Sistema nervioso 1. Función general del sistema nervioso El Sistema Nervioso, el más complejo y desconocido de todos los que conforman el cuerpo humano, asegura junto con el Sistema Endocrino, las funciones de control, coordinación y relación, del organismo. El Sistema Nervioso se encarga por lo general de controlar las actividades que requieran una respuesta rápida, y por el contrario, el sistema endocrino controla las actividades que no requieren rapidez. No obstante, hay respuestas o funciones que requieren la atención de ambos. Estas funciones de control o coordinación el sistema nervioso las hace mediante impulsos nerviosos, y el sistema endocrino mediante la producción y vertido al medio interno de unas sustancias denominadas hormonas. El sistema nervioso es capaz de recibir y analizar innumerables datos captados por los distintos órganos sensoriales. A través de ellos, de los órganos sensoriales o receptores –ojo, oído, tacto, etc.recibe información de las alteraciones –estímulos- que ocurren tanto en el exterior como en el interior del organismo, transformándolos en impulsos nerviosos que al llegar al centro nervioso son transformados en una respuesta, también llevada en forma de impulso nervioso, que implica una actuación por parte de alguno de sus órganos, al que llamaremos órgano efector. Por medio de estos mecanismos el animal ve y oye, actúa, analiza, organiza y guarda en su encéfalo registros –memoriza- de sus experiencias. El Sistema Nervioso es el responsable de las funciones intelectivas, como la memoria, las emociones o el razonamiento. Su constitución anatómica es muy compleja, y las células básicas que lo componen, las neuronas, a diferencia de las del resto del organismo, carecen de capacidad regenerativa o reproductora. 2. Células del sistema nervioso El sistema nervioso está constituido por dos tipos de células, las que son su unidad funcional, las neuronas, y otras que realizan funciones de nutrición, defensa y sostén de las anteriores, las gliales. La neurona es la unidad funcional del sistema nervioso. Consta de tres partes:

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Cuerpo neuronal o celular o soma: Compuesto fundamentalmente por núcleo y citoplasma. Dendritas: Son ramificaciones cortas, numerosas y con aspecto de ramas. Están especializadas en recibir impulsos y enviarlos al cuerpo neuronal o soma. Axón: Prolongación larga, que puede alcanzar hasta un metro de longitud, rematada en su extremo por finas ramas que acaban en botones terminales. Conduce el impulso nervioso desde el cuerpo neuronal hasta las dendritas de otra neurona o hacia un órgano efector.

Las neuronas pueden clasificarse, según su función, en:

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Neuronas sensitivas: Transmiten impulsos nerviosos desde el recetor de un estimulo hasta los centros nerviosos. Neuronas motoras: Transmiten impulsos nerviosos desde los centros nerviosos hasta los órganos efectores. Neuronas mixtas: Son las que pueden realizar labores sensitivas y motoras. Neuronas de asociación: Se hallan en los centros nerviosos conectando neuronas sensitivas con neuronas motoras.

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Las células gliales realizan funciones de nutrición, sostén y defensa del tejido nervioso. Las hay de varios tipos, las más importantes son las células de Schwann, las cuales presentan una membrana plasmática rica en mielina, un lípido de color blanco con función aislante. El sistema nervioso central del hombre tiene aproximadamente 10 billones de neuronas y 5 a 10 veces más células gliales. 3. Fibras, nervios, ganglios y centros nerviosos. Los axones de las neuronas se asocian junto a las células de Schwann formando fibras nerviosas. En ocasiones, los axones de varias neuronas quedan recubiertos por una única célula de Schwann –fibra superior en la figura- y forman fibras amielínicas (o fibras grises); otras veces, varias células de Schwann se enrollan y rodean en capas concéntricas a un único axón y dan lugar –fibra inferior de la figura- a las fibras mielínicas (o blancas).

En una fibra mielinica, el axón es mucho más largo que las células de Schwann, por ello, longitudinalmente entre un grupo de células Schwann, lo que se denomina una vaina de mielina, y el siguiente quedan puntos desnudos, son los llamados nodos de Ranvier.

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La agrupación de varias fibras nerviosas, junto con vasos sanguíneos, forma los nervios, que quedan envueltos por varias capas de tejido conjuntivo.

