LA FUNCIÓN DE RELACIÓN

1. FUNCIÓN DE RELACIÓN

La función de relación permite sentir los cambios o estímulos que se producen dentro o fuera de nuestro cuerpo, analizar la información que ellos proporcionan y tomar decisiones para lograr una coordinación de sus órganos, aparatos y sistemas.

El proceso de relación tiene algunos elementos: el estímulo ( cambio que se produce en el exterior o interior del organismo que pueda ser captado por el animal y dar lugar a una respuesta); los receptores sensoriales (estructura u órgano que capta los estímulos); coordinadores (analizan e integran la información recibida de los receptores y emiten una respuesta apropiada); los efectores (estructuras que llevan a cabo las respuestas) y la respuesta, que puede ser fisiológica si mantiene la homeostasis (conserva el ambiente interno relativamente constante) o de conducta o comportamiento si la respuesta que produce el organismo al ser estimulado es motora.

Los coordinadores de la función de relación son:

• Sistema Nervioso: Su célula básica es la neurona, que transmite los impulsos nerviosos. Cuando el impulso llega al extremo del axón, se segrega un mensajero químico llamado neurotransmisor, que actúa sobre las células blanco. Diferencias con el endocrino: Rápido, por nervios, por señal electro-química, llega a todas las células, poco duradero.

• Sistema Hormonal o Endocrino: Está formado por tejidos y glándulas que segregan hormonas. Controla los procesos metabólicos, el ciclo reproductivo, la diferenciación sexual… Diferencias con el nervioso: Lento, por vaoss sanguíneos, por señal química, llega a algunas células, duradero.

• Sistema Neuroendocrino: Ambos funcionan como uno, pero el SN puede inhibir o estimular la secreción hormonal del SE.

2. COORDINACIÓN NERVIOSA

La coordinación nerviosa corre a cargo del sistema nervioso, formado por neuronas y células gliales, que sostienen, protegen y alimentan a las neuronas.

La neurona genera y transmite información en forma de impulsos nerviosos y depende de dos características: la excitabilidad (capacidad de reaccionar ante estímulos) y la conductividad (capacidad de transmitir la excitación de un punto a otro).

Se trata de una unidad anatómica y funcional del sistema nervioso que consta de:

• SOMA: Es un cuerpo celular donde está el núcleo. Funciona como un centro de integración, pues suma las informaciones de las dendritas y decide si genera un impulso nervioso o no. Fuera del SNC, los cuerpos de la neurona se agrupan formando ganglios. Dentro del SNC, las agrupaciones de los cuerpos neuronales son núcleos.

• DENDRITAS: Proyecciones cortas y ramificadas del cuerpo neuronal que reciben información de otras neuronas desde los receptores y la envían al soma.

• AXÓN: Proyección del soma que conduce los impulsos nerviosos desde el cuerpo neuronal hasta otra neurona, glándula o músculo. Están envueltos en mielina, que permite obtener más velocidad en la transmisión del impulso nervioso. Su extremo se engruesa formando el botón sináptico, que presenta numerosas vesículas de neurotransmisores. La unión de varios axones o fibras envueltos por tejido conjuntivo forman un nervio. Los tractos están formados por axones dentro del SN.

Hay varios tipos de neuronas atendiendo a su función:

• NEURONAS SENSITIVAS O AFERENTES: Transmiten el impulso nervioso desde los receptores a los órganos de integración nerviosa, formados por neuronas de asociación. Las dendritas reciben el impulso nervioso de las células sensoriales y el axón los transmite a los órganos de integración.

• NEURONAS MOTORAS O EFERENTES: Conducen los impulsos nerviosos desde los centros de integración hacia los efectores. Pueden ser: motoras vegetativas (van a un músculo de contracción involuntaria o a una glándula) o motoras propiamente dichas (inervan los músculos esqueléticos).

