencéfalo Protuberancia Bulbo raquídeo Cerebelom Epéndimo Adult Protuberancia (parte del tronco encefálico) cerebelo Mesencéfalo (parte del tronco encefálico) Diencéfalo (tálamo, hipotálamo, epitálamo) Cerebro (hemisferios cerebrales; se compone de corteza cerebral, sustancia blanca y núcleos basales Estructuras encefálicas presentes en el adulto
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- 60. LATERIZACÓN DE LAFUNCIÓN CORTICAL HEMISFERIO DERECHO Reconocimiento de patrones, de rostros, las relaciones espaciales, el pensamiento no verbal, el procesamiento emocional, en general, y el procesamiento simultáneo de muchos tipos de información. El conocimiento y la generación de los patrones de estrés y de entonación del habla que transmiten su contenido emocional destacan la función del hemisferio derecho, como lo hace la música. El hemisferio derecho parece especializarse en percibir la relación entre las imágenes y el contexto total en el que se desarrollan, mientras que el izquierdo es mejor en la percepción enfocada. La mayoría delas personas diestras utilizan su mano izquierda para las actividades de contexto o de sostén y utilizan su mano derecha para el moviimiento detallado y fino. HEMISFERIO IZQUIERDO El hemisferio izquierdo se hace más hábil para el lenguaje, las matemáticas, las operaciones lógicas y el procesamiento seriado de secuencias de información, tienen un procesamiento serial de las actividades detalladas y optimizadas por velocidad necesarias para el control del músculo esquelético y de los detalles auditivos y visuales finos.
- 61. LE 48-26 Left cerebral hemisphere Corpus callosum Neocortex Rightcerebral hemisphere Basal nuclei
- 62. LE 48-27 Frontal lobe Frontal association area Smell Speech Temporallobe Auditory association area Hearing Visual association area Vision Occipital lobe Reading Somatosensory association area Taste Speech Parietal lobe MotorcortexSomatosensorycortex
- 63. LE 48-28 Frontal lobeParietal lobe Primary motor cortex Primary somatosensory cortex Genitalia Tongue Jaw Lips Face Neck Eye Brow Shoulder Trunk Hip Wrist Hand Fingers Thum b ForearmElbow Knee Tongue Jaw Lips Face Eye Head Hand Fingers Thum b Forearm Elbow Abdominal organs Toes Pharynx Gums Teeth Nose Upperarm Neck Trunk Hip Leg