Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet

I 0 flashcards i 8 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS FISIOLOGIA Grau en Nutrició Humana i Dietètica Universitat Rovira i Virgili AprenAI 2026-2027 Apunts complets de fisiologia del sistema nerviós: bioelèctrica de membrana, sinapsis, vies sensorials, control motor somàtic i divisions del SNA.

APREN.AI Índex 1 Organització Cel·lular i Histològica — Cèl·lules Glials, Neurones i Nervis Funcions Generals i Organització del Sistema Nerviós Neuroglia: Tipus i Funcions al SNC i SNP La Neurona: Estructura i Classificació Organització Histològica del Nervi Perifèric Distribució dels Nervis Espinals i Cranials Anatomia Funcional del SNC 2 Proteccions, Medul·la Espinal i Encèfal Sistemes de protecció del SNC Medul·la espinal: vies de conducció i reflexos L'encèfal: subdivisions i organització hemisfèrica El cervell i el còrtex cerebral Substància blanca cerebral Nuclis profunds i sistema límbic 3 Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel El diencèfal: tàlem, hipotàlem i epitàlem L'hipotàlem com a centre integrador vegetatiu i endocrí Balanç energètic: regulació de la ingesta Epitàlem, ritmes circadians i melatonina Tronc encefàlic: estructures i funcions vitals El cerebel i la coordinació motora 4 Fisiologia de la Membrana — Transports, Potencials Locals i Potencial d'Acció Composició i permeabilitat selectiva de la membrana plasmàtica Mecanismes de transport actiu a la cèl·lula nerviosa Potencial de membrana en repòs i potencials locals El potencial d'acció neuronal i els períodes refractaris Conducció contínua i conducció saltatòria 5 Transmissió Sinàptica — Sinapsis Elèctriques, Químiques i Integració Postsinàptica Organització estructural i tipus morfològics de la sinapsi Sinapsi elèctrica: continuïtat citoplasmàtica i acoblament iònic Sinapsi química: exocitosi dependent de calci i receptors Mecanismes d'eliminació del neurotransmissor a l'esquerda Potencials postsinàptics: PPSE, PPSI i integració sinàptica Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 1 6 Fisiologia Sensorial General — Receptors, Transducció i Vies Somatosensitives Organització Sensitiva i Mecanismes de Transducció Mecanorecepció Cutània i Sensibilitat Propioceptiva Nocicepció i Vies Somatosensitives Ascendents 7 Sentits Especials — Visió, Audició i Sentit de l'Equilibri Anatomia Funcional de l'Ull i Dinàmica Pupil·lar Cèl·lules Fotoreceptores i Bioquímica de la Fototransducció Mecànica Auditiva i Transducció a l'Òrgan de Corti Aparell Vestibular i Fisiologia de l'Equilibri 8 Sentits Químics — Fisiologia del Gust i de l'Olfacte Organització Cel·lular i Estructura del Gust Transducció dels Gustos Bàsics i Vies Sensitives Fisiologia de l'Epiteli Olfactori Mecanisme de Transducció Olfactòria i Via Central 9 Control Eferent Somàtic — Unió Neuromuscular i Contracció del Múscul Esquelètic Organització estructural del múscul esquelètic Miofilaments contràctils: miosina, actina i el complex regulador Transmissió sinàptica a la placa motora terminal Acoblament excitació-contracció i cicle dels ponts creuats 10 Control Eferent Vegetatiu — Divisions Simpàtica i Parasimpàtica del SNA Organització general del sistema nerviós autònom Divisió parasimpàtica: organització craniosacra i acció muscarínica Divisió simpàtica: eix toracolumbar i amplificació suprarenal Efectes funcionals comparats sobre els teixits efectors 11 Resum per repassar Organització Histològica i Cèl·lules Glials Bioelèctrica de Membrana i Potencial d'Acció Transmissió Sinàptica i Integració Postsinàptica Centres Encefàlics i Regulació Hipotalàmica Sensibilitat Somàtica i Sentits Especials Divisió Motora Somàtica i Sistema Nerviós Autònom Solucions de les preguntes de repàs Aquests apunts poden contenir errors o omissions.

Són un material de suport i no substitueixen el temari oficial ni el professorat: contrasta la informació important. Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 2 1 Organització Cel·lular i Histològica — Cèl·lules Glials, Neurones i Nervis EN ACABAR SABRÀS Distingir les funcions de les diferents cèl·lules de la neuroglia al SNC i al SNP. Classificar les neurones segons la seva morfologia estructural i el seu paper funcional. Descriure les tres capes de teixit connectiu que embolcallen el nervi perifèric. Diferenciar els nervis espinals dels nervis cranials segons el seu origen i la seva naturalesa funcional.

PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Si les cèl·lules glials no condueixen impulsos elèctrics, per què la seva pèrdua o alteració provoca la mort o el mal funcionament de les neurones? El funcionament coordinat del cos humà depèn del manteniment del medi intern en un estat d'equilibri dinàmic conegut com a homeòstasi. Els dos grans encarregats de coordinar aquesta estabilitat són el sistema endocrí i el sistema nerviós, que operen mitjançant mecanismes de comunicació cel·lular complementaris.

ESQUEMA Organització General del Sistema Nerviós Funcions Generals i Organització del Sistema Nerviós El sistema nerviós processa la informació mitjançant una seqüència de tres activitats essencials: Funció sensitiva: capta els estímuls tant de l'entorn extern com del medi intern corporal. Funció integradora: analitza, processa i emmagatzema les dades sensitives, permetent funcions cognitives com l'aprenentatge, la memòria i les emocions. Funció motora: formula respostes de control enviant ordres cap als òrgans efectors, principalment músculs i glàndules.

SNC Encèfal i medul·la espinal Encèfal Cervell, tronc i cerebel Medul·la Espinal Vies sensitives i motores SNP Nervis i ganglis perifèrics SNP Somàtic Control voluntari sobre múscul esquelètic SNP Autònom Control involuntari visceral Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 3 Anatòmicament i funcionalment, el sistema nerviós es divideix en Sistema Nerviós Central (SNC), compost per l'encèfal i la medul·la espinal, i Sistema Nerviós Perifèric (SNP), format pels nervis i els ganglis nerviosos.

