Fisiolog

1
Fisiología comparada_RelaciónCRÉDITOS

• Autoría de la presentación en Power Point Juan
  Ignacio Noriega Iglesias
• Texto (con modificaciones) e imágenes procedentes
  de
• Biología y Geología 1Bachillerato
• Autores del texto Natividad Ferrer Marí, Miguel
  García Vicente, Manuel Medina Martínez.
• Editorial Bruño
• Madrid, 2002
• ISBN 84-216-4329-0
• El resto de las imágenes procede de diversas
  fuentes en Internet.

2
Elementos del proceso de relación
3
Los coordinadores

• Sistema endocrino
• Glándula endocrina
• Sistema nervioso central
• Acción lenta
• Sistema nervioso
• Neuronas
• Neurotransmisores
• Célula blanco (diana)
• Activación/Inhibición metabolismo celular
• Glándula endocrina
• Fibra muscular
• Acción rápida

4
Coordinación nerviosa

• Neuronas
• Características
• Excitabilidad
• Conductividad
• Anatomía
• Soma ( pericarion)
• Ganglios
• Núcleos
• Dendritas
• Axón
• Vaina de mielina
• Nódulos de Ranvier
• Botones sinápticos
• Nervios (en el SNP)
• Tractos (en el SNC)
• Células gliales

5
Tipos de neuronas

• Sensitivas (aferentes)
• Receptor Neurona de asociación
• Motoras (eferentes)
• Procesador Efector (músculo, glándula)
• Interneuronas (neuronas de asociación)
• Conectan neurona sensitiva con neurona motora
• Redes de asociación en encéfalo (procesos
  asociativos memoria)

6
El impulso nervioso(I)Flujo de iones a través y
a lo largo de la membrana de la neurona

• Potencial de reposo
• Equilibrio Donnan
• Transporte activo (bomba Na/K)
• Exterior Na, Cl-
• POSITIVO
• Interior K, aniones de proteínas
• NEGATIVO
• Polaridad de membrana
• Diferencia de potencial (-70 mV)

7
El impulso nervioso (II)
http//intro.bio.umb.edu/111-112/112s99Lect/neuro_
anims/a_p_anim1/WW3.htm
Los potenciales de reposo y acción se miden con
sendos electrodos situados a ambos lados de la
membrana plasmática
Salida de K
Estímulo
Comienza a bombearse Na al exterior
Exceso de cationes en el exterior de la membrana
Estímulos fotones (conos, bastones), moléculas
(quimiorreceptores nasales, vomerianos o
linguales), cambios de presión en perilinfa y
endolinfa (oído interno células de Corti), etc.
8
La sinapsis químicaUnión funcional, sin
contacto, entre dos neuronas o entre una neurona
y una célula efectora (fibra muscular, célula
diana)

• Partes de la sinapsis
• Membrana presináptica
• Del botón terminal axón
• Anastomosis vesículas con neurotransmisores
• Brecha sináptica
• 200 A
• Neurotransmisor
• Membrana postsináptica
• De la dendrita
• Del nodo de Ranvier de otro axón
• De la fibra muscular
• De una célula diana
• Receptores específicos para neurotransmisor

9
Sinapsis y neurotransmisores

• Clases de sinapsis
• Excitadoras con los neurotransmisores
• Acetilcolina
• Adrenalina ( epinefrina)
• Noradrenalina ( norepinefrina)
• Dopamina (L-Dopa)
• Inhibidoras Con los neurotransmisores
• Endorfinas (ß-endorfina)
• Encefalinas
• GABA
• Alanina
• Glicina
• Serotonina

10
Sinapsis y neurotransmisores en la placa motora

• Acetilcolina
• Excitadora músculo estriado
• Inhibidora músculo cardíaco
• Noradrenalina
• En neuronas motoras del SN Simpático (p. 322)

11
Sinapsis en la placa motora
12
El procesamiento de la información (I)

• Interpretación del estímulo
• En la correspondiente zona de proyección del
  encéfalo
• Intensidad del estímulo
• Directamente proporcional a
• nº de neuronas excitadas
• frecuencia de impulsos por neurona

13
El procesamiento de la informacíón (II)

• Recepción de la información y respuesta
  correspondiente
• Vías sensitivas convergentes (para procesamiento
  eficaz)
• Vías motoras divergentes (para ejecución eficaz)

Célula de Corti
Cono
Corpúsculo de Meissner
14
El procesamiento de la informacíón (III)Arcos
reflejos/Actos reflejos

• Arco reflejo
• Sencillo
• Neurona sensitiva
• Neurona motora
• Complejo I
• Neurona sensitiva (larga dendrita, corto axón)
• Interneurona
• Neurona motora (corta dendrita, largo axón)
• Complejo II
• n x Neuronas sensitivas
• n x Interneuronas
• n x Neuronas motoras

15
El procesamiento de la informacíón (IV)Arcos
reflejos/Actos reflejos/Actos voluntarios

• Acto reflejo Reacción simple que transcurre
  rápidamente (aferencia ? eferencia)
• Acto reflejo innato ( no condicionado) desde
  nacimiento
• Desecación conjuntiva ?parpadeo
• Objeto en aproximación rápida a ojo ? parpadeo
• Súbita corriente de aire a córnea ? parpadeo
• Bolo alimenticio en base lengua ? deglución
• Golpe en base rótula ? reflejo rotuliano
• Olor o vista de alimento ? salivación (se me
  hace la boca agua)
• Frotamiento al perro acostado en zona intercostal
  ? movimiento convulsivo de pata trasera
• Acto reflejo condicionado requiere aprendizaje.
• Débil sonido o corriente de aire a córnea no
  produce parpadeo, pero si estos estímulos neutros
  llegan repetidas veces a la córnea un poco antes
  que la corriente de aire intensa, tras repetir
  varias veces la situación, producen parpadeo por
  si solos.

16
CONDICIONAMIENTO EXPERIMENTAL DEL MIEDO. Mientras
la rata oye sólo un tono, su presión sanguínea
sube poco y apenas se queda paralizada
(izquierda). Sólo cuando el animal recibe
simultáneamente una débil descarga eléctrica a
través de la rejilla del suelo de la jaula,
exterioriza una manifiesta reacción fisiológica y
se queda rígida (centro). Después de haber
recibido repetidamente estos estímulos, basta
sólo el sonido para que se produzca la reacción
(derecha). (Rüdiger Vaas, Investigación y
Ciencia, monográfico Mente y Cerebro, nº 1/2002,
p. 62).
17
El procesamiento de la informacíón (V)Arcos
reflejos/Actos reflejos/Actos voluntarios
Cortex sensorial-motor

• Acto voluntario
• Vía aferente
• Tracto ascendente a cortex sensorial
• Tracto descendente desde cortex motor
• Vía eferente

18
Evolución del sistema nervioso (I)Tendencias

• Incremento número neuronas
• Concentración pericariones en ganglios
• Concentración axones en nervios
• Incremento número interneuronas
• Acumulación neuronas en SNC
• Establecimiento jerarquía ligado a tendencia a
  cefalización (ganglio cerebroide ? ganglio
  cerebral ? cerebroide ? encéfalo)

19
Evolución del sistema nervioso (II)

• Invertebrados de simetría bilateral disposición
  ventral
• Vertebrados disposición dorsal
• Cnidarios
• Plexo nervioso sin jerarquía
• Platelmintos
• Ganglios cerebroides
• Dos cordones nerviosos paralelos
• Anélidos
• Ganglio cerebral
• Disposición escaleriforme
• Artrópodos
• Ganglio cerebral (cerebroode o pseudocerebro)
• Disposición escaleriforme
• Moluscos
• Ganglios cerebrales
• Torsión en doble cordón nervioso en Gasterópodos
• Ganglio cerebral muy desarrollado en Cefalópodos

20
Evolución del sistema nervioso (III)

• Anélidos Crustáceos

• Moluscos gasterópodos

21
Evolución del sistema nervioso (IV)El sistema
nervioso en Vertebrados. Tendencias
l

• Incremento volumen de Telencéfalo ? Cisuras y
  circunvoluciones
• Cerebro
• Telencéfalo
• Diencéfalo
• Mesencéfalo
• Desaparición de función optica en lóbulos ópticos
• Incremento de volumen de Metencéfalo
  (cerebelo)

22
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso central (I)

• Encéfalo
• Prosencéfalo
• Telencéfalo
• Hemisferios cerebrales
• Cisura interhemisférica
• Cuerpo calloso
• Diencéfalo
• Epitálamo
• Tálamo
• Hipotálamo
• Mesencéfalo
• Lóbulos ópticos (no en mamíferos)
• Rombencéfalo
• Metencéfalo
• Cerebelo
• Mielencéfalo
• Puente de Varolio
• Bulbo raquídeo

BBC Science Nature - Human Brain
23
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso central (II)

• Cara interna de hemisferio izquierdo Cara
  externa de hemisf. izquierdo

24
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso central (III)

• Médula espinal
• Meninges (con líquido cefalorraquídeo)
• Duramadre (exterior)
• Aracnoides
• Piamadre (interior)
• Sustancia gris (interior astas)
• Sustancia blanca (exterior)
• Canal ependimario (continuación del tubo neural)
  (con líquido cefalorraquídeo)

25
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso periférico (I)
26
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso periférico (II)
DORSAL

• SN Somático
• Nervios con una sola fibra motora (axones muy
  largos)
• Nervios raquídeos
• ( espinales)
• Raíz dorsal (sensitiva) (no incluida en SN
  Somático)
• Con ganglio espinal
• Raíz ventral (motora)
• Sin ganglio espinal
• Nervios craneales

VENTRAL
27
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso periférico (III)
DORSAL

• SN Autónomo
• Nervios con fibras motoras que salen de los
  nervios raquíd.
• SNA Simpático
• Antagonista del SNAP
• Cadena ganglionar cercana a médula espinal
• Neurona preganglionar corta
• Neurona postganglionar larga
• SNA Parasimpático
• Antagonista del SNAS
• Cadena ganglionar cercana a órganos efectores
• Neurona preganglionar larga
• Neurona postganglionar corta

VENTRAL
Ganglio raquídeo
28
El sistema nervioso en VertebradosEl sistema
nervioso periférico (IV)
29
Coordinación hormonal (I)

• Las hormonas
• Naturaleza química
• Proteínas
• Esteroides (lípidos)
• Derivados de ácidos grasos
• Derivados de aminoácidos
• Lugar de secreción
• Glándulas endocrinas (islotes de Langerhans,
  ovario, etc.)
• Neuronas (neurohipófisis)
• Lugar de actuación
• Célula diana con receptores específicos en
  membrana o en citoplasma

30
Coordinación hormonal (II)

• Las hormonas (cont.)
• Efectos
• Antagónicos
• Regulación glucemia
• Insulina (céls. ß de IL) Contra hiperglucemia
• Glucagón (céls. a de IL) Contra hipoglucemia
• Sinérgicos
• Secrección láctea mamíferos
• Estrógeno (cés. foliculares) progesterona
  (céls. foliculares) prolactina (adenohipófisis)
  oxitocina (neurohipófisis)

31
Coordinación hormonal (III)

• Regulación de la secreción hormonal
• Retroalimentación o feed-back
• Control del eje hipotálamo-hipófisis

32
Coordinación hormonal (IV)
TRF
Feed-back
33
Coordinación hormonalHormonas de
InvertebradosRecordemos los dos tipos básicos de
desarrollo en los insectos
En el saltamontes la cría que sale del huevo
(ninfa) tiene mucho parecido al insecto adulto
(imago) metamorfosis sencilla (huevo ? ninfa ?
imago)
Para alcanzar estos estados de desarrollo, el
insecto inmaduro ha de sufrir sucesivas mudas de
su exoesqueleto
En otros insectos se atraviesan diversos estadios
con importantes cambios morfológicos
metamorfosis compleja (huevo ? larva ? pupa ?
imago)
Los estados larvarios (orugas) pueden ser varios
y cada nuevo estado requiere un nuevo
exoesqueleto (muda)
34
Coordinación hormonalHormonas de
InvertebradosLa ubicación del protórax y de las
glándulas protorácicas
Hay que tener en cuenta que cuando un insecto
alcanza el estado adulto, las glándulas
protorácicas se atrofian
Metatórax
Protórax
Mesotórax
Ubicación de las glándulas protorácicas
35
Hormonas en invertebrados
36
Coordinación hormonalHormonas de Invertebrados
La regulación hormonal de la metamorfosis y la
muda en insectos
Vista dorsal insecto inmaduro
Regulan la actividad de los cuerpos alados,
estimulando en ellos la producción de hormona
juvenil (HJ) durante la vida larvaria, inhibiendo
su producción durante el tránsito pupa a adulto y
reactivando su actividad una vez formado el
imago, para convertirlo en sexualmente maduro
Células neurosecretoras del cerebro
Cabeza
Ganglios cerebroides
Producen hormona cerebral o protorácicotropa
(PTTH) (peptídica) por estímulo de las células
neurosecretoras
Cuerpos cardíacos
Producen HJ durante toda la vida larvaria (oruga
o ninfa), antes de cada muda y en concentraciones
decrecientes con el tiempo. En el último estado
larval se atrofian y dejan de producir HJ
Cuerpos alados
Tórax (protórax)
Producen ecdisona (esteroide parecido a la
testosterona) al ser estimuladas por la PTTH y
cuando disminuye la secreción de HJ por los
cuerpos alados
Vaso sanguíneo dorsal
Glándulas protorácicas
Vista frontal larva
La ecdisona (hormona de la muda) estimula la
síntesis de quitina y proteínas en las células
epidérmicas y las reacciones que conducen a la
muda
Cuerpos alados
Ganglios cerebroides
Cuando un insecto alcanza el estado adulto
(imago), las glándulas protorácicas se atrofian y
no hay más mudas
37
Coordinación hormonalHormonas de
InvertebradosLa muda en ninfas o larvas
1 estimula a los cuerpos cardíacos, que responden
liberando PTTH (2)
La PTTH (2) estimula a las glándulas
protorácicas, que responden liberando ecdisona (3)
Cada nueva fase requiere un nuevo exoesqueleto
La ecdisona (3) induce la formación de un nuevo
exoesqueleto y cuando esta fase termina, la
concentración de ecdisona en la hemolinfa cae (4)
2
Esto produce que las células neurosecretoras de
los ganglios ventrales secreten hormona de la
eclosión (5), que induce el desprendimiento del
viejo exoesqueleto
3
Concentración de hormonas en sangre o hemolinfa
5
6
4
1
Tiempo
Por último, las mismas células neurosecretoras
estimulan a otros ganglios ventrales, que
secretan otra hormona (6) que produce el
endurecimiento del exoesqueleto recién formado
Cuando un insecto inmaduro ha crecido
suficientemente para necesitar un nuevo
exoesqueleto, determinados mecanorreceptores
activan a las células neurosecretoras del
cerebro. La respuesta de estas neuronas es
producir una determinada hormona (1)
38
Coordinación hormonalHormonas de Invertebrados
Si concentración de HJ es alta, la ecdisona logra
que tengan lugar las mudas de larva a larva
Durante la vida larvaria la HJ inhibe la
aparición de caracteres de adulto (alas,
genitales, etc.)
PTTH y ecdisona desencadenan estas mudas de larva
a larva, la pupación y la metamorfosis de pupa a
imago
Reimplantados los cuerpos alados de una larva en
su estado final de desarrollo, se produce otra
muda larvaria más
Si se extirpan los cuerpos alados, disminuye la
secreción de HJ y la ecdisona desencadena la
pupación
Reimplantados los cuerpos alados en cualquier
zona de la larva, la pupación tiene lugar
A concentración cero de HJ la ecdisona
desencadena la metamorfosis pupa?imago
En el adulto o imago la HJ produce madurez sexual
39
Coordinación hormonalHormonas de Invertebrados
Los cuerpos alados se atrofian durante el último
estado larvario o ninfal y cesan su producción de
HJ. Esto desencadena la producción de estructuras
de adulto, con lo que sobreviene la
transformación en un adulto o la formación de la
pupa.
Poco antes de la madurez sexual, las células
neurosecretoras liberan una hormona que reactiva
a los cuerpos alados, renovándose la producción
por estos de HJ
Durante la vida larvaria la HJ inhibe la
aparición de caracteres de adulto (alas,
genitales, etc.)
En hembras adultas esta HJ estimula la producción
de vitelo para el ovocito y en machos adultos
estimula la producción de proteínas para el
fluido seminal y para la cubierta del
espermatóforo
A concentración cero de HJ la ecdisona
desencadena la metamorfosis pupa?imago
En ausencia de suficiente HJ los insectos adultos
permanecen estériles