6 Salud y Fisiología Humanas
6.5 NERVIOS, HORMONAS Y HOMEOSTASIS
6.5.1
Indique que el sistema nervioso se
Organización del Sistema Nervioso
CENTRAL (SNC) PERIFÉRICO (SNP) SISTEMA NERVIOSONERVIOS / VÍAS MOTORES o
EFERENTES (SNC → efectores)
NERVIOS / VÍAS SENSORIALES o AFERENTES (receptores → SNC) Formados por prolongaciones de NEURONAS MOTORAS Formados por prolongaciones de NEURONAS SENSORIALES NERVIOS PERIFÉRICO S ENCÉFALO :
- Cerebro
- Cerebelo
- Tronco encefálico
Organización del Sistema Nervioso
Sistema Nervioso Central
: actúa como
centro de control y elaboración de
respuestas frente a estímulos del medio
externo e interno.
Sistema Nervioso Periférico
: está
formado por receptores sensoriales y
nervios (sensoriales y motores) que actúan
como líneas de comunicación hacia y
Los nervios
Manojos de prolongaciones o
fibras nerviosas (axones y
dendrones) rodeadas por
tejido conectivo.
Conectan el SNC con la
periferia (receptores y
efectores).
•
Nervios craneales: son 12 pares que salen de la base
del cráneo.
•
Nervios espinales: son 31 pares que salen de la
Células del Sistema Nervioso
Neuronas
: especializadas en la transmisión o
propagación del impulso nervioso.
Sensoriales
Motoras
Transmisoras o de relación o interneuronas
Células de la glía
: funciones de apoyo o auxiliares.
Oligodendrocitos (SNC): vaina de mielina Células de Schwann (SNP): vaina de mielina
Astrocitos (SNC): soporte, defensa y nutrición de
neuronas
6.5.2
Dibuje y rotule un diagrama de la
estructura de una neurona motora.
Incluya dendritas, cuerpo celular con
Tipos de Neuronas
(a)Neurona Motora
(b)Neurona Transmisora o Inter-neurona
(c) Neurona Sensorial
NOTA: la vaina de mielina que rodea las
prolongaciones de las neuronas motora y sensorial no está dibujada.
Neurona Motora
Las partes de las
neuronas
Soma o cuerpo celular:
contiene el núcleo y la mayor parte de las estructuras que mantienen los procesos vitales de la neurona. Su forma varía en los distintos tipos de neuronas.
Dendritas: reciben y propagan
el impulso nervioso.
En neuronas motoras son
muchas y cortas. En neuronas sensoriales es una (dendrón), larga, y con vaina de mielina.
Axón: prolongación neuronal
que transmite el impulso nervioso. Es uno solo y, en neuronas motoras, largo y con vaina de mielina.
La Vaina de Mielina
Está formada por células de la glía que tienen en
sus membranas gran cantidad de mielina
(oligodendrocitos en el SNC y células de Schwann
en el SNP). Estas células crecen enrollándose
CÉLULAS del SISTEMA
CÉLULAS del SISTEMA
NERVIOSO CENTRAL
NERVIOSO CENTRAL
2) botón sináptico con múltiples sinapsis
3) axón
4) núcleo de oligodendrocito 5) astrocito
6) vaina de mielina 7) microglía
Nódulos de Ranvier
Son los sectores del axón o el dendrón que
Organelas abundantes en neuronas
Mitocondrias
: en toda la neurona hay muchas
mitocondrias ya que varias funciones consumen ATP
Síntesis de neurotransmisores
Exocitosis para liberar neurotransmisores
Bomba de sodio-potasio
Retículo endoplasmático rugoso
: muy
abundante en el cuerpo celular
Síntesis de neurotransmisores
Aparato de Golgi
: muy abundante en el cuerpo
celular
Síntesis y
empaquetamiento de péptidos
Transporte axonal rápido a lo largo del citoesqueleto
Transporte axonal rápido retrógrado
Reciclado de
vesículas sinápticas Reciclado de componentes
de membrana en los lisosomas
6.5.3
Indique que los impulsos nerviosos son
Circulación de la Información
ESTÍMU LO (cambio ) neuronas sensoriales SNP RECEPT ORSISTEMA
NERVIOSO
CENTRAL
neuronas motoras SNP EFECTO R - músculo - glándula RESPUE STA (acción) neuron as transm isorasEstímulo: cambio en el medio (interno o externo) que es detectado por un receptor y que provoca una respuesta.
