Neurofisiología

1- Organización funcional del sistema nervioso

1- Componentes Funcionales

A)Sistema Nervioso Central:

-Cerebro o Encéfalo Anterior: Se desarrolla del telencéfalo, teniendo dos hemisferios, unidos entre si por el “Cuerpo Calloso”. Es el responsable de recibir la información del los órganos de los sentidos, terminales nerviosas propioceptivas y nociceptivas. Presenta además los ventrículos, que son espacios bien definidos, existentes en ambos hemisferios. Los ventrículos laterales comunican con el tercer ventrículo por el Agujero Monro, y este a su vez comunica con el cuarto ventrículo por el conducto de Silvio. El LCR se sintetiza en los ventrículos laterales a nivel de los Plexos Coroideos y circula libremente por estos conductos.
En cada Hemisferio cerebral encontramos:
Sustancia Blanca: Fibras nerviosas amielínicas que llegan a la corteza. Desde el cuerpo calloso miles de fibras se ramifican en la sustancia blanca. Si se interrumpe esta comunicación, cada hemisferio se volvería independiente.
Sustancia Gris o Córtex Cerebral: Formada por una capa de células amielínicas. Presenta pliegues o circunvoluciones que delimitan áreas de función determinada, de forma que encontramos; Lóbulo frontal, Lóbulo Parietal, Lóbulo Temporal, Lóbulo Occipital e Ínsula.

En el Encéfalo Anterior también encontramos el Diencéfalo, compuesto por el Tálamo y el Hipotálamo: Tálamo: Se compone de dos masas esféricas en la zona media del cerebro, entre los dos hemisferios. Es un centro integrador de máxima importancia porque recibe las señales sensitivas y es por donde pasan todas las señales motoras desde y hacia el cortex. Todas las señales sensitivas (excepto el olfato) se asocian a grupos celulares del tálamo. Hipotálamo: Bajo el tálamo en la línea media del cerebro. Se compone de distintos núcleos básicos responsables de la condición interna del organismo (homeostasis, nivel de nutrientes, temperatura…). También controla sensaciones como el dolor, placer, ciclos menstruales… siendo el enlace del sistema nervioso con el endocrino.

Cerebelo o Metencéfalo: Órgano presente en todos los vertebrados, pero con distinto nivel de desarrollo (alcanzando su máximo en primates y hombre). Está formado por 3 partes: Central o Lóbulo Medio y dos laterales que forman los Hemisferios Cerebelosos. En su zona ventral presenta una eminencia redondeada conocida como Úvula.
Se conecta rostralmente a l tronco del encéfalo por tres pares de cordones o Pedúnculos Cerebelosos (Superior, Medio e Inferior), y llegan al Mesencéfalo, Protuberancia y Bulbo Raquídeo.
En la estructura del Cerebelo hay que diferenciar también entre Sustancia Blanca y Sustancia Gris:
Sustancia Blanca: Haces de fibras mielínicas en el centro del órgano y hacia la periferia (Árbol de la Vida).
Sustancia Gris: Construido por células nerviosas y sus terminales amielínicos. Principalmente forma la corteza, aunque también se encuentra en el seno del centro medular formando los núcleos centrales (4 a cada lado) que son Nc Dentado, Nc Emboliforme, Nc Globuloso y Nc Tegumental.
La sustancia gris se compone de 3 capas Molecular, Capa de Células de Purkinge y Capa de la Granulosa.
El cerebelo regula todo tipo de actividad motora y de coordinación, tono muscular voluntario, involuntario y las funciones relacionadas con el mantenimiento de la postura y el equilibrio (Centro reflejo).

Tronco del Encéfalo o Tallo cerebral: Se compone de tres partes:
Bulbo Raquídeo: Limita con la Médula espinal. A nivel del Bulbo es donde comienza el IV ventrículo.
Protuberancia Anular: Continuación rostral del bulbo. Limita con el Mesencéfalo o cerebro medio. Cubierto dorsalmente por el cerebelo, con el que comunica por los Pedúnculos Cerebelosos.
Mesencéfalo o Cerebro Medio: Comunica el IV ventrículo con el III por el Conducto de Silvio. Comunica el Tallo cerebral con el tronco del encéfalo.

