Fisiología de Sistema Nervioso 1 - TEM

29/11/15

Fisiología de Sistema Nervioso


El sistema nervioso humano, es sin ninguna duda, el dispositivo más complejo ideado por la naturaleza. No solo controla todos los procesos que ocurren en nuestro cuerpo recibiendo información de las diferentes partes del mismo y enviando instrucciones para que la maquinaria funcione correctamente, sino que también nos permite interaccionar con el medio ambiente, recibiendo, procesando y almacenando los estímulos recibidos por los órganos de los sentidos. Finalmente, el sistema nervioso, y en particular el cerebro, constituye una central de inteligencia responsable de que podamos aprender, recordar, razonar, imaginar, crear y gozar de sentimientos.
Todas estas funciones son realizadas por un conjunto de órganos que en total no pesan más de dos kilos pero que contienen varios miles de millones de elementos básicos, las neuronas.



Las neuronas y otras células de apoyo
Las neuronas son las unidades elementales del sistema nervioso. Son células (una célula es la unidad fundamental estructural y funcional de los organismos vivos) altamente especializadas en generar, transmitir y recibir señales comunicándose con otras células, a veces muy lejanas.
Las neuronas, como todas las células, están formadas por la membrana (envoltura que separa el interior de la célula del exterior), el citoplasma (un medio líquido que contiene una serie de orgánulos o corpúsculos que permiten que la célula respire, utilice los nutrientes que recibe para obtener energía y producir nuevas sustancias) y el núcleo (que encierra el ADN, largas moléculas que contienen codificada toda la información genética del organismo). Pero además, las neuronas tienen unas prolongaciones (los biólogos las llaman procesos) que salen del cuerpo de la célula formando las dendritas y el axón.
  • Las dendritas son ramificaciones que se encuentran cerca del cuerpo de la célula y que se conectan con otras células. Como cada una de las extremidades de cada una de las ramas de cada dendrita puede conectarse con otra célula, una sóla célula nerviosa es capaz de establecer comunicación con varios cientos de células próximas.
  • El axón es una larga prolongación del cuerpo de la célula (puede llegar a tener hasta medio metro) que termina igualmente en unas ramificaciones a través de las cuales la neurona se puede comunicar con otras células (que no tienen porqué ser necesariamente neuronas, sino que pueden ser, por ejemplo, células de los músculos). Como las señales que se transmiten por los axones son señales eléctricas y dado que la longitud del axón es enorme (en comparación con la milésima de milímetro que puede tener el cuerpo de una neurona), la naturaleza ha creado una envoltura de aislante que rodea completamente el axón. Este aislante está formado por una serie de células llamadas células de Schwann que se enrrollan alrededor del axón como una cinta aislante alrededor de un cable, formando varias capas. Las células de Schwann contienen la mielina (una sustancia grasa muy aislante) que impide que las señales eléctricas pierdan fuerza a medida que se alejan del cuerpo de la neurona.
Además de las células de Schwann, los oligodendrocitos o células de la glía también recubren con mielina las neuronas. Sin embargo, a diferencia de las primeras, los oligodendrocitos pueden recubrir con mielina los axones de más de una neurona, actuando igual que el nodo de un andamio tubular y formando un entramado de sostén para las neuronas.

Las neuronas adoptan distintas formas según el lugar donde se encuentren y la función que desempeñen. Algunas de las mas conocidas son los astrocitos (llamadas así por la forma de estrella que tienen), las células de Purkinje del cerebelo (descritas por Ramón y Cajal), las células piramidales de la sustancia blanca de los lóbulos cerebrales y las neuronas motoras de la médula espinal.
Los axones de las neuronas se agrupan en manojos formando las fibras nerviosas. A su vez, las fibras nerviosas forman los nervios que desde la periferia envían información hasta el cerebro o la médula espinal o viceversa.

