Fisiología Animal: Mecanismos de Relación, Coordinación y Control

La Función de Relación en los Animales

La función de relación en los animales comprende tres fases fundamentales:

• Recepción de estímulos: A través de receptores especializados.
• Coordinación: Proceso donde se integra la información y se elabora una respuesta.
• Respuesta: Ejecutada a través de efectores (músculos o glándulas).

Los receptores de los animales son más complejos y numerosos que los de las plantas.

Tipos de Estímulos y Receptores

Los estímulos son las señales a las que son sensibles los animales, clasificándose en:

1. Estímulos externos: Luz, sonido, contacto físico, temperatura y campo magnético. Son detectados por exterorreceptores o exteroceptores.
2. Estímulos internos: Estimulación de variables físico-químicas (temperatura, presión, pH), detectados por interorreceptores; además de los estímulos que informan sobre la posición del cuerpo, denominados propiorreceptores.

Según la naturaleza del estímulo, los receptores se dividen en:

• Fotorreceptores: Detectan la luz.
• Quimiorreceptores: Detectan olores y sabores.
• Mecanorreceptores: Detectan presión, vibración y tacto.
• Termorreceptores: Detectan cambios de temperatura.

Los receptores de los órganos sensoriales transforman los estímulos en impulsos nerviosos.

Sistemas de Coordinación

Consisten en interpretar las señales recibidas por un receptor e integrarlas en un sistema de toma de decisiones que emite una orden a un efector para generar una respuesta mediante un movimiento muscular o una secreción.

1. Sistema Hormonal

Las glándulas endocrinas sintetizan y liberan hormonas. Estas son vertidas a los espacios intercelulares y circulatorios. Las hormonas solo tienen efecto sobre determinadas células u órganos blancos que reaccionan mediante una secreción o contracción; su transmisión es lenta.

2. Sistema Nervioso

La información es transmitida por vía eléctrica. Consiste en el cambio de polaridad de células especializadas y comunicadas entre sí (neuronas). El impulso nervioso se transmite rápido a través de nervios, pero requiere un cableado (neuronas) para llegar a todo el cuerpo.

Respuesta Animal

• Movimiento muscular: El órgano efector es un músculo; el movimiento implica desplazamiento.
• Secreción de una sustancia líquida: El órgano efector es una glándula exocrina o endocrina.

Evolución de la Coordinación Hormonal

Los primeros sistemas hormonales fueron las células neurosecretoras (células del sistema nervioso que segregan mensajeros químicos); después surgieron las glándulas endocrinas independientes; y finalmente el sistema neuroendocrino (glándulas endocrinas reguladas por vías nerviosas y hormonales).

Sistema Hormonal en Invertebrados

Poseen un sistema neurosecretor (neurohormonas segregadas por células nerviosas). El sistema de regulación hormonal más estudiado ha sido la muda o ecdisis en los insectos.

Proceso de la Muda

Se presenta en animales con esqueleto externo para deshacerse de él, crecer y adaptarse a los cambios; supone una metamorfosis:

1. Un estímulo ambiental hace que el cerebro segregue una hormona que activa una glándula en el protórax.
2. La glándula protorácica libera la hormona ecdisona, que forma un nuevo exoesqueleto.
3. Durante la fase larvaria, el encéfalo segrega la hormona juvenil.
4. Si la cantidad de hormona disminuye, la ecdisona provoca la metamorfosis.

Sistema Hormonal en Vertebrados

Es muy complejo y está relacionado con el sistema nervioso, con el que constituye un sistema neuroendocrino. Las glándulas en los mamíferos son:

1. Complejo hipotálamo-hipófisis: El hipotálamo pertenece al cerebro y controla el sistema hormonal; presenta células neurosecretoras productoras de neurohormonas que controlan la liberación de hormonas por la hipófisis, tales como:
   • Somatotropina: Controla el crecimiento.
   • Prolactina: Activa la secreción de leche.
   • Vasopresina: Favorece la reabsorción en las nefronas.
   • Oxitocina: Expulsión de la leche y estimula las contracciones del útero.
   • Tirotropina: Regula la secreción de tiroxina por el tiroides.
   • Adrenocorticotropina: Controla la secreción de cortisol por las glándulas suprarrenales.
   • Gonadotropinas: Estimulan las gónadas.
2. Páncreas: Controla la concentración de glucosa en sangre; la insulina reduce la glucosa y el glucagón la incrementa.
3. Testículos: Producen testosterona.
4. Glándula pineal: Controla los ritmos diarios (oscuridad-luz) mediante la liberación de melatonina.
5. Tiroides y paratiroides: Glándulas situadas entre la laringe y la tráquea. El tiroides, mediante la tiroxina, regula aspectos del metabolismo celular. La calcitonina del tiroides inhibe la liberación de calcio en los huesos y la parathormona del paratiroides la activa.
6. Glándulas suprarrenales: En su corteza se forman el cortisol y la aldosterona; en su médula se producen la adrenalina y la noradrenalina.
7. Ovarios: Producen estrógenos y progesterona.

Evolución del Sistema Nervioso

• Cnidarios: Presentan células nerviosas interconectadas que forman un plexo nervioso. La transmisión nerviosa se produce en todas direcciones y no existen centros de control; puede haber fotorreceptores y células epitelio-musculares asociadas. En los vertebrados permanecen estructuras de este tipo en los movimientos intestinales.
• Platelmintos: Surge el proceso de cefalización, provocando que en la cabeza las neuronas se agrupen formando ganglios, de los cuales parten cadenas de nervios enlazadas a cierta distancia.
• Anélidos: Destaca la aparición de estructuras ganglionares en nodos que forman el sistema nervioso ganglionar; en estos aparecen vías sensoriales y motoras.
• Artrópodos: Similar a los anélidos, pero con ganglios de mayor tamaño y sistemas receptores más elaborados.
• Equinodermos: Poseen un sistema nervioso ganglionar conocido como sistema nervioso radial.
• Cefalópodos y artrópodos: El conjunto de ganglios presenta una mayor concentración e incremento neuronal notable. En los cefalópodos existe un mayor grado de cefalización cerebral con una conducta compleja y órganos sensoriales muy sofisticados.