34. TEJIDO NERVIOSO (I). ORGANIZACIÓN GENERAL

EL ESTUDIO DEL SISTEMA NERVIOSO A LO LARGO DE LA HISTORIA (2)

En la década de 1920, Otto Loewi y Henry Dale, ganadores del premio Nobel en psicología o medicina en 1936, identificaron los primeros neurotransmisores. Entre 1950 y 1960, Hodgkin, Huxley y Eccles utilizan el microscopio electrónico para describir la sinapsis y registran señales eléctricas por medio de electrodos. En la década de los 60, se identifican los circuitos sinápticos y se conoce el papel integrador de las dendritas, y en la de 1970, se identifican por primera vez los neuromoduladores y los segundos mensajeros, y aparecen las técnicas de análisis de imagen y los métodos moleculares. En la década siguiente, la utilización de ordenadores para el estudio del sistema nervioso posibilita grandes mejoras, y aparecen los modelos de funcionamiento (redes neuronales). La década de 1990 es declarada por Estados Unidos "la década del cerebro", se invierte una ingente cantidad de dinero en el estudio del sistema nervioso y se consigue con ello un impresionante avance; aparecen entonces los modelos integradores de funciones cerebrales y enfermedades. A partir del año 2000 se avanza principalmente en neuroimagen y neurogenética. El año 2012 es declarado por el Congreso año de la neurociencia en España.

b) Sistema nervioso autónomo, vegetativo o visceral

Inerva la musculatura lisa y las vísceras, siendo el sistema que interviene en las funciones viscerales, y realiza los movimientos involuntarios. Se divide en: - Simpático: Se activa en situaciones de esfuerzo y de emergencia, provocando, entre otras cosas, el aumento del ritmo cardiaco y respiratorio, la dilatación las pupilas, el incremento de la presión arterial etc..... - Parasimpático: Es el antagonista del simpático, por lo que relaja el cuerpo (reduciendo ritmo cardíaco y respiratorio, contrayendo las pupilas, etc.). Además, favorece la ingesta y procesamiento de nutrientes y también está relacionado con la excitación sexual y la erección. Tanto el sistema simpático como el parasimpático están formados por nervios aferentes y eferentes.

A.2.Clasificación funcional Desde un punto de vista funcional, el sistema nervioso se divide en somático y visceral a) Sistema nervioso somático

Inerva los músculos esqueléticos y nos pone en contacto con el medio exterior. Se divide en nervios: - Sensitivos o aferentes: Recogen el estímulo, penetran en la medula por las astas posteriores y ascienden hasta el encéfalo. - Motores o eferentes: Se encargan de enviar la respuesta voluntaria y consciente del encéfalo hasta los músculos esqueléticos.

A. CLASIFICACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO A.1.Clasificación anatómica Desde un punto de vista anatómico, el sistema nervioso se divide en: a) Sistema nervioso central

- Está compuesto por el encéfalo y la médula espinal. Su función principal consiste en captar los estímulos y elaborar una respuesta - El encéfalo es el órgano que controla todo el funcionamiento del cuerpo, y está formado por el cerebro, cerebelo y tronco del encéfalo. Este último lo forma el mesencéfalo junto con el bulbo raquídeo y la protuberancia. - El encéfalo es el órgano principal del sistema nervioso en los animales vertebrados y en algunos invertebrados. Se trata de un órgano sumamente frágil, de textura gelatinosa similar a la de un flan, por lo que necesita una gran protección. Es por ello que en el ser humano se encuentra en el interior de la cabeza, protegido por los huesos del cráneo y por el líquido cefalorraquídeo. El líquido cefalorraquídeo es una sustancia amortiguadora que se fabrica en los denominados plexos coroideos y que cumple dos funciones: 1.- Protege el encéfalo 2.- Sirve de vehículo para transportar los nutrientes al cerebro y eliminar los desechos

Las meninges

- Las meninges son un sistema de membranas constituidas por tejido conjuntivo que envuelven todo el sistema nervioso central separándolo del cráneo. - Este sistema está compuesto por tres capas: duramadre, aracnoides y piamadre, de menor a mayor profundidad. Entre ellas encontramos diferentes espacios como el espacio subdural (entre la duramadre y la membrana aracnoidea) y el espacio subaracnoideo (entre la membrana aracnoidea y la piamadre). Es en este último espacio donde encontramos el líquido cefalorraquídeo, que además de la función de protección mencionada anteriormente tiene otras como la nutritiva. La función de las meninges es fundamentalmente protectora.

biografía SANTIAGO RAMÓN Y CAJAL

- Santiago Ramón y Cajal nación en Petilla de Aragón en 1852 y murió en Madrid en 1934. - En 1873 se licenció en medicina por la Universidad de Zaragoza - Entre 1874 y 1875 ejerció como médico militar en Cuba, donde enfermaría de paludismo y malaria. Fue al observar las miserias de la guerra cuando decidió que no quería ejercer la medicina clínica, lo que determinaría que durante el resto de su vida se dedicara a la investigación y la enseñanza. - En 1877 se doctoró en medicina en Madrid - En 1883 obtuvo por oposición la cátedra de anatomía en la Universidad de Valencia. Durante sus años de catedrático en esta ciudad escribió su Manual de Histología. - En 1887 se traslada a Barcelona como catedrático de Histología Normal y Patológica en la universidad. Allí será donde elaborará la teoría neuronal y la ley de polarización dinámica, que se convertirán en sus mayores aportaciones a la medicina. - En 1892 cambió Barcelona por Madrid, donde ejerció también de catedrático. En 1897 comenzó a escribir su Histología del sistema nervioso del hombre y los vertebrados, que publicó en 1904 - En 1906 rechaza el cargo de Ministro de Instrucción Pública y es galardonado en Estocolmo con el premio Nobel de Fisiología y Medicina - En 1922 se jubila pero continúa publicando una gran cantidad de artículos, manuales y libros.

SUSTANCIA BLANCA

- Sustancia blanca: en ella predominan los axones neuronales, y sí que presenta mielina. Al igual que la gris, cambia su disposición en la médula y en el cerebro: - En la médula se encuentra en la zona exterior, rodeando a la sustancia gris. - En el cerebro se encuentra uniformemente distribuida bajo la corteza cerebral, aunque hay zonas en las que presenta más espesor. La sustancia blanca se encarga de conectar la corteza cerebral con el resto del cuerpo para que a ella puedan llegar todos los impulsos nerviosos.

El sistema nervioso central está compuesto por dos tipos de sustancias, que se denominan por su aspecto sustancia gris y sustancia blanca. A) SUSTANCIA GRIS

- Sustancia gris: está compuesta fundamentalmente por somas neuronales, además de dendritas amielínicas y células de la glía. Dependiendo de si la observamos en la médula espinal o en el cerebro la encontraremos de diferente forma: - En la médula espinal la encontramos en el centro con astas hacia afuera. - En el cerebro la observamos en la parte superficial, formando la corteza cerebral y también en el interior en forma de ganglios basales, los cuales se encuentran recubiertos de sustancia blanca. El hecho de que la sustancia gris no tenga mielina hace que el impulso nervioso se propague más lentamente por ella. La función de la sustancia gris que constituye la corteza cerebral dependerá de la zona en la que se encuentre, ya que se ha demostrado que diferentes zonas de la corteza están implicadas en diferentes funciones, pero en términos generales podemos decir que se encarga de recibir los impulsos nerviosos.

COMPLEJIDAD NEURONAL

El número de células y conexiones nerviosas en nuestro organismo es gigantesco. De esta manera, el cerebro humano contiene alrededor de 10elev12 neuronas, cuyo tamaño es muy diverso, y en cada una de esas neuronas hay unos 100.000 contactos para una respuesta. En el reino animal existen más de 20.000 tipos neuronales distintos. Los organismos más evolucionados son los que tienen un mayor número de tipos neuronales diferentes, de manera que los que más tipos presentan son los mamíferos y, especialmente, el ser humano. Además, cuanto mayor es el grado de evolución de una especie, mayor es la complejidad de sus neuronas. El otro tipo de células del sistema nervioso (la glía) es aún más abundante que las neuronas.

NIVELES DE ORGANIZACIÓN NEURAL

El sistema nervioso está organizado en unidades funcionales que se van superponiendo en extensión y complejidad. Estas unidades se forman en diferentes niveles de organización, y cada una de ellas es una entidad estructural con función específica. De esta manera, los genes, los microcircuitos, las neuronas, los sistemas, etc., son unidades funcionales en diferentes niveles de organización. Así, un sistema, como por ejemplo el sistema motor, es una unidad funcional, ya que desempeña una función concreta, pero está formado por centros y circuitos locales, que son unidades funcionales a un nivel menor de complejidad, y estos a su vez están formados por neuronas, que son unidades funcionales más sencillas que las anteriores, pues cada una desempeña una función específica dentro del sistema al que pertenece. Podemos concluir entonces que el complejo sistema nervioso sólo puede funcionar gracias a la organización en unidades funcionales y a la existencia de circuitos nerviosos.

b) Sistema nervioso periférico

El sistema nervioso periférico está compuesto por los nervios. Éstos conducen los estímulos al sistema nervioso central y las respuestas elaboradas por éste a los órganos efectores que, como se comentó anteriormente, pueden ser musculares o no.

CONCEPTO DE TEJIDO NERVIOSO

El tejido nervioso es un tejido de origen ectodérmico, diferenciado y adaptado específicamente para: - Percibir estímulos gracias a los receptores. El ser humano es consciente de algunos de estos estímulos, como los estímulos lumínicos o auditivos; mientras que otros estímulos son percibidos por nuestro organismo sin que nosotros seamos conscientes de ellos. Son ejemplos de ello la cantidad de oxígeno que circula por la sangre y el pH de nuestro cuerpo. - Transmitir, de modo codificado, dicha información a centros especializados del sistema nervioso central. Esta información es transmitida mediante un código eléctrico. - Elaborar una respuesta, consciente o inconsciente. Esta función es llevada a cabo por los centros especializados mencionados. - Conducir esa respuesta a los órganos efectores, que pueden ser musculares o no musculares, como las glándulas. Todas estas funciones son llevadas a cabo por las células nerviosas, las cuales se organizan formando el sistema nervioso. El sistema nervioso es uno de los dos sistemas que regulan el funcionamiento de nuestro organismo, participando en la homeostasis. El otro es el sistema endocrino u hormonal.

A. EL ESTUDIO DEL SISTEMA NERVIOSO A LO LARGO DE LA HISTORIA (1)

Los primeros hombres que se interesaron por las funciones del sistema nervioso antes comentadas fueron los antiguos egipcios, que sobre el año 5.000 a.C. situaron dichas funciones en el corazón, el cual sería la sede del alma y el depósito de la memoria. Entre los años 600 y 400 a.C., los filósofos griegos se propusieron describir la mente y el alma, que a su juicio podían depender del cerebro o del corazón, siendo Hipócrates, un viejo conocido de la medicina, el primero que identifica la mente y el alma con el cerebro. En este sentido, se puede decir que Aristóteles (384-322 a.C), quien llegó a coincidir en el tiempo con Hipócrates, daría un paso atrás, al sostener que el corazón es el centro del intelecto y que el cerebro es únicamente el "radiador" para enfriar la sangre sobrecalentada por el corazón en ebullición. Alrededor del año 200 a.C., Galeno de Pérgamo, otro viejo conocido de la medicina, extrajo de sus disecciones de animales que el líquido cerebral (que llamaba humores o espíritus animados) se movía desde los ventrículos cerebrales a los nervios (huecos). A continuación nos encontramos con un gran salto temporal, hasta que en 1543 Andrés Vesalio describió la anatomía del sistema nervioso humano. En 1637, Descartes describe el cerebro como máquina y habla de la dualidad cerebro-alma, y en 1798, Giovanni Galvani atribuye una naturaleza eléctrica a la actividad nerviosa. En 1891 hay que hacer una mención especial a la teoría neuronal de nuestro compatriota Santiago Ramón y Cajal. Hasta entonces se pensaba que la teoría celular era válida para cualquier tejido excepto para el tejido nervioso, en el que la célula no sería la unidad elemental, sino que se formaría una especie de red. En 1897, Charles Scott Sherrington utiliza por primera vez el nombre de sinapsis.

A. OBRA CIENTÍFICA DE RAMÓN Y CAJAL

Santiago Ramón y Cajal es el único ciudadano español galardonado con el premio Nobel en Medicina (el otro español que lo ganó, Severo Ochoa, lo ganó como ciudadano americano, y no español). Sus aportaciones al estudio del sistema nervioso hacen de Cajal la persona que más ha contribuido a lo largo de la historia al descubrimiento de la composición y el funcionamiento de dicho sistema. Las aportaciones más importantes realizadas por Cajal en lo referente al sistema nervioso son la teoría neuronal y la polarización dinámica. - La teoría neuronal: Basada en la individualidad histológica y funcional de las neuronas, transmitiéndose la señal nerviosa por contigüidad (las células que participaban estaban unas junto a otras, pero sin contactar físicamente) y no por continuidad. - La polarización dinámica: Explica el recorrido o camino que sigue en impulso nervioso a través de los circuitos neuronales. Esta ley sostiene que las dendritas tienen una función de recepción del impulso; y divide a la neurona en tres regiones con diferente función: a) Región receptora: Las dendritas b) Región conductora: El axón c) Región transmisora: El terminal Además, observo que el soma no siempre participaba en la transmisión del impulso nervioso.

SISTEMA VENTRICULAR

Se trata de un conjunto de cavidades revestidas de epéndimo (epitelio) y conectadas entre sí que contienen líquido cefalorraquídeo. En nuestro cerebro podemos encontrar los siguientes ventrículos: - Ventrículos laterales en cada uno de los hemisferios - El tercer ventrículo en el Diencéfalo - El cuarto ventrículo entre el tronco encefálico y el cerebelo. Como se ha dicho antes, se comunican entre sí, y lo hacen mediante los siguientes puntos: - Los laterales y el tercer ventrículo mediante el agujero interventricular de Monro - El tercero y el cuarto mediante el acueducto de Silvio - El cuarto y el espacio subaracnoideo mediante los agujeros medial (de Magendie) y lateral (de Luschka) En este sistema se produce el líquido cefalorraquídeo, que es segregado por los capilares cerebrales de las células del epéndimo que revisten la pared ventricular y por los plexos coroideos.

RECEPTORES SENSORIALES

Son diferentes tipos de células nerviosas especializadas en convertir las señales fisicoquímicas del medio en señales eléctricas para que puedan ser enviadas al sistema nervioso central y procesadas por éste, el cual generará una respuesta. Están situadas en los órganos sensoriales como la piel y la lengua. Se diferencia entre receptores sencillos y receptores complejos; siendo los sencillos aquellos que son una neurona, modificada o no; y los complejos aquellos que son células epiteliales que intervienen en sinapsis con neuronas.