SISTEMAS NEUROENDOCRINO Y LOCOMOTOR ANIMAL

Los animales llevan acabo la función de relación para estar atentos a los posibles cambios que se producen en el medio y ejecutar así una respuesta. Para ello necesitan de los sistemas de coordinación, encargados de la coordinación del organismo, y son el sistema nervioso y el sistema endocrino. Estos dos sistemas conjuntamente forman en el sistema neuroendocrino.

En el proceso de relación intervienen los siguientes elementos: los estímulos, pueden ser físicos o químicos y son cualquier variación producida en el medio; los receptores, son estructuras que captan estímulos externos o internos; los efectores, son estructuras que producen unas respuestas y los transmisores, pueden ser señales eléctricas o sustancias químicas y se encargan de llevar la información entre receptores y efectores.

Los sistemas de coordinación pueden dar respuestas mediante dos mecanismos distintos: el comportamiento, que es el conjunto de respuestas nerviosas y hormonales frente a estímulos externos y la homeostasis, es el conjunto de respuestas nerviosas y hormonales frente a estímulos internos.

EL SISTEMA NERVIOSO

Este sistema es una compleja red cuya función es la de interpretar y almacenar la información recibida de células especializadas en captar estímulos, para más tarde trasmitir esa información a otra neurona o a los efectores que llevarán a cabo respuestas. Además, este sistema está compuesto principalmente por un tejido nervioso, que está formado por neuronas y células de la glía.

La excitabilidad neuronal es la capacidad de captar estímulos del medio y generar impulsos nerviosos. Para esto, se basa en el potencial de membrana, que es la diferencia de potencial entre el exterior e interior de la membrana plasmática de las células. El valor es de -70 minivoltios, su signo es negativo porque en el interior hay una acumulación de cargas negativas debido a iones Cl- y proteínas con esta carga.

-La bomba de Na+7 K+: están en la membrana plasmática y sacan células Na+ e introducen células iones K+.

-Canales de K+: al estar siempre abiertos, los iones K+ tienden a salir a favor de un gradiente químico pero al haber una alta concentración de cargas negativas no pueden (gradiente eléctrico).

-Potencial de membrana: ambos gradientes se equilibran, alcanzando el potencial en reposo o de membrana, de -70 mV.

La despolarización ocurre cuando un estímulo abre los canales de Na+ y cierra los de K+, provocando así una entrada masiva de iones Na+, lo que despolariza a la célula. El interior cada vez es menos negativo y se llega a alcanzar el umbral de excitación. El nuevo potencial se denomina potencial de acción cuando llega a +40 mV y genera un impulso nervioso que se propaga a lo largo de un axón para pasar a otras neuronas mediante sinapsis.

La repolarización consiste en recuperar el potencial de membrana (-70 mV), cerrando los canales de Na+ y abriendo los de K+ para que estos iones últimos salgan, también vuelve a actuar la bomba. El periodo refractorio es el tiempo que una neurona no puede reaccionar ante estímulos.

También está la conductividad neuronal, donde un estímulo genera un potencial de acción que se transmite por toda la neurona, cerrando y abriendo los canales de Na+ y K+. La velocidad del impulso es mayor en las neuronas más gruesas y mielinizadas, favorecido por la conducción saltatoria de un nódulo de Ranvier al siguiente.

La sinapsis es la unión funcional entre dos neuronas o una neurona y un efector. Hay tanto sinapsis eléctricas como químicas, pero abundan estas últimas, donde el potencial de acción se transmite mediante neurotransmisores. Los neurotransmisores se fabrican en el soma y se almacenan en las vesículas sinápticas, localizadas en los botones sinápticos.

El potencial de acción se propaga por el axón de la neurona presináptica, y al llegar a los botones sinápticos se abren los canales de Ca+. El Ca+ entra y se produce el vaciado de los neurotransmisores a la hendidura sináptica mediante exocitosis. La apertura de los canales iónicos se debe a que los neurotransmisores y la neurona postsináptica se unen.