Como se comunican las neuronas
Para comunicarse entre sí o con otras células, las neuronas utilizan dos tipos de señales: las señales eléctricas y las señales químicas.
Señales eléctricas: son diminutos impulsos eléctricos que se transmiten a lo largo de la membrana de la neurona. Así por ejemplo, la luz que incide sobre unas células especiales de la retina llamadas bastones y conos, produce una corriente eléctrica igual que ocurre en las células fotoeléctricas. Las señales procedentes de cada una de estas células son transmitidas a través de las fibras nerviosas de la retina y agrupadas en el nervio óptico. Finalmente, el nervio óptico envía la información a un área especializada de los lóbulos cerebrales donde es interpretada y transformada en imágenes . De igual forma, un acto voluntario como el mover un dedo, genera una señal en el cerebro que es transmitada por las neuronas motoras de la médula espinal hasta las células musculares en las que es transformada en una contracción.

Las señales químicas se clasifican en dos categorías: neurotransmisores y hormonas
Los neurotransmisores son moléculas pequeñas que son enviadas por una neurona a otra para salvar un "espacio vacío" entre la terminación de una dendrita o axón de una célula y el comienzo de otra, constituyendo la llamada sinapsis. Al llegar al extremo de una neurona, la señal eléctrica provoca que se abran unas pequeñas vesículas que contienen las moléculas del neurotransmisor. Este difunde a través del espacio intercelular y llega a la membrana de la célula siguiente donde genera una nueva señal electrica mediante una serie de mecanismos muy compleja pero perfectamente conocida.
Las hormonas, por el contrario, son generalmente moléculas bastante grandes que se segregan por glándulas muchas veces muy alejadas del sistema nervioso central. Estas glándulas constituyen el llamado sistema endocrino, el cual junto con el sistema nervioso, desempeña la mayoría de las funciones de regulación del organismo. Por ejemplo, si la cantidad de glucosa de la sangre aumenta por encima de un cierto valor, el cerebro envía una señal al páncreas. Este segrega la hormona insulina que se distribuye por circulación sanguínea a todos los tejidos activando el metabolismo de la glucosa y "quemando" el exceso de esta.

Anatomía del sistema nervioso
El sistema nervioso puede dividirse en tres grandes bloques

1. - Sistema nervioso central:
El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal. En él residen todas las funciones superiores del ser humano, tanto las cognitivas como las emocionales. Está protegido en su parte superior por el cráneo y en parte inferior por la columna vertebral. Consta de las siiguientes partes
  • Encéfalo
    • Cerebro
    • Cerebelo
    • Tronco del encéfalo
  • Médula espinal


2. - Sistema nervioso periférico:
Constituye el tejido nervioso que se encuentra fuera del sistema nervioso central, representado fundamentalmente por los nervios periféricos que inervan los músculos y los órganos

3.- Sistema nervioso autónomo o vegetativo:
El sistema nervioso autónomo regula las funciones internas del organismo con objeto de mantener el equilibrio fisiológico. Controla la mayor parte de la actividad involuntaria de los órganos y glándulas, tales como el ritmo cardíaco, la digestión o la secreción de hormonas. Se clasifica en:
  • Sistema nervioso simpático
  • Sistema nervioso parasimpatico


SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC)
El sistema nervioso central es una estructura extraordinariamente compleja que recoge millones de estímulos por segundo que procesa y memoriza continuamente, adaptando las respuestas del cuerpo a las condiciones internas o externas. Está constituído por siete partes principales 
  • Encéfalo anterior que se subdivide en dos partes:
    • Hemisferios cerebrales
    • Diencéfalo (tálamo e hipotálamo)
  • Tronco encefálico
    • Mesencéfalo
    • Protuberancia
    • Bulbo raquídeo
  • Cerebelo
  • Médula espinal
     A menudo, el encéfalo se divide en tres grandes regiones: el prosencéfalo (diencéfalo y hemisferios cerebrales), el meséncefalo y el rombencéfalo (bulbo raquídeo, protuberancia y cerebelo).
    Todo el neuroeje está protegido por estructuras óseas (cráneo y columna vertebral) y por tres membranas denominadas meninges. Las meninges envuelven por completo el neuroeje, interponiéndose entre este y las paredes óseas y se dividen en encefálicas y espinales. De afuera hacia adentro, las meninges se denominan duramadre, aracnoides y piamadre.

