Sistema nervioso. Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso
Sistema nervioso Objetivos • Sistemas nerviosos de Invertebrados –Características generales –Fenómenos evolutivos en protostomos –Estructura general d...
Sistema nervioso Objetivos • Sistemas nerviosos de Invertebrados –Características generales –Fenómenos evolutivos en protostomos –Estructura general de los ganglios • Sistema nervioso de Vertebrados –Ontogenia –Estructura del sistema nervioso periférico (SNP) –Estructura del sistema nervioso central (SNC)
Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso – Conjunto de órganos que mediante la conducción e integración de impulsos nerviosos regula y coordina las actividades del organismo en relación con estímulos procedentes del ambiente interno o externo ESTÍMULO CAPTACIÓN
Estímulo
CONDUCCIÓN
S. N. INTEGRACIÓN RESPUESTA CONDUCCIÓN TRANSMISIÓN
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Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso – Conducción e integración de impulsos nerviosos • Impulso nervioso: onda eléctrica que se desplaza sobre la membrana plasmática de las neuronas – Despolarización de la membrana plasmática
• Integración: capacidad de “sumar” numerosas señales
• Estímulo: cambio en el medio interno o externo – Caracterizados por
»Competencia: cualidad del estímulo para ser “captado” »Umbral de excitabilidad: intensidad necesaria para inducir la respuesta
Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso • Es un sistema orgánico – Conjunto de órganos que se entremezclan con otros aparatos y sistemas orgánicos Formado por: – Órganos nerviosos: tejidos organizados • Tejido nervioso – Neuronas y células de glía • Tejidos de sostén – Tejido conjuntivo • Vascularización
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Sistema nervioso Componentes del sistema nervioso – Tejido nervioso • Neuronas – Células especializadas en la generación y conducción de impulsos nerviosos
• Células de glía – Células de soporte fisiológico y físico de las neuronas
– Células especializadas en la generación y conducción de impulsos nerviosos – EXCITABLES Ö responden a un estímulo apropiado
SOMA
AXÓN
– POLARIZADAS »Polo receptor »Polo efector
TERMINAL AXÓNICO BOTÓN SINÁPTICO
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Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso • Conducción e integración de impulsos nerviosos –Potenciales eléctricos de la membrana plasmática POLO RECEPTOR
Estímulo
POLO EFECTOR
Impulso nervioso
Potenciales locales DENDRITA(S)
SOMA
Recepción e integración Generación de POTENCIALES LOCALES
AXÓN
TERMINAL AXÓNICO
Respuesta Generación de POTENCIALES DE ACCIÓN
Sistema nervioso –Conducción e integración de impulsos nerviosos • Potencial local • Potencial de acción Ö impulso nervioso POLO RECEPTOR
Impulso nervioso
Potenciales locales DENDRITA(S) Potencial local
SOMA
AXÓN
TERMINAL AXÓNICO
Potencial de acción
mVolt
Estímulo
POLO EFECTOR
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Sistema nervioso –Conducción e integración de impulsos nerviosos • Potencial de acción Ö CANALES IÓNICOS Na+ / K+
Reposo
Potencial de acción
C
B
A
Sistema nervioso –Conducción e integración de impulsos nerviosos • Potencial de acción Ö CANALES IÓNICOS Na+ / K+
Esp. extracelular
Citoplasma
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Sistema nervioso –Conducción e integración de impulsos nerviosos • Potencial de acción Ö CANALES IÓNICOS Na+ / K+
Na+ K+
Despolarización
Potencial de acción
C
B
A
Sistema nervioso –Conducción e integración de impulsos nerviosos • Potencial de acción Ö CANALES IÓNICOS Na+ / K+
K+
Repolarización
Potencial de acción
C
B
A
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Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso – Los sistemas nerviosos están formados por neuronas, que se comunican con
•Otras neuronas: –Circuitos neuronales
•Células sensoriales: –Aferencias al S.N.
•Células efectoras (motoras): –Eferencias del S.N.
Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso – Comunicación neuronal –Las neuronas se comunican entre ellas y con las células sensoriales y efectoras mediante: • SINAPSIS –Comunicación directa célula a célula • NEUROSECRECIÓN –Comunicación a distancia mediante la liberación de mensajeros químicos (neurohormonas) al medio interno
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Sistema nervioso –SINAPSIS • Comunicación célula a célula entre las neuronas y entre estas y otros tipos de células – Transmisión de la información Neurona Vesículas sinápticas pre-sináptica
Sinapsis
Célula post-sináptica
Sistema nervioso –SINAPSIS • Eléctricas Ö uniones “gap” entre las membr. plasmáticas –Transmisión bidireccional Ö circuitos apolares • Químicas Ö Sin contacto directo entre las membranas plasmáticas Ö espacio sináptico »Transmisión unidireccional Ö circuitos polares Espacio sináptico Neurotransmisor
Célula post-sináptica
Neurona pre-sináptica Vesículas sinápticas
Receptores específicos
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Sistema nervioso – SINAPSIS e INTEGRACIÓN • Una neurona puede comunicarse (sinaptar) con muchas otras neuronas y su respuesta está modulada por el conjunto de “informaciones” que recibe a través de cientos o miles de sinapsis –Sinapsis excitadoras e inhibidoras ó Ax
n
Sinapsis (puntos amarillos) sobre las dendritas y soma de una neurona
Sistema nervioso –NEUROSECRECIÓN: comunicación a distancia entre las neuronas y otras células mediante neurohormonas • Algunas neuronas son secretoras y su polo efector (terminal axónico) libera hormonas al medio interno (sangre, hemolinfa...) – Órganos neuroendocrinos / neurohemales Axón Gránulos de neurosecreción Neurona neurosecretora
Cuerpos de Herring Terminal axónico Vaso sanguíneo
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Sistema nervioso Concepto de sistema nervioso • Componentes funcionales –S.N. somático (voluntario / consciente) –Sensorial Ö sensibilidad somática –Motor Ö somato-motor
–S.N. visceral (involuntario) »Invertebrados Ö Sistema estomatogástrico »Vertebrados Ö Sistema nervioso autónomo (SNA) –Sensorial Ö sensibilidad visceral –Motor Ö viscero-motor
Sistemas nerviosos de Invertebrados
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Características generales – Células de glía • Poco especializadas – Células satélite y gliocitos (células con acúmulos de glucógeno) – Células del neurilema, (tipo cél. de Schwann), no mielinizantes
• En general, los invertebr. tienen fibras nerviosas amielínicas – Hay fibras mielinizadas en anélidos y en crustáceos
– Neuronas • Tipos neuronales de morfología variada: monopolares, bipolares, multipolares, amacrinas • En la mayoría de los invertebrados existen fibras nerviosas gigantes amielínicas Ö transmisión rápida • Gran heterogeneidad de neuronas neuroendocrinas
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Tipos morfológicos de neuronas en invertebrados
Amacrina Monopolar
multipolar
Bipolar
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Fibras nerviosas gigantes amielínicas – Vías de transmisión rápida • En fibras amielínicas: a mayor diámetro de la fibra mayor velocidad de conducción del impulso nervioso Axón gigante
Axones normales
Cerebro
Ganglios torácicos
Fibras gigantes del sistema nervioso de Drosophila
CT de fibra gigante de cefalópodo (M.ópt.)
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Fibras nerviosas gigantes: origen – A partir de neuronas gigantes – Aposición de neuritas de varias neuronas con uniones “gap” laterales entre las neuritas Ö fibras gigantes septadas • Somas celulares en los diversos segmentos corporales Axón 1
Somas de neuronas gigantes
Axón 2
Axón 3
Septos
Fibra gigante septada
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Fibras nerviosas mielinizadas de invertebrados – Anélidos (Eisenia sp. y Lumbricus sp.) – Crustáceos (Penaeus sp., Palaemonetes sp., Cancer sp.)
– Vaina de mielina laxa • Fibras de conducción saltatoria muy rápida
Vertebrados
Núcleo de la célula glial
Penaeus sp.