Los cuerpos celulares se agrupan. Cuando se agrupan en un número limitado constituyen estructuras llamadas ganglios periféricos, podemos encontrarlos intercalados en un nervio. Pero cuando se agrupan en un número elevado forman lo que se denomina los centros nerviosos (el encéfalo y la medula espinal). 4. El impulso nervioso y su transmisión La membrana de las neuronas está polarizada, hay un reparto desigual de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la célula. Esto crea una diferencia de potencial, siendo el exterior positivo respecto al interior. En el exterior, en el líquido intersticial, el anión más abundante es el de cloro. En el citoplasma, los aniones más abundantes son proteínas disueltas y ionizadas negativamente. El catión más abundante + en el líquido intersticial es el de sodio, y en el citoplasma el de potasio. En el exterior Cl y Na y en el + interior proteínas y K . El desequilibrio iónico entre el exterior y el interior se alcanza por el funcionamiento de la bomba de + + + + sodio/potasio (Na /K ). La bomba de Na /K gasta ATP. Expulsa tres iones de sodio que se encontraban en el interior de la neurona e introduce solo dos iones de potasio que se encontraban en el exterior. Los iones sodio no pueden volver a entrar en la neurona, debido a que la membrana es impermeable al sodio. Esto hace que en el exterior haya más cargas positivas que en el interior, creando una diferencia de potencial, al que se denomina potencial de reposo. Cuando un estimulo llega a una neurona en estado de reposo, se abren los canales para que los + cationes sodio Na -a través de proteínas de membrana- pasen al interior, invirtiéndose la polaridad de la membrana, se ha creado un impulso nervioso. Esta inversión genera una diferencia de potencial de signo opuesto, que es denominado potencial de acción. Propagación o transmisión del impulso nervioso: La inversión en la polaridad de la membrana en un punto induce a que la zona adyacente sufra una inversión alcanzándose en ella el potencial de acción y el punto de inicio vuelve a recuperar su potencial de reposo porque vuelve a funcionar la bomba de sodio/potasio. Esta zona adyacente será, ahora, la de inicio de la que tenga al lado y así sucesivamente se transmite el impulso nervioso. atracción de sus cationes por la carga negativa del área estimulada, actuando como sumidero de cationes de sodio. De este modo, se va transmitiendo la onda de electronegatividad a lo largo de toda la fibra nerviosa. La transmisión del impulso nervioso sigue la Ley del todo o nada. Esto quiere decir que si la despolarización de la membrana no alcanza un potencial mínimo de acción, denominado potencial umbral, no se transmite el impulso nervioso.

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En las fibras mielinicas las vainas de mielina, producidas por células de Schwann enrolladas entorno a un axón, son aislantes al paso de iones pero al estar separadas por los denominados nódulos o nodos de Ranvier, la inversión de polaridad se propaga saltando de nódulo en nódulo. Esta propagación saltatoria es más rápida, al no tener que despolarizar todos los puntos de la fibra nerviosa. Además permite un importante ahorro energético, ya que la bomba de sodio tiene que movilizar menor cantidad de iones.

5. Sinapsis

Las neuronas no se encuentran físicamente unidas, por lo que, en un principio, si por la primera se transmitía un impulso nervioso, este no podrá continuar por la segunda. Sin embargo, existe una conexión funcional que lo permite, a esta conexión se la denomina sinapsis. Existe un pequeño espacio entre ellas, llamado hendidura sináptica. A esta hendidura se vierte, desde la membrana presináptica del final del axón al que ha llegado un impulso nervioso, una sustancia química denominada neurotransmisor. El neurotrasmisor es captado por la membrana postsináptica, es decir, la membrana de la segunda neurona. El neurotransmisor es la molécula responsable de invertir la polaridad la membrana de la segunda neurona, creándose en ella un impulso nervioso al abrirse los canales para el sodio que permanecían cerrados. Una vez que la segunda neurona comienza a transmitir el impulso nervioso, en el punto inicial se debe volver al potencial de reposo que había antes de la sinapsis. Para ello, el neurotransmisor es destruido por acción enzimática y el potencial de reposo se alcanza al + + expulsar el sodio la bomba de Na /K .

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6. Organización del sistema nervioso y sus funciones El sistema nervioso podemos organizarlo desde el punto de vista anatómico y desde el punto de vista funcional. Desde el punto de vista anatómico podemos dividirlo en sistema nervioso central y sistema nervioso periférico, y desde el punto de vista funcional en somático y autónomo o vegetativo. El sistema nervioso, desde el punto de vista anatómico se divide en: Sistema nervioso central: Comprende:

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Encéfalo. Médula Espinal.