El neurotransmisor puede ser excitador, el sodio entra en la neurona, se despolariza y da lugar a un potencial de excitación postsináptico; o inhibidor, entra el Cl- o sale el K+ hiperpolarizando la neurona y genera un potencial de inhibición postsináptico. Se genera el potencial de acción y el impulso nervioso continúa si la suma supera el umbral necesario.

El sistema nervioso en invertebrados

Hay una tendencia a agrupar las neuronas en ganglios y a la cefalización. La cefalización consiste en la acumulación ganglionar en la parte anterior del animal, donde se encuentran los receptores principales, formando la cabeza.

-Los poríferos no tienen SN y solo poseen grupos de neuronas sin apenas interconexión entre ellas.

-Los cnidarios presentan una red de neuronas interconectadas que forman el plexo nervioso, un SN sencillo usado para la contracción celular y captura del alimento.

-Los equinodermos tienen un anillo central rodeando al esófago, de este parten cordones nerviosos radiales hacia cada brazo, lo que origina una red nerviosa superficial.

-Platelmintos y nematodos, presentan un sistema nervioso cordal formado por un conjunto de ganglios cerebrales formados en la cabeza, de los que parten cordones nerviosos para recorrer todo el cuerpo.

-Anélidos, moluscos y artrópodos: tienen un sistema nervioso ganglionar. Los ganglios cerebrales se disponen alrededor del esófago, collar esofágico. Esto se comunica con una cadena de pares de ganglios formando cordones nerviosos escaleriformes.

Se distinguen: anélidos, con un SN en forma de escalera y cada segmento tiene un par de ganglios conectados entre sí; moluscos, puede haber con un par de cordones nerviosos o con un solo cordón, como es en el caso de los cefalópodos donde los ganglios se agrupan en una masa cerebral protegida por una cápsula gelatinosa; y los artrópodos, aumenta la cefalización y se desarrollan más los ganglios cerebrales, que llegan a formar un cerebro.

Sistema nervioso en vertebrados

El procesamiento de la información se lleva a cabo en una estructura nerviosa más compleja, el sistema nervioso central que está formado por el encéfalo y la médula espinal. El sistema nervioso periférico está formado por la unión de los nervios que salen del SNC y los ganglios simples.

El encéfalo se origina a partir de tres ensanchamientos del tubo neural: prosencéfalo, que incluye al cerebro; mesencéfalo o encéfalo medio; y rombencéfalo, que incluye el cerebelos y el bulbo raquídeo.

RECEPTORES SENSORIALES

Son células especializadas en captar estímulos. Los receptores detectan distintos tipos de energía y la transforman en impulsos nerviosos a partir de los cuales el cerebro percibe el mundo que le rodea. Los receptores pueden ser exterorreceptores, captan información del exterior o interorreceptores, captan información del interior y permiten la homeostasis. Y según el tipo de energía que reciben los receptores pueden ser:

-Mecanorreceptores: perciben estímulos relacionados con la presión, la gravedad o el sonido. Dentro de este tipo también podemos encontrar los propioreceptores, son mecanorreceptores internos que dan información sobre la contracción muscular, tensión de tendones y la posición y movimiento de articulaciones; los receptores táctiles, en invertebrados, sobretodo insectos, hay unos pelos llamados sensilas distribuidos por todo el cuerpo que captan vibraciones y contacto, y en vertebrados son más complejos, existen pelos táctiles pero la mayoría están en la dermis, dando lugar al sentido del tacto; los estatorreceptores detectan cambios de gravedad, el estatorreceptor de un invertebrado consta de un saco llamado estatocisto, y en vertebrados se localizan en el oído interno; y por último los fonorreceptores, que son receptores del sonido, vibraciones y variaciones de presión, y los más importantes son el oído y la línea lateral, pero también está la ecolocación.

-Termorreceptores: detectan cambios de temperatura. La respuesta puede ser un cambio fisiológico o de comportamiento.

-Magnetorreceptores: detectan el campo magnético terrestre y permiten la orientación durante las migraciones. Algunos animales tienen cristales de magnetita, que usan como brújula.