Transmisión del Impulso Nervioso
GHB 2004
Este impulso no es
exactamente una corriente eléctrica.
La señal o impulso es un
cambio breve en la
diferencia de potencial a través de la membrana plasmática de la neurona.
Este cambio en la
diferencia de potencial se mueve a lo largo de la
6.5.4+5
Defina potencial de reposo y potencial
de acción (incluyendo despolarización y
repolarización).
Explique cómo pasa un impulso
El Potencial de Reposo
Cuando una neurona no está transmitiendo una señal
se dice que está en
reposo
.
Pero una neurona en “reposo” NO está en reposo!
La membrana plasmática contiene bombas de
sodio-potasio que usan ATP para transportar iones sodio
afuera de la célula e iones potasio adentro.
Se
La bomba de sodio-potasio
La mayor parte de los canales de potasio están abiertos. La
membrana es 50 veces más permeable a iones potasio que a iones sodio. Los iones potasio difunden a favor del gradiente de
concentración, hacia el exterior.
Los canales de sodio dependientes del voltaje están cerrados.
En el interior de la neurona hay una alta concentración de
grandes aniones (iones negativos) orgánicos, que por su gran tamaño no pueden salir.
Esto hace que el fluido exterior de la célula contenga más cargas
positivas que el citoplasma que es relativamente negativo comparado con el exterior.
Se dice que la membrana está polarizada.
La diferencia de potencial a través de la membrana es cercana a
El Potencial de Acción
Cuando un estímulo llega a una neurona algunos canales de sodio
se abren e ingresan iones sodio causando que el potencial de membrana aumente (el interior se hace menos negativo). Si el potencial llega al valor umbral de –50 mV se desencadena el potencial de acción.
Los canales de sodio dependientes de voltaje se abren e ingresan
masivamente iones sodio. El interior se hace positivo y el exterior negativo. La membrana se despolariza.
Cuando la diferencia de potencial llega al pico de +30 mV los
El Periodo Refractario
Al abrirse todos los canales de potasio estos iones salen
masivamante a favor de su gradiente.
La membrana es más permeable al potasio que en reposo
por lo que se supera la diferencia de potencial llegando a cerca de -80 mV.
Se dice que la membrana está hiperpolarizada.
El cierre parcial de los canales de potasio y la acción de la
bomba de sodio-potasio restauran el potencial de reposo.
El Periodo Refractario
Inmediatamente después del potencial de acción no es posible
que se produzca un segundo potencial de acción en esa misma porción de membrana. Los canales de sodio están cerrados y no pueden reabrirse inmediatamente ya que la diferencia de potencial es muy grande.
La membrana es “refractaria” a los estímulos por un
¿Cómo se propaga el impulso nervioso?
Cuando los iones de sodio cargados positivamente ingresan a
una región despolarizada de la neurona son atraídos hacia los lados, ya que estas regiones están polarizadas (tienen cargas negativas en el interior).
Se establece así una corriente o circuito localizado.
Los iones de sodio despolarizan las regiones adyacentes y el
+50 +30 +10 -10 -30 -50 -70
1 2 3 4 5
Potencial de membrana (mV) Tiempo (ms) potencial de reposo despolarización re-polarización hiperpolarización restauración del potencial de reposo UMBRAL
Los canales de Na+
dependientes del estímulo se abren. Si alteran el potencial de modo que lleguen o superen – 50 mV, se desencadena el
Cambios de potencial
Potencial de Reposo Potencial de Acción Periodo Refractario Diferencia de Potencial (mV)- 70 - 50 a + 30 - 80
Cargas relativas -Lado externo
-Lado interno NegativoPositivo
Negativo Positivo
Más positivo Negativo
La membrana está: Polarizada Despolarizada Hiperpolarizada(
*)
Canales de Na+ Cerrados Abiertos Cerrados
Canales de K+
independientes de voltaje
Abiertos Abiertos Abiertos
Canales de K+
dependientes de voltaje
Cerrados Cerrados Abiertos
(*) En las sinapsis inhibitorias la hiperpolarización (de la membrana post-sináptica) se provoca por el ingreso de iones cloruro (Cl-) lo cual
Diferencias de potencial
¿Cómo transmiten información las neuronas?
Los potenciales de acción son siempre del mismo tamaño… una
despolarización es capaz de producir un potencial de acción o no... Se trata de un fenómeno de todo o nada.
Los potenciales de acción son binarios: están ON u OFF!
La información acerca de la fuerza o intensidad del estímulo
es provista por la frecuencia de los potenciales de acción en una neurona.
El tipo de estímulo (ej.: luz, sonido) depende de la región del
Propagación
del
Impulso
Nervioso
La onda de despolarización (potencial de acción) se propaga
La Vaina de Mielina
Axón mielinizado Axón desmielinizado
vaina de mielina presente vaina de mielina dañada o ausente
el impulso se transmite rápidamente “conducción saltatoria”
el impulso se transmite lentamente “conducción
6.5.6
Transmisión Sináptica
Sinapsis: puntos de unión entre dos neuronas, o entre neurona y célula muscular.
Vesícula con neurotransmisores
Transmisión Sináptica
A. Liberación del neurotransmisor
1. La llegada del potencial
de acción a la
membrana
pre-sináptica hace que se
abran los canales de
calcio dependientes de
voltaje, por lo que los
iones difunden hacia el
interior del botón
sináptico.
Potencial de acción
Ingreso de iones
Transmisión Sináptica
A. Liberación del neurotransmisor
2. El ingreso de calcio
hace que las vesículas
conteniendo los
neurotransmisores se
movilicen y fusionen
con la membrana
pre-sináptica (exocitosis)
liberando los
neurotransmisores al
espacio sináptico.
Transmisión Sináptica
B. Difusión del neurotransmisor
3. Los
neurotransmisores
difunden a través de
la hendidura o
espacio sináptico y
se unen a
receptores
específicos en la
membrana
Transmisión Sináptica
C. Unión del neurotransmisor e ingreso de iones
4. La unión del
neurotransmisor al
receptor causa que
los canales iónicos
asociados se abran
y los iones difunden
ingresando a la
célula
post-sináptica.
Transmisión Sináptica
D. Eliminación del neurotransmisor
5. Los
neurotransmisores
son removidos del
espacio sináptico
por reabsorción a
través de la
membrana
pre-sináptica, o por
degradación
Consecuencias en la célula post-sináptica
A) Sinapsis excitatoria
1.
Si se une un
neurotransmisor
excitatorio
a su receptor.
2.
Los canales asociados permiten
el ingreso de
iones sodio
(Na+) a
la célula post-sináptica.
3.
Esto causa
despolarización
y por
Consecuencias en la célula post-sináptica
B) Sinapsis inhibitoria
1.
Si se une un
neurotransmisor
inhibitorio
a su receptor.
2.
Los canales asociados permiten
el ingreso de
iones cloruro
(Cl-) a
la célula post-sináptica.
3.
Esto causa
hiperpolarización
y
Neurotransmisores
Inhibitorios
(permiten el ingreso de Cl-)
GABA
Endorfinas
Neurotransmisores
Excitatorios
(permiten el ingreso de Na+)
Noradrenalina
Glutamato
ión
ión
Proteínas receptoras específicas para cada neurotransmisor (ligando), asociadas a un
canal iónico dependiente del ligando
Neutransmisores que pueden
provocar excitación o
inhibición
dependiendo de dónde actúan:
Dopamina
Serotonina
Acetilcolina
Neutransmisores que pueden
provocar excitación o
inhibición
dependiendo de dónde actúan:
Dopamina
Serotonina
6.5.7
Indique que el sistema endocrino está
formado por glándulas que liberan
Sistema Endocrino
Formado por
glándulas
(endocrinas) que producen
y secretan hormonas, las
cuales son transportadas
por el torrente sanguíneo.
Las
hormonas
o
mensajeros químicos
pueden ser proteínas o
esteroides (lípidos).
Los
órganos blanco o
Hormona
Célula endocrina
Respuesta
Receptor sangre
6.5.8
Indique qué se entiende por
Homeostasis
Mantenimiento de los parámetros físicos y
químicos del ambiente interno (sangre y
fluidos tisulares) en valores constantes o
dentro de límites estrechos.
pH de la sangre
Concentración de dióxido de carbono
Concentración de glucosa en sangre
Temperatura corporal
6.5.9
Explique que la homeostasis conlleva el
control de los niveles de distintas
variables y la corrección de los cambios
de los niveles por mecanismos de
Retroalimentación Negativa
El producto de un proceso inhibe al proceso
que creó al producto.
ESTÍMULO (cambio a un valor mayor o
menor al normal) Centro de Control y Procesamiento PROCESO PRODUCTO Respuesta o Efecto del Proceso: vuelta
al valor normal
Por retroalimentación negativa
el centro
de control detecta como nuevo estímulo
al valor normal, y esto inhibe al proceso
6.5.10
Explique el control de la temperatura
corporal, incluyendo la transferencia de
calor por la sangre, las funciones del
Control de la Temperatura
Estímulo
: cambio en la temperatura corporal
Receptores
: en la piel (temperatura externa) y en
el
hipotálamo
(temperatura corporal)
Centro Integrador
:
hipotálamo
y corteza cerebral
Efectores
:
Glándulas: hipófisis, tiroides, suprarrenales, sudoríparas Músculos: erectores del pelo, de la pared de arteriolas,
esqueléticos
Respuestas
:
Modificación en la actividad metabólica
Modificación en la transferencia de calor a través de la
sangre
Control de la Temperatura
Temperatura Corporal
MAYOR
a 37.5ºC
actividad metabólica
Vasodilatación de las arteriolas de la piel,
pérdida de calor (por radiación, convección y
conducción)
transpiración,
pérdida de calor
(por evaporación)
Los músculos erectores del vello están
relajados y el vello acostado sobre la piel,
aislación térmica
Control de la Temperatura
Temperatura Corporal
MENOR
a 35.8ºC
actividad metabólica
Vasoconstricción de las arteriolas de la piel,
pérdida de calor (por radiación, convección y
conducción)
transpiración,
pérdida de calor
(por evaporación)
Los músculos erectores del vello están contraído y
el vello vertical sobre la piel,
aislación térmica
6.5.11
Explique el control de la concentración
de glucosa en la sangre, incluyendo las
funciones del glucagón, de la insulina y
de las distintas células de los islotes
El cerebro depende exclusivamente de glucosa.
Los otros tejidos pueden también utilizar como combustibles las grasas
Conceptos generales sobre el metabolismo
La glucemia es el nivel de glucosa en sangre
La glucemia debe ser constante (80-120mg glucosa/100ml sangre) para que nunca le falte combustible al cerebro.
Cuando baja la glucemia:
• Degradamos glucógeno (glucogenolísis) para dar glucosa al cerebro
• Degradamos depósitos de lípidos (lipolísis) para que sirvan de combustible a otros tejidos y no usen la glucosa
• Convertimos los aminoácidos en glucosa (gluconeogénesis)
Hormonas que intervienen en el metabolismo
•Insulina
•Glucagón
•Adrenalina (situación de estrés)
•Cortisol (situación de estrés)
•Hormona de crecimiento
Control de la Glucemia
Estímulo
: cambio en la concentración de
glucosa en sangre (glucemia)
Receptor
y
Centro de Control
: células
α y β
de los islotes de Largerhans, en el páncreas.
Efector 1º
: células
α y β
de los islotes de
Largerhans.