Dins del SNP, la branca somàtica regula la resposta voluntària sobre el múscul esquelètic, mentre que la branca autònoma o vegetativa controla les funcions viscerals involuntàries com la freqüència cardíaca, el to dels vasos arterials o la secreció de saliva. COMPROVA-HO 2 Quines són les tres etapes funcionals bàsiques que executa el sistema nerviós davant d'un estímul perifèric? Neuroglia: Tipus i Funcions al SNC i SNP La neuroglia o cèl·lules glials agrupa les cèl·lules de suport, sustentació i protecció del teixit nerviós. Són molt més abundants i petites que les neurones.

La glia no transmet potencials d'acció, però resulta indispensable per mantenir les condicions òptimes i assegurar la supervivència de les neurones, les quals no es poden reemplaçar. Localització Tipus cel·lular Característiques i funcions principals Sistema Nerviós Central (SNC) Astròcits Cèl·lules estrellades molt abundants al cervell i la medul·la; sostenen neurones, secreten factors neurotròfics, recapten i neurotransmissors del medi extracel·lular, i participen en la barrera hematoencefàlica (vegeu «Anatomia Funcional del SNC — Proteccions, Medul·la Espinal i Encèfal»).

Oligodendròcits Més petits que els astròcits; emeten prolongacions que formen les beines de mielina al voltant dels axons del SNC i proporcionen sosteniment estructural. Micròglia Cèl·lules immunitàries encarregades de fagocitar bacteris i restes cel·lulars; en cas de resposta descontrolada, poden causar dany neuronal. Cèl·lules ependimàries Revesteixen els ventricles de l'encèfal i el conducte ependimari de la medul·la espinal; formen barreres cel·lulars entre compartiments de líquid.

Sistema Nerviós Perifèric (SNP) Cèl·lules glials satèl·lit Envolten els somes als ganglis cranials, espinals i autonòmics; proporcionen suport físic, protecció i nutrició a les neurones ganglionars (equivalents als astròcits al SNP). Cèl·lules de Schwann Encarregades de sintetitzar i formar les beines de mielina al voltant dels axons perifèrics (equivalents als oligodendròcits al SNP). K+ Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 4 ERROR FREQÜENT Confondre les cèl·lules mielinitzadores segons la regió anatòmica fa perdre punts: els oligodendròcits formen la mielina exclusivament al SNC, mentre que les cèl·lules de Schwann s'encarreguen de mielinitzar els axons del SNP.

COMPROVA-HO 3 Quina diferència funcional existeix entre les cèl·lules glials i les neurones pel que fa a l'activitat bioelèctrica? La Neurona: Estructura i Classificació La neurona és la subunitat estructural i funcional bàsica del sistema nerviós, altament especialitzada a respondre a estímuls i transmetre informació electroquímica. Esquema de l'estructura d'una neurona típica amb el soma, axó i sinapsi. Morfocel·lularment, una neurona típica presenta diverses regions diferenciades: Soma (cos cel·lular): conté el nucli i els orgànuls necessaris per a la síntesi macromolecular i el manteniment metabòlic.

Dendrites: prolongacions curtes i nombroses ramificades des del soma, especialitzades a captar els senyals dels neurotransmissors. Con axònic: zona cònica d'unió entre el soma i l'axó on s'integren els senyals per iniciar el potencial d'acció (vegeu «Fisiologia de la Membrana — Transports, Potencials Locals i Potencial d'Acció»). Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 5 Axó i terminal axònica: prolongació llarga que condueix el senyal bioelèctric fins a les terminacions sinàptiques, on s'alliberen neurotransmissors per comunicar amb la cèl·lula postsinàptica.

Classificació morfològica o estructural Neurona multipolar: presenta un soma amb múltiples dendrites ramificades i un únic axó llarg. És la morfologia més comuna al sistema nerviós. Neurona bipolar: cos allargat amb dues prolongacions oposades; d'un extrem sorgeix una dendrita receptora i de l'altre un axó conductor. Es troben a la retina, al gangli coclear i vestibular de l'oïda, i a les vies olfactives. Neurona unipolar o pseudounipolar: una única prolongació que neix del soma i es bifurca immediatament en dues branques que funcionen en conjunt com un axó continu.

La branca perifèrica rep senyals com a dendrita i condueix l'impuls directament cap a la branca central sense passar pel soma; són típiques dels ganglis sensitius espinals. Neurona anaxònica: cèl·lules petites on no es distingeixen les dendrites dels axons; es localitzen a l'encèfal i en òrgans dels sentits especials. Classificació funcional Neurones sensitives (aferents): transporten la informació captada pels receptors des dels òrgans perifèrics cap al SNC. Interneurones o neurones d'associació: connecten exclusivament unes neurones amb altres dins del SNC; processen la informació i intervenen en reflexos, pensaments, memòria i raonaments.

Neurones motores (eferents): transmeten ordres des del SNC cap als teixits efectors (músculs i glàndules) per executar respostes voluntàries o involuntàries. COMPROVA-HO 4 Quina particularitat estructural presenten les neurones pseudounipolars respecte al trajecte de l'impuls nerviós? Organització Histològica del Nervi Perifèric Un nervi perifèric és una estructura anatòmica formada per l'agrupació ordenada de fibres nervioses (axons associats a les seves cèl·lules glials) embolicades per diverses capes protectores de teixit conjuntiu. Diagrama en secció de les capes connectives del nervi perifèric humà.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 6 Distribució dels Nervis Espinals i Cranials Els nervis del cos humà es classifiquen en dos grups segons el punt del sistema nerviós central del qual s'originen: 31 parells de nervis espinals o raquidis: emergeixen simètricament de la medul·la espinal a través dels espais intervertebrals. Són tots de caràcter mixt, ja que contenen simultàniament fibres motores (eferents) i fibres sensitives (aferents). 12 parells de nervis cranials: s'originen a la base de l'encèfal i principalment al tronc encefàlic, sortint del crani pels orificis de la seva base.

Segons la seva funció poden ser estrictament sensitius (com l'olfactori o l'òptic), motors (com l'oculomotor o l'abducent) o mixtos (com el trigemin o el nervi vague, que innerva vísceres de tòrax i abdomen). COMPROVA-HO 5 Per què tots els nervis raquidis es classifiquen funcionalment com a nervis mixtos? IDEES CLAU L'homeòstasi és l'equilibri del medi intern coordinat conjuntament pel sistema nerviós i el sistema endocrí. La neuroglia proporciona suport físic, metabòlic i aïllament elèctric a les neurones, però és incapaç de generar o transmetre potencials d'acció.

