Sistema Nerviós: Coordinació en Organismes Animals

La Funció de Relació

Mitjançant les funcions de relació, l'organisme rep notícies de les condicions del medi que el rodeja i respon davant d'ell, acostant-se a les favorables i evitant les desfavorables. Aquestes funcions necessiten els següents components:

• Un estímul: Físic com la llum, so, contacte o químic com olor o gust.
• Un receptor sensorial, que conté cèl·lules especialitzades capaces de transformar l'estímul en impulsos nerviosos.
• Un centre coordinador, que interpreta l'impuls nerviós dels receptors sensorials i elabora una resposta.
• Un òrgan efector, que rep els impulsos nerviosos del centre coordinador i executa la resposta. La resposta pot ser un moviment (òrgan muscular) o una secreció (òrgan glandular).

Exemple: Perdiu, gos, boca, aigua.

El Sistema Nerviós

El sistema nerviós té una funció especial de coordinació en les funcions de relació dels organismes animals. Està format per neurones i altres cèl·lules auxiliars de la neuròglia que no estudiarem. Organitzen el creixement, alimenten i protegeixen les neurones.

Les Neurones

Són cèl·lules de forma estrellada amb un cos cel·lular que té nucli i prolongacions més o menys nombroses que poden ser de dos tipus: dendrites, en nombre variable, i axó, un de sol, que és una prolongació ramificada només al final.

Els impulsos nerviosos surten de les neurones pels axons i entren per les dendrites.

Els Axons

Els axons o fibres nervioses posen en contacte unes neurones amb altres o neurones amb òrgans efectors, transmetent impulsos nerviosos. Estan generalment rodejats d'una beina de mielina, que és una substància del grup dels lípids. No està lliure sinó que està en les cèl·lules de Schwann que creixen rodejant l'axó.

La beina de mielina té funció aïllant de l'axó, i també en els buits entre les cèl·lules de Schwann, que s'anomenen nòduls de Ranvier, es produeix una amplificació de l'impuls nerviós.

Els Nervis

Els axons es reuneixen en feixos que s'emboliquen a ells mateixos en teixit conjuntiu fibrós i formen els nervis.

Els nervis que porten els impulsos nerviosos des dels receptors sensorials fins al sistema nerviós central són nervis sensorials o aferents, i els que porten els impulsos nerviosos des del sistema nerviós central fins als òrgans efectors (músculs o glàndules) s'anomenen nervis motors o eferents.

L'Impuls Nerviós

És un corrent electroquímic que es produeix en la membrana de les neurones. Una neurona en repòs té potencial elèctric en la membrana, ja que determinades proteïnes de la mateixa estan contínuament bombant ions de sodi a l'exterior i ions de potassi a l'interior, però és major la quantitat d'ions que surt que la que entra i per això en repòs la membrana de la neurona té un potencial elèctric.

Quan hi ha un estímul extern es para el bombament de sodi i potassi i fa que el sodi entri en la cèl·lula i el potassi surti (inversió de potencial elèctric de la membrana), despolarització. El bombament torna a posar-se en marxa, i la polaritat es recupera però es transmet l'ona d'inversió de potencial elèctric al llarg de tota la membrana.

Al llarg de la neurona l'impuls es transmet en dos sentits, però d'una neurona a una altra només en un, de l'axó d'una a la dendrita de la següent.

Això és perquè entre l'axó d'una neurona i la dendrita hi ha una sinapsi, que és un espai. Les terminacions dels axons abans de la sinapsi s'eixamplen i formen el botó sinàptic. En una neurona en repòs, hi ha un continu flux de vesícules pels axons. Les vesícules s'anomenen neurotransmissors. Quan un impuls nerviós arriba a la sinapsi, s'alliberen les vesícules que passen a la dendrita de la neurona següent o a una cèl·lula muscular o glandular, i en tocar la membrana de la nova cèl·lula s'hi produeix un nou impuls i així és com si l'impuls nerviós botés de neurona en neurona i no ho pot fer al revés perquè les dendrites no tenen vesícules de neurotransmissors acumulades.

Velocitat de Transmissió de l'Impuls Nerviós

• Diàmetre de l'axó: com més gran, més ràpid l'impuls.
• Presència o absència de la beina de mielina: en els axons, la beina de mielina fa que l'impuls sigui més ràpid perquè es transmet a bots de nòdul de Ranvier a un altre. Només per aquests nòduls la membrana de l'axó està connectada amb el líquid intersticial i per això es poden moure els ions de sodi i potassi. En axons sense mielina, l'impuls es transmet de manera contínua per tota la membrana.