Sus funciones son:

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Percibir los estímulos procedentes del mundo exterior. Transmitir los impulsos nerviosos sensitivos a los centros de elaboración. Producción de los impulsos efectores o de gobierno. Transmisión de estos impulsos efectores a los músculos esqueléticos.

Sistema nervioso periférico: Comprende:

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Nervios craneales. Nervios raquídeos. Ganglios periféricos.

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Tiene como función captar y transmitir, hacia el sistema nervioso central los impulsos sensitivos, y transmitir a los órganos efectores las respuestas elaboradas por el sistema central. El sistema nervioso, desde el punto de vista funcional o fisiológico se divide en: Sistema nervioso somático: Está en relación con las acciones voluntarias, aquellas coordinaciones sobre las que tenemos voluntad. Por ejemplo, las efectuadas por la musculatura estriada o esqueletica. Sistema nervioso autónomo o vegetativo: Comprende:

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Sistema simpático Sistema parasimpático

Está en relación con las acciones de coordinación involuntarias que realizan las vísceras: las glándulas, el corazón, los vasos sanguíneos y músculos lisos. Su función es involuntaria, transmitiendo impulsos que regulan las funciones de las vísceras de acuerdo con las exigencias vitales de cada momento. 7. Organización anatómica del sistema nervioso humano Como acabamos de ver, desde el punto de vista anatómico, al sistema nervioso le podemos dividir en central (SNC) y periférico (SNP). En esta pregunta vamos a desarrollar las principales zonas, característica y funciones de ellas, en que podemos dividir el SNC y el SNP. Las principales zonas en las que podemos dividir anatómicamente el sistema nervioso podemos recogerlas en el siguiente esquema:

Encéfalo anterior o

Telencéfalo o Cerebro

*Hemisferios y sus lóbulos *Cuerpo calloso

Prosencéfalo Diencéfalo

Sistema Nervioso Central (SNC)

Encéfalo

Encéfalo Medio o Mesencéfalo

Encéfalo posterior o Sistema Nervioso

Metencéfalo

Bulbo raquídeo

Nervios craneales Sistema Nervioso Periférico

Nervios espinales o raquídeos Ganglios

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*Hipotálamo * Tubérculos cuadrigémios

Rombencéfalo

Médula Espinal

*Tálamo

*Cerebelo *Protuberancia o Puente de Varolio

7.1. Sistema nervioso central (SNC) Esta formado por el encéfalo y la médula espinal. Se encuentran protegidos por los huesos del cráneo, en el caso del encéfalo, y por las vértebras, en el caso de la medula espinal. Además, entre el cráneo y el SNC, existen tres membranas de tejido conjuntivo, llamadas meninges, que sirven de protección: la interna o piamadre, la media o aracnoides y la externa o duramadre, entre las dos primeras se encuentra el líquido cefalorraquídeo. En el SNC podemos distinguir o hablamos de: •

Sustancia gris. Constituida por agrupaciones numerosas de cuerpos neuronales. Se localiza en la superficie del encéfalo y en la zona interna de la médula.

•

Sustancia blanca. Formada por agrupaciones de axones que forman parte de fibras mielinicas. Ocupan las zonas internas del encéfalo y la parte exterior de la médula.

7.1.1. El encéfalo Se divide en encéfalo anterior o prosencéfalo, encéfalo medio o mesencéfalo y encéfalo posterior o rombencéfalo. Además de estas tres partes hay cuatro ventrículos cerebrales llenos de líquido cefalorraquídeo.

A) En el prosencéfalo o encéfalo anterior podemos distinguir el telencéfalo o cerebro y el diencéfalo.

Telencéfalo o Cerebro Encéfalo anterior o

*Hemisferios cerebrales y sus lóbulos *Cuerpo calloso

Prosencéfalo Diencéfalo

*Tálamo *Hipotálamo

Telencéfalo o Cerebro Está dividido incompletamente por un surco o hendidura en dos partes, llamadas hemisferios cerebrales. En los hemisferios se distinguen zonas denominadas lóbulos, que llevan el nombre del hueso en que se encuentran en contacto: frontal, parietal, temporal y occipital. Generalizando:

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El hemisferio izquierdo controla las funciones lógicas. Controla la mano derecha, la habilidad numérica, el lenguaje y el pensamiento racional, la escritura y la lectura. El hemisferio derecho reconoce imágenes. Controla las facultades artísticas y la sensibilidad espacial. Controla la mano izquierda, la imaginación y las emociones.