Els oligodendròcits mielinitzen els axons del sistema nerviós central, mentre que les cèl·lules de Schwann formen la mielina al sistema nerviós perifèric. La neurona multipolar és la més abundant i consta de múltiples dendrites i un únic axó; les pseudounipolars predominen a les vies sensitives primàries. Un nervi perifèric s'organitza en tres capes de teixit connectiu concèntriques: endoneure (fibra), perineure (fascicle) i epineure (nervi sencer). Existeixen 31 parells de nervis espinals (tots funcionament mixtos) i 12 parells de nervis cranials (sensitius, motors o mixtos). Endoneure: beina interna de teixit connectiu fi que envolta individualment cada fibra nerviosa o axó.

1 Perineure: capa cònica i resistent de teixit connectiu que agrupa conjunts de fibres nervioses formant feixos o fascicles. 2 Epineure: capa més externa de teixit connectiu dens que recobreix tot el nervi per complet, empaquetant tots els feixos i aportant protecció mecànica global. 3 Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 7 COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 6. Quina diferència funcional existeix entre un oligodendròcit i una cèl·lula de Schwann? 7. Quines capes de teixit connectiu travessaria una agulla des de l'exterior d'un nervi fins a tocar un axó? 8. Quants parells de nervis espinals té l'ésser humà i de quin tipus funcional són? Test Encercla la resposta correcta.

Les solucions són al final. 9. Quina cèl·lula glial s'encarrega de fagocitar bacteris i restes cel·lulars al SNC? 10. On es localitzen preferentment les neurones bipolars en l'organisme humà? 11. Quina capa de teixit connectiu recobreix directament un fascicle de fibres nervioses? 12. Respecte als 31 parells de nervis espinals, quina afirmació és fisiològicament correcta?

Cèl·lula ependimària a) Micròglia b) Astròcit c) Oligodendròcit d) Òrgans sensorials especials com la retina a) Medul·la espinal exclusivament b) Corn anterior motor c) Ganglis autònoms perifèrics d) Epineure a) Mielina b) Perineure c) Endoneure d) Tots ells són nervis de tipus mixt a) Els sacres són exclusivament sensitius b) S'originen directament de la base de l'encèfal c) Només els cervicals són motors d) Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 8 2 Proteccions, Medul·la Espinal i Encèfal EN ACABAR SABRÀS Identificar les estructures protectores del SNC: capes meníngies, dinàmica del LCR i barrera hematoencefàlica.

Distingir la distribució tissular de la substància grisa i blanca a la medul·la espinal i al cervell. Relacionar cada lòbul cerebral amb les seves funcions sensorials, motores i d'associació lingüística. Explicar el paper dels ganglis basals i del sistema límbic en el control motor i la gestió emocional. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 13 Per què determinades substàncies que circulen lliurement per la sang no poden arribar a les cèl·lules del nostre cervell? El sistema nerviós central (SNC) integra la informació sensorial procedent del medi intern i extern, processa funcions cognitives i transmet ordres motores cap als òrgans efectors.

Aquesta maquinària neural està formada per la medul·la espinal i l'encèfal, i depèn de sistemes de protecció especialitzats per mantenir la seva integritat mecànica i química. Anatomia Funcional del SNC 2 Proteccions, Medul·la Espinal i Encèfal 3 Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 9 ESQUEMA Organització del Sistema Nerviós Central Sistemes de protecció del SNC A causa de la seva extrema fragilitat, el teixit nerviós disposa de tres nivells de defensa complementaris: estructures òssies, embolcalls de teixit connectiu acompanyats de fluid hidràulic i un filtre vascular selectiu.

Protecció òssia i meninges L'embolcall rígid extern el constitueixen el crani i la columna vertebral. Per sota de l'os se situen les meninges, tres làmines de teixit connectiu especialitzat que envolten completament l'encèfal i la medul·la espinal: Duramàter: la capa més externa, resistent i en contacte directe amb l'os. Aracnoides: capa intermèdia d'aspecte reticular. Piamàter: capa interna fina i vascularitzada, adherida a la superfície neural. Entre l'aracnoides i la piamàter es troba l'espai subaracnoidal, pel qual circula el líquid cefalorraquidi.

La funció d'aquests embolcalls és esmorteir traumatismes mecànics i evitar que elements lesionants entrin en contacte amb el teixit cerebral en cas de fractura òssia. Proteccions del SNC Ossos, meninges, LCR i BHE Medul·la Espinal Substància grisa, blanca i reflexos Encèfal Centre superior d'integració Cervell Còrtex, substància blanca i nuclis Diencèfal Tàlem, hipotàlem i epitàlem Tronc Encefàlic Mesencèfal, protuberància i bulb Cerebel Coordinació motora Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 10 Esquema dels embolcalls meníngics de l'encèfal i l'espai subaracnoidal.

Líquid cefalorraquidi (LCR) El líquid cefalorraquidi és un fluid aquós produït als plexes coroides de les parets dels ventricles cerebrals. Circula des de les cavitats ventriculars cap a l'espai subaracnoidal al voltant de l'encèfal i la medul·la espinal. El LCR es renova cada 3-4 hores mitjançant un equilibri continu entre síntesi i eliminació, evitant alteracions en la pressió intracranial com la hidrocefàlia. Funció del LCR Mecanisme d'acció fisiològic Protecció mecànica Actua com a amortidor hidràulic contra impactes i redueix el pes efectiu de l'encèfal per flotació.

Protecció química i nutricional Proporciona un entorn iònic òptim i subministra nutrients al teixit nerviós (com ara vitamines del grup B). Homeostàtica i circulatòria Permet l'intercanvi de soluts entre la sang i el parènquima neural, drenant productes residuals metabòlics. Control de volum i pressió Regula la pressió intracranial compensant canvis de flux sanguini o possibles masses ocupants d'espai. COMPROVA-HO 14 Quina conseqüència tindria l'obstrucció del drenatge del líquid cefalorraquidi als ventricles cerebrals? Barrera hematoencefàlica (BHE) La barrera hematoencefàlica és un filtre vascular semipermeable situat entre els vasos sanguinis i l'encèfal.

