Impulso nervioso y sistema nervioso en invertebrados

Impulso nervioso

Potencial de reposo

Las membranas están polarizadas, ya que en el líquido extracelular predominan las cargas positivas y en el intracelular las negativas. Las cargas no se igualan a ambos lados porque los canales por los que pasan los iones a favor de gradiente de concentración no están siempre abiertos y además existen proteínas (bombas) que transportan iones independientemente del gradiente. La diferencia de carga produce un diferencial de potencial de -70mv (potencial de reposo).

Potencial de acción

En las neuronas, cuando el axón es estimulado, se provoca la alteración local de la permeabilidad iónica de la membrana. En este punto, el interior se carga positivamente y el exterior negativamente. Se registra así una inversión muy breve de la polaridad que crea una variación brusca de la diferencia de potencial, denominado potencial de acción.

Propagación del impulso nervioso

Debido a la despolarización, la permeabilidad iónica de las áreas contiguas al punto de origen se ven alteradas y se generan nuevos potenciales de acción. La propagación del potencial origina una onda de despolarización por la membrana que constituye el impulso nervioso. Después, la neurona vuelve a repolarizarse mediante una onda de repolarización que se debe a la salida de cationes desde el interior.

Estado de reposo de la membrana neuronal

Solo el canal de K+ está abierto, sale K+ a favor de gradiente hasta que se compensan las cargas negativas del Cl-, más abundante en el exterior. La bomba Na+/K+ está activa: introduce los cationes de K+, que van saliendo, pero por cada dos cationes de K+ que introduce, extrae 3 de Na+.

Estímulo y potencial de acción

Tras un estímulo, se crea un potencial de acción: con el estímulo adecuado, se abren los canales de Na+ y Cl-, se cierran los de K+ y se inactiva la bomba. Así, entra Na+ y Cl-, ambos a favor de gradiente.

Repolarización del potencial de acción

El potencial de acción avanza y las zonas que deja atrás se repolarizan: la inversión de la polaridad abre de nuevo los canales de K+, cierra los de Na+ y Cl- y activa la bomba. La salida de K+ repolariza la membrana.

Características del impulso nervioso

Transmisión del impulso nervioso

Su transmisión sigue la ley del todo o nada: es independiente de las características del estímulo.

Variedad de sensaciones

Todos los impulsos nerviosos son semejantes, que se perciban como sensaciones sonoras, etc., depende del centro nervioso encargado de interpretar.

Unidireccionalidad

Es unidireccional: se propaga desde cualquier parte de la neurona al extremo del axón.

Propagación en fibras mielínicas

Su propagación es mayor en las fibras mielínicas: los potenciales de acción se producen en zonas libres de mielina.

Sinapsis

El punto de comunicación entre neuronas se llama sinapsis nerviosa y implica una zona de influencia entre neuronas. Se trata de una influencia de carácter químico, en algunos invertebrados es eléctrica. La parte terminal de los axones se divide en unas prolongaciones pequeñas, cada una de las cuales termina en un botón terminal que está casi en contacto con la dendrita. Así, en la sinapsis nerviosa se distinguen 3 elementos: botón presináptico, hendidura sináptica y elemento postsináptico. En las sinapsis químicas, la comunicación entre neuronas requiere la presencia de sustancias: vesículas de elemento presináptico cargadas de neurotransmisores, neurotransmisores liberados a la hendidura sináptica cuando el impulso nervioso llega al botón terminal, y receptores del elemento postsináptico que se unen a los neurotransmisores liberados, provocando cambios en la permeabilidad de la membrana y un potencial de acción que hace que el impulso nervioso continúe. En la sinapsis, la neurotransmisión es unidireccional, desde la neurona presináptica hacia la postsináptica. Según el elemento postsináptico, pueden existir distintos tipos de sinapsis: axoaxónica, axosomática y axodendrítica. En las sinapsis eléctricas, la hendidura sináptica es suficientemente pequeña como para que el impulso nervioso presináptico produzca una despolarización en la membrana postsináptica.

