Funcionamiento y Estructura del Sistema Nervioso en el Reino Animal

La función de relación y el sistema neurohormonal

La función de relación garantiza la supervivencia del animal en un ambiente. Es resultado de la acción conjunta de los sistemas de coordinación que controlan y coordinan los sistemas corporales. Lo forman el sistema nervioso y el endocrino u hormonal. En conjunto, forman el sistema neurohormonal. Estos sistemas captan estímulos del medio, tanto interno como externo, mediante unas estructuras llamadas receptores. Esta información permite elaborar respuestas nerviosas u hormonales eficaces para la supervivencia, llevadas a cabo por los efectores, como el sistema locomotor o la secreción glandular. Las respuestas frente a estímulos externos constituyen el comportamiento; las realizadas ante los estímulos internos conforman la homeostasis, que mantiene el medio interno en unas condiciones constantes. La comunicación entre receptores y efectores puede darse por señales eléctricas o químicas.

1. El sistema nervioso

Es una compleja red de comunicaciones que almacena e interpreta la información recogida por los receptores y transmite una respuesta a los efectores. Su componente básico es el tejido nervioso, formado por neuronas y células acompañantes o de glía. Las neuronas constan de:

Cuerpo, soma o pericarión: que aloja el núcleo.
Dendritas: prolongaciones numerosas, cortas y ramificadas, que transmiten el impulso hacia el cuerpo neuronal.
Axón o fibra nerviosa: prolongación que suele ser única y larga que conduce los impulsos hacia otra neurona u órgano diana. Su extremo final presenta múltiples ramificaciones que forman terminaciones axónicas.

Células de glía o neuroglía

Las células de glía o neuroglía desempeñan diferentes funciones:

Astrocitos: para la nutrición.
Microglías: con función de defensa y limpieza.
Oligodendrocitos y células de Schwann: que producen mielina (sustancia aislante alrededor de los axones).

1.1 Fisiología neuronal

Las neuronas pueden generar y propagar impulsos nerviosos gracias a su capacidad de excitabilidad y conductibilidad.

1.1.1 Excitabilidad

Es la capacidad de captar estímulos del medio y generar impulsos nerviosos mediante cambios electroquímicos en su membrana. Las neuronas mantienen un potencial de membrana de modo que los estímulos perturban dicho potencial. El potencial de membrana es la diferencia de potencial o voltaje entre el interior (-) y el exterior (+). Es de -70 milivoltios; la membrana posee canales para iones sodio y potasio. En reposo, la membrana bombea iones sodio al exterior y potasio al interior mediante las bombas de sodio y potasio. Al estar cerrados los canales de sodio pero abiertos los de potasio, este ion sale por diferencia de gradiente. Como resultado, se acumulan muchas más cargas positivas en el exterior que en el interior, que almacena iones de cloro (Cl) y proteínas de carga negativa, creando el potencial de -70 mV.

La presencia de un estímulo abre los canales de sodio y cierra los de potasio. La entrada en masa de sodio produce la despolarización de la membrana, que cada vez es menos negativa hasta alcanzar los +40 mV; se propaga como impulso nervioso a lo largo del axón, lo que se denomina potencial de acción. Para recuperar el potencial de membrana, se cierran los canales de sodio y se abren los de potasio, y actúa la bomba de sodio y potasio. Esto es la repolarización y, mientras ocurre, la neurona no se puede excitar (periodo refractario).

1.1.2 Conductividad neuronal

Cuando un impulso genera un potencial de acción, este se propaga como impulso nervioso a lo largo del axón; se produce una onda de despolarizaciones con una sucesión de aperturas y cierres de canales de sodio. Según se desplaza la onda de despolarización, se produce la repolarización por detrás de esta. Las vainas de mielina, que envuelven de forma discontinua los axones, hacen que la despolarización sea a saltos (conducción saltatoria), lo que aumenta su velocidad.