Impedeix el pas de compostos endògens o exògens potencialment tòxics cap a les neurones. La seva estructura consta de dues barreres físiques principals: Unions estretes (tight junctions) entre les cèl·lules endotelials dels capil·lars encefàlics, que bloquegen el transport paracel·lular. Peus terminals d'astròcits (cèl·lula glial; vegeu «Organització Cel·lular i Histològica — Cèl·lules Glials, Neurones i Nervis»), que embolcallen la làmina basal del capil·lar i indueixen les unions Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 11 endotelials. PER RECORDAR-HO La BHE no és homogènia a tot l'encèfal.

Determinades zones mancades de barrera necessiten contacte directe amb la sang per exercir funcions reguladores especialitzades. Existeixen regions específiques desproveïdes de BHE funcional: Bulb raquidi (vegeu «Anatomia Funcional del SNC — Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel»): permet a les neurones quimioresceptores (centre del vòmit) detectar tòxics circulants i desencadenar la resposta emètica de protecció. Hipotàlem: requereix alliberar hormones al torrent sanguini i monitorar metabòlits plasmàtics directament. ERROR FREQÜENT Creure que la barrera hematoencefàlica cobreix el 100 % del teixit encefàlic.

Si el bulb raquidi tingués unions estretes completes, no podria activar el reflex del vòmit davant de tòxics a la sang, i l'hipotàlem no podria secretar neurohormones sistèmiques. Recorda sempre aquestes dues excepcions. Medul·la espinal: vies de conducció i reflexos La medul·la espinal actua com a eix de connexió bidireccional entre la perifèria corporal i l'encèfal. Condueix senyals aferents sensitius cap als centres superiors i transporta ordres motores eferents cap als òrgans diana musculars o glandulars. Secció transversal de la medul·la espinal mostrant meninges i arrels.

L'organització tissular de la medul·la presenta una distribució inversa a la dels hemisferis cerebrals: Substància grisa central: disposada en forma de papallona o lletra «H». Conté somes neuronals amielínics i cèl·lules glials encarregades de la integració local i sinàptica. Substància blanca perifèrica: envolta la substància grisa i conté tractes longitudinals d'axons mielinitzats orientats a la transmissió d'impulsos ascendents i descendents.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 12 A més de via de pas, la medul·la és un centre integrador primari d'arcs reflexos: la informació sensorial d'un estímul entra per l'arrel dorsal, s'integra directament al segment medul·lar i genera una resposta motora ràpida a través de l'arrel ventral, sense requerir el processament conscient previ del cervell. A nivell perifèric, l'ésser humà compta amb 31 parells de nervis espinals o raquidis, tots ells amb funcions sensorials i motores combinades (nervi raquidi; vegeu «Organització Cel·lular i Histològica — Cèl·lules Glials, Neurones i Nervis»).

COMPROVA-HO 15 En què es diferencia l'organització tissular de la medul·la espinal de la del cervell pel que fa a la substància blanca i grisa? L'encèfal: subdivisions i organització hemisfèrica L'encèfal és el centre de processament principal del sistema nerviós. S'encarrega d'analitzar informació, elaborar respostes motores i conductuals complexes, emmagatzemar la memòria i sustentar els trets de la personalitat. Es divideix en quatre grans regions anatòmiques: El cervell i el còrtex cerebral El cervell constitueix la porció més voluminosa de l'encèfal.

Està format per dos hemisferis (dret i esquerre) separats per la fissura longitudinal i interconnectats pel cos callós, un feix dens de fibres axonals mielinitzades. La capa externa és l'escorça cerebral (còrtex), el nivell jeràrquic d'organització més alt del sistema nerviós. Està plegada en circumvolucions per augmentar la superfície funcional de substància grisa. Cada hemisferi es divideix en quatre lòbuls principals amb especialitzacions funcionals determinades. Lòbul cerebral Funcions principals i àrees especialitzades Frontal Control motor voluntari (alberga les neurones motores superiors a l'àrea motora primària), planificació i funcions cognitives superiors com la presa de decisions.

Inclou l'àrea de Broca, responsable de la producció motora de les paraules i expressió verbal. Parietal Integració de la informació sensitiva corporal general (àrea somatosensitiva primària, excepte vies facials especials). Participa també en la integració del sentit del gust. Cervell (telencèfal): comprèn l'escorça cerebral superficial, la substància blanca subcortical i els nuclis profunds. 1 Diencèfal: integrat pel tàlem, hipotàlem, epitàlem i la glàndula hipòfisi (vegeu «Anatomia Funcional del SNC — Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel»). 2 Tronc encefàlic: format pel mesencèfal, el pont de Varoli (protuberància) i el bulb raquidi.

3 Cerebel: situat sota els lòbuls occipitals (vegeu «Anatomia Funcional del SNC — Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel»). 4 Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 13 Lòbul cerebral Funcions principals i àrees especialitzades Occipital Recepció i processament de la informació sensorial visual. Temporal Processament dels estímuls auditius i olfactoris (senyals relacionats amb projeccions frontals). Inclou l'àrea de Wernicke, essencial per a la comprensió del llenguatge verbal i escrit. Estretament vinculat a la consolidació de la memòria.

COMPROVA-HO 16 Quina deficiència específica presenta una persona amb una lesió focal a l'àrea de Broca en comparació amb una a l'àrea de Wernicke? Substància blanca cerebral Per sota del còrtex es troba la substància blanca cerebral, constituïda per feixos d'axons mielinitzats que connecten diferents punts del sistema nerviós. Aquests feixos es classifiquen en tres tipus segons la seva trajectòria: Tractes d'associació: transmeten impulsos nerviosos entre circumvolucions d'un mateix hemisferi cerebral. Tractes comissurals: connecten regions homòlogues o heteròlogues entre ambdós hemisferis cerebrals. El component més prominent és el cos callós.

Tractes de projecció: comuniquen el còrtex cerebral amb estructures inferiors de l'encèfal o amb la medul·la espinal (com les vies que connecten amb el tàlem, el tronc encefàlic i les motoneurones medul·lars). Nuclis profunds i sistema límbic Immersos dins la substància blanca subcortical se situen grups de cossos neuronals anomenats nuclis profunds, que cooperen en xarxes funcionals determinades: Ganglis basals: masses nuclears que modulen l'activitat de les neurones motores superiors del còrtex frontal, sent claus per a la iniciació, execució suau i control dels moviments voluntaris.

