Respuestas del Organismo

Homeostasis: Respuestas a los cambios producidos en el medio interno.

Comportamiento: Respuestas a los cambios del medio externo.

Los animales poseen sistema nervioso y sistema endocrino para coordinar estas respuestas, mientras que las plantas solo poseen un sistema de regulación hormonal (similar al endocrino).

Sistemas de Coordinación Animal

Sistema Nervioso

Regula y coordina las funciones del organismo mediante impulsos nerviosos.

Sistema Hormonal o Endocrino

Regula y coordina funciones mediante la producción y liberación de hormonas.

El Impulso Nervioso

Elementos del Proceso

• Estímulo: Cambio detectado por el organismo.
• Receptor: Estructura que capta el estímulo.
• Centro nervioso: Procesa la información y elabora una respuesta.
• Respuesta: Acción generada por el centro nervioso.
• Órgano Efector: Ejecuta la respuesta.

Tipos de Respuesta

• Motora: Implica movimiento (locomoción, contracción muscular).
• Secretora: Implica la liberación de sustancias (ej. una glándula que libera una hormona).

Componentes del Sistema Nervioso

Neuronas

Son las células especializadas en conducir el impulso nervioso. Están formadas por:

• Cuerpo neuronal o soma: Contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma.
• Dendritas: Prolongaciones cortas y ramificadas que reciben señales.
• Axón: Prolongación larga que transmite el impulso nervioso hacia otras células. Termina en las ramas terminales.
• Núcleo: Contiene la información genética.
• Células de Schwann: Células gliales que rodean los axones en el SNP, formando la vaina de mielina en algunos casos.

Clasificación Funcional de las Neuronas

• Neuronas sensitivas: Conducen el estímulo desde el receptor hasta los centros nerviosos.
• Neuronas de asociación (Interneuronas): Conectan las neuronas sensitivas con las motoras; se encuentran en los centros nerviosos.
• Neuronas motoras: Conducen la respuesta desde los centros nerviosos hasta los órganos efectores.

Células Gliales o Neuroglía

Proporcionan sostén, nutrición y defensa al tejido nervioso. Tipos principales:

• Astrocitos
• Oligodendrocitos (forman mielina en el SNC)
• Células de Schwann (forman mielina en el SNP)

Fibras Nerviosas y Nervios

La prolongación de los axones (o a veces dendritas largas) forma las fibras nerviosas. Pueden ser:

• Amielínicas: Varios axones están englobados superficialmente por una única célula de Schwann. Conducen el impulso más lentamente. Forman las llamadas fibras grises.
• Mielínicas: Un axón está protegido por células de Schwann (en el SNP) u oligodendrocitos (en el SNC) enrolladas de forma discontinua, formando una vaina de mielina aislante con interrupciones (nódulos de Ranvier). Conducen el impulso más rápidamente. Forman las fibras blancas.

Las agrupaciones de varias fibras nerviosas junto con vasos sanguíneos y tejido conectivo forman los nervios.

Los conjuntos de cuerpos neuronales fuera del SNC forman los ganglios nerviosos. En el SNC, los conjuntos de cuerpos neuronales forman la sustancia gris, mientras que los conjuntos de fibras mielínicas forman la sustancia blanca.

Transmisión del Impulso Nervioso

La membrana plasmática de la neurona en reposo está polarizada: el exterior está cargado positivamente (principalmente por iones Na⁺) y el interior negativamente (principalmente por iones K⁺ y aniones proteicos). Esta diferencia de carga genera el potencial de reposo (aproximadamente -70mV).

Cuando un estímulo adecuado llega a la neurona, se abren canales iónicos. Entran masivamente iones Na⁺ al interior y salen iones K⁺, produciéndose una inversión momentánea de la polaridad: el interior se vuelve positivo y el exterior negativo. Esto se llama despolarización. La diferencia de potencial en este momento alcanza el potencial de acción (aproximadamente +40mV).

Este cambio eléctrico (potencial de acción) en un punto de la membrana provoca la apertura de canales iónicos en la zona adyacente, generando una perturbación eléctrica que se propaga a lo largo del axón como una onda: el impulso nervioso. Una vez que el impulso ha pasado por una zona, la membrana se repolariza rápidamente (vuelve al potencial de reposo) mediante la salida de K⁺ y la acción de la bomba sodio-potasio, quedando lista para transmitir un nuevo impulso.

