SISTEMA NEUROENDOCRINO Y LOCOMOTOR ANIMAL

Todos los animales realizan la función de relación, que consiste es captar estímulos y elaborar respuestas, para adaptarse al entorno, para ello disponen de dos sistemas de coordinación, el endocrino y el nervioso, que en conjunto forman el sistema neuroendocrino.

En esta función de relación intervienen distintos elementos; los estímulos, son los cambios en el medios que podemos detectar, pueden ser físicos o químicos; receptores, estructuras que captan estímulos; efectores, estructuras que producen respuestas y por último transmisores, que son los que llevan las señales de los receptores a los efectores.

Las dos respuestas que pueden dar los sistemas de coordinación pueden ser dos mecanismos, uno es el comportamiento , que constituye el conjunto de respuestas hormonales y nerviosas ante estímulos externos y el otro es la homeostasis, que es el conjunto de respuestas nerviosas y hormonales ante estímulos internos, esta también equilibra las constantes vitales.

2.EL SISTEMA NERVIOSO

El sistema nervioso es una red que se encarga de interpretar información que llega a células receptoras que captan estímulos, luego esa información es transmitida a otras células nerviosas o a los efectores, que generarán una respuesta gracias a músculos y glándulas.

El sistema nervioso se compone  de un tejido llamado tejido nervioso, que está compuesto por dos tipos de células, neuronas y células de la glía.

2.1 Excitabilidad neuronal

La excitabilidad neuronal es la generación de un impulso nervioso gracias a un potencial de membrana.

El potencial de membrana es la diferencia de potencial entre el exterior y el interior de la célula, esto se debe a una acumulación de cargas de distintos signo, es de -70 minivoltios. El signo menos quiere decir que en el interior hay mas cargas negativas debido al Cl- y las proteínas.

Definición de elementos que influyen en el potencial de membrana:

Bomba de Na+/K+: Está en la membrana plasmática y se encarga de sacar Na+ e introducir K+, lo que provoca un desequilibrio.

Canales de K+: Estos canales se hallan siempre abiertos, por lo que el K+, muy abundante en el interior, sale a favor del gradiente químico, pero la alta concentración interior de cargas negativas se opone a esta salida, gradiente  eléctrico.

Potencial de membrana: Es el potencial que se adquiere cuando ambos gradientes se equilibran y su valor es de -70 mv.

Despolarización: Potencial de acción

La presencia de un estímulo abre los canales de Na+ y cierra los de K+. Al entrar Na+ a favor de gradiente se alcanza el umbral de excitación, que hace positivo el interior de la célula. Así se da la despolarización que lleva el potencial a +40 mv , que es cuando se alcanza el potencial de acción que genera el impulso nervioso, que se propaga de una neurona a otra a través de la sinapsis.

Repolarización

La repolarización trata de recuperar el potencial de -70 mv, después de que se produzca la excitación se cierran los canales de Na+ y se abren los de K+, mientras todo esto ocurre la neurona pasa un periodo refractario en el que no puede recibir ningún estímulo.

2.CONDUCTIVIDAD NEURONAL

El impulso nervioso se transmite por toda la neurona, esto se consigue con la apertura y cierre de los canales. La despolarización se transmite de forma parecida. Las neuronas mielinizadas transmiten el impulso más rápido debido a la conducción saltatoria de un nódulo de Ranvier al siguiente.

Sinapsis

La sinapsis es la unión entre dos neuronas o una neurona o un órgano efector. Esta puede ser eléctrica o química en las que el potencial de acción se transmite por neurotransmisores, que se sintetizan en el soma y se almacenan en las vesículas sinápticas situadas en el final del axón llamada botón sináptico.

El potencial de acción recorre el axón de la neurona presináptica y llega a los botones sinápticos donde se abren los canales de Ca+, que entra en los botones y provoca el vaciado de los neurotransmisores a la hendidura sináptica. Los neurotransmisores se unen a la membrana de la neurona postsináptica y provoca la apertura de sus canales iónicos:

-Si el neurotransmisor es excitador se abren los canales de Na+, lo que despolariza la neurona y da lugar al potencial de excitación postsináptico, que contribuye al potencial de acción.
-Si el neurotransmisor es inhibidor se abren los canales de Cl- , que entra o los de K+, que sale, esto hiperpolariza la neurona postsináptica y genera un potencial de inhibición postsináptico, que dificulta el potencial de acción.