Hipocamp: agrupació neuronal subcortical implicada en els processos d'aprenentatge i emmagatzematge de la memòria a llarg termini. Amígdala: centre regulador principal de les emocions bàsiques (com la por i l'agressivitat) i de les respostes conductuals associades. L'amígdala i l'hipocamp, conjuntament amb regions diencefàliques com el tàlem, l'hipotàlem i l'epitàlem, formen el sistema límbic o «cervell emocional». Aquest conjunt de vies nervioses coordina els circuits de la memòria amb les respostes afectives i conductuals, intervenint directament en la configuració de la personalitat.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 14 IDEES CLAU El sistema nerviós central està protegit per estructures òssies, tres làmines meninges (duramàter, aracnoides i piamàter), el líquid cefalorraquidi i la barrera hematoencefàlica. El líquid cefalorraquidi es forma als plexes coroides dels ventricles cerebrals i es renova cada 3-4 hores per garantir l'estabilitat de la pressió intracranial. La barrera hematoencefàlica està constituïda per unions estretes capil·lars i peus d'astròcits, però manca al bulb raquidi i a l'hipotàlem per permetre funcions de quimiorecepció i secreció.

A la medul·la espinal la substància grisa ocupa una posició central integradora d'arcs reflexos, mentre que la substància blanca perifèrica condueix vies ascendents i descendents. L'escorça cerebral es divideix en quatre lòbuls funcionals (frontal, parietal, occipital i temporal) que allotgen centres especialitzats com les àrees de Broca i Wernicke. La substància blanca subcortical s'organitza en tractes d'associació, comissurals (cos callós) i de projecció, connectant el còrtex amb els nuclis profunds i el sistema límbic. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 17. A través de quin espai meníngi circula el líquid cefalorraquidi i entre quines dues membranes se situa? 18.

Per quina raó funcional el bulb raquidi no posseeix una barrera hematoencefàlica completa? 19. Quina diferència funcional existeix entre els tractes de projecció i els tractes comissurals de la substància blanca cerebral? ANATOMIA FUNCIONAL DEL SNC 3 Diencèfal, Tronc de l'Encèfal i Cerebel EN ACABAR SABRÀS Distingir les funcions sensorials i motores del tàlem i la seva relació amb l'escorça. Explicar els mecanismes hipotalàmics de termoregulació, balanç hídric i ingesta energètica. Descriure el control dels ritmes circadians per part del nucli supraquiasmàtic i la glàndula pineal. Identificar els centres autònoms del tronc de l'encèfal i el paper integrador del cerebel.

PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 20 Com sap el nostre cervell quan hem de deixar de menjar abans que els nutrients hagin passat a totes les cèl·lules? Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 15 El diencèfal: tàlem, hipotàlem i epitàlem El diencèfal se situa a la regió central de l'encèfal i actua com a pont entre el telencèfal i el tronc encefàlic. Comprèn quatre estructures principals: el tàlem, l'hipotàlem, la glàndula hipòfisi i l'epitàlem (on trobem la glàndula pineal). A més, diverses d'aquestes estructures s'interconnecten funcionalment amb el sistema límbic per regular emocions i memòria (vegeu «Anatomia Funcional del SNC — Proteccions, Medul·la Espinal i Encèfal»).

Esquema anatòmic de les estructures del diencèfal i sistema límbic. El tàlem funciona com a estació de relleu sensorial. La pràctica totalitat de la informació aferent que puja per la medul·la espinal o el tronc de l'encèfal fa sinapsi als nuclis talàmics abans d'arribar al còrtex cerebral. Allà, les neurones sensitives transmeten els potencials d'acció cap a noves neurones de projecció cortical. A banda del processament sensorial, el tàlem transmet informació motora procedent del cerebel i dels ganglis basals cap a les neurones motores de l'escorça frontal, i contribueix activament al manteniment de l'estat de consciència.

L'hipotàlem com a centre integrador vegetatiu i endocrí L'hipotàlem és l'òrgan clau en la regulació homeostàtica de l'organisme. D'una banda, controla directament la funció visceral projectant axons cap als nuclis del sistema nerviós autònom situats al tronc encefàlic i a la medul·la espinal (vegeu «Control Eferent Vegetatiu — Divisions Simpàtica i Parasimpàtica del SNA»). D'altra banda, coordina el sistema endocrí mitjançant dues vies: Adenohipòfisi (lòbul anterior): cèl·lules neurosecretores alliberen factors estimulants o inhibidors directament a la circulació sanguínia local per controlar l'alliberament d'hormones com la del creixement.

Neurohipòfisi (lòbul posterior): somes neuronals hipotalàmics projecten els seus axons cap al lòbul posterior, on s'emmagatzemen i s'alliberen directament al torrent sanguini dues neurohormones: l'oxitocina i l'hormona antidiürètica (ADH). El control del balanç hídric depèn d'osmoreceptors hipotalàmics. Quan el volum d'aigua corporal disminueix i l'osmolaritat augmenta, aquests receptors activen tant el centre de la set com l'alliberament d'ADH des de la neurohipòfisi cap als ronyons, on augmenta la reabsorció tubular d'aigua per restaurar l'equilibri de soluts.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 16 En la termoregulació, l'hipotàlem disposa d'un centre que opera com un termòstat fixat a 37 ºC.

Rep informació tèrmica de la pell i de teixits interns: Variació tèrmica Respostes efectores activades Objectiu fisiològic Temperatura > 37 ºC Sudoració i vasodilatació cutània perifèrica Dissipar calor cap a l'ambient extern Temperatura < 37 ºC Contraccions musculars involuntàries (tremolor), vasoconstricció cutània, piloerecció i secreció hormonal metabòlica (hormones tiroïdals, catecolamines) Generar calor i reduir la pèrdua superficial COMPROVA-HO 21 Quina doble resposta desencadena l'hipotàlem davant un augment de l'osmolaritat plasmàtica per deshidratació?

Balanç energètic: regulació de la ingesta La ingesta d'aliments i la despesa energètica es coordinen al nucli arquejat de l'hipotàlem mitjançant la interacció de dos centres antagònics: Hipotàlem lateral: actua com a centre de la gana, promovent la recerca i la ingesta d'aliment. Hipotàlem ventromedial: funciona com a centre de la sacietat, aturant la conducta alimentària. Esquema dels centres hipotalàmics de la gana i la sacietat. Aquests centres integren senyals nerviosos (des de l'estómac o l'escorça) i factors químics circulants.