Sinapsis: Comunicación entre Neuronas

Una vez que el impulso nervioso llega al final del axón (terminal presináptico), debe transmitirse a la siguiente neurona o al órgano efector. Este proceso ocurre en la sinapsis.

En la sinapsis química (la más común):

1. El impulso nervioso llega al elemento presináptico (terminal del axón).
2. Se liberan sustancias químicas llamadas neurotransmisores al espacio sináptico (hendidura sináptica).
3. Los neurotransmisores se unen a receptores específicos en la membrana de la célula postsináptica (dendrita, soma u órgano efector).
4. Esta unión provoca un cambio en la permeabilidad de la membrana postsináptica (ej. un incremento del paso de Na⁺), lo que puede generar una despolarización (excitación) o hiperpolarización (inhibición) en la célula postsináptica. Si se alcanza el umbral de excitación, se propaga un nuevo impulso nervioso.

Organización del Sistema Nervioso en Vertebrados

Los vertebrados poseen un sistema nervioso de tipo tubular, que se divide en:

• Sistema Nervioso Central (SNC): Formado por el encéfalo y la médula espinal. Procesa la información y elabora respuestas.
• Sistema Nervioso Periférico (SNP): Formado por los ganglios nerviosos y los nervios. Conecta el SNC con los receptores y los efectores.

Sistema Nervioso Central (SNC)

Está protegido por:

• Envolturas óseas: El cráneo (protege el encéfalo) y la columna vertebral (protege la médula espinal).
• Envolturas membranosas (Meninges): Tres capas que rodean el SNC:
  • Duramadre: La capa más externa y resistente.
  • Aracnoides: Capa intermedia, similar a una telaraña.
  • Piamadre: La capa más interna, adherida al tejido nervioso.
  Entre la aracnoides y la piamadre se encuentra el espacio subaracnoideo, lleno de líquido cefalorraquídeo (LCR), que amortigua los golpes y participa en el intercambio de nutrientes y desechos entre el tejido nervioso y la sangre.

En el SNC, la sustancia gris (cuerpos neuronales, dendritas, axones amielínicos y células gliales) y la sustancia blanca (axones mielínicos y células gliales) tienen distribuciones específicas.

Encéfalo

Es la parte del SNC contenida en el cráneo. La sustancia gris se encuentra principalmente en la periferia (corteza) y en núcleos internos, mientras que la sustancia blanca está en el interior. Está formado por:

• Cerebro: Es la porción más voluminosa.
  • Telencéfalo (Hemisferios cerebrales): Responsable de las funciones superiores (pensamiento, lenguaje, memoria), recibe sensaciones conscientes y elabora respuestas voluntarias.
  • Diencéfalo: Incluye el tálamo (estación de relevo sensorial) y el hipotálamo (controla la hipófisis y funciones vitales como la temperatura, sed, hambre, sueño).
  • Mesencéfalo: Controla reflejos visuales y auditivos, y movimientos oculares.
• Cerebelo: Situado en la parte posterior e inferior. Controla y coordina los movimientos voluntarios, el equilibrio y el tono muscular.
• Bulbo Raquídeo (Médula Oblonga): Conecta el encéfalo con la médula espinal. Controla funciones automáticas vitales (ritmo cardíaco, respiración, presión arterial, deglución, vómito).

Médula Espinal

Es un cordón nervioso que recorre el interior de la columna vertebral, desde la base del encéfalo (bulbo raquídeo) hasta la región lumbar (aproximadamente la segunda vértebra lumbar).

En la médula, la sustancia blanca se encuentra en la zona externa y la sustancia gris en la zona interna (con forma de H o mariposa). Funciones:

• Controla actos reflejos.
• Transmite impulsos nerviosos sensitivos hacia el encéfalo y motores desde el encéfalo hacia los efectores.

Sistema Nervioso Periférico (SNP)

Está formado por ganglios nerviosos (agrupaciones de somas neuronales fuera del SNC) y nervios (haces de fibras nerviosas).