Axón
Axón Espacio submielínico Mielina
Envoltura glial ≅ mielina
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Organización y evolución de los sistemas nerviosos – Redes nerviosas • Somas y fibras nerviosas no separados
– Plexos nerviosos • Red condensada, con somas agrupados en algunas zonas Evolución
– Cordones nerviosos y nervios • Cordón Ö fibras nerviosas con somas neuronales intercalados • Nervio Ö solo fibras nerviosas – Empaquetados por tejido conjuntivo
– Ganglios nerviosos • Órganos formados por acúmulos de somas neuronales y fibras, empaquetados por una cápsula conjuntiva
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Organización y evolución de los sistemas nerviosos
– Redes nerviosas • Somas y fibras nerviosas no separados, que se entrecruzan • No encapsuladas por tejido conjuntivo
Red nerviosa de Hydra sp.
Somas neuronales
Fibras nerviosas
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Organización y evolución de los sistemas nerviosos
– Plexos nerviosos • Red condensada, con somas agrupados en zonas discretas • No encapsuladas por tejido conjuntivo Somas neuronales
Haces de fibras nerviosas
Plexo nervioso gástrico de Helix sp.
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Organización y evolución de los sistemas nerviosos – Cordones nerviosos y nervios • Cordón Ö fibras nerviosas con somas neuronales intercalados • Nervio Ö solo fibras nerviosas – Encapsulados por tejido conjuntivo
– Ganglios nerviosos • Acúmulos de somas neuronales y fibras encapsulados por tejido conjuntivo Fibras nerviosas
NERVIOS
Somas neuronales
Cápsula
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Organización y evolución de los sistemas nerviosos – Ganglios Ö acúmulos de somas y fibras nerviosas • Corteza Ö Somas neuronales y células de glía • Neuropilo Ö fibras nerviosas y cél. de glía • Cápsula y tabiques conjuntivos PERINEURIO (cápsula conjuntiva)
Fibras nerviosas
NEUROPILO
Vaso
CORTEX con somas neuronales
NERVIO
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Sistemas nerviosos de Invertebrados Modelos típicos
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Diblásticos: Esponjas – Redes neuronales en la mesoglea – Escasa diferenciación de tipos neuronales • Sinapsis eléctricas Ö redes apolares Neurona
Porocitos
Neurona Neurona multipolar bipolar
Pinacocitos
Mesoglea
Coanocitos
CT de la pared de una esponja
RED NERVIOSA
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Diblásticos: Cnidarios – Hidrozoos (Hydra) • Red nerviosa en la mesoglea
– Anémonas • Plexos nerviosos subepidérmico y subgastrodérmico en la mesoglea
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Diblásticos: Hidrozoos – Red nerviosa en la mesoglea • Células sensoriales aisladas • Órganos efectores diversos
Red nerviosa
– Células epitelio-musculares – Cnidocistos
Cél. sensorial
Cnidocisto Neurona
Epidermis Mesoglea CT pared corporal de Hydra
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Diblásticos: Cnidarios – Hydra – Red nerviosa en la mesoglea Mesoglea Epidermis Gastrodermis
Cnidocisto
Neurona Cél. epitelio-muscular
Cél. sensorial CT pared corporal de Cnidario (Hydra): M.E.
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Diblásticos: Anémonas y medusas – Anillos (plexos) subepidérmico y subgastrodérmico Epidermis
Mesoglea Capa muscular
Fibras nerviosas
Plexo subepidérmico CT pared corporal de Anémona
Soma neuronal
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Características generales • Hiponeuria – Desarrollo a partir del ectodermo ventral – Sistema nervioso en posición ventral
• Órganos nerviosos (ganglios) macizos Ganglios
– Neuromería primaria y simetría bilateral • Segmentación y cordones escalariformes
Nervio conectivo
– Cadena de ganglios segmentarios pares – Nervios conectivos y comisurales
Nervio comisural
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Fenómenos evolutivos: • Especialización de neuronas y glía – Órganos neuroendocrinos – Desarrollo del sistema estomatogástrico – Envolturas gliales semejantes a mielina
• Condensación en nervios y ganglios – Redes y plexos Ö Cordones Ö Ganglios + nervios
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Fenómenos evolutivos • Tendencia a la condensación – En nervios y ganglios: Plexos Ö Cordones Ö Ganglios – Fusión de ganglios contralaterales
Planaria: cordones
Poliqueto: ganglios y nervios en vista lateral
Poliqueto: vista dorsal del S.N.
