Tema 10. El sistema nervioso humano A.- .- Organización general del sistema nervioso: órganos receptores, de coordinación y efectores B. Bases del funcionamiento del sistema nervioso. -Descripción de la morfología neuronal. -Fisiología de la transmisión del impulso nervioso en el axón. -La comunicación sináptica C.- Los receptores sensoriales. -Descripción de los tipos de receptores sensoriales. -Anatomía del ojo, el oído, el olfato, el gusto y los receptores para el tacto. -Fisiología general de los receptores sensoriales D.- Anatomía del Sistema Nervioso Central. -Anatomía del encéfalo. -Anatomía de la médula espinal E.- Anatomía del Sistema Nervioso Periférico F.- La ejecución de las respuestas: órganos efectores y tipos de respuesta motora. G.- Patologías más frecuentes del sistema nervioso: enfermedades neurodegenerativas, enfermedades mentales y accidentes medulares

SISTEMA NERVIOSO

Cultivo de neuronas dopaminérgicas El color rojo es una proteína exclusiva de neuronas, las verdes muestran la enzima productora de dopamina y en azul está teñido el ADN

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Todas estas funciones se pueden agrupar en tres:

FUNCIÓN SENSITIVA. Percibe todos los cambios externos e internos. Está formado por las neuronas llamadas sensitivas o aferentes que mandan esta información al sistema nervioso central (encéfalo y médula espinal) FUNCIÓN INTEGRADORA. Es la encargada de procesar la información de los órganos de los sentidos y elaborar las respuestas. Está formada por neuronas asociativas o interneuronas. La mayoría de las neuronas son de este tipo

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FUNCIÓN MOTORA. Ejecuta las órdenes elaboradas por el SNC: controlar órganos efectores, músculos o glándulas. Está a cargo de las neuronas motoras o eferentes

Neuronas sensitivas

Neuronas asociativas

Neuronas motoras

Vías aferentes: Nervios

sensitivos

Vías eferentes: Nervios motores

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La organización básica del sistema nervioso está formada por dos grandes estructuras: ►El Sistema Nervioso Central (SNC), formado por el encéfalo y la médula espinal ►El Sistema Nervioso Periférico (SNP), formado por los tejidos nerviosos no protegidos por el esqueleto: principalmente nervios

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Sistema nervioso periférico

Sistema nervioso central

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MORFOLOGÍAS NEURONALES SEGÚN LA PROLONGACIÓN AXÓNICA

MULTIPOLAR BIPOLAR UNIPOLAR

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MORFOLOGÍAS NEURONALES

Célula de Purkinje

Neurona pirmaidal

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Todas las neuronas tienen tres partes fundamentales: Cuerpo o soma neuronal Dendritas Axón

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Dendritas

Terminal axónico

Botón sináptico

Nodo de Ranvier

Núcleo celular

Cuerpos de Nissl (RER)

Orgánulos celulares

Cono axónico

Axón

Vaina de mielina

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Axón presináptico

Neurofilamentos

Nerotransmisores

Liberación de NT

Brecha sináptica

Vesículas sinápticas

Neurona postsináptica

Mitocondrias

Microtúbulos

SINAPSIS

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La forma de las neuronas está relacionada con su función: establecer redes neuronales

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El tamaño del cuerpo de las neuronas es variable pero algunas tienen un axón desproporcionadamente grande

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TIPOS DE CÉLULAS DE LA NEUROGLIA

ASTROCITOS Sus prolongaciones les dan una forma estrellada característica. Hay dos tipos los protoplásmicos propios de la sustancia gris, con muchas ramificaciones cortas; y los astrocitos fibrosos menos ramificados pero de prolongaciones más largas. Se encuentran en la sustancia blanca

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OLIGODENDROCITOS Son parecidos a los astrocitos pero más pequeños y con menos ramificaciones Básicamente son los encargados del mantenimiento de la vaina de mielina en el SNC

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MICROGLÍA De pequeño tamaño y con pocas prolongaciones Tienen función fagocitaria como los macrófagos

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CÉLULAS DE SCHWANN Son las responsables de la formación de la vaina de mielina, una estructura que aísla los axones de las neuronas en el SNP

