Coordinación Nerviosa

El sistema nervioso realiza las siguientes funciones:

• Recibir información de los órganos sensoriales.
• Procesar e integrar la información recibida.
• Elaborar respuestas adecuadas a la información.
• Coordinar todas las estructuras y funciones corporales para que el organismo actúe como una única entidad.

Componentes del Sistema Nervioso

Neuronas

Células que forman la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Su función es la creación y transmisión de cambios electroquímicos conocidos como impulso nervioso.

Células de la Glía

Células acompañantes que realizan funciones de nutrición, sostén, aislamiento y defensa de las neuronas. Se encuentran los astrocitos, oligodendrocitos, microglía y células de Schwann.

Fibras y Nervios

Los axones de las neuronas se asocian formando fibras que pueden ser:

• Fibras mielínicas: Formadas por un axón recubierto por células de Schwann que lo rodean formando una vaina de mielina. Entre dos células de Schwann consecutivas existen espacios sin mielina llamados nodos de Ranvier.
• Fibras amielínicas: Formadas por varios axones rodeados por una membrana sin mielina.

Estas fibras se asocian en cordones llamados nervios que están protegidos por varias capas de tejido conjuntivo.

Ganglios y Centros Nerviosos

Los cuerpos neuronales se asocian en estructuras complejas llamadas ganglios.

El Impulso Nervioso

El impulso nervioso es una corriente de naturaleza electroquímica que recorre las neuronas. Se origina gracias a una alteración de las cargas eléctricas a ambos lados de la membrana plasmática de las neuronas como consecuencia de la llegada de un estímulo. El movimiento de las cargas eléctricas a ambos lados de la membrana permite diferenciar varias fases en la transmisión del impulso nervioso.

Potencial de Reposo

La célula está inactiva. El interior de la neurona está cargado negativamente con respecto al exterior. Esto se debe a que en la membrana existen unas enzimas transportadoras de iones, las bombas Na⁺/K⁺, que sacan iones Na⁺ del interior de la neurona de forma continua. Además, la bomba Na⁺/K⁺ también incorpora iones K⁺ (por cada tres iones de Na⁺ que saca, introduce dos iones K⁺), por lo que en el interior se acumula un exceso de cargas positivas. En el citoplasma celular existen proteínas con carga negativa que, debido a su gran tamaño, no pueden atravesar la membrana. El carácter aislante de la membrana permite que se mantenga esta separación de cargas entre el interior y el exterior de la neurona. La diferencia de potencial que se crea entre un lado y el otro de la membrana es de -70 mV. En esta situación se dice que la neurona está polarizada.

Potencial de Acción

Cuando una neurona es estimulada por un receptor sensorial o por otra neurona se produce un incremento rápido de la permeabilidad para el Na⁺ en la membrana celular, denominado potencial de acción. Se produce la entrada masiva de este ion, que se había acumulado en el espacio extracelular, al interior celular. Al aumentar tanto las cargas positivas en el interior, el potencial de membrana se invierte y pasa de -70 mV hasta +30 mV o +40 mV. La neurona queda, por tanto, despolarizada.

Repolarización

Una vez cesa el impulso, la neurona queda repolarizada en unos pocos milisegundos debido a la acción de las bombas de Na⁺/K⁺ que sacan el ion Na⁺ rápidamente del citoplasma celular.

Propagación del Impulso Nervioso

• En las fibras sin mielina: La despolarización de un punto concreto de la membrana da lugar a la apertura de los canales de Na⁺ en las zonas adyacentes, lo que provoca su correspondiente despolarización y la propagación del impulso nervioso de forma continua a lo largo de la neurona.
• En las fibras con mielina: La transmisión del impulso nervioso se produce más rápidamente. En este tipo de fibras, la despolarización solo se produce en los nodos de Ranvier. Por ello, este tipo de transmisión del impulso se le denomina conducción saltatoria, en la que no es preciso que se produzca la despolarización en todo el recorrido de la membrana. Entre sus ventajas está el hecho de que se acorta el tiempo de transmisión de la corriente nerviosa y se produce un ahorro energético, pues la necesidad de bombas de Na⁺/K⁺ es mucho menor.

Características del Impulso Nervioso

Una característica fundamental de la corriente nerviosa es que sigue la ley del todo o nada. Esto significa que se produce o no se produce, pero en el caso de que lo haga, se lleva a cabo siempre de la misma forma, sin que varíe su intensidad, y es independiente de la intensidad del estímulo que lo provocó, para estímulos con una intensidad mínima llamada umbral de excitabilidad, por debajo de la cual no se inicia el impulso. Antes de que una neurona pueda ser estimulada una segunda vez, debe alcanzar el potencial de reposo, es decir, se debe repolarizar. Por esta razón, existe una fase refractaria tras la despolarización, durante la cual una neurona no puede ser estimulada. Otra característica de la corriente nerviosa es que es unidireccional, es decir, se mueve siempre en el mismo sentido y nunca vuelve atrás.

La Sinapsis

Las funciones del sistema nervioso se llevan a cabo gracias a que está organizado a partir de circuitos nerviosos, constituidos por varias neuronas conectadas entre sí, por las cuales circula la corriente nerviosa. La comunicación entre las neuronas se denomina sinapsis. El impulso nervioso se transmite desde el axón de una neurona hasta la dendrita de la siguiente, aunque también se pueden establecer conexiones entre un axón y un cuerpo neuronal, entre axón y axón, o entre dendrita y dendrita. En la sinapsis participan dos neuronas: presináptica y postsináptica. Por la primera circula la corriente nerviosa que pasará a la segunda.

Sinapsis Eléctrica

Hay contacto físico entre ambas neuronas, por lo que la corriente pasa directamente de una neurona a otra.

Sinapsis Química

Hay una separación entre las neuronas llamada brecha sináptica que impide el paso directo de la corriente de una neurona a la otra. El impulso se transmite a través de unas moléculas especiales denominadas neurotransmisores que se liberan desde el axón de la neurona presináptica. Cuando la corriente nerviosa llega al final del axón se produce una serie de acontecimientos encadenados:

1. Las vesículas sinápticas del axón liberan los neurotransmisores que contienen a la brecha sináptica. Para que este proceso tenga lugar es necesaria la presencia de iones Ca²⁺.
2. Los neurotransmisores se unen a los receptores específicos situados en la membrana de la neurona postsináptica.
3. La unión de los neurotransmisores con los correspondientes receptores provoca la despolarización de la membrana de la neurona postsináptica.
4. Como consecuencia, se crea una corriente nerviosa que se transmitirá a lo largo de esta neurona.
5. Después de la unión con los receptores, los neurotransmisores dejan de actuar para evitar una estimulación continua de la neurona postsináptica. En algunos casos se produce la destrucción por enzimas que se liberan a la brecha sináptica; en otros casos, los neurotransmisores son captados de nuevo por la neurona presináptica para reutilizarse.

Funcionamiento del Sistema Nervioso

Tipos de Neuronas

• Neuronas sensitivas: Conducen el impulso nervioso desde el receptor sensorial hasta los centros nerviosos.
• Neuronas motoras: Conducen el impulso desde los centros nerviosos hasta un órgano efector.
• Interneuronas: Se encuentran en los centros nerviosos y se encargan de conectar neuronas sensitivas y motoras.

Las conexiones entre neuronas forman circuitos nerviosos que pueden ser convergentes o divergentes, los cuales permiten el procesamiento y la transmisión de un impulso nervioso desde los receptores sensoriales hasta los órganos efectores. En el recorrido se pueden activar numerosos circuitos y la respuesta ante un único estímulo puede ser compleja. Los circuitos nerviosos más simples son los arcos reflejos, que:

• Se producen muy rápidamente.
• Siempre dan lugar al mismo tipo de respuesta.
• Precisan de la intervención de pocas neuronas.

En un acto reflejo intervienen como mínimo dos neuronas: una sensitiva y otra motora.