Anatomia del Sistema Nerviós

En Invertebrats

• Animals més simples com pòlips i meduses presenten una xarxa difusa de neurones estrellades que transporten els impulsos nerviosos en totes les direccions.
• Animals una mica més complexos tenen cordons nerviosos longitudinals com els cucs plans o anulars com en els equinoderms.
• Anèl·lids (cucs anellats) i mol·luscs tenen ganglis o engrossiments al llarg dels cordons nerviosos que recorren el ventre de l'animal.
• Artròpodes, especialment insectes, tenen una especialització d'aquests ganglis de manera que els ganglis cerebrals del cap són més grans que els de la resta del cos.

La progressiva concentració dels elements cel·lulars del sistema nerviós permet una progressiva complexitat en les respostes als estímuls.

En Vertebrats

Sistema nerviós central: conté la major part de neurones i és capaç de fer respostes sofisticades als estímuls.

Sistema nerviós perifèric: format per nervis que comuniquen el sistema nerviós central amb la perifèria dels organismes. Alguns nervis presenten ganglis.

Sistema Nerviós Central

Té una posició dorsal i està protegit per una estructura òssia: crani i columna vertebral.

La part anterior eixamplada rep el nom d'encèfal i la resta, allotjada en la columna vertebral, forma la medul·la espinal. De l'encèfal surten els nervis cranials i de la medul·la els raquidis.

Encèfal: 3 parts

• Cervell: responsable dels aspectes superiors de la conducta com la memòria.
• Cerebel: controla els aspectes més automàtics com els moviments de la locomoció.
• Bulb raquidi: controla el funcionament dels òrgans interns (cor, intestí). D'ell surten els nervis cranials que innerven el cap i molts òrgans interns.

Com més complexitat, més evolució:

• Augment relatiu de la grandària del cervell i disminució de la grandària del cerebel.
• Hemisferis cerebrals, dret i esquerre, no en peixos, sí en rèptils, aus i mamífers.
• Aparició de circumvolucions cerebrals (mamífers): arrugues de la superfície del cervell que n'augmenten la superfície.

Medul·la Espinal

Comunica amb l'encèfal pel bulb raquidi, està protegida per la columna vertebral i entre cada dues vèrtebres neix un parell de nervis raquidis que innerven les diferents parts del cos. Mirant a l'interior hi ha una substància grisa (rica en neurones i connexions entre neurones) en forma d'ales de papallona, de la qual neixen els nervis raquidis, i al voltant d'ella una substància blanca formada per fibres nervioses (axons) que comuniquen la medul·la amb l'encèfal.

La medul·la coordina la major part dels anomenats actes reflexos, que no necessiten l'elaboració de resposta del cervell.

Actes Involuntaris

En un acte reflex coordinat per la medul·la espinal intervenen els elements següents:

• Neurona sensitiva: rep l'estímul per les dendrites, el transforma en impuls i el transmet fins al cos cel·lular de la neurona, que està situat en el gangli de l'arrel dorsal de la medul·la, i continua per l'axó que penetra en la medul·la on fa la sinapsi amb una altra neurona anomenada d'associació.
• Neurona d'associació: situada en la medul·la, rep l'impuls de la neurona sensitiva i el transmet a una neurona motora amb la qual fa sinapsi.
• Neurona motora: té el seu cos cel·lular en la medul·la espinal, rep l'impuls de la neurona d'associació i el transmet pel seu axó, que surt per l'arrel ventral de la medul·la fins a arribar al múscul o òrgan efector.

Sistema Nerviós Autònom

Els actes involuntaris estan regits pel sistema nerviós autònom, que és el conjunt de nervis perifèrics que parteixen del bulb raquidi o de la medul·la espinal i controlen els òrgans interns del cos. No participen de forma directa en les funcions de relació de l'organisme, sinó en el manteniment del propi organisme.

El funcionament correcte dels òrgans interns necessita un equilibri entre els dos components del sistema autònom que actuen de forma antagònica: el sistema simpàtic i el parasimpàtic.

Exemples:

Dilatació iris - Construcció

Construcció vasos sanguinis - Dilatació

Acceleració cor - Desacceleració

Relaxació intestí, estómac - Excitació

Relaxació bufeta urinària - Contracció