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Dentro de sus principales funciones están las de controlar y regular el funcionamiento de los demás centros nerviosos, también es el órgano de las facultades intelectuales: atención, memoria, inteligencia ... , concretando:

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En los lóbulos frontales reside el razonamiento, la modulación de las emociones, hacer planes, juicios morales... Lesiones en esta zona producen individuos irresponsables. En los lóbulos parietales residen las sensaciones del gusto, tacto, presión, temperatura y dolor. Asocian información auditiva y visual con la memoria. Los lóbulos occipitales se encargan de percibir y procesar la información visual. Los lóbulos temporales se encargan de la audición.

La parte externa de los hemisferios se encuentra muy plegada formando abundantes circunvalaciones cerebrales. En la parte interna del cerebro se encuentra el cuerpo calloso, es una ancha franja de sustancia blanca que une ambos hemisferios, en el los nervios de los hemisferios se cruzan, por ello el izquierdo controla la mano derecha, y el derecho la izquierda. El cerebro en cifras

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Peso de un cerebro adulto: 1300 - 1500 gramos. Peso de un cerebro de recién nacido: 350 - 400 gramos. Volumen intracraneal: 1700 ml. Volumen cerebral: 1400 ml. 11 Número de neuronas: 10 . Número de células gliales: 10 - 50 veces el número de neuronas. Pérdida de neuronas: 1 por segundo (85000 por día). 2 Superficie de la corteza cerebral: 2.500 cm . Espesor de la corteza cerebral: 1,3 - 4,5 mm. Longitud de los nervios: 150.000.000 km.

Diencéfalo Esta localizado entre los hemisferios cerebrales, en se encuentran el tálamo y el hipotálamo. También en el diencéfalo se haya una glándula endocrina, la hipófisis o glándula pituitaria. El hipotálamo está bajo el tálamo. Regula la homeostasis, temperatura corporal, el apetito, la sed, el sueño. Controla la hipófisis y, a través de ella, se constituye en regulador endocrino, y además tiene células que producen neurohormonas que se almacenan en la neurohipófisis (una zona de la hipófisis).

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El tálamo está formado por dos masas esféricas de sustancia gris, en la zona media del cerebro. Se encarga de sincronizar la actividad cortical.

B) El encéfalo medio o mesencéfalo En el se encuentran los tubérculos cuadrigéminos que son cuatro, dos superiores o anteriores relacionados con la visión y dos inferiores o posteriores relacionados con los fenómenos auditivos.

C) En el encéfalo posterior o Rombencéfalo podemos distinguir el metencéfalo y el bulbo raquídeo. Metencéfalo En el se encuentra la protuberancia o Puente de Varolio y el cerebelo El puente troncoencefálico, también llamado protuberancia anular o puente de Varolio, es la porción que se ubica entre el bulbo raquídeo y el mesencéfalo. Tiene como función conectar la médula espinal y el bulbo raquídeo con estructuras superiores como los hemisferios del cerebro o el cerebelo. El cerebelo esta situado detrás, y debajo, del cerebro y es más pequeño (120 gr.); tiene forma de una mariposa con las alas extendidas. Consta de tres partes: Dos hemisferios cerebelosos y el cuerpo vermiforme. Por fuera tiene sustancia gris y en el interior sustancia blanca, ésta presenta una forma arborescente por lo que se llama el árbol de la vida. Es el centro coordinador de los movimientos: Coordina los movimientos de los músculos al caminar, controla la postura y mantiene el equilibrio.

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Bulbo raquídeo Es la parte del encéfalo que continua y conecta con la médula espinal regula gran parte del sistema nervioso autónomo, controlando movimientos cardiacos, respiratorios, tos, estornudo, vomitos,…

7.1.2. La médula espinal Se extiende desde el agujero occipital del cráneo hasta la altura de la segunda vértebra lumbar, tiene forma, más o menos, cilíndrica y esta protegida por las vértebras, las meninges y el líquido cefalorraquídeo, que hace de amortiguador en golpes. En su parte inferior termina en un conjunto de fibras o manojo de ramificaciones y en su parte superior se conecta con el bulbo raquídeo. La médula espinal está formada por sustancia gris y blanca. La gris está en el centro, formando una especie de X. En el centro de la sustancia gris existe un canal llamado canal del epéndimo, el cual lo recorre en toda su extensión. Las dos funciones de la médula espinal son:

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Centro elaborador de la actividad refleja. Controla reacciones automáticas o reflejas, es responsable de los actos reflejos Conductora de impulsos sensitivos hacia el cerebro e impulsos motores desde el cerebro hacia los efectores. Es decir,es una vía de doble dirección: De la periferia a los centros cerebrales (sensitiva) y de los centros cerebrales a la periferia (motora).