• INTERNEURONAS O NEURONAS DE ASOCIACIÓN: Establecen contactos entre neuronas. En el caso más sencillo, conectan con una neurona sensitiva o motora. En casos más complicados, forman redes neuronales que permiten realizar las tareas más complejas del SN (recordar, pensar, imaginar…).

3. IMPULSO NERVIOSO

El impulso nervioso se genera como consecuencia de un flujo de iones a través de la membrana de la neurona.

El potencial de reposo es la diferencia de potencial de -70 mV en que se traduce la polaridad de la membrana de la neurona producida por la distribución desigual de iones a ambos lados de la neurona en reposo. Fuera de la membrana predominan los cationes Na y los aniones Cl y dentro de la membrana predominan las proteínas cargadas negativamente y los cationes Na.

El potencial de acción es el potencial positivo originado por la despolarización de la membrana al abrirse los canales que permiten la entrada de cationes Na y vuelven al interior cada vez menos negativo hasta que llega a ser de +30 mV. Esta abertura de los canales es producida por el cambio en la permeabilidad de la membrana provocada por el estímulo aplicado.

La inversión de la polaridad estimula las zonas próximas y provoca nuevos potenciales de acción, pues los canales de Na cercanos a la zona despolarizada se abren. Así se produce la ley del todo o nada: cuando un estímulo es suficientemente fuerte, genera potenciales de acción; si no lo es, no los genera.

El potencial de acción que viaja a lo largo de la membrana es el impulso nervioso.

La repolarización se produce porque la apertura de los canales de cationes Na dura poco tiempo y, al cerrarse, se abren los canales de cationes K. Así, el exterior se vuelve positivo con respecto al interior y la membrana se repolariza y vuelve al potencial de reposo.

El periodo refractario es el tiempo que tarda la neurona en recuperar su polaridad.

La sinapsis química es la unión funcional entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora que permite el paso de información entre células.

Se puede distinguir la zona presináptica (corresponde al axón de la neurona por la que llega el impulso nervioso), la zona postsináptica (parte especializada de la célula a la que va destinada la información) y la hendidura sináptica (espacio que queda entre las dos zonas).

Cuando el impulso llega a la neurona presináptica, libera un neurotransmisor, que es captado por receptores de la membrana postsináptica y que se traduce en un cambio en la permeabilidad iónica, lo que puede desencadenar un potencial postsináptico.

Las clases de sinapsis son: sinapsis excitadoras (la liberación del neurotransmisor induce un nuevo impulso nervioso en la neurona postsináptica) y sinapsis inhibidoras (la captación del neurotransmisor por la neurona postsináptica bloquea la transmisión del impulso nervioso).

Algunos neurotransmisores son:

• ACETILCOLINA: excita el músculo esquelético e inhibe el cardiaco, por tanto, disminuye la frecuencia cardiaca.

• NORADRENALINA: su efecto puede ser inhibitorio o excitativo, de forma que prepara al cuerpo para responder a situaciones de emergencia.

• ADRENALINA: efecto excitativo.

• DOPAMINA: efecto excitativo.

• ENDORFINAS: efecto inhibitorio.

• ENCEFALINAS: efecto inhibitorio.

4. PROCESAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

El SN realiza cuatro acciones fundamentales: establecer el tipo de estímulo, determinar su intensidad, integrar la información de diversas fuentes y emitir una respuesta.

El tipo de estímulo es establecido por las regiones del SN que establecen sinapsis con las neuronas sensitivas, pues los potenciales de acción generados en las neuronas sensitivas por los estímulos son muy parecidos y no aportan mucha información sobre el estímulo que los generó. La interpretación de tales estímulos se realiza en el encéfalo.

La intensidad del estímulo viene codificada por la frecuencia de los impulsos nerviosos de una neurona y por el número de neuronas estimuladas al mismo tiempo. Cuanto más intenso sea el estímulo, más impulsos generará una neurona. Los estímulos más fuertes excitan más neuronas a la vez.