1.1.3 Sinapsis

Son las uniones funcionales (no anatómicas) entre dos neuronas o una neurona y un músculo o una glándula. En la sinapsis, las dos neuronas están separadas por un espacio llamado hendidura sináptica. En la neurona presináptica, las terminaciones axónicas o botones sinápticos almacenan neurotransmisores (dopamina, acetilcolina, etc.) sintetizados en el soma de la neurona y almacenados en vesículas. Cuando el impulso nervioso llega al botón sináptico, se abren unos canales de calcio, lo que provoca el vaciado de las vesículas a la hendidura sináptica, descargando sus neurotransmisores. Estos se unen con receptores de la membrana postsináptica y abren los canales iónicos asociados con ellos.

Cuando el neurotransmisor es del tipo excitador (como la acetilcolina), se abren los canales de sodio, la membrana se despolariza y se puede generar un potencial de acción postsináptico.
Cuando son del tipo inhibidor (como las endorfinas), se abren canales de cloro (que entra) o de potasio (que sale) y la membrana se hiperpolariza, creando un potencial de inhibición que dificulta la transmisión del impulso.

Las neuronas integran todos los efectos que les llegan. Si la suma de efectos (inhibidores-excitadores) supera un valor umbral, se genera un potencial de acción y un impulso nervioso. La estimulación sináptica finaliza cuando los neurotransmisores son degradados por enzimas específicas o recaptados por las neuronas presinápticas para reutilizarlos.

1.2 Sistema nervioso de invertebrados

La información se procesa en agrupaciones simples de neuronas llamados ganglios. La simetría bilateral favorece la acumulación de receptores y ganglios en la parte anterior del cuerpo, en el proceso de cefalización.

Poríferos: carecen de sistema nervioso organizado; poseen grupos de neuronas sin apenas conexión entre ellos.
Cnidarios: tienen una red de neuronas ramificadas e interconectadas que forman el plexo nervioso, el cual controla la contracción y la captura de alimentos.
Equinodermos: de simetría radial, presentan un anillo de ganglios alrededor del esófago (periesofágico), del que salen cordones nerviosos.
Platelmintos y nematodos: poseen un sistema nervioso cordal, con ganglios cerebrales sencillos de los que salen cordones nerviosos longitudinales interconectados.
Anélidos: poseen unos ganglios cerebrales dorsales unidos a un collar gangliolar periesofágico del que parten dos cordones nerviosos escaleriformes. Cada segmento contiene un par de ganglios.
Moluscos: se observa un solo cordón nervioso con 3 o 5 pares de ganglios y una masa cerebral con una protección gelatinosa.
Artrópodos: aumenta la cefalización con un cerebro diferenciado en regiones de distinta funcionalidad.

1.3 Sistema nervioso de vertebrados

Los vertebrados se caracterizan por tener un sistema nervioso formado por un cordón nervioso hueco en posición dorsal. En su parte anterior se desarrolla el encéfalo protegido por el cráneo, que se une a la médula espinal, protegida por la columna vertebral. En conjunto forman el Sistema Nervioso Central (SNC). El canal central del tubo neural forma cuatro ventrículos en el encéfalo que se continúan por el canal central de la médula, llamado epéndimo. Del SNC parten los nervios que, junto a los ganglios, forman el Sistema Nervioso Periférico (SNP).

2. Sistema nervioso humano

Según su anatomía, se divide en central y periférico. Según el órgano sobre el que actúan, en somático y autónomo. El sistema nervioso posee diferentes tipos de neuronas:

Sensitivas: localizadas en ganglios fuera del SNC, asociadas a receptores sensoriales. Envían mensajes al SNC.
De asociación: conectan neuronas entre sí, como las sensitivas y las motoras en los arcos reflejos. Se localizan dentro del SNC.
Motoras: reciben mensajes de las neuronas de asociación y los conducen por sus axones hasta los músculos o glándulas.

Según el recubrimiento de sus axones, se clasifican en:

Mielínicas: poseen una vaina de mielina (fosfolípido) que actúa como aislante eléctrico. En el SNC está formada por oligodendrocitos y en el SNP por células de Schwann.
Amielínicas: carecen de vaina de mielina.