7.2. Sistema nervioso periférico (SNP) Esta constituido por los nervios que unen órganos receptores de estímulos con los centros neuronales del SNC, donde se elabora una respuesta, los nervios que unen los cuerpos neuronales con los órganos efectores para que en ellos se ejecute la respuesta y los ganglios nerviosos, que se son una asociación de un número limitado de cuerpos neuronales que se encuentran a mitad de uno de estos nervios. Dependiendo de la zona del SNC donde nazcan estos nervios, son denominados craneales y espinales o raquídeos.

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Nervios craneales Sistema Nervioso Periférico

Nervios espinales raquídeos

o

Ganglios

Nervios craneales Son doce pares de nervios que nacen, 12 hacia la derecha y 12 hacia la izquierda, de la parte ventral o delantera del encéfalo. Conectan principalmente con órganos de la cabeza, y con alguno de la parte superior del tronco. Nervios espinales o raquideos Hay 31 pares (8 cervicales, 12 dorsales, 5 lumbares y 6 sacros) que nacen por los espacios intervertebrales desde la médula. Los nervios espinales son mixtos, formados por dos raíces procedentes de la médula espinal, una posterior sensitiva y otra anterior motora. Estas dos raíces se unen antes de salir por los espacios intervertebrales y forman el nervio espinal.

Ganglios perifericos Las neuronas sensitivas, antes de entrar en la médula, a donde llevan el impulso nervioso desde los órganos receptores de estímulos, tienen una asociación de un número de cuerpos neuronales que denominamos ganglios. Sin embargo, las neuronas motoras, por las que se transportan impulsos hacia los órganos efectores de una respuesta, carecen de ganglios. 8. Organización funcional del sistema nervioso humano Frente a los estímulos recibidos, los centros nerviosos del sistema nervioso elaboran respuestas. La respuesta que se da para que actúe el órgano efector funcionalmente puede ser de dos tipos, por lo que funcionalmente podemos hablar de un sistema nervioso somático y un sistema nervioso autónomo.

Sistema Nervioso Somático Sistema Nervioso Sistema Nervioso Autónomo

Simpático Parasimpático

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8.1. Sistema nervioso somático Es la parte del sistema nervioso que interviene en respuestas voluntarias, inerva músculos esqueléticos que se mueven con un control consciente. Los cuerpos neuronales de las neuronas motoras del sistema somático se encuentran dentro de los centros, la sustancia gris, del sistema nervioso central. 8.2. Sistema nervioso autónomo También llamado vegetativo, interviene en respuestas involuntarias y automáticas, regulando la actividad de las vísceras. El sistema nervioso autónomo o vegetativo es, pues, la parte del sistema nervioso relacionada con la regulación de las funciones de la vida vegetativa (respiración, digestión, circulación, excreción, etc.) que no está sometido a la voluntad. Como su nombre lo indica, es un sistema autónomo. Está constituido por nervios que parten del encéfalo o de la médula espinal. En su trayecto hacia las vísceras, intercalan un ganglio periférico, de modo que se distingue una porción preganglionar mielinica y otra postganglionar amielinica. El sistema autónomo presenta dos variedades: simpático y parasimpático. Se pueden considerar que tienen efectos opuestos o antagónicos, ya que provocan respuestas antagónicas en los efectores que son inervados por ambos sistemas. El simpático esta relacionado con funciones que implican un incremento de gasto de energía frente a condiciones adversas. El parasimpático interviene en sentido recuperador y conservador.

Los nervios del simpático parten de las zonas superiores de la médula, cervical, dorsal y lumbar. Los del parasimpático parten del encéfalo y la última parte, la sacra, de la médula. En el simpático los ganglios están cerca de la médula, así pues, la porción preganglionar es corta y la postganglionar es larga. Por el contrario, en el parasimpático es al revés, pues el ganglio esta cercano al órgano efector.

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