La integración de la información se produce en el SN mediante convergencia: muchas neuronas conducen sus señales hacia unas pocas, que clasifican e interpretan dichas señales recibidas y determinan una respuesta apropiada mediante un impulso nervioso. Se lleva a cabo en los arcos reflejos, que pueden ser sencillos (formado por una neurona sensitiva que proviene de un receptor y una neurona motora que conecta con un efector), complejos (cuando entre la neurona sensitiva y la motora existe una interneurona) o todavía más complejos (cuando varias neuronas sensitivas convergen sobre una neurona o varias neuronas de asociación, de las que parten muchas neuronas motoras).

El SN emite una respuesta por divergencia: desde un pequeño número de neuronas pueden partir impulsos nerviosos hacia los efectores situados en distintas partes del cuerpo, donde se va a llevar a cabo la respuesta. Ejemplos de efectores: nematocistos, músculos, glándulas y cromatóforos.

Cuando la respuesta es transportada por un arco reflejo, hablamos de un acto reflejo. Los actos reflejos no están bajo el control de la voluntad y el proceso es automático. Muchos de los procesos vitales, como el latido del corazón, son actos reflejos. Los actos reflejos innatos se presentan durante toda la vida, y los actos reflejos condicionados son adquiridos tras un proceso de aprendizaje.

5. EL SISTEMA NERVIOSO DE LOS VERTEBRADOS

El SN de los vertebrados es el más complejo y se dispone en posición dorsal con respecto al tubo digestivo. El Sistema Nervioso Central (SNC) está formado por el encéfalo y la médula espinal y el Sistema Nervioso Periférico (SNP) por pares de nervios.

a) El Sistema Nervioso Central se forma durante el desarrollo embrionario a partir de una invaginación del ectodermo que da origen a un cordón hueco (tubo neural). La región anterior del tubo se ensancha dando lugar al encéfalo y a la región posterior a la médula espinal. Los pares de nervios que salen de ambas estructuras forman los nervios craneales y raquídeos.

El encéfalo y la médula espinal quedan rodeados por tres membranas conjuntivas protectoras (meninges), que reciben los siguientes nombres de fuera hacia dentro: duramadre (en contacto con el hueso), aracnoides (entre las otras dos) y piamadre (en contacto con la masa nerviosa). La masa nerviosa del SNC presenta dos especializaciones: la sustancia gris, formada por los somas de las neuronas de asociación (en el encéfalo está en el exterior cubriendo a la sustancia blanca y en la médula se sitúa en el interior) y la sustancia blanca formada por los axones mielinizados (en el encéfalo se encuentra en el interior y en la médula en el exterior, recubriendo a la sustancia gris).

El encéfalo presenta tres divisiones con sus estructuras principales que coordinan una serie de actividades:

- Área motora: controla el

movimiento de los

músculos voluntarios.

Hemisferios cerebrales - Área sensorial: centro de

percepción consciente para

el tacto, presión, gusto,

temperatura, dolor, vibraciones

PROSENCÉFALO

- Funciones relacionadas con la homeostasis

al controlar el sistema simpático y

Hipotálamo parasimpático (sed, temperatura…)

- Centro de la agresión, del placer y del

apetito sexual

- Controla el sistema hormonal a través de la

hipófisis

- Integra la información visual con otras

MESENCÉFALO Lóbulos ópticos informaciones sensoriales

- Transmite la información auditiva

Cerebelo Coordina los movimientos y mantiene el

equilibrio

ROMBENCÉFALO - Regula el ritmo cardiaco, respiratorio,

Bulbo raquídeo la deglución, masticación,

vasoconstricción y vasodilatación

- Centro de la vigilia y del sueño

b) El Sistema Nervioso Periférico une al SNC con receptores, músculos y glándulas. Está formado por neuronas sensitivas o aferentes (conducen los impulsos desde los receptores hasta el SNC) y neuronas motoras o eferentes (conducen los impulsos desde el SNC a músculos y glándulas). Las fibras sensitivas y motoras de ambos tipos de neuronas se unen formando nervios craneales y raquídeos.