Es classifiquen segons el seu efecte sobre el balanç calòric: Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 17 Tipus de via Missatgers químics Origen del senyal Acció sobre l'organisme Anorexígens (sacietat) Leptina, insulina, pèptid YY (PYY), POMC (proopiomelanocortina) Teixit adipós (leptina), pàncrees (insulina), intestí (PYY), neurones centrals (POMC) Estimulen l'hipotàlem ventromedial, inhibeixen la gana i augmenten la despesa energètica Orexígens (gana) Grelina, neuropèptid Y (NPY), AgRP (proteïna relacionada amb agouti) Mucosa gàstrica en dejú (grelina), neurones centrals (NPY, AgRP) Estimulen l'hipotàlem lateral, promouen la ingesta i redueixen la despesa calòrica PROCÉS Regulació neuroendocrina de la ingesta 1 Senyal perifèric Estómac buit (grelina) o reserves grasses suficients (leptina) 2 Recepció al nucli arquejat Sensió de senyals orexígens o anorexígens circulants 3 Activació de centres Hipotàlem lateral (gana) o ventromedial (sacietat) 4 Resposta conductual i metabòlica Modulació de la ingesta i despesa energètica corporal ERROR FREQÜENT No confongueu la leptina amb la grelina.

La grelina és un senyal perifèric d'origen gàstric d'efecte orexigen (estimula el centre de la gana abans dels àpats). La leptina és un senyal anorexigen sintetitzat pels adipòcits proporcionalment a les reserves grasses per induir la sacietat a llarg termini. Epitàlem, ritmes circadians i melatonina L'epitàlem conté la glàndula pineal, encarregada de sintetitzar l'hormona melatonina. La producció d'aquesta substància respon a les oscil·lacions d'aproximadament 24 hores conegudes com a ritmes circadians, els quals governen el cicle son-vigília, la síntesi de neurotransmissors, els ritmes metabòlics i l'activitat immunitària.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 18 Diagrama de la via llum-foscor entre el NSQ i la glàndula pineal. El control d'aquest eix recau en el nucli supraquiasmàtic (NSQ) de l'hipotàlem, considerat el rellotge biològic mestre. Quan la retina capta llum durant el dia, el NSQ envia senyals inhibitors que bloquegen la producció de melatonina a la glàndula pineal. En arribar la foscor nocturna, aquesta inhibició desapareix, desencadenant l'augment plasmàtic de melatonina necessari per sincronitzar el repòs. COMPROVA-HO 22 Quin efecte produeix l'exposició a la llum sobre la síntesi de melatonina per la glàndula pineal?

Tronc encefàlic: estructures i funcions vitals El tronc de l'encèfal connecta la medul·la espinal amb el diencèfal. Està constituït pel bulb raquidi, la protuberància i el mesencèfal. A aquesta regió s'integren la majoria dels nuclis dels 12 parells de nervis cranials (tots excepte el parell I, olfactori, i el parell II, òptic). Estructura Centres i funcions principals Bulb raquidi Centre cardiovascular (control de freqüència cardíaca i pressió arterial), centre respiratori basal (ritme respiratori involuntari) i centres de reflexos autònoms (vòmit, tos, singlot, deglució i esternut). La barrera hematoencefàlica és absent al centre del vòmit per monitorar toxines sanguínies.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 19 Estructura Centres i funcions principals Protuberància (pont de Varoli) Pont de comunicació entre diferents segments encefàlics, el bulb raquidi i el cerebel. Participa en la regulació de la respiració i en el manteniment del to postural i l'equilibri. Mesencèfal Coordina moviments de la mirada (seguiment visual mitjançant els col·licles superiors connectats amb la retina) i regula el reflex de sobresalt motriu davant sons intensos (col·licles inferiors). COMPROVA-HO 23 Quina particularitat estructural presenta la zona del bulb raquidi associada al reflex del vòmit?

El cerebel i la coordinació motora El cerebel no genera la contracció muscular de manera primària, sinó que actua com a refinador i modulador dels patrons motors. Rep aferències contínues procedents de l'escorça motora frontal, dels propioceptors musculars i articulars (vegeu «Fisiologia Sensorial General — Receptors, Transducció i Vies Somatosensitives») i de l'aparell vestibular de l'oïda interna (vegeu «Sentits Especials — Visió, Audició i Sentit de l'Equilibri»). Integrant aquestes dades en conjunció amb els nuclis basals, el cerebel desenvolupa les següents tasques: Planificació, ajust i execució del moviment voluntari fi, harmònic i precís.

Manteniment de l'estabilitat corporal, la locomoció i l'ajust del to muscular postural. Control dels moviments de fixació ocular. Consolidació de la memòria procedimental (aprenentatge de patrons motors complexos). IDEES CLAU El tàlem constitueix l'estació de relleu obligada per a la majoria de les vies sensorials cap a l'escorça i coordina el retorn motor. L'hipotàlem regula l'homeòstasi autònoma, hídrica (via ADH i centre de la set) i tèrmica (punt fix de 37 ºC). El balanç energètic s'organitza a l'hipotàlem lateral (gana) i ventromedial (sacietat), influenciat per senyals orexígens (grelina) i anorexígens (leptina, insulina).

El nucli supraquiasmàtic actua com a marcapassos circadià i la llum diürna inhibeix la síntesi de melatonina a la glàndula pineal. El bulb raquidi alberga centres autònoms vitals per a la funció cardiorespiratòria i reflexos com el vòmit. El cerebel integra senyals propioceptius i vestibulars per modular la precisió motora, la postura i la memòria procedimental. Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 20 COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 24. Com influeixen la leptina i la grelina en els centres hipotalàmics de control de la ingesta? 25. Quins són els dos centres vitals involuntaris principals que resideixen al bulb raquidi? 26.

De quines tres fonts sensorials i motores rep informació el cerebel per coordinar els moviments? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 27. On es produeix inicialment el líquid cefalorraquidi? 28. Quins elements cel·lulars formen l'estructura primària de la barrera hematoencefàlica? 29. En quin lòbul cerebral es troba l'àrea de Broca encarregada de l'articulació del llenguatge? 30. Quina funció essencial desenvolupen els ganglis basals a l'encèfal? 31. Quin centre hipotalàmic s'encarrega d'induir la sensació de sacietat i aturar la ingesta? 32. Com respon la secreció de melatonina a l'estímul de la llum ambiental? 33.

Quins nervis cranials NO tenen el seu origen o relleu al tronc de l'encèfal?