Respuesta 1ª
: liberación de hormonas
pancreáticas (insulina o glucagón)
Efectores 2º
: hígado y músculos esqueléticos
Respuesta 2ª
: modificación en la
Hormonas: insulina y glucagón
Sangre
Islotes de Langerhans
Células
: glucagón
Células
: insulina
El PÁNCREAS ENDÓCRINO produce dos hormonas:
insulina y glucagón
Células acinares (enz. digestivas) Cél. del ducto
6.5.11 Control de la Glucemia:
INSULINA
concentración de glucosa en sangre
(>90mg/100cm
3)
Las células
β
de los islotes pancreáticos detectan el
aumento en la glucemia y secretan
insulina
Al unirse a su receptor la insulina provoca:
en la captación de glucosa por parte de las células,especialmente las del músculo esquelético
en el consumo de glucosa por parte de las células del hígado en la conversión glucosa → glucógeno y glucosa → grasas por
parte de las células del hígado
concentración de glucosa en sangre
(=90mg/100cm
3)
Por
retroalimentación negativa
se inhibe la secreción
Control de la Glucemia:
GLUCAGÓN
concentración de glucosa en sangre
(<90mg/100cm
3)
Las células
α
de los islotes pancreáticos detectan el
aumento en la glucemia y secretan
glucagón
Al unirse a su receptor la insulina provoca:
en la degradación de glucógeno → glucosa por las células del
hígado
en la conversión de aminoácidos / glicerol → glucosa por parte de
las células del hígado
concentración de glucosa en sangre
(=90mg/100cm
3)
Por
retroalimentación negativa
se inhibe la secreción
Efectos de la insulina
sobre el metabolismo
Aumento de síntesis de proteínas Disminución de ácidos grasos en sangre
Almacén de grasas
Disminución de glucosa en sangre
Almacén de glucosa
ANABOLISMO
(situación de abundancia)
Efectos del glucagón
sobre el metabolismo
CATABOLISMO
(situación de ayuno)
Degradación de proteínas en hígado Aumento de ácidos grasos en sangreDegradación de grasas Aumento de glucosa en sangre
Degradación de glucógeno
La
insulina
y el
glucagón
tienen efectos
6.5.12
Diabetes
Diabetes tipo I:
Reducción de secreción de insulina por células -pancreáticas
Diabetes tipo II:
Desensibilización de receptores de insulina en las células blanco
Insulina insuficiente para
compensar la falta de receptores
Administración de insulina
Dieta
Ejercicio
Diabetes Tipo I
Se manifiesta en la infancia o antes de los
20 años.
No se produce insulina.
Las células blanco tienen una sensibilidad
normal a la insulina.
Puede deberse a causas genéticas,
auto-inmunes o virales que provocan la
destrucción de las células
del páncreas.
Su tratamiento requiere inyecciones diarias
Diabetes Tipo II
Se manifiesta en la adultez, usualmente
después de los 40 años.
Se produce insulina.
Las células blanco tienen una sensibilidad
reducida para la insulina, generalmente por
falta de receptores suficientes.
Puede deberse a del estilo de vida: obesidad
y sedentarismo. También hay factores
genéticos.
Su tratamiento requiere control de la dieta,
Prueba 2 – Sección B
M10-2 – 6.5.5 – Explique cómo pasa un impulso a lo largo de la membrana de una
neurona. [8]
M11-2 – 6.5.8+10 – Explique el principio de la homeostasis en base al control de la
temperatura corporal. [9]
M10-2 – 6.5.5 – Explique cómo pasa un impulso a lo largo de la membrana de una
neurona. [8]
N09 – 6.5.8+11 – Explique el concepto de homeostasis usando como ejemplo el
control del nivel de azúcar en sangre. [9]
M07-2 – 6.5.10 – Describa el control de la temperatura corporal en los seres
humanos. [5]
M05-2 – 6.5.8+11 – Describa la homeostasis en relación a la concentración de
glucosa en sangre en los seres humanos. [6]
N04 – 6.5.10 - Describa la respuesta del cuerpo humano a bajas temperaturas
externas. [4]
M04-1 – 6.5.11 – Explique el control de la glucosa en sangre. [9]
M03 – 6.5.11 – Explique cómo se controla la concentración de glucosa en sangre en
el organismo humano. [8]
N01 – 6.5.8+10 – Explique el concepto de homeostasis en referencia al control de la