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Estructura de ganglio nervioso
Vaso sang.
Nervio
• Encapsulados por tejido conjuntivo: – Perineurio – Tabiques conjuntivos (+ vasos) – Neurilema Ö capa limitante glial »Membrana basal entre tejido conjuntivo y nervioso
• Corteza – Somas neuronales – Células de glía
• Neuropilo – Fibras nerviosas – Células de glía
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Estructura de ganglio nervioso • Anélido – Con fibras gigantes Fibras gigantes NEUROPILO SOMA NEURONAL
Neurilema
NERVIO
CÁPSULA Vaso sanguíneo
Cél. glía
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Fenómenos evolutivos • Tendencia a la cefalización – Ganglios ventrales Ö fusión de metámeros Ö grandes ganglios – Gang. supraesofágicos (cerebroides) Ö cerebro
Ganglios cerebroides
Poliqueto: vista lateral del S.N.
Cerebro
Ganglios ventrales
Artrópodo: vista lateral del S.N.
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Cefalización: anatomía de ganglios cerebroides de Artrópodos Ojo compuesto
Protocerebro
Deutocerebro
Ganglio óptico
Tritocerebro
Órganos neuroendocrinos
Sistema estomatogástrico
Ganglio subesofágico Esófago
Aorta dorsal
Vista dorsal
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Cefalización: anatomía de ganglios cerebroides de Cefalópodo
Lóbulo vertical
Lóbulo óptico
Sistema estomatogástrico
Vista dorsal
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Estructura de ganglios cerebroides • Artrópodos y Cefalópodos – La mayor parte de los ganglios cerebroides mantiene la estructura típica del ganglio nervioso »Corteza con somas neuronales »Neuropilo central – SALVO EN LOS GANGLIOS / LÓBULOS ÓPTICOS, donde se encuentra: »ESTRUCTURA LAMINAR - Capas de somas alternadas con capas de fibras - Centros de integración de la vía óptica
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Estructura de ganglios cerebroides • Ganglio NO ópticos Cápsula Lóbulo vertical
Somas neuronales
Neuropilo Corteza
Cerebro de cefalópodo: sección sagital
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – Estructura de ganglios cerebroides • Ganglio NO ópticos
Neuropilo Somas neuronales Corteza
Lóbulo antenal del ganglio cerebroide de insecto: sección frontal
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos protostomos – GANGLIOS / LÓBULOS ÓPTICOS: • ESTRUCTURA LAMINAR Ojo - Retina Quiasma óptico
– Cordados (urocordados y cefalocordados) • Notocorda • Tubo neural Ö vesícula encefálica y médula espinal
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos deuterostomos – Hemicordados - Enteropneustos • Mesosoma (collar) Ö Tubo neural hueco en algunas especies • Metasoma (tronco) Ö cordones nerviosos medios dorsal y ventral • Epitelioneuros
Tubo neural
Cordones nerviosos
Metasoma (tronco)
Mesosoma (collar)
Proboscide
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Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos deuterostomos – Hemicordados - Enteropneustos • Epitelioneuros: plexo nervioso subepidérmico y neuronas intrapiteliales
Neuronas intraepiteliales EPIDERMIS
Plexo nervioso subepitelial Membrana basal
Epidermis de Enteropneusto (Saccoglossus)
Sistemas nerviosos de Invertebrados • Triblásticos deuterostomos – Cordados: urocordados (tunicados) • Fase larvaria: – Neuromería primaría y simetría bilateral – Desarrollo de un tubo neural y/o cordón dorsal, con vesícula encefálica Notocorda