Sistema nervioso en invertebrados

Los cnidarios

Se trata de una red difusa formada por células nerviosas, sin existir órganos nerviosos de control. Los receptores sensoriales son células sensitivas del ectodermo. A partir de ellas, los impulsos nerviosos se propagan indistintamente en todas las direcciones provocando una contracción de las células mioepiteliales.

Platelmintos y nematodos

Tanto los platelmintos como los nematodos tienen un sistema nervioso cordal, que consiste en ganglios cerebroides de los que parten 2 cordones nerviosos en posición ventral, con fibras que salen y se distribuyen.

Anélidos

Los anélidos tienen un sistema nervioso ganglionar, formado por: ganglios ventrales, ganglios cerebroides y collar periesofágico.

Moluscos

Los moluscos tienen un sistema nervioso ganglionar caracterizado por la localización de ganglios en determinadas zonas de su organismo. En los moluscos cefalópodos, los lóbulos ópticos son órganos bastante especializados.

Artropodos

Los artrópodos tienen sistema nervioso ganglionar, con características propias. La cadena de ganglios ventral muestra una mayor acumulación de ganglios en determinadas zonas del tórax y abdomen. Los ganglios cefálicos son de mayor tamaño y rodean los ojos, las antenas y la boca. En los insectos se puede hablar de un verdadero cerebro.

Equinodermos

Los equinodermos tienen un sistema nervioso anular. Existe alrededor del esófago un cordón nervioso que forma un anillo, el anillo periesofágico. Del anillo periesofágico parten 5 nervios radiales.

Sistema nervioso somático

El sistema nervioso somático posee nervios encargados de la relación con el medio externo y puede responder a los cambios que en él se producen mediante respuestas voluntarias. El proceso es el siguiente: el órgano receptor capta un estímulo, el estímulo se transmite por las dendritas de una neurona sensitiva, cuyo cuerpo celular está en un ganglio raquídeo. Los axones entran como parte de los nervios periféricos hacia las astas de la médula. Los cuerpos neuronales de la sustancia gris reciben el impulso y lo envían, a través de fibras de la sustancia blanca de la médula, hacia el bulbo raquídeo del encéfalo. Las neuronas de la sustancia gris hacen sinapsis con otra neurona, que conecta con la corteza cerebral del hemisferio contrario al lado donde se produce el estímulo. Al llegar la información a la corteza cerebral, se percibe, se procesa y se elabora una respuesta adecuada y consciente frente al estímulo percibido. La respuesta sale del encéfalo por las fibras nerviosas de neuronas motoras hasta la sustancia blanca de la médula, hasta un determinado nivel. Se produce la sinapsis con el cuerpo de una neurona motora de las astas anteriores, que envía la respuesta por las raíces anteriores del nervio espinal hacia el efector.

Sistema nervioso autónomo

Regula la actividad de las vísceras. Se encarga del mantenimiento de la homeostasis y del funcionamiento de los órganos mediante respuestas involuntarias y automáticas, que actúan sobre el corazón y las glándulas. El sistema nervioso autónomo tiene capacidad tanto para estimular como para inhibir los órganos efectores. Para ello, desde el punto de vista funcional, presenta 2 componentes: el simpático y el parasimpático. Los órganos controlados por el sistema nervioso autónomo se encuentran inervados a la vez por fibras de ambos componentes, que realizan funciones antagónicas. El componente simpático tiene fibras preganglionares cortas que establecen sinapsis con las neuronas posganglionares de los ganglios simpáticos. Las fibras posganglionares son largas y conectan con el órgano efectos. El componente parasimpático tiene fibras preganglionares largas que salen de los centros de control formando parte de los nervios espinales sacros y de los nervios craneales. Las fibras posganglionares son cortas y se encuentran dispersas cerca de los órganos efectores.