A les beines de mielina axòniques a) A l'interior del cos callós b) Als plexes coroides dels ventricles c) A l'espai epidural de la medul·la d) Cèl·lules de Schwann i oligodendròcits mielinitzants a) Microglia i fibres musculars de capil·lars b) Aracnoides i cèl·lules ependimàries ciliades c) Unions estretes endotelials i peus d'astròcits d) Lòbul parietal a) Lòbul occipital b) Lòbul frontal c) Lòbul temporal d) Processar els impulsos auditius primaris a) Sintetitzar tot el líquid cefalorraquidi b) Modular i controlar els moviments voluntaris c) Connectar l'aracnoides amb la duramàter d) Hipotàlem ventromedial a) Hipotàlem lateral b) Nucli supraquiasmàtic c) Col·licle superior d) Depèn de la grelina a) S'estimula directament b) Queda inhibida c) No pateix variacions d) Nervis X i XII a) Nervis III i IV b) Nervis VII i VIII c) Nervis I i II d) Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 21 34.

Quina funció correspon als col·licles inferiors del mesencèfal? 4 Fisiologia de la Membrana — Transports, Potencials Locals i Potencial d'Acció EN ACABAR SABRÀS Distingir els mecanismes de transport passiu dels actius primaris i secundaris. Descriure les etapes iòniques del potencial d'acció i els seus períodes refractaris. Comparar l'eficiència i velocitat de la conducció contínua respecte a la saltatòria. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 35 Per quina raó la despolarització durant el potencial d'acció no augmenta indefinidament el voltatge cel·lular sinó que s'atura en sec al voltant dels +30 mV?

La transmissió de senyals en el sistema nerviós depèn de les propietats biofísiques de la membrana plasmàtica neuronal, capaç de modificar el seu estat elèctric en resposta a diferents estímuls. Sintetitzar l'hormona antidiürètica a) Seguir objectes mòbils amb la vista b) Controlar el reflex del vòmit c) Coordinar el reflex de sobresalt acústic d) Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 22 ESQUEMA Biofísica de la membrana cel·lular neuronal Composició i permeabilitat selectiva de la membrana plasmàtica La membrana plasmàtica presenta una composició lipoproteica organitzada en una doble capa de fosfolípids amb colesterol i proteïnes associades.

Les proteïnes poden ser perifèriques (adherides a la superfície) o bé transmembrana (creuen completament l'estructura lipídica). Aquestes macromolècules actuen com a enzims catalitzadors, punts d'ancoratge estructural, receptors i vies de pas.

Mecanismes de transport Passius i actius a través de la membrana Transport passiu Difusió simple i canals a favor de gradient Transport actiu Bombes ATPasa primàries i cotransport secundari Potencials bioelèctrics Modificacions del voltatge transmembrana Potencial de repòs Negativitat basal propera als -70 mV 〰 Potencials locals Despolaritzacions i hiperpolaritzacions graduades Potencial d'acció Espiga del tot o res iniciada als -55 mV Propagació de l'impuls Conducció axònica contínua o saltatòria Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 23 Diagrama de l'estructura lipoproteica i components de la membrana plasmàtica.

El trànsit molecular s'organitza en dues grans modalitats: Transport passiu: es produeix sense despesa d'energia metabòlica a favor de gradient electroquímic. Comprèn la difusió simple (substàncies liposolubles i gasos que travessen directament la matriu lipídica) i la difusió facilitada mitjançant proteïnes de canal o canals iònics. Transport actiu: mou partícules en contra de gradient amb consum d'energia obtinguda directament o indirectament de l'ATP.

Mecanismes de transport actiu a la cèl·lula nerviosa El transport actiu es divideix en primari i secundari segons l'origen energètic emprat per al desplaçament dels soluts: DEFINICIÓ El transport actiu primari utilitza directament la hidròlisi d'ATP mitjançant proteïnes transportadores amb activitat ATPasa intrínseca per impulsar ions contra gradient electroquímic. Destaquen tres bombes d'ATPasa primordials: Bomba -ATPasa: expulsa activament 3 ions a l'exterior i introdueix 2 ions al citosol. Aquest procés asimètric manté l'alta concentració extracel·lular de sodi, a més de preservar l'equilibri osmòtic per evitar l'edema cel·lular.

1 Na /K + + Na+ K+ Bomba de : manté nivells citosòlics extremadament reduïts expulsant calci cap a l'espai extracel·lular o emmagatzemant-lo a l'interior dels orgànuls membranosos. 2 Ca2+ Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 24 Esquema funcional del cicle molecular de la bomba Na+/K+-ATPasa. El transport actiu secundari o acoblat aprofita l'energia acumulada pel desplaçament a favor de gradient del sodi generat prèviament per la bomba primària: Simport (cotransport): les dues molècules viatgen en el mateix sentit. N'és exemple el transportador SGLT, que ingressa glucosa conjuntament amb sodi aprofitant la força motriu d'aquest catió.

Antiport (contratransport): els dos components es mouen en sentits oposats, com els intercanviadors de protons emprats per mantenir la neutralitat intracel·lular. COMPROVA-HO 36 Quina conseqüència tindria per al volum neuronal la inhibició total de la bomba Na+/K+- ATPasa? Potencial de membrana en repòs i potencials locals A causa de la permeabilitat asimètrica de la membrana (predomini de canals de fuga per al potassi respecte al sodi) i de la sortida neta de càrregues positives per la bomba electrogènica, l'interior cel·lular acumula una deficiència de càrregues positives. El potencial de membrana en repòs d'una neurona típica es troba al voltant dels -70 mV.

Els canvis de voltatge s'inicien mitjançant canals iònics amb comporta: Regulats per lligand: responen a mediadors químics (vegeu «Transmissió Sinàptica — Sinapsis Elèctriques, Químiques i Integració Postsinàptica»). Regulats per voltatge: responen a modificacions del camp elèctric transmembrana. Regulats per estímuls físics: activats per pressió mecànica, canvis tèrmics o radiació lumínica. Bomba d'hidrogenions ( ): transporta protons per regular el pH sistèmic en epitelis com les glàndules gàstriques i els túbuls renals.