-Electrorreceptores: detectan los campos eléctricos de los músculos y nervios de otros animales.

-Quimiorreceptores: detectan sustancias químicas disueltas o gaseosas. Son los más primitivos. Los mas importantes son el olfato que detecta sustancias químicas a distancia mediante la nariz y el gusto, que detecta sustancias químicas por contacto, mediante las papilas gustativas en el caso de los mamíferos.

-Fotorreceptores: células sensibles a la luz gracias a las rodopsinas. Suelen unirse formado la retina. Hay dos tipos de ojos, simples: que pueden ser a su vez: mancha ocular, típico en cnidarios; ojo en copa, en platelmintos; ojo vesicular, aparece en anélidos y gasterópodos; y ojo en cámara, aparece en vertebrados y cefalópodos. O pueden ser ojos compuestos, aparecen en artrópodos.

SISTEMA ENDOCRINO

Controla y regula diversas funciones vitales y está formado por un conjunto de glándulas endocrinas, que fabrican unas hormonas y las vierte a la sangre para que actúen sobre las células dianas. El SN también fabrica un tipo de hormonas, llamadas neurohormonas.

Hormonas en invertebrados

Regulan diversos procesos como el crecimiento, la regeneración, la reproducción... La mayoría son neurohormonas secretadas por el sistema nervioso.

Las hormonas de: los cnidarios, estimulan el crecimiento y la reproducción asexual por gemación; los anélidos, regulan la regeneración y la madurez sexual; los moluscos, están implicadas en la reproducción o la puesta de huevos; y los artrópodos, presentan neurosecreción y secreción hormonal mediante glándulas endocrinas.

Las feromonas son mensajeros químicos que se vierten al medio externo, donde actúa sobre otros miembros de la misma especie. Existen dos formas de actuar: expulsadas al aire (feromonas sexuales para atraer a la pareja) o transmitidas por la boca , intervienen en la morfogénesis.

Hormonas en vertebrados

Existen neurohormonas, hormonas segregadas por glándulas endocrinas o por glándulas tisulares.Está todo controlado por el SNC. El hipotálamo recibe estímulos y lleva respuestas llamadas factores liberadores, a la hipófisis. Ésta libera numerosas hormonas que controlan las glándulas endocrinas de todo el cuerpo. A través del proceso de retroalimentación o feed-back los eslabones del circuito se regulan entre sí.

En peces, el hipotálamo controla la acción de la hipófisis que regula la función de los órganos sexuales mediante neurohormonas. Los anfibios, tienen hipotálamo, hipófisis y gónadas sexuales. Los reptiles, presentan lo mismo que los dos anteriores pero este también tiene células pancreáticas que producen insulina. Las aves, presentan las anteriores y también la epífisis o glándula pineal es sensible a los cambios de luz y además, el hipotálamo regula actividades como el cambio de plumaje. Los mamíferos presentan una glándula pineal relacionada con los ciclos circadianos, que no recibe la luz directamente.

EL SISTEMA LOCOMOTOR

Permite el movimiento corporal y en gran parte de los animales está formado por el sistema muscular y el sistema esquelético. Está controlado por el SN mediante neuronas motoras. Para los animales, el movimiento es fundamental para su supervivencia, esta movilidad viene dada por los músculos esqueléticos conectados mediante estructuras esqueléticas, como los tendones, huesos...
Según el cuerpo pueden ser:

-Invertebrados de cuerpo blando: presentan un cuerpo esquelético. Por ejemplo, en cnidarios, platelmintos, anélidos, moluscos o equinodermos.

-Artrópodos: presentan un exoesqueleto, que puede ser quitinoso o calcáreo, y les cubre el cuerpo. Tiene protuberancias en su interior.

-Vertebrados: presentan un esqueleto interno que puede ser cartilaginoso, como en los condrictios, u óseo, que es lo más habitual. Los huesos se unen entre sí mediante articulaciones con ligamentos, y se unen a los músculos a través de los tendones.

Fuentes: BioGeo, Libro de 1º Bachillerato de biología editorial Bruño.