Duramadre
La más externa, la duramadre, es dura, fibrosa y brillante. Envuelve completamente el neuroeje desde la bóveda del cráneo hasta el conducto sacro. Se distinguen dos partes:

Duramadre craneal: está adherida a los huesos del cráneo emitiendo prolongaciones que mantienen en su lugar a las distintas partes del encéfalo y contiene los senos venosos, donde se recoge la sangre venosa del cerebro. Los tabiques que envía hacia la cavidad craneana dividen esta en diferentes celdas:
Tentorio o tienda del cerebelo: un tabique transversal tendido en la parte posterior de la cavidad craneal que separa la fosa cerebral de la fosa cerebelosa. En el centro y por delante delimita el foramen oval de Pacchioni, una amplia abertura a través de la cual pasa el mesencéfalo Por detrás, a lo largo de su inserción craneal corren las porciones horizontales de los senos laterales .

La hoz del cerebro, un tabique vertical y medio que divide la fosa cerebral en dos mitades. Presenta una curvatura mayor en cuyo espesor corre el seno sagital superior y una porción rectilína que se une a la tienda del cerebelo a lo largo de su línea medio por la que corre el seno recto.

Tienda de la hipófisis que separa la celda hipofisiaria (un estrecho espacio situado sobre la silla turca del esfenoides y ocupada por la hipófisis) de la celda cerebral
La hoz del cerebelo, que separa los dos hemisferios cerebelosos.


Duramadre espinal: encierra por completo la médula espinal. Por arriba, se adhiere al agujero occipital y por abajo termina a nivel de las vertebras sacras formando un embudo, el cono dural. Está separada de las paredes del conducto vertebral por el espacio epidural, que está lleno de grasa y recorrido por arteriolas y plexos venosos

Aracnoides
   La intermedia, la aracnoides, es una membrana transparente que cubre el encéfalo laxamente y no se introduce en las circunvoluciones cerebrales. Está separada de la duramadre por un espacio virtual (o sea inexistente) llamado espacio subdural.

Piamadre
   Membrana delgada, adherida al neuroeje, que contiene gran cantidad de pequeños vasos sanguíneos y  linfáticos y está unida íntimamente a la superficie cerebral.
En su porción espinal forma tabiques dentados dispuestos en festón, llamados ligamentos dentados  . Entre la aracnoides y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo que contiene el líquido cefalorraquídeo y que aparece atravesado por un gran número de finas trabéculas.

Anatomía del encéfalo
Desde el exterior, el encéfalo aparece dividido en tres partes distintas pero conectadas:
  • Cerebro: la mayor parte del encéfalo 
  • Cerebelo 
  • Tronco del encéfalo 
El término tronco, o tallo del encéfalo, se refiere a todas las estructuras que hay entre el cerebro y la médula espinal, esto es, el mesencéfalo o cerebro medio, el puente o protuberancia y el bulbo raquídeo o médula oblongada
El encéfalo está protegido por el cráneo y, además, cubierto por las meninges.