Médula Espinal: Ocupa el canal medular que delimitan las vértebras. En sección transversal se diferencian:
Sustancia Gris: Central y con forma de mariposa. Contiene los cuerpos neuronales.
Sustancia Blanca: Por donde discurren las fibras nerviosas en dirección rostral o caudal.

B)Sistema Nervioso Periférico:
Está formado por todos los haces nerviosos, fibras o nervios y los ganglios donde se recambia la información.

2 Sistema Nervioso Sensitivo:

A) Tipos de Receptores

Por su estructura anatómica:
Primarios: Neuronas o células del sistema nervioso especializadas en captar estímulos.
Secundarios: Células especiales que no tienen carácter de neurona y hacen sinapsis con neuronas u otros terminales nerviosos.

Por el estímulo al que responden:
Mecanorreceptoras
Quimiorreceptores
Fotorreceptores
Electrorreceptores
Nociceptores

Por la procedencia del estímulo:
Esterorreceptores: Captan estímulos del medio externo. Los hay de contacto y de distancia.
Interorreceptores: Estímulos de origen endógeno.

B)Control de Receptores
Los receptores están controlados por diferentes mecanismos cuya finalidad es modular la intensidad de recepción adecuándola a las capacidades del propio receptor, así como a las características del estimulo y la respuesta correspondiente. Entre estos mecanismos es de destacar:
Control Eferente: Se establece por el propio SNC, que es capaz de modular la actividad de algunos receptores.
Procesos de Autoinhibición: Hay receptores que se inhiben por si mismos cuando la intensidad del estímulo es muy grande.
Inhibición Lateral: La estimulación de los receptores contiguos hace que uno inhiba al otro (típico del ojo).

C)Adaptación del Receptor:
Es el proceso por el cuál un receptor modula su actividad, dejando incluso de emitir potenciales de acción, ante un estímulo constante o repetitivo por un incremento en el umbral de estimulación. Dependiendo del tipo de adaptación encontramos diferentes receptores:
Receptores de adaptación lenta: Aunque el estímulo se mantenga los receptores continúan enviando potenciales de acción. Es el caso de los Nociceptores.
Receptores de adaptación Rápida: Sólo informan del inicio y del fin de la estimulación, o en el caso de que esta presente alguna variación:
Fásico Tónicos: Producen algún potencial de acción entre el inicio y el fin del potencial de acción.
Fásicos: La adaptación al estímulo es total. Sólo se emite potencial al inicio y final del estímulo.

D)Sensibilidad Somática
Mecanorreceptores: Implicados en el sentido táctil. Todos los receptores cutáneos son receptores primarios de tipo mecánico:
Terminaciones Nerviosas Libres: Sin mielina. En dermis y epidermis. Responsables del tacto ligero y presiones.
Corpúsculos de Walter Paccini: Tejido subcutáneo profundo. Son responsables de la sensibilidad en plano profundo.
Discos de Merckel: En zonas lampiñas de piel. Se agrupan formando los receptores Endomo de Iggo.
Órganos de Ruffini: En dermis y subcutáneo. Son de adaptación lenta.
Corpúsculos de Miescher: Sensibilidad a rugosidad y formas.
Órganos pilosos: Terminaciones amielínicas que rodean los folículos pilosos (pelo táctil)

Nociceptores: Los hay de tipo térmico, químico, y mecánico, aunque la mayoría de los receptores del dolor son sensibles a todos los estímulos (Receptores Polimodales). No tienen capacidad de adaptación, pudiendo incluso disminuir su umbral de estímulo (hiperalgesia primaria) y llegando a darse facilitación en la transmisión del impulso (hiperalgesia secundaria) ante un estímulo repetido o de gran intensidad.

Termorreceptores: Podemos encontrar receptores específicos del Frío y del Calor. En ambos casos se caracterizan por presentar una respuesta fásico tónica, lo que supone que los cambios bruscos de temperatura se acusan más que las variaciones secuenciales de la misma (aunque la diferencia de temperatura sea mayor).

Quimiorreceptores: Pueden ser internos o externos:
Quimiorreceptores Internos: Detectan cambios en el medio interno, como es el caso de los receptores del Callado aórtico, Carótidas, Árbol respiratorio…
Quimiorreceptores Externos: Son esterorreceptores. En pequeños invertebrados existen unos quimiorreceptores externos a nivel superficial, mientras que en animales superiores se encuentran prácticamente reducidos al sentido del gusto y del olfato (estando ambos sentidos relacionados).
Fonorreceptores; Detectan vibraciones producidas por los cuerpos en movimiento (sonidos) mediante unas células ciliadas localizadas a nivel del Órgano de Corti. El sonido se define en función de su frecuencia y su amplitud de onda, siendo estos factores los que determinan el tipo de estímulo.
Fotorreceptores: Localizados en la capacidad fotorreceptora de la retina. Son 2 tipos de células especializadas; los Conos y los Bastones. Presentan distintos pigmentos fotosensibles que se descomponen en presencia de diferentes longitudes de onda.
Propiocepción y Equilibrio: Hay relación entre los mecanorreceptores que existen a nivel muscular, articular y en los tendones y los receptores vestibulares y oculares. Toda esta información se integra a nivel cerebelar emitiéndose los estímulos pertinentes para mantener las distintas extremidades del individuo.


3 Sistemas Motores

A) Reflejos Medulares:
La ME ocupa el canal espinal, delimitado por las vértebras desde el encéfalo hasta la 2ª-3ª vértebra lumbar. Se divide en sustancia gris y sustancia blanca, presentando además un surco ventral y surco dorsal, delimitando las Astas Dorsales (por las que entran las fibras sensitivas, sensoras y motoras) y Astas Ventrales (por ellas salen las fibras motoras eferentes). Hay además diferentes tipos de células:
Motoneuronas: Se localizan en las astas dorsales. Van a inervar las fibras musculares esqueléticas: Alfa Motoneuronas: inervan fibras musculares extrafusales. Son de dos tipos Fásicas o Rápidas (movimientos rápidos y fugaces) y Tónicas (mantenimiento de la postura)
Gamma Motoneuronas: Inervan fibras musculares intrafusales. Interneuronas: Son de asociación. Establecen contacto entre motoneuronas, pudiendo tener carácter excitador o inhibitorio.
Células de Renshaw: Algunos terminales excitadores de las motoneuronas terminan en estas células que tienen como función el inhibir dichas motoneuronas o bien a otras células periféricas modulando así el número de descargas.

B)Acto Reflejo
Es toda respuesta estereotipada del organismo frente a un estímulo sensorial, siendo una reacción congénita y constante en individuos sanos. La ME es el centro integrador de una serie de reflejos:

Reflejo Miotático de Tracción o Estiramiento: La tracción o estiramiento de un músculo pone de manifiesto una vía que ocasiona la contracción totalmente refleja del músculo.
Fásicos: Contracción brusca y potente.
Tónicos: Mantenimiento de la postura.
Uso Musc Fibra Ia.......Asta dorsal de la ME....... Alfa Motoneurona....... Contracción

Reflejo Miotático Inverso Tendinoso: En un a contracción muscular excesiva se da un reflejo de relajación del músculo.
Corpúsculo Tendinoso de Golgi.......Asta Dorsal.......Interneuronas.......Inhibición de alfa MN.......Relajación Muscular. En ocasiones Hay derivaciones hacia alfa MN del músculo antagónico al que se contrae.

Reflejo Flexor: Por estímulos dolorosos. Es un estímulo reflejo defensivo espinal
Nociceptor.......Asta dorsal.......Interneurona.......Inhibición del Extensor y Contracción del Flexor

Reflejos Posturales y de Locomoción:
Reacción de Sostén: Al apoyar una pata se da un reflejo de estiramiento. Reflejo de enderezamiento: Si inclinamos al animal hacia uno de los lados tiende a enderezarse.
Reflejo de Marcha: Con el animal colgado, al sentir cabalgamiento hay un movimiento cíclico de marcha.
Reflejo de rascado: Por sensibilidad de cosquilleo en las plantas de las patas. Espasmo Muscular: Asociado a fracturas o periostitis.
Calambres: En determinadas situaciones (poco riego, frío…) se da la contracción del músculo sin inhibición del antagónico.

Reflejos Neurovegetativos: Cambio en el tono muscular de vasos sanguíneos, sudoración y reflejo de evacuación por estimulación propioceptiva relacionada con la temperatura, falta de O2…

C)Circuitos Medulares:

Descendentes:
Corticoespinal Lateral
Corticoespinal ventral
Rubroespinal
Vestíbuloespinal ventrolateral
Vestíbuloespinal medial
Retículoespinal Lateral
Retículoespinal Ventral
Olivoespinal
Tectoespinal

Ascendentes:
Columnas dorsales
Espinocerebeloso dorsal
Espinocerebeloso Ventral
Espinolivar
Espinotalámico Lateral
Espinotalámico Ventral
Espinotectal

D)Control Superior de la Motilidad Refleja
Tronco Encefálico: Formado por el bulbo raquídeo, Protuberancia y Mesencéfalo. Es el responsable de integrar un gran número de reflejos relacionados con los movimientos oculares, equilibrio y funciones metabólicas vegetativas. Se diferencian tres estructuras principales que son: Núcleo Vestibular (en el bulbo), Núcleo Rojo (en el mesencéfalo) y Formación Reticular (masa difusa de neuronas).
En el tronco del encéfalo se realizan funciones relacionadas con la motilidad, movimientos oculares, consciencia y otras funciones vegetativas del individuo. Además es responsable de una serie de reflejos como:
Reflejo Salival
Reflejo de deglución
Reflejo de succión
Reflejo de masticación
Reflejo del vómito
Reflejo del estornudo
Reflejo del parpadeo

Ganglios Basales: Conjunto de centros nerviosos complejos presentes en vertebrados y constituidos por Nc Caudado, Nc Putamen y Globo Palido. Cumplen funciones de ayuda en la coordinación de programas motores que se originan en niveles superiores e inhibición general del tono muscular.

Cerebelo: Controla los movimientos elaborados en la cortex cerebral que tienen relación con la postura.

E)Motilidad Voluntaria
Hay una región del cortex cerebral que es la responsable directa de la regulación de la actividad motora, conocida como Cortex Motora. Tiene varias capas y se localiza por delante de la circunvolución de Rolando. La estimulación en una región de la cortex motora va a causar la contracción de un músculo específico o de un grupo de músculos del lado contrario del cuerpo. Se distinguen dos tipos de Cortex Motora:
CM Primaria: un músculo o pequeño grupo de músculos tienen relación con un determinado punto del cortex cerebral.
CM Secundaria: hay un área motora suplementaria y corteza promotora. El significado de estas estructuras aún está por descubrir pero integran movimientos más complejos.

F)Vías Piramidales
Son las que, partiendo del Cortex Cerebral avanzan hacia la médula pasando por una zona del tronco encefálico conocida como Pirámide. En esta zona se decusan el 90% de las fibras nerviosas. Dentro de este grupo se distinguen dos tipos de haces:
Corticoespinales: fibras que actúan en MN del Asta ventral
Corticobulbares: fibras que terminan en los núcleos de los nervios craneales.

G)Vías Extrapiramidales
De la cortex van al núcleo rojo (haz rubroespinal), cerebelo y puente (haz pontino-cerebeloso) o formación reticular (haz corticorreticular). Controla la postura, el equilibrio y los reflejos.