Tema 05 - Relación y coordinación

Los seres humanos, como el resto de organismos vivos, nos relacionamos con el entorno y necesitamos coordinar nuestras funciones con el medio interno. Las funciones de relación y coordinación facilitan que obtengamos información de todo lo que nos rodea y nos permite tomar decisiones y en consecuencia actuar, ya sea mediante movimientos y segregación de diversas sustancias, con el control de nuestro medio interno (homeostasis), o con cambios en la velocidad de los latidos del corazón, la temperatura corporal, o adaptando el sistema respiratorio a las actividades que estemos realizando. En general con ello controlamos nuestras funciones vitales. 

Los sistemas de relación y coordinación de nuestro organismo son los que están interconectados para cumplir con esas funciones:

• El sistema hormonal o endocrino incluye al conjunto de glándulas de secreción interna que liberan hormonas, que son mensajeros químicos, a la sangre.

• El sistema nervioso está formado por células especializadas que se conectan entre sí y que componen una amplia red nerviosa que se distribuye por todo el cuerpo y que se concentran formando órganos como el encéfalo y la médula espinal

Ese sistema de relación y coordinación incluyo órganos receptores sensoriales que reciben información del exterior: los oídos, los ojos, la lengua... además se relacionan con el sistema musculo-esquelético para el movimiento y por supuesto con las glándulas del sistema endocrino para la realización de acciones de secreción de sustancias.

Funcionamiento del mecanismo receptor-coordinador-efector.

Este mecanismo tiene tres ejes fundamentales, una parte es la recepción de estímulos mediante órganos sensoriales, después estaría la coordinación y la toma de decisiones, que ocurre en el cerebro, y por último la actuación del efector, que será la activación de glándulas o de los músculos efectores.

Los sistemas endocrino y nervioso están interconectados siendo el nervioso el que lleva la coordinación principal, por eso nos referimos a ellos como sistema neuroendocrino. Un correcto funcionamiento del control nervioso y el hormonal provoca la estabilidad del medio interno u homeostasis.

El sistema endocrino u hormonal.

Las glándulas endocrinas fabrican y liberan las hormonas, unas moléculas que son mensajeros químicos. Las liberan a la sangre, que la distribuye por todo el cuerpo, aunque solo tiene efecto sobre algunas células u órganos específicos, que son conocidos como células diana. Las hormonas están más tiempo en la sangre por lo que la adoración del sistema hormonal es más lento que el del impulso nervioso pero su duración es mayor.

Este sistema incluye un gran número de glándulas que regulan la actividad de nuestro cuerpo.

A las hormonas cuya función es activar a otras glándulas para que a su vez liberen otras hormonas se las denomina hormonas trópicas.

• El hipotálamo: dirige el funcionamiento de la hipófisis a la que está unida, mediante los factores liberadores que son neurohormonas.
• La epifisis o glandula pineal se encuentra en el encéfalo y controla el ciclo diario y el sueño a través de la melatonina.
• La hipófisis o glándula pituitaria dirige la actividad de muchas otras glándulas mediante la liberación de hormonas trópicas. 
• Gonadotropas: estimulan a los órganos sexuales
• Hormona estimuladora del tiroides o tirotropa
• Hormona adenocorticotropa que activa las glándulas suprarrenales
• Oxitocina relacionada con las contracciones uterinas durante el parto
• Prolactina que favorecen la producción de la leche
• Hormona antidiuretica, que controla la pérdida de agua en la orina
• Hormona somatotropa o de crecimiento qua activa el alargamiento de los huesos
• El tiroides que se encuentra adherido a la laringe y la tráquea y regula los efectos del metabolismo general del cuerpo a través de la tiroxina. Además aumenta el calcio de los huesos mediante la calcitonina.
• El paratiroides, adherido a de la parte posterior de la tiroides, libera hormona paratiroidea cuya función es la regulación del calcio en el organismo.
• Las glándulas suprarrenales, situadas sobre los riñones, actúan en el metabolismo a través de la liberación de 
• Cortisol o cortisona
• Estimula la gluconeogénesis
• Estimula la degradación de ácidos grasos en el tejido adiposo
• Inhibe la síntesis proteica
• Inhibe la captación de glucosa en el tejido muscular y adiposo
• Inhibe la respuesta inmunológica (imunosupresor)
• Inhibe la respuesta inflamatoria (antiinflamatorio)
• Actúa también sobre los riñones al liberar aldosterona
• Además libera adrenalina que prepara el organismo para la acción
• En el páncreas encontramos los islotes pancreáticos o de Langerhans que controla los niveles de glucosa en sangre mediante las hormonas glucagón e insulina.
• Las gónadas, tanto los ovarios como los testículos, liberan hormonas que contribuyen al desarrollo de los órganos sexuales al alcanzar la madurez sexual y los coordinan los cambios fisiológicos relacionados con los caracteres sexuales secundarios. Los testículos producen testosterona en los ovarios estrógenos y progesterona.

De este modo, y aunque las glándulas del sistema endocrino se encuentran separadas y distribuidas por el organismo, su funcionamiento está coordinado y regulado estado en gran parte por el encéfalo, ya que el hipotálamo, al activar la liberación de hormonas, implica que hay un control nervioso involuntario.

Además en algunos casos la regulación presenta un mecanismo de retroalimentacion o autocontrol, de modo que ante una situación problemática se actúa corrigiendo la desviación con otras hormonas, eso es lo que ocurre, por ejemplo, con el control de la glucosa en sangre mediante las hormonas antagónicas insulina y glucagón.

La Diabetes es una enfermedad en la que el cuerpo no produce insulina (diabetes tipo 1) o lo hace de manera defectuosa (diabetes tipo 2). En el primer caso el propio cuerpo produce anticuerpos contra las células alfa presentes en los islotes de Langerhans del páncreas. Esas células son que producen la insulina y al ser destruidas el cuerpo deja de fabricarla. Se ha intentado revertir la diabetes con transplante de islotes de Langerhans, pero sin éxito. Sin embargo recientemente se ha logrado activar los genes propios de las células alfa en otras células de los islotes, las células beta y, al menos en ratones diabéticos, se ha revertido la enfermedad. (Artículo de NATURE aquí)

Los principales síntomas de la diabetes suelen ser sed intensa (polidipsia), aumento de la frecuencia urinaria (poliuria) y tener hambre frecuentemente (polifagia). Aún así hay normalmente una pérdida de peso. Aunque la diabetes se puede manifestar a cualquier edad, es mas frecuente que la diabetes tipo 1 se manifieste durante la infancia y la adolescencia, mientras que la diabetes tipo 2, relacionada con un exceso de peso y unos malos hábitos alimentarios, aparezca a partir de los 35 años de edad. Hay un caso especial de diabetes que se da durante los embarazos, la llamada diabetes gestacional, que si no se trata puede derivar en diabetes tipo 2 tras el parto.

El sistema nervioso. 

La unidad funcional dentro del sistema nervioso es la neurona, de las que existen tres tipos funcionales.

• Aferentes o sensitivas: llevan el impulso nervioso hacia los centros nerviosos.
• Eferentes o motoras: llevan el impulso desde los centros nerviosos hacia los músculos o glándulas.
• Interneuronas o de asociación: Forman parte del sistema nervioso central enlanzando las otras dos

Además las neuronas no están solas. Junto a ellas, dando a las neuronas sujección, nutrición y protección, encontramos las células gliales.

El impulso nervioso y la sinapsis:

Dentro de las neuronas la información circula siempre en la misma dirección: dendrita-soma-axón. En ellas la información circula al producirse una despolarización de sus membranas debido a la presencia de dos iones muy abundantes en el organismo: el sodio y el potasio. Mediante la apertura y cierre de canales existentes en la membrana de las neuronas estos iones van a entrar o salir a la célula cambiándose la diferencia de potencial eléctrico que hay en el interior (que será negativo) y el exterior (que es positivo). Así durante apenas unos milisegundos variarán las cargas eléctricas que hay a un lado y a otro de la zona concreta de la membrana, recuperándose a continuación la situación original. Esa diferencia de potencial es el impulso nervioso, que se desplaza con una velocidad que oscila entre 50 y 100 metros por segundo.

Sin embargo el impulso nervioso no puede pasar de una neurona a la siguiente directamente, sino que para pasar de una neurona a otra o al llegar al órgano o glándula efectora, la información se transmite mediante mensajeros químicos denominados neurotransmisores. Estos neurotransmisores van a recorrer el espacio que existe entre las neuronas y que se conoce como espacio sintético.

De este modo el paso de la información entre una neurona a la siguiente, denominado sinapsis, no implica contacto físico entre las células. Los neurotransmisores "saltan" desde las terminaciones del axón hasta las dendritas de las neuronas adyacentes.

Clasificación anatómica y funcional del Sistema Nervioso

Desde un punto de vista anatómico tenemos dos partes en el sistema nervioso:

• Sistema nervioso central: constituido por las neuronas que tienen todas sus partes integradas en el encéfalo o en la médula espinal
• Sistema nervioso periférico: son todas las neuronas que poseen alguna parte fuera de los dos órganos del sistema nervioso central. Incluía por tanto los nervios que salen fuera del encéfalo de la médula, así como todas las neuronas periféricas .

Sistema nervioso central

Está constituido por el encéfalo y la médula espinal. Ambos están protegidos por sistemas rígidos de hueso, el cráneo y la columna vertebral.

Además la envoltura interna es blanda y está constituido por tres membranas denominadas meninges, denomiadas duramadre aracnoides y piamadre

En el interior, entre las membranas, está el llamado líquido cefalorraquídeo qué sirve de protección contra traumatismos.

Tanto el encéfalo como la médula presenta una estructura interna compuesta por dos zonas bien diferenciadas por su aspecto y su color.

• La sustancia gris está conformada por los somas y dendritas de las neuronas. Son los centros de control dónde se va a recibir el rumbo de los impulsos nerviosos.
• La sustancia blanca estará formada por los axones, generalmente recubiertos de mielina, y que conforman el sistema de conexión entre los diferentes centros de control.

El encéfalo.

Es la parte del sistema nervioso central que se encuentra en el interior del cráneo. En los humanos tiene una masa de cerca de 1,4 kg. En él encontramos los centros superiores de coordinación, la consciencia, la capacidad del razonamiento... la organización básica de este tejido consiste en una distribución externa de la sustancia gris dejando la sustancia blanca en el interior.

El encéfalo tiene continuidad con la médula espinal y con los nervios craneales del sistema nervioso periférico.

Gracias al encéfalo podemos realizar una serie de funciones que van desde la interpretación sensorial y generación de órdenes motoras para las actividades diarias, hasta un desarrollo del lenguaje, la lógica, la creatividad y hasta el control de nuestras emociones.

Es en el encéfalo donde almacenamos nuestra memoria, nuestro aprendizaje, donde razonamos y dónde tenemos nuestra personalidad y nuestra consciencia.

En el encéfalo encontramos un fenómeno de lateralidad, de manera que las personas zurdas tienen más desarrollada la parte derecha del cerebro y al revés, las personas diestras tiene más desarrollada la parte izquierda del cerebro. Dado que la parte derecha del cerebro es la que contiene gran parte de los lóbulos cerebrales que se activan en las expresiones artísticas, y la parte izquierda es la que más se activa en las actividades lógica y analíticas, suele decirse que las personas zurdas son más creativas e imaginativas y las personas diestras más racionales.

Aunque es difícil clasificar sus partes debido a su complejidad podemos clarificarlo en tres grandes zonas. Cerebro, cerebelo y tronco encefálico

El cerebro es la mayor parte. Se divide en dos hemisferios cuya superficie, llamada corteza cerebral, está formada por la sustancia gris y constituida por cuerpos neuronales y células gliales. Se encuentra replegada en sí misma de manera superficial a través de las circunvoluciones y cisuras o surcos más profundos que la dividen en lóbulos.

La parte interna de los hemisferios está constituida por la llamada sustancia blanca formada por los axones que ponen en contacto las diferentes zonas del encéfalo entre sí. En esa parte interna del cerebro encontramos el cuerpo calloso, integrado por fibras nerviosas y que comunica los dos hemisferios. Rodeando el cuerpo calloso encontramos el sistema límbico relacionado con funciones emocionales.

Situada en la parte inferior e interior del cerebro encontramos el tálamo e hipotálamo, que regulan la comunicación entre las diferentes partes del encéfalo con el sistema hormonal. El hipotálamo actúa también como glándula endocrina y es el que controla en gran medida nuestro sistema hormonal.

Cerebelo.

Situado por debajo y por detrás del cerebro está cubierto parcialmente por él. Presenta pliegues superficiales al igual que el cerebro. Al igual que ocurre con los hemisferios cerebrales contiene una corteza de sustancia gris con cuerpos neuronales y un cuerpo interno de sustancia blanca.

Tronco del encéfalo

Situado a continuación y por debajo del cerebro, tiene continuidad con la médula espinal. Consta de varias partes entre las que destaca el bulbo raquídeo, zona en la que el encéfalo se une con la médula espinal y que coordina gran parte de nuestras funciones vitales gracias a que contiene algunos centros de control nervioso.

La médula espinal.

Durante el desarrollo embrionario el encéfalo y médula espinal aparecen como un simple cordón nervioso continuo. Según el individuo va creciendo ese cordón nervioso se va a proteger por un tejido óseo que va a conformar el cráneo y la columna vertebral.

En la médula espinal la distribución del tejido nervioso es a la inversa que en el cerebro. En la médula encontramos que la sustancia gris se encuentra hacia el interior y la sustancia blanca hacia el exterior. Conforman una estructura llamada alas de mariposa. Además en el centro de la médula rodeada por eso sustancia gris se encuentra un tubo relleno de líquido cefalorraquídeo llamado epéndimo.

Aunque la función principal de la médula espinal es transmite los impulsos nerviosos desde los receptores hasta el encéfalo tiene una función fundamental en respuestas automáticas rápidas llamadas actos reflejos.

Sistema nervioso periférico.

Se denomina así al conjunto de nervios ramificados que se distribuyen por todo el cuerpo y que pueden ser de tres tipos: aferentes o sensitivos, deferentes o motores y mixtos.

Incluye también los nervios que salen del encéfalo, llamados nervios craneales (12 pares), y los que salen de la médula espinal, llamados nervios raquídeos o espinales (31 pares). Cada par presenta en su inserción a la médula dos ramas: una motora y una sensorial, que se une luego en un sólo cordón nervioso que se ramifica en plexos nerviosos.

La clasificación funcional también incluye dos partes diferenciadas:

• Sistema nervioso somático: será aquel que reciba la información de los órganos sensoriales del cuerpo y envía órdenes a los efectores somáticos o músculos esqueléticos de contracción voluntaria. Ese sistema está relacionado fundamentalmente con percepciones externas y acciones voluntarias.

• Sistema nervioso autónomo o vegetativo: será el que recibe información de receptores viscerales internos y lleva órdenes a los efectores autónomos o viscerales, básicamente musculatura lisa cardíaca y glándulas, sin control voluntario. En ese caso además tenemos que las vías eferentes son de dos tipos y cada órgano se encuentra inervado doblemente. Una de las vías es el llamado sistema simpático y el otro el parasimpático. Ambos sistemas son de carácter antagónico. Por lo general el simpático activaciones y el parasimpático la inhibe.