Las neuronas postsinápticas integran efectos inhibidores y excitadores, gracias a los que se crea el potencial de acción.

2.4- EL SISTEMA NERVIOSO EN INVERTEBRADOS

En la evolución de los animales se suelen agrupar las neuronas en ganglios y producirse la encefalización, que lleva a la acumulación ganglionar, formando la cabeza, donde están los principales receptores.

Poríferos
Los poríferos no tienen un sistema nervioso como tal, sino grupos neuronales dispersos y sin apenas conexión.

Cnidarios
Presentan un plexo nervioso, una red neuronal sencilla y extendida por todo el cuerpo. Lo usan para captar alimentos y la contracción celular.

Equinodermos 
Tienen un anillo central rodeando al esófago, de este anillo salen cordones nerviosos hacia cada brazo o región del cuerpo, originan una red nerviosa.

Platelmintos y Nematodos
Poseen ganglios cerebrales en la cabeza de los que salen cordones nerviosos esparcido por todo el cuerpo, este es el sistema nervioso cordal.

Anélido, Moluscos y Artrópodos
Poseen un sistema nervioso gangliar en el que hay ganglios cerebrales dorsales que se sitúan en forma de anillo alrededor del esófago, el anillo periesofágico. Este anillo se comunica con dos cordones ventrales, el cordón nervioso escaleriforme.

-Anélidos: Dos ganglios conectados en cada segmento y un sistema nervioso en forma de escalera.
-Moluscos: Los más sencillos poseen dos cordones con entre 3 y 5 pares de ganglios. En los más complejos hay un único cordón y los ganglios se agrupan en una masa cerebral protegida por una capa gelatinosa.
-Artrópodos: Aumenta la cefalización y los ganglios cerebrales forman un cerebro con distintas regiones.

2.5- SISTEMA NERVIOSO EN VERTEBRADOS

En vertebrados se procesa la información principalmente en el sistema nervioso central (SNC), formado por el encéfalo, que se encuentra en el cráneo, y la médula espinal, protegida por la columna vertebral. De este sistema salen nervios que unidos a ganglios simples forman el sistema nervioso periférico (SNP).

El tubo neural de los embriones da lugar a la médula espinal y el encéfalo, que posee tres regiones, el prosencéfalo que incluye al cerebro, el mesencéfalo y el rombencéfalo, que incluye cerebelo y bulbo raquídeo.

3.RECEPTORES SENSORIALES

Los receptores sensoriales son células que se especializan en captar estímulos.
Estos receptores están especializados en detectar determinado tipo de energía y la convierten en impulsos nerviosos que las neuronas interpretan .

Los receptores pueden ser de dos tipos, exterorreceptores, captan información del exterior e interorreceptores que se encargan de la homeostasis y de captar información del exterior.

Dependiendo del tipo de energía que capten pueden ser, mecanorreceptores, termorreceptores, quimiorreceptores, magnetorreceptores, electrorrecptores y fotorreceptores.

3.1-MECANORRECEPTORES

Perciben diferentes tipos de energía mecánica, presión, los propiorreceptores y receptores táctiles, la gravedad, estratorreceptores o sonido fonorreceptores.

Propiorreceptores
Receptores internos que informan de las contracciones muscular, de los movimientos internos del cuerpo y la postura.

Receptores táctiles
En algunos animales existen unos pelos llamados sensilias, que captan contactos y vibraciones, en vertebrados más complejos hay vibrisas, pelos táctiles localizados en la dermis y que dan lugar al sentido del tacto.

Estatorreceptores
Detectan cambios de gravedad, determinan la posición del cuerpo y el equilibrio.