3 H+ Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 25 Tipus de resposta local Moviment iònic dominant Efecte sobre el potencial elèctric Despolarització Entrada massiva de El voltatge es fa menys negatiu (s'apropa a zero o esdevé positiu) Hiperpolarització Sortida de o entrada de L'interior es torna més negatiu que el nivell basal de repòs Aquestes fluctuacions d'amplitud proporcional a la intensitat de l'estímul s'anomenen potencials locals graduats i pateixen una pèrdua d'amplitud a mesura que es propagen. COMPROVA-HO 37 Per quina raó l'obertura de canals de clor indueix una hiperpolarització si aquest ió ingressa a la cèl·lula?

El potencial d'acció neuronal i els períodes refractaris Quan la suma de potencials locals assoleix el llindar d'excitació situat als -55 mV, es produeix una resposta regenerativa anomenada potencial d'acció seguint el principi del tot o res.

PROCÉS Fases del potencial d'acció neuronal La dinàmica temporal del potencial d'acció comprèn tres fases successives: Na+ K+ Cl Repòs i estímul local Membrana a -70 mV fins assolir llindar 1 Despolarització ràpida Obertura de canals de Na+ dependents de voltatge 2 Pic de potencial S'assoleixen els +30 mV de màxima inversió 3 Repolarització Inactivació de Na+ i obertura de canals de K+ 4 Hiperpolarització Tancament lent de K+ per sota dels -70 mV 5 Restauració basal Acció de la bomba Na+/K+ per tornar al repòs 6 Despolarització: s'obren massivament els canals de sodi dependents de voltatge; l'entrada explosiva d'aquest catió inverteix la polaritat fins a assolir un pic màxim proper a +30 mV.

1 Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 26 ERROR FREQÜENT Confondre el paper dels canals iònics amb el de la bomba durant el potencial d'acció. La pujada ràpida a +30 mV i la baixada no les realitza la bomba , sinó els canals de voltatge passius per difusió facilitada; la bomba només s'encarrega de restaurar i sostenir els gradients a llarg termini. Durant el transcurs d'aquesta espiga elèctrica, la membrana travessa dos estadis d'inexcitabilitat: Període refractari absolut: és fisiològicament impossible generar un segon potencial d'acció, independentment de la magnitud de l'estímul, degut a la inactivació completa dels canals de sodi dependents de voltatge.

Període refractari relatiu: coincideix amb la hiperpolarització tardana. Es pot generar un nou potencial d'acció únicament si s'aplica un estímul supraelectrotònic de major intensitat que l'ordinari per superar la negativitat afegida. Conducció contínua i conducció saltatòria El potencial d'acció es desplaça al llarg de l'axó de forma estrictament unidireccional gràcies al fet que el segment precedent es troba en període refractari. Repolarització: en assolir el pic màxim, s'inactiven les comportes de sodi i s'activen lentament els canals de potassi dependents de voltatge, permetent la sortida massiva de potassi per restaurar la negativitat cel·lular.

2 Hiperpolarització: com que les comportes de potassi presenten una cinètica de tancament molt lenta, el flux de sortida d'aquest ió persisteix transitòriament per sota dels -70 mV abans que la bomba restableixi les condicions basals. 3 Na /K + + Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 27 Esquema de la propagació unidireccional de l'impuls nerviós al llarg de l'axó.

Segons la presència de beines de mielina sintetitzades per cèl·lules glials (vegeu «Organització Cel·lular i Histològica — Cèl·lules Glials, Neurones i Nervis»), el patró de propagació varia dràsticament: Conducció contínua: té lloc en axons amielínics (com les fibres motores autonòmiques postganglionars o algunes sensitives de dolor lent). Cada segment adjacent de la membrana ha de despolaritzar-se i repolaritzar-se successivament. És un procés més lent i energèticament costós. Conducció saltatòria: pròpia d'axons mielinitzats. Les beines lipídiques aïllen elèctricament la fibra evitant fuites de càrrega.

El corrent viatja per l'interior de l'axó i el potencial d'acció es regenera exclusivament als nòduls de Ranvier, on es concentren els canals de sodi. Característica funcional Conducció contínua (amielínica) Conducció saltatòria (mielínica) Velocitat de transmissió Lenta (desplaçament segment a segment) Molt ràpida (salts internodulars) Despesa energètica en ATP Elevada (activació contínua de bombes) Mínima (bombes circumscrites als nòduls) Localització del flux iònic Tota la superfície de la membrana Exclusivament als nòduls de Ranvier COMPROVA-HO 38 Per què la conducció saltatòria redueix la despesa energètica de la neurona?

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 28 IDEES CLAU La bomba -ATPasa manté l'asimetria iònica expulsant 3 i introduint 2 mitjançant consum d'ATP. El potencial de repòs neuronal se situa en -70 mV per la permeabilitat al potassi i l'acció electrogènica de la bomba. El llindar d'excitació de -55 mV desencadena l'obertura massiva de canals de sodi regulats per voltatge fins a assolir un pic de +30 mV. El període refractari absolut impedeix qualsevol segona excitació per la inactivació dels canals de sodi dependents de voltatge. La conducció saltatòria aïlla els segments internodulars i regenera el potencial només als nòduls de Ranvier, augmentant la velocitat i estalviant ATP.

COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 39. Quin paper tenen els canals de potassi dependents de voltatge en la fase d'hiperpolarització? 40. En què es distingeix el transport actiu primari del secundari en la membrana plasmàtica? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 41. Quina és la proporció estequiomètrica de transport de la bomba Na+/K+-ATPasa? 42. Quin valor de potencial transmembrana cal assolir per activar el potencial d'acció? 43. Quina és la causa biofísica directa del període refractari absolut? 44. A quina regió de l'axó mielinitzat es produeix l'intercanvi d'ions durant la conducció saltatòria?

Na /K + + Na+ K+ 3 Na+ entren i 2 K+ surten a) 2 Na+ surten i 3 K+ entren b) 2 Na+ entren i 2 K+ surten c) 3 Na+ surten i 2 K+ entren d) -70 mV a) 0 mV b) +30 mV c) -55 mV d) Obertura excessiva de canals de clor a) Tancament lent dels canals de potassi b) Inactivació dels canals de sodi dependents de voltatge c) Esgotament de molècules d'ATP intracel·lulars d) Als nòduls de Ranvier a) Als botons terminals exclusivament b) A l'interior de la beina de mielina c) Al soma neuronal d) Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 29 5 Transmissió Sinàptica — Sinapsis Elèctriques, Químiques i Integració Postsinàptica EN ACABAR SABRÀS Distingir les característiques estructurals i funcionals de les sinapsis elèctriques i químiques.

Descