BIOLOGÍA Y GEOLOGÍABIOLOGÍA Y GEOLOGÍA1º BACHILLERATO1º BACHILLERATO

Bloque VI El reino animalTemas 15. Relación en animales.

ÍndiceÍndice

1. Los sistemas de coordinación2. El sistema nervioso: regulación

y coordinación3. Sistemas nerviosos en

invertebrados4. Sistema nervioso en

vertebrados5. Sistema hormonal: regulación y

coordinación

1. Los sistemas de 1. Los sistemas de coordinacióncoordinación

2. El sistema nervioso: regulación y 2. El sistema nervioso: regulación y coordinacióncoordinación El SN es el conjunto de órganos encargados de recibir,

integrar y transmitir las informaciones procedentes del exterior y del medio interno, así como de coordinar y controlar las respuestas a estas informaciones.

Está constituido por tejido nervioso, fundamentalmente por neuronas.

Para su funcionamiento trabajan secuencialmente:◦ Receptores, células sensitivas u órganos de los sentidos, que captan la

información y la transmiten por medio de impulsos nerviosos.

◦ Vías nerviosas sensitivas o aferentes, que llevan estos impulsos hasta los moduladores.

◦ Moduladores, órganos encargados de interpretar los impulsos y elaborar las órdenes precisas o almacenar la información.

◦ Vías nerviosas motoras o eferentes, que llevan las órdenes desde los moduladores a los efectores.

◦ Efectores, órganos que reciben las órdenes y ejecutan la respuesta.

2.1 Receptores2.1 Receptores

Son células especializadas en captar determinados estímulos. Se caracterizan por su especificidad o sensibilidad diferencial, su intervalo y su adaptación.

Esto significa que cada receptor recibe un solo tipo de estímulo, que necesita actuar durante un tiempo suficiente y con una intensidad adecuada sobre él, y que, además, si el estímulo persiste un cierto tiempo, amortiguará o eliminará la intensidad de la sensación (por ej. El olor).

Las células receptoras pueden ser de origen epitelial, como los conos y bastones del ojo, que conectan con una neurona sensitiva, o de origen nervioso, siendo una neurona la que capta el estímulo a través de sus dendritas. El segundo es más primitivo y mayoritario en los invertebrados.

Las células receptoras pueden estar aisladas o agrupadas con células accesorias formando los órganos de los sentidos, que dependen de la adaptación del ser vivo a una forma de vida concreta.

2.2 El impulso nervioso2.2 El impulso nervioso

Después de iniciarse un impulso, y durante un tiempo de 0,5 a 2 ms, no puede comenzar otro, es lo que se conoce como periodo refractario, y es lo que tarda la neurona en recuperarse.

Una sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas, o entre una neurona y una célula efectora. Las sinapsis son unidireccionales, de modo que distinguimos la neurona presináptica y la neurona postsináptica, que recibe la información de la primera.Las sinapsis pueden ser:•Eléctricas: Las neuronas están conectadas por uniones intercelulares, mediante un complejo proteico con un canal. El impulso pasa directamente, lo que aumenta la seguridad de la transmisión nerviosa.•Químicas: No existe conexión, sino una hendidura o espacio sináptico. Se requieren moléculas llamadas neurotransmisores, que son liberados desde el axón de la neurona presináptica y captados por receptores específicos de la neurona postsináptica.

Los neurotransmisores

2.3 Tipos de neuronas2.3 Tipos de neuronas

Hendidura sináptica (200 A)

2.4 Efectores2.4 Efectores

3. Sistemas nerviosos en 3. Sistemas nerviosos en invertebrados invertebrados A medida que se asciende en la escala evolutiva el sistema

nervioso adquiere una complejidad mayor:◦ Tiende a polarizar y dirigir las corrientes nerviosas a través de

circuitos unidireccionales.◦ Se incrementan las fibras nerviosas de mayor diámetro, lo que

aumenta la velocidad de conducción.◦ Se aprecia un mayor número de células nerviosas que se

concentran formando ganglios.◦ Se produce cefalización con concentración de neuronas en el

extremo anterior◦ Se va situando en posición ventral, aunque más adelante, en

vertebrados se hará dorsal.

4. Sistema nervioso en vertebrados4. Sistema nervioso en vertebrados

4.1 Sistema nervioso central4.1 Sistema nervioso central

El Encéfalo

A partir del tubo neural se forman tres vesículas primarias: prosencéfalo (anterior), mesencéfalo (medio) y rombencéfalo (posterior). A continuación los dos extremos se dividen dando lugar a cinco vesículas secundarias o definitivas.

La evolución posterior viene dada por el mayor o menor desarrollo de cada una de ellas, que depende de cada grupo y de sus adaptaciones al medio. En vertebrados superiores, sobre todo mamíferos, el prosencéfalo adquiere una mayor importancia, con desarrollo cada vez mayor del cerebro, en el que aparecen un número creciente de circunvoluciones en la sustancia gris o corteza.

La médula espinalLa médula espinal

4.2 Sistema nervioso periférico4.2 Sistema nervioso periférico

Formado por nervios que salen del SNC o entran en él y se reparten por todo el organismo, y por los ganglios periféricos.

Según su función:◦ Nervios sensitivos, vía aferente, de receptores a

SNC.

◦ Nervios motores, vía eferente, de SNC a efectores.

◦ Nervios mixtos, con neuronas que transmiten en ambas direcciones.

Por el punto del que arrancan:◦ Nervios craneales. 10 a 12 pares, del I al XII. Inervan

cabeza, parte alta del tronco y ciertos órganos.

◦ Nervios raquídeos o espinales. 31 pares, todos mixtos.

Estos nervios constituyen el SN somático que inerva músculos esqueléticos de control voluntario.

También existe un SN visceral o de la vida vegetativa (SN autónomo), de control involuntario.

Nervios SN Nervios SN somáticosomático

El sistema nervioso autónomo o neurovegetativo, se encarga de la correcta regulación de los órganos internos, es decir, de aquellas funciones que son independientes de la voluntad.

El Sistema Nervioso Autónomo realiza dos funciones muy importantes que se complementan, una para acelerar y otra para frenar las actividades internas del cuerpo. Esto es muy importante porque si no fuera así, el cuerpo podría perder el control.

Tipos de sistemas autónomos: Sistema simpático: usa noradrenalina como neurotransmisor, y lo constituyen una

cadena de ganglios paravertebrales situados a ambos lados de la columna vertebral que forman el llamado tronco simpático, así como unos ganglios prevertebrales o preaórticos, adosados a la cara anterior de la aorta (ganglios celíacos, aórtico-renales, mesentérico superior y mesentérico inferior). Está implicado en actividades que requieren gasto de energía. También es llamado sistema adrenérgico o noradrenérgico; ya que es el que prepara al cuerpo para reaccionar ante una situación de estrés. Fibras preganglionares cortas.

Sistema parasimpático: Lo forman los ganglios aislados y usa la acetilcolina. Está encargado de almacenar y conservar la energía. Es llamado también sistema colinérgico; ya que es el que mantiene al cuerpo en situaciones normales y después de haber pasado la situación de estrés, es antagónico al simpático. Fibras preganglionares largas.

Sistema nervioso entérico: se encarga de controlar directamente el sistema gastrointestinal. El SNE consiste en cien millones de neuronas, (una milésima parte del número de neuronas en el cerebro, y bastante más que el número de neuronas en la médula espinal) las cuales revisten el sistema gastrointestinal.

Sistema nervioso vegetativo o autónomo

Sistema nervioso vegetativo o autónomo

4.3Integración nerviosa4.3Integración nerviosa

5. Sistema hormonal: regulación y 5. Sistema hormonal: regulación y coordinacióncoordinación

Tipos de hormonasTipos de hormonas

Según su naturaleza química, se reconocen tres clases de hormonas:

Derivadas de aminoácidos: se derivan de los aminoácidos tirosina y triptófano. Como ejemplo tenemos las catecolaminas y la tiroxina.

Hormonas peptídicas: están constituidas por cadenas de aminoácidos, bien oligopéptidos (como la vasopresina) o polipéptidos (como la hormona del crecimiento). En general, este tipo de hormonas no pueden atravesar la membrana plasmática de la célula diana, por lo cual los receptores para estas hormonas se hallan en la superficie celular.

Hormonas lipídicas: son esteroides (como la testosterona) o eicosanoides (como las prostaglandinas). Dado su carácter lipófilo, atraviesan sin problemas la bicapa lipídica de las membranas celulares y sus receptores específicos se hallan en el interior de la célula diana.

Mecanismos de acción hormonalMecanismos de acción hormonal Las hormonas tienen la característica de actuar sobre las

células, que deben disponer de una serie de receptores específicos. Hay dos tipos de receptores celulares:

Receptores de membrana: los usan las hormonas peptídicas. Las hormonas peptídicas (1er mensajero) se fijan a un receptor proteico que hay en la membrana de la célula, y estimulan la actividad de otra proteína (unidad catalítica), que hace pasar el ATP (intracelular) a AMP (2º mensajero), que junto con el calcio intracelular, activa la enzima proteína quinasa (responsable de producir la fosforilación de las proteínas de la célula, que produce una acción biológica determinada). Esta es la teoría o hipótesis de 2º mensajero o de Sutherland.

Receptores intracelulares: los usan las hormonas esteroideas. La hormona atraviesa la membrana de la célula diana por difusión. Una vez dentro del citoplasma se asocia con su receptor intracelular, con el cual viaja al núcleo atravesando juntos la membrana nuclear. En el núcleo se fija al DNA y hace que se sintetice ARNm, que induce a la síntesis de nuevas proteínas, que se traducirán en una respuesta fisiológica. O bien, puede ubicarse en el lugar de la maquinaria biosintética de una determinada proteína para evitar su síntesis.

Mecanismos de acción Mecanismos de acción hormonalhormonal

5.1 Sistema hormonal en invertebrados5.1 Sistema hormonal en invertebrados

En Artrópodos el crecimiento del animal implica que el exoesqueleto sea cambiado por uno nuevo, de mayor tamaño. A este proceso se le denomina muda o ecdisis. La muda es controlada por mecanismos hormonales.

Los crustáceos poseen células neurosecretoras en los llamados órganos X y órganos Y. La secreción de neurohormona por el órgano X, que se encuentra en los pedúnculos oculares, inhibe la muda. La secreción de neurohormona por el órgano Y, que se encuentra en las antenas, activa la muda.

En invertebrados no aparecen auténticas glándulas. Las hormonas son segregadas por células nerviosas, por lo que las hormonas son neurohormonas. Este tipo de hormonas están encargadas de regular el crecimiento del animal y de su maduración sexual. También pueden controlar cambios de color, que permiten al animal mimetizarse con el entorno.

El estímulo que produce la secreción hormonal es visual. Los cambios de luz son detectados por los ojos.

En Insectos aparece una neurohormona secretada por el protocerebro, llamada neotenina u hormona juvenil, que promueve la formación de estructuras larvarias y la inhibición de estructuras sexuales.

También en el protocerebro, en los llamados cuerpos cardiacos,  se produce otra neurohormona, llamada ecdisotropina, que actúa sobre una auténtica glándula, la glándula protorácica, e induce la liberación de ecdisona. La ecdisona estimula formación de la pupa, la muda y la aparición de caracteres de adulto.

FeromonasLas feromonas son sustancias químicas secretadas por un individuo con el fin de provocar un comportamiento determinado en otro individuo de la misma u otra especie. Son por tanto un medio de señales cuyas principales ventajas son el gran alcance y la evitación de obstáculos, puesto que son arrastradas por el aire. Viene del griego y significa "llevo excitación". Algunas mariposas como laSaturnia pyri son capaces de detectar el olor de la hembra a 20,00 Km de distancia.

Existen dos tipos principales de feromonas: por un lado, aquellas que tienen un efecto desencadenante, es decir, que provocan una respuesta inmediata (como las que liberan las hembras de muchas especies de mariposas nocturnas y atraen a los machos desde distancias considerables); por otro lado, un segundo grupo que presenta el denominado efecto cebador, es decir, que actúan sobre el sistema endocrino del receptor alterando la fisiología de su organismo (induciendo o inhibiendo la producción de hormonas, por ejemplo) y produciendo cambios que llevan a modificaciones de la conducta. Este segundo grupo de hormonas, como algunas producidas por las reinas de las hormigas, determina modificaciones estables y a largo plazo de la conducta. 

5.2 Sistema hormonal en vertebrados5.2 Sistema hormonal en vertebrados

En Vertebrados, las zonas de secreción hormonal más importantes son el hipotálamo, la hipófisis, el tiroides, las glándulas paratiroides el páncreas, las glándulas suprarrenales, las gónadas y la placenta. También existen células productoras de hormonas, dispersas por el tubo digestivo, que producen gastrina, en el estómago, secretina y colecistoquinina en el duodeno y yeyuno. El riñón produce renina, que actúa regulando la presión sanguínea. La angiotensina I y angiotensina II se producen en el pulmón.

El mecanismo de acción sigue básicamente los principios de la retroalimentación negativa. El hipotálamo es la glándula coordinadora de todo el sistema. Además, como parte del sistema nervioso, tiene funciones de control nervioso sobre la temperatura corporal o el estado de vigilia o sueño, en el caso de Mamíferos. La hipófisis, junto con el hipotálamo, forma el eje hipotálamo-hipofisario, que constituye el centro de control de producción de hormonas.

Ejemplo de regulación hormonal Ejemplo de regulación hormonal

• El hipotálamo, al recibir información del organismo, libera una neurohormona, denominada factor de liberación, que actúa sobre la hipófisis, promoviendo la secreción de una determinada hormona hipofisaria.

• Las hormonas hipofisarias actúan sobre tejidos u órganos blanco. El resultado es un cambio metabólico en el tejido u órgano receptor de la hormona. En el caso en que el órgano blanco sea una glándula, el efecto consistirá en la producción de otra hormona.

• El cambio producido en el medio interno es detectado por el hipotálamo, y esto inhibe la producción de neurohormonas, con lo que se bloquea la secreción hormonal en la hipófisis. Las condiciones en el medio interno volverán a la situación inicial que desencadenó todo el proceso, con lo que el hipotálamo volverá a producir neurohormona.

Sistema hormonal humanoSistema hormonal humano

BibliografíaBibliografía

Apuntes de Vanesa Sancho, IES Dionio Aguado Alfonso Cervel, F. y colab. Biología y Geología.

Proyecto Tesela. Ed. Oxford Educación. 2008. Rosa Leva y Alfonso de Mier. Proyecto Biosfera.

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/1bachillerato/animal/contenidos9.htm

Todo sobre la relación en los seres vivos http://fresno.pntic.mec.es/msap0005/2eso/Tema_10/Tema_10.html

Apuntes y ejercicios para repasar http://www.monografias.com/trabajos89/sistema-nervioso-ii-organos-efectores-y-enfermedades/sistema-nervioso-ii-organos-efectores-y-enfermedades.shtml#larespuesa