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Los axones mielinizados transmiten mucho más rápidamente los impulsos nerviosos La presencia de muchos axones mielinizados forma la sustancia blanca, mientras que la sustancia gris está formada por somas neuronales La distribución de ambas es diferente en el encéfalo y en la médula

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Sección de encéfalo y de médula donde se muestra la diferente distribucíon de las materias blanca y gris

Materia gris

Materia blanca

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CÉLULAS EPENDIMARIAS Como índica su nombre son las células que cubren el Epéndimo, la cavidad central de la médula y los ventrículos cerebrales Su función parece estar relacionada con el mantenimiento del líquido cefalorraquídeo

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RESUMEN DE LAS CÉLULAS DE LA NEUROGLÍA

Astrocitos

Células ependimarias

Oligodendrocitos

Microglia

C. De Schwann

►

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GENERACIÓN DE UN IMPULSO NERVIOSO

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La membrana del axón neuronal tiene una diferencia de potencial eléctrico de -70 mV Este es el llamado potencial en reposo, y se debe a la desigual distribución de iones entre el interior y el exterior celular Principalmente el Na+ y el K+, aunque también participan otros

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

La apertura, o cierre, de los canales para Na+ y K+ pueden ser controlados por neurotransmisores o por voltaje…

SISTEMA NERVIOSO

La generación del potencial de acción en el cono axónico va a propagarse a lo largo del axón por la apertura de canales activables por voltaje Esto hace que se propague de un modo parecido a como lo hacen las fichas de dominó, pero a diferencia de esta se va regenerando el potencial de reposo por detrás del impulso nervioso

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PROPAGACIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

En los axones mielinizados el impulso nervioso viaja más rápido porque sólo se produce el tránsito de iones en los nódulos de Ranvier

Este tipo de transmisión del impulso se llama conducción saltatoria

Animación IN

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El impulso nervioso tiene las siguientes características: ► Es unidireccional: se propaga desde el soma neuronal hasta el terminal axónico, nunca al revés ►Es del tipo todo/nada ►Siempre tiene la misma amplitud ►No depende de la intensidad del estímulo ni de su naturaleza

SINAPSIS

Llamamos sinapsis a la conexión entre dos neuronas

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

Por tanto, cuando la neurona postsináptica recibe el impulso nervioso pueden ocurrir diferentes respuestas dependiendo del tipo de neurotransmisor… ► Básicamente puede excitarse, es decir, la señal induce a la neurona a emitir a su vez un nuevo impulso nervioso ► O puede inhibirse: bloquear la emisión de un nuevo impulso nervioso

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Vamos a describir los principales neurotransmisores… ACETILCOLINA Es principalmente un NT excitatorio Es el NT que se libera en los nervios motores (SNP) y también en algunas sinapsis del SNC

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Hay que tener en cuenta que un mismo neurotransmisor puede tener diferente efecto en la célula postsináptica dependiendo del tipo de receptor de membrana al que se une

Un ejemplo bien conocido son los receptores colinérgicos de tipo nicotínico y muscarínico

Nicotina Muscarina

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GLUTAMATO Es el NT excitatorio más extendido en el SNC Induce una despolarización muy potente en las neuronas postsinápticas

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SEROTONINA Producida por neuronas localizadas en el SNC (bulbo raquídeo y núcleos del rafe) Actúa en la percepción sensorial, la regulación de la temperatura, el estado de ánimo y el hambre

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DOPAMINA También es de tipo excitatorio Actúa en el SNC, principalmente en el sistema límbico (substantia nigra)

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NORADRENALINA Es principalmente de tipo excitatorio Ampliamente distribuida en el SNC y SNP Tiene un papel importante en el estado de ánimo

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GLICINA Y ÁCIDO γ AMINO BUTÍRICO (GABA) Son los dos principales NT inhibitorios el primero en el SNP y el GABA en el cerebro La tercera parte de las sinapsis cerebrales liberan GABA

Glicina GABA

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La clasificación de los receptores se puede hacer atendiendo a diversos criterios:

LOCALIZACIÓN ►Exteroceptores. Se sitúan en el exterior del cuerpo y reciben estímulos externos: oido, vista, tacto… ►Interoceptores. Situados en los vasos sanguíneos, vísceras, y otras estructuras internas; son sensibles a cambios del medio interno ►Propioceptores. Están en músculos, tendones …y dan información de la posición, tensión etc

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TIPO DE ESTÍMULO

► Mecanorreceptores: presión, deformación, estiramiento, etc ► Termorreceptores: cambios de temperatura Fotorreceptores: a la luz ► Quimiorreceptores: presencia de sustancias químicas ► Nociceptores: responden al daño físico ► Osmorreceptores: a la presión osmótica de los líquidos internos

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El gusto y el olfato son dos receptores de tipo químico

Aunque tienen una diferente localización, las sensaciones gustativas y olfativas están íntimamente interrelacionadas

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El olfato reside en el llamado bulbo olfatorio situado en el interior de la nariz

Olfato

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La nariz contiene entre 10 y 100 millones de receptores olfativos

Los receptores olfativos son neuronas de tipo bipolar

Axón que atraviesa la placa cribosa

Dendrita

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Epitelio olfatorio

Mucosidad

Tracto olfatorio

Etmoides

Cilios olfatorios

Neurona olfatoria

Axón de la neurona olfatoria

Dendrita de la neurona olfatoria

Neurona del bulbo olfatorio

Sinapsis

Glándula olfatoria

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UMBRALES OLFATORIOS

Podemos detectar 0,4 10 -9 g por litro de aire de β mercaptoetanol

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El sentido del gusto reside en las papilas gustativas de la lengua Hay tres tipos: filiformes, circunvaladas y fungiformes

Gusto

Circunvaladas o caliciformes

Filiformes

Fungiformes

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Papilas filiformes

Papilas circunvaladas

Botones gustativos

Tejido conectivo

Tejido muscular

Glándulas salivales

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Botón gustativo

Poro gustativo

Células gustativas Sinapsis

Neuronas sensitivas de primer orden

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El gusto es mucho menos sensible que el olfato tanto en el umbral de detección, como en los sabores primarios, sólo detectamos cinco:

Salado Dulce Ácido Amargo Umami

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Capsaicina

¿Por qué pican las guindillas?

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Carúncula lagrimal

Conjuntiva (Encima de la esclerótica)

Estructuras accesorias del ojo

Pestañas

Vista

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APARATO LAGRIMAL

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Los ojos se encuentran situados en las llamadas órbitas oculares formadas por huesos del cráneo Cada ojo se mueve gracias a la actividad de seis músculos extrínsecos del ojo Estos músculos son un ejemplo de precisión

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MÚSCULOS EXTRÍNSECOS DEL OJO

Recto superior

Recto inferior

Recto externo Recto interno

Oblicuo superior

Oblicuo inferior

Elevador del párpado

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SISTEMA NERVIOSO

Córnea

Esclerótica

SISTEMA NERVIOSO

Esclerótica

Coroides

Iris

Cuerpo ciliar

Retina

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LUZ

Flujo del impulso nervioso

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Fóvea

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Córnea

Fibras zonulares Cuerpos y procesos ciliares

Cristalino

Iris

Cámaras anterior y posterior

SISTEMA NERVIOSO

Enfoque cercano Enfoque lejano

Acomodación del cristalino

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Básicamente son tres alteraciones: miopía, hipermetropía y astigmatismo

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Vamos a describir el proceso de la transducción de la señal luminosa en un impulso nervioso en la retina

Conos

Bastones

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LUZ

Cono Bastón

Discos Plieguess

Bastón y cono

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

El retinal es la sustancia que absorbe la luz en todos los fotorreceptores, las opsinas son de 4 tipos de forma que pueden absorber diferentes tipos de luz (diferente longitud de onda)

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

Quiasma óptico

Nervios ópticos

Tractos ópticos

Núcleo geniculado lateral (Tálamo)

Corteza visual primaria

Campos visuales

SISTEMA NERVIOSO

Anatomía del oído

Oído externo Oído medio

Oído interno

OÍDO Y EQUILIBRIO

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El oído externo está formado por el pabellón auditivo, el conducto auditivo externo y el tímpano o membrana timpánica