En los invertebrados este receptor es un saco llamado estatocisto, que está lleno de líquido y cubierto en el interior de células ciliadas sensoriales. En medio de este receptor hay un estatolito, que es una concreción calcárea, que al moverse el animal presiona sobre las células ciliadas que mandan información sobre el equilibrio, la posición del cuerpo...

En los vertebrados estos receptores se encuentran en el oído interno en el interior del saculo y el utrículo, en ellos hay células ciliadas con estatolitos, llamadas otolitos. A su lado están los canales semicirculares, que informan del movimiento de la cabeza, en estos canales hay unos ensanchamientos llamados ampollas que contienen células ciliadas.

Fonorreceptores
Son receptores del sonido, vibraciones y variaciones de presión. Los mas importantes son el oído y la línea lateral.

-Oído: Solo presente en animales que son capaces de emitir sonidos y en vertebrados, en los invertebrados puede localizarse en distintas partes. En los vertebrados se sitúa a los lados de la cabeza, suele tener un oído externo, formado por el pabellón auricular y el canal auditivo, oído medio formado por tímpano, martillo, yunque, estribo y trompa de eustaquio y el oído interno, formado por el caracol, canales semicirculares, sáculo y utrículo.

-Línea lateral: Es un órgano que percibe las vibraciones que forma el sonido, que son tuberías que están a los lados de algunos animales, están llenas de líquido y células sensoriales ciliadas, que detectan las vibraciones del agua y de donde proceden.

-Ecolocación: Algunos animales utilizan el sonido como un radar, emiten sonidos cuyo eco les permite detectar presas y obstáculos incluso en la oscuridad.

3.2- TERMORRECEPTORES

Detecta cambios de temperatura externa e interna. La respuesta puede ser fisiológica, como la homeostasis o de comportamiento como la migración o el letargo.

Algunos parásitos detectan a otros animales por el calor y otros animales como la serspientes presentan fosetas loreales por las que detectan a sus presas.

3.3-MAGNETORRECEPTORES

Son receptores que detectan los campos magnéticos y permiten la orientación. Algunos animales presentan cristales de magnetita que utilizan como brújula.

3.4-ELECTRORRECEPTORES

Son receptores que perciben los campos eléctricos de músculos y nervios de otros animales. En los tiburones se llaman ampollas de Lorenzini y les permite la comunicación y la detección de objetos.

3.5-QUIMIORRECEPTORES 

Detectan sustancias químicas disueltas o gaseosas. Los mas importantes son el gusto y el olfato.

-Olfato: Detecta sustancias químicas a distancia tanto en aire como en agua. Es un sentido muy importante para el comportamiento social, los olores determinan un lenguaje químico en muchos animales, por ejemplo algunos liberan hormonas como las feromonas.

-Gusto:Detectan sustancias químicas por contacto, en lo mamíferos suele hallarse en la lengua, donde los receptores forman papilas gustativas especializadas en distintos sabores.

3.6-FOTORRECEPTORES

Los fotorreceptores son células sensibles a la luz debido a unos pigmentos llamados rodopsinas, estas células suelen agruparse formando la retina, que es la parte fotosensible del ojo. Existen dos tipos de ojo:

Simples:
-Ocelo: Células sensibles simples en la superficie corporal. Presente en muchos cnidarios.
-Ojo en copa: La retina tiene una depresión que permite captar la dirección de la luz, no tiene cristalino, por lo que solo puede captar luces y sombras. Se encuentra por ejemplo en platelmintos.
-Ojo vesicular: Tiene córnea y cristalino gelatinoso, por ello puede enfocar las imágenes. Presente en anélidos y gasterópodos.
-Ojo vesicular: Este tipo de ojo es una esfera y posee tres capas, esclerótica con la córnea transparente para dejar pasar la luz, la coroides que está vascularizada y la retina, en ella hay dos tipos de células fotosensibles, los bastones, para la visión nocturna y que captan el blanco y el negro y los bastones para la visión diurna y que captan el rojo, el azul y el verde. También hay un cristalino transparente que sirve para enfocar y el iris, que es un musculo que funciona como un diafragma controlando la entrada de luz por la pupila que es el orificio central. Está presente ne vertebrados y cefalópodos.