El SNP se divide en el Sistema Nervioso Somático y el Sistema Nervioso Autónomo.

El Sistema Nervioso Somático es el responsable de los movimientos voluntarios. Está formado por los nervios craneales, que emergen del encéfalo y pueden ser sensitivos (si están formados por fibras sensitivas), motores (si están formados por fibras motoras) o mixtos (si contienen los dos tipos de fibras) y por los nervios raquídeos, cada uno de los cuales está formado por una raíz dorsal, que consta de fibras sensitivas que transmiten información desde los receptores sensoriales hasta la médula, y una raíz ventral, formada por fibras motoras que salen de la médula hacia los músculos y las glándulas.

El funcionamiento del Sistema Nervioso Autónomo se basa en actos reflejos. Inerva el corazón, las glándulas y los músculos lisos, como los que se encuentran en las paredes de los vasos sanguíneos y en los aparatos digestivo, respiratorio, excretor y reproductor.

Los receptores, colocados dentro de los órganos internos, mediante neuronas sensitivas, mandan información al SNA, donde es integrada, y la respuesta es transmitida por neuronas motoras a los músculos o glándulas apropiadas.

El SNA emplea dos neuronas en serie: la neurona preganglionar y la neurona postganglionar.

Las neuronas motoras del SNA se subdividen en dos sistemas, el simpático y el parasimpático. Ambos sistemas producen acciones antagónicas: si uno acelera una actividad, el otro la frena (Ejemplo: los nervios simpáticos frenan los movimientos peristálticos, pero aumentan el ritmo cardiaco, mientras que los nervios parasimpáticos aceleran los movimientos peristálticos y disminuyen el ritmo cardiaco).

Diferencias entre el sistema nervioso simpático y el parasimpático:

Simpático: Región torácica y lumbar de la médula espinal.

SALIDA DEL SNC

Parasimpático: Encéfalo y región sacra de la médula.

Simpático: Corta.

NEURONA PREGANGLIONAR

Parasimpático: Larga.

Simpático: Larga.

NEURONA POSTGANGLIONAR

Parasimpático: Corta.

Simpático: Próximo a la médula, a ambos

lados de ella.

LOCALIZACIÓN DEL GANGLIO

Parasimpático: Cerca de los órganos

efectores o en ellos.

Simpático: Se activa cuando se está realizando una

actividad física que implica tensión. En

estas condiciones, aumenta el ritmo

EFECTOS GENERALES cardiaco y la presión arterial, disminuye

la actividad del tubo digestivo…

Parasimpático: Desempeña una función importante

en situaciones que precisan reposo y

relajación. Disminuye el ritmo

cardiaco y la presión arterial,

aumenta la actividad digestiva…

c) Los receptores sensoriales de un animal determinan la forma en que percibe su ambiente. Son células especializadas en captar determinados estímulos del medio interno y externo y transformarlos en impulsos nerviosos, que son transmitidos al SN.

Tienen tres características generales:

Especificidad: cada receptor es sensible a un determinado estímulo. Cada estímulo tiene que actuar con una determinada intensidad y durante un tiempo suficiente.

La respuesta ante un estímulo es siempre la misma: generar un impulso nervioso.

La percepción, que, a veces, es consciente, y otras, es inconsciente.

Los receptores sensoriales pueden ser exterorreceptores, si se encuentran en la superficie del animal (perciben el ambiente externo y permiten conocer y explorar el medio en el que viven) o interorreceptores, si recogen los estímulos de los órganos internos (detectan cambios, como los que se producen en la temperatura corporal y en la composición química de la sangre).

Según el tipo de estímulos que perciben, pueden dividirse también en:

• Quimiorreceptores: Encargados de captar sustancias químicas del ambiente. Se incluyen en este grupo los receptores olfativos, que se estimulan por sustancias volátiles, y los receptores gustativos, que responden a sustancias químicas en disolución.

• Termorreceptores: Son terminaciones nerviosas y corpúsculos especializados en captar cambios de temperatura. Por ejemplo, los corpúsculos de Krause y Ruffini de la piel de los mamíferos.

• Mecanorreceptores: Recogen información de tipo mecánico, como el tacto, la presión, el estiramiento, el sonido, las vibraciones y la gravedad.

• Los corpúsculos de Pacini de los mamíferos son sensibles al tacto y a la presión.

• Los receptores del dolor son terminaciones nerviosas que detectan los daños que se producen en los tejidos.

• La línea lateral es un sistema receptor de vibraciones, cambios de presión hidrostática y objetos en movimiento que se localiza en la piel de los anfibios y a ambos lados del cuerpo de los peces.

• El oído se localiza en animales capaces de emitir sonidos, como artrópodos y vertebrados. En los mamíferos, las ondas sonoras que llegan al oído externo son amplificadas en el oído medio y transmitidas al oído interno, donde diferentes partes del caracol responden a sonidos de distinta frecuencia.

• Los órganos del equilibrio situados en el oído medio, constan de tres canales semicirculares, que responden al movimiento, y dos órganos, en forma de saco, responsables del equilibrio estático.

• Fotorreceptores: Formados por células sensibles a la luz. En algunos grupos son manchas oculares, en otros, están ubicados en órganos especializados llamados órganos visuales. El ojo más perfeccionado es el ojo en cámara de los vertebrados y cefalópodos. Está formado por el globo ocular, que en su parte anterior posee una lente, el cristalino, que enfoca las imágenes, y la retina, que posee las células fotorreceptoras: conos, para la percepción de los colores, y bastones, para la visión nocturna.

d) Los animales pueden elaborar una respuesta, que llevan a cabo mediante los efectores.

Las respuestas de comportamiento son básicamente motoras, y se llevan a cabo mediante el aparato locomotor, compuesto por: el sistema muscular, responsable del movimiento producido por la contracción de los músculos, y el sistema esquelético, que actúa como soporte y anclaje de los músculos y como protección de las paredes delicadas y que puede ser exoesqueleto (artrópodos y moluscos) endoesqueleto (vertebrados).

Cuando el efector es una glándula, la respuesta consiste en una secreción.

7. LA COORDINACIÓN HORMONAL

El sistema endocrino u hormonal y el sistema nervioso controlan las actividades corporales mediante una comunicación basada en mensajeros químicos: las hormonas. Las hormonas pueden alterar el funcionamiento de otro tipo de células (células blanco).

Las hormonas pueden ser proteínas, esteroides, derivados de ácidos grasos o de aminoácidos. Pueden sintetizarse en células endocrinas (suelen agruparse en glándulas, y forman hormonas que vierten el la sangre), en células neurosecretoras ( son neuronas capaces de formar hormonas, llamadas neurohormonas) o en tejidos ( poseen células que forman hormonas, que ejercen su acción en el lugar donde se produce su síntesis).

La mayoría de las hormonas son transportadas por la sangre, que las distribuye por todas las células del cuerpo, pero actúan únicamente sobre las células blanco. Estas células tienen receptores: moléculas de proteína que se unen con la hormona y que se sitúan en la membrana o en el interior de la célula.

La unión de la hormona al receptor provoca cambios en la actividad celular, como modificar la permeabilidad de su membrana, activar o desactivar genes o poner en funcionamiento grupos de enzimas relacionados con un proceso.

Pequeñas cantidades de una hormona son suficientes para producir una respuesta en una célula blanco. La mayoría de las hormonas no actúan aisladamente, debido a que muchas tienen efectos antagónicos (efecto de una hormona sobre una célula blanco se opone al de otra hormona) o sinérgicos (dos o más hormonas complementan las acciones de la otra).

La regulación de la secreción hormonal depende de:

• La cantidad de hormona secretada por algunas glándulas depende de la cantidad de determinada sustancia en la sangre. Por ejemplo, una proporción elevada de glucosa estimula la liberación de insulina, y una disminución activa la liberación de glucagón.

• Muchas glándulas son reguladas por otras hormonas segregadas en otras glándulas.

• Otras glándulas están controladas por el sistema nervioso central. El encéfalo recibe información sobre lo que sucede dentro y fuera de su organismo, evalúa la información y, a través del hipotálamo y la hipófisis, ordena a ciertas glándulas que secretan mayor o menor cantidad de hormona.

Las glándulas endocrinas llevan acabo la secreción de hormonas de los vertebrados. La neurosecreción queda relegada a algunos conjuntos de neuronas del hipotálamo. Estos núcleos neurosecretores producen y liberan neurohormonas, que van a regular la acción de la hipófisis, que, a su vez, controla muchas de las demás glándulas endocrinas.

Principales hormonas de los vertebrados:

Insulina: Disminuye el contenido de glucosa en sangre, pues

aumenta la permeabilidad de la membrana a la glucosa

PÁNCREAS

Glucagón: Aumenta la concentración de glucosa en sangre, al

incrementar la liberación de glucosa a partir de

glucógeno y de nueva síntesis en el hígado.

Tirotropina (TSH): Estimula la producción de tiroxina en

en el tiroides.

ADENOHIPÓFISIS Folículoestimulante (FSH): Estimula el desarrollo de los

folículos ováricos y la

espermatogénesis.

Luteoestimulante (LH):Provoca la ovulación y la producción

de andrógenos por los testículos.

Prolactina (PL): Provoca la secreción de leche por las mamas.

Somatotropina (GH): Activa la síntesis de proteínas y

(Hormona del crecimiento) estimula el crecimiento.

Tiroxina: Incrementa el metabolismo oxidativo; así, favorece el

TIROIDES crecimiento y el desarrollo.

Calcitonina: Controla el nivel de calcio y estimula su incorporación

al hueso.

Aldosterona: En el riñón, favorecen la retención

de agua y Na y la eliminación de K.

CORTEZA SUPRARRENAL Cortisol: Regulan el metabolismo de glúcidos,

grasas y proteínas, y aumentan la

glucemia.

Andrógenos: Promueven caracteres secundarios

masculinos.

MÉDULA SUPRARRENAL Catecolaminas: Preparan al organismo para

(adrenalina y situaciones de emergencia:

noradrenalina) aumento del ritmo cardiaco,

aumento de la glucemia,

vasoconstricción, dilatación

pupilar…

TESTÍCULOS Testosterona: Incrementa el metabolismo celular. Favorece la

aparición y mantenimiento de los caracteres

secundarios masculinos, así como la libido.

Estrógenos: Incrementan el metabolismo celular. Favorece la

aparición y el mantenimiento de los caracteres

OVARIOS secundarios femeninos, así como la libido.

Progesterona: Es sintetizada por los folículos y favorece la

implantación del huevo, mantiene el embarazo

y estimula las últimas etapas del desarrollo

de las glándulas mamarias.

SISTEMA

NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

CENTRAL (SNC)

Encéfalo

SISTEMA NERVIOSO

PERIFÉRICO (SNP)

Médula espinal

MOTOR:

Neuronas motoras

o aferentes

SENSORIAL:

Neuronas sensitivas

o eferentes

SISTEMA NERVIOSO

SOMÁTICO (SNS)

SISTEMA NERVIOSO

AUTÓNOMO (SNA)

SISTEMA NERVIOSO

PARASIMPÁTICO

SISTEMA NERVIOSO

SIMPÁTICO