Cerebro
Constituye la masa principal del encéfalo y es lugar donde llegan las señales procedentes de los órganos de los sentidos, de las terminaciones nerviosas nociceptivas y propioceptivas. Se desarrolla a partir del telencéfalo. El cerebro procesa toda la información procedente del exterior y del interior del cuerpo y las almacena como recuerdos. Aunque el cerebro sólo supone un 2% del peso del cuerpo, su actividad metabólica es tan elevada que consume el 20% del oxígeno. Se divide en dos hemisferios  cerebrales, separados por una profunda fisura, pero unidos por su parte inferior por un haz de fibras nerviosas de unos 10 cm llamado cuerpo calloso , que permite la comunicación entre ambos. Los hemisferios suponen cerca del 85% del peso cerebral y su gran superficie y su complejo desarrollo justifican el nivel superior de inteligencia del hombre si se compara con el de otros animales.

     Los ventrículos son dos espacios bien definidos y llenos de líquido que se encuentran en cada uno de los dos hemisferios  Los ventrículos laterales se conectan con un tercer ventrículo localizado entre ambos hemisferios, a través de pequeños orificios que constituyen los agujeros de Monro o forámenes interventriculares. El tercer ventrículo desemboca en el cuarto ventrículo, a través de un canal fino llamado acueducto de Silvio.

   El líquido cefalorraquídeo que circula en el interior de estos ventrículos y además rodea al sistema nervioso central sirve para proteger la parte interna del cerebro de cambios bruscos de presión y para transportar sustancias químicas.

    Este líquido cefalorraquídeo se forma en los ventrículos laterales, en unos entramados vasculares que constituyen los plexos coroideos.
En cada hemisferio se distinguen:

La corteza cerebral o sustancia gris, de unos 2 ó 3 mm de espesor, formada por capas de células amielínicas (sin vaina de mielina que las recubra). Debido a los numeroso pliegues que presenta, la superficie cerebral es unas 30 veces mayor que la superficie del cráneo. Estos pliegues forman las circunvoluciones cerebrales, surcos y fisuras y delimitan áreas con funciones determinadas, divididas en cinco lóbulos . Cuatro de los lóbulos se denominan frontal, parietal, temporal y occipital. El quinto lóbulo, la ínsula, no es visible desde fuera del cerebro y está localizado en el fondo de la cisura de Silvio. Los lóbulos frontal y parietal están situados delante y detrás, respectivamente, de la cisura de Rolando. La cisura parieto-occipital separa el lóbulo parietal del occipital y el lóbulo temporal se encuentra por debajo de la cisura de Silvio.

La sustancia blanca, mas interna constituída sobre todo por fibras nerviosas amielínicas que llegan a la corteza
     Desde del cuerpo calloso, miles de fibras se ramifican por dentro de la sustancia blanca. Si se interrumpen los hemisferios se vuelven funcionalmente independientes
El diencéfalo origina el tálamo y el hipotálamo:
  • Tálamo:
Esta parte del diencéfalo consiste en dos masas esféricas de tejido gris, situadas dentro de la zona media del cerebro, entre los dos hemisferios cerebrales. Es un centro de integración de gran importancia que recibe las señales sensoriales y donde las señales motoras de salida pasan hacia y desde la corteza cerebral. Todas las entradas sensoriales al cerebro, excepto las olfativas, se asocian con núcleos individuales (grupos de células nerviosas) del tálamo.
  • Hipotálamo:
El hipotálamo está situado debajo del tálamo en la línea media en la base del cerebro . Está formado por distintas regiones y núcleos hipotalámicos encargados de la regulación de los impulsos fundamentales y de las condiciones del estado interno de organismo (homeostasis, nivel de nutrientes, temperatura) . El hipotálamo también está implicado en la elaboración de las emociones y en las sensaciones de dolor y placer. En la mujer, controla el ciclo menstrual.
El hipotálamo actúa también como enlace entre el sistema nervioso central y el sistema endocrino. En efecto, tanto el núcleo supraóptico como el núcleo paraventricular y la eminencia mediana están constituídas por células neurosecretoras que producen hormonas que son transportadas hasta la neurohipófisis a lo largo de los axones del tracto hipotálamo-hipofisiario. Allí se acumulan para ser excretadas en la sangre o para estimular células endocrinas de la hipófisis.




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