Pabellón auditivo

Conducto auditivo

Tímpano

Hueso temporal

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Oído medio

Hueso temporal

Tímpano

Martillo

Yunque Estribo

Musculo tensor del tímpano

Músculo estapedio

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El conducto faringotimpánico , o trompa de Eustaquio, comunica el oído medio con la nasofaringe y permite igualar la presión del aire a un lado y otro del tímpano

FARINGE

Cornete inferior

NASOFARINGE

OROFARINGE

LARINGOFARINGE

Orificio faríngeo de la trompa de Eustaquio

Tráquea

Epíglotis

Esófago

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SISTEMA NERVIOSO

El estribo encaja dentro de la ventana oval

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El oído interno también se conoce como laberinto

Conductos semicirculares

Cóclea o caracol

Vestíbulo

Ventana redonda

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Sáculo

Utrículo

Laberinto óseo La parte externa es el llamado laberinto óseo, que envuelve al laberinto membranoso

Entre ambos hay un líquido llamado perilinfa

Y en el interior del membranoso se encuentra la endolinfa

Laberinto membranoso

Nervio vestibulococlear

Ventana oval

Ventana circular

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La intensidad se mide en decibelios (dB). Es una escala logarítmica La intensidad mínima que percibe un oído sano son 0 dB. Un susurro, como las hojas movidas por el viento, unos 15 Db; una conversación 60 dB. Por encima de 120 dB resulta molesto, y 140 dB es el umbral del dolor

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Tímpano

Cadena de huesecillos

Cóclea Estímulo (Sonido)

Potencial de acción

Captación del sonido

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La cóclea es una estructura tubular enrollada en espiral

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Sección de un segmento coclear

Rampa vestibular (Perilinfa)

Rampa timpánica (Perilinfa)

Conducto coclear

(Endolinfa)

Órgano de corti

Nervio coclear

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El órgano encargado de la transducción del sonido es el órgano de Corti, que se encuentra en la cóclea

Membrana tectoria

Membrana basilar Células

sensitivas Nervio coclear

Estereocilios

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Células sensitivas de la cóclea y estereocilios

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La presión ejercida por la perilinfa sobre de las membranas tectoria y basilar modifica la posición de los estereocilios de las células sensitivas y esto produce la despolarización de las células sensoriales

SISTEMA NERVIOSO

Cada zona de la cóclea responde a una frecuencia sonora diferente: la parte cercana al vestíbulo recibe las frecuencias más altas y las cercanas al helicotrema las bajas

Representación de la cóclea «desenrollada»

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Implante coclear

Equilibrio estático

Endolinfa

Otolitos

Células ciliadas

Nervio vestibular

Utrículo Sáculo

SISTEMA NERVIOSO

Membrana otolítica

SISTEMA NERVIOSO

SISTEMA NERVIOSO

Equilibrio dinámico

Nervio ampular

Cúpula

Ampolla

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El nervio vestibulococlear es el que sale del oído en dirección a la corteza auditiva. Es un nervio mixto

Nombre Tipo de receptor Estímulo y características

Corpúsculo de Meissner Mecanorreceptor Tacto fino y adaptación rápida

Plexos del folículo piloso Mecanorreceptor Tacto grueso y adaptación rápida

Discos de Merkel Mecanorreceptor Tacto fino y adaptación lenta

Corpúsculos de Ruffini Mecanorreceptor Estiramiento. Adaptación lenta

Corpúsculos de Pacini Mecanorreceptor Presión sostenida. Adaptación lenta

Corpúsculos de Krause Termorreceptor Frío. Adaptación rápida

Corpúsculos de Ruffini Termorreceptor Calor. Adaptación rápida

Terminaciones N. libres Nociceptores Dolor

RECEPTORES TÁCTILES

SISTEMA NERVIOSO

L

SISTEMA NERVIOSO

Corpúsculos de Pacini

Terminaciones nerviosas libres

Corpúsculos de Meissner

Discos de Merkel

Corpúsculos de Krause

Corpúsculos de Ruffini Terminaciones del

folículo piloso

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Animaciones del tema Animación de la sinapsis

Animación sinapsis colinérgica(II)

Test del Daltonismo