Según su origen, los nervios pueden ser:

• Nervios craneales: Proceden del encéfalo. Hay 12 pares en humanos (sensitivos, motores o mixtos).
• Nervios espinales o raquídeos: Se originan en la médula espinal. Hay 31 pares en humanos (todos mixtos).

Funcionalmente, el SNP se divide en:

• SNP Somático: Controla las acciones voluntarias (movimiento de músculos esqueléticos) y transmite información sensorial consciente.
• SNP Autónomo o Vegetativo: Controla las funciones involuntarias de las vísceras (músculo liso, músculo cardíaco, glándulas).

Sistema Nervioso Autónomo (SNA)

Controla actividades viscerales involuntarias. Está formado por dos subsistemas con funciones generalmente antagónicas:

• Sistema Simpático: Prepara al organismo para situaciones de actividad, estrés o emergencia («lucha o huida»). Ej: aumenta la frecuencia cardíaca, dilata las pupilas, moviliza energía.
• Sistema Parasimpático: Prepara al organismo para situaciones de reposo y digestión («descanso y digestión»). Ej: disminuye la frecuencia cardíaca, contrae las pupilas, estimula la digestión.

Actos Nerviosos

Actos Involuntarios o Reflejos

Son respuestas rápidas y automáticas que no dependen de la voluntad consciente. La estructura anatómica que permite un acto reflejo se llama arco reflejo. Intervienen:

1. Receptor sensorial
2. Neurona sensitiva
3. Centro integrador (neurona de asociación en la médula espinal o tronco encefálico)
4. Neurona motora
5. Órgano efector

Tipos de reflejos:

• Reflejos incondicionados (Innatos): Son heredados genéticamente y no requieren aprendizaje. Suelen tener una función protectora (ej. retirar la mano del fuego). El centro integrador suele estar en la médula espinal o el tronco encefálico.
• Reflejos condicionados (Adquiridos): Se desarrollan a través de la experiencia y el aprendizaje (ej. salivar al oler comida). Requieren la participación de centros superiores del encéfalo.

Actos Voluntarios

Son aquellos actos conscientes que se realizan de forma voluntaria. Implican la recepción de información, su procesamiento en centros superiores del encéfalo (corteza cerebral), la toma de decisiones y la ejecución de una respuesta planificada. Intervienen tanto la médula espinal como el encéfalo.

Receptores Sensoriales

Son estructuras especializadas (células o terminaciones nerviosas) que detectan estímulos específicos y los convierten en impulsos nerviosos. Forman parte de los órganos de los sentidos.

Clasificación según la Procedencia del Estímulo

• Exteroceptores: Reciben estímulos del medio externo (ej. luz, sonido, temperatura exterior, presión).
• Interoceptores: Captan información del interior del organismo.
  • Propioceptores: Localizados en músculos, tendones y articulaciones. Informan sobre la posición y el movimiento del cuerpo.
  • Visceroceptores: Localizados en las vísceras. Captan cambios en el medio interno (ej. pH sanguíneo, presión arterial, temperatura corporal, concentración de gases en sangre).

Clasificación según el Tipo de Estímulo

• Mecanorreceptores: Sensibles a estímulos mecánicos (presión, tacto, vibración, estiramiento, sonido, equilibrio). Ejemplos en la piel:
  • Corpúsculos de Vater-Pacini: Detectan presión profunda y vibración.
  • Corpúsculos de Meissner: Sensibilidad al tacto fino.
  • Terminaciones nerviosas libres: Tacto, presión, dolor.
• Termorreceptores: Sensibles a cambios de temperatura.
  • Corpúsculos de Krause: Detectan el frío.
  • Corpúsculos de Ruffini: Detectan el calor.
• Quimiorreceptores: Sensibles a estímulos químicos. Responsables de los sentidos del olfato y el gusto, y detectan cambios químicos internos (ej. O₂, CO₂, pH).
• Fotorreceptores: Sensibles a la luz. Se encuentran en la retina de los ojos:
  • Conos: Responsables de la visión en color y de alta agudeza.
  • Bastones: Responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad (blanco y negro).
• Nociceptores: Receptores del dolor. Detectan daño tisular o estímulos potencialmente dañinos (mecánicos, térmicos o químicos intensos). Suelen ser terminaciones nerviosas libres.