6.5 Nervios, Hormonas y Homeostasis (2010) P

Texto completo

(1)

6 Salud y Fisiología Humanas

6.5 NERVIOS, HORMONAS Y HOMEOSTASIS

(2)

6.5.1

Indique que el sistema nervioso se

(3)

Organización del Sistema Nervioso

CENTRAL (SNC) PERIFÉRICO (SNP) SISTEMA NERVIOSO

NERVIOS / 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

(4)

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

(5)

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

(6)

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

(7)

6.5.2

Dibuje y rotule un diagrama de la

estructura de una neurona motora.

Incluya dendritas, cuerpo celular con

(8)

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

(9)

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.

(10)

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

(11)

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

(12)

Nódulos de Ranvier

Son los sectores del axón o el dendrón que

(13)

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

(14)

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

(15)

6.5.3

Indique que los impulsos nerviosos son

(16)

Circulación de la Información

ESTÍMU LO (cambio ) neuronas sensoriales SNP RECEPT OR

SISTEMA

NERVIOSO

CENTRAL

neuronas motoras SNP EFECTO R - músculo - glándula RESPUE STA (acción) neuron as transm isoras

Estímulo: cambio en el medio (interno o externo) que es detectado por un receptor y que provoca una respuesta.

(17)

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

(18)

6.5.4+5

Defina potencial de reposo y potencial

de acción (incluyendo despolarización y

repolarización).

Explique cómo pasa un impulso

(19)

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

(20)
(21)

La bomba de sodio-potasio

(22)

 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

(23)
(24)

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

(25)
(26)

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.

(27)

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

(28)

¿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

(29)

+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

(30)

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

(31)

Diferencias de potencial

(32)

¿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

(33)

Propagación

del

Impulso

Nervioso

La onda de despolarización (potencial de acción) se propaga

(34)

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

(35)
(36)

6.5.6

(37)

Transmisión Sináptica

Sinapsis: puntos de unión entre dos neuronas, o entre neurona y célula muscular.

Vesícula con neurotransmisores

(38)
(39)

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

(40)

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.

(41)

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

(42)

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.

(43)

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

(44)

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

(45)

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

(46)

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

(47)

6.5.7

Indique que el sistema endocrino está

formado por glándulas que liberan

(48)

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

(49)

Hormona

Célula endocrina

Respuesta

Receptor sangre

(50)

6.5.8

Indique qué se entiende por

(51)

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

(52)

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

(53)

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

(54)

6.5.10

Explique el control de la temperatura

corporal, incluyendo la transferencia de

calor por la sangre, las funciones del

(55)

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

(56)
(57)

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

(58)

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

(59)

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

(60)

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)

(61)

Hormonas que intervienen en el metabolismo

•Insulina

•Glucagón

•Adrenalina (situación de estrés)

•Cortisol (situación de estrés)

•Hormona de crecimiento

(62)

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

(63)

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

(64)

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

(65)

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

(66)
(67)

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 sangre

Degradación de grasas Aumento de glucosa en sangre

Degradación de glucógeno

La

insulina

y el

glucagón

tienen efectos

(68)

6.5.12

(69)

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

(70)

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

(71)

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,

(72)

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

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...