Compuestos: Formado por muchas unidades, los omatidios, cada uno de ellos capta una zona del campo visual del animal . Contiene una lente formada por la córnea y un cono cristalino. La lente dirige la luz hacia los fotorreceptores, llamados células retinianas. El cerebro integra todas las imágenes y crea una imagen de mosaico, capaz de detectar movimientos.

4.SISTEMA ENDOCRINO

El sistema endocrino colabora con el nervioso en la función de relación y coordinación. En los animales está formado por un conjunto de glándulas endocrinas que fabrican hormonas y actúan sobre las células diana. Algunas de estas son especiales y son llamadas neurohormonas.

Hormonas en invertebrados

En los invertebrados las hormonas intervienen en el crecimiento, la metamorfosis, la reproducción, la muda y la regeneración de tejidos. La mayoría son neurohormonas.

-Cnidarios: Poseen hormonas asexuales para la gemación y el crecimiento.
-Anélidos: Con neurohormonas que regulan el crecimiento y la madurez sexual.
-Moluscos: Tienen neurohormonas para la reproducción y la puesta de huevos.
-Artrópodos: Tienen el endocrino más complejo, fabrican neurohormonas y hormonas verdaderas.

Neurosecreción: A partir de glándulas cercanas al cerebro, como los cuerpos cardíacos y los alados.

Secreción endocrina: Es realizada por la glándula protorácica y segrega ecdisona, la hormona de la muda.

Feromonas

Las feromonas son mensajeros químicos que se vierten al exterior e influyen en el comportamiento de las especies. Pueden actuar de dos formas:

-Expulsadas al aire: Feromonas sexuales para atraer a la pareja, para guiar una ruta...
-Transmitidas por la boca: Estas intervienen en la morfogénesis, los cambios corporales.

Hormonas en vertebrados

En los vertebrados existen neurohormonas, y hormonas que pueden estar segregadas por glándulas endocrinas o células tisulares. Todo el sistema está controlado por el SNC a través del hipotálamo.
El hipotálamo recibe impulsos nerviosos y manda respuestas en forma de neurohormonas, llamadas factores liberadores, a la hipófisis que libera multitud de hormonas que controlan todas las glándulas endocrinas.

Todas las partes de este circuito se regulan entre si en un proceso de feed-back / retroalimentación en el que las variaciones en la cantidad de hormonas influyen en el hipotálamo estimulando o inhibiendo su producción. Funcionamiento en los tipos de animales:

- Peces: El hipotálamo contra la hipófisis que gracias a las neurohormonas controla el funcionamiento de los órganos sexuales. Y una parte de la médula segrega hormonas para la osmorregulación.
-Anfibios: Poseen hipotálamo, hipófisis y gónadas sexuales.
-Reptiles: Las mismas que los anteriores y además sus células pancreáticas producen insulina.
-Aves: Además de las anteriores poseen una glándula pineal, sensible a cambios de luz, y el hipotálamo regula actividades como las migraciones, conducta...
-Mamíferos: La glándula pineal esta relacionada con los ritmos circadianos.

5.EL SISTEMA LOCOMOTOR

Este sistema permite el movimiento y suele estar compuesto por un sistema muscular y otro esquelético. En los animales el movimiento suele ser fundamental para su supervivencia.

Los principales órganos de movilidad son los músculos esqueléticos, que necesitan apoyarse y conectarse mediante estructuras esqueléticas, y su movimiento es controlado por el SN mediante neuronas motoras.

Las diferencias entre animales pueden darse por el tipo de esqueleto que tengan:

-Invertebrados de cuerpo blando: Suelen tener un esqueleto basado en la presión de los líquidos sobre los sólidos, llamado hidrostático.
-Artrópodos: Tienen un exoesqueleto calcáreo este presenta protuberancias internas que sirven de unión a los músculos.
- Vertebrados: Presentan un esqueleto interno cartilaginoso u óseo. Los huesos se unen entre si mediante articulaciones con ligamento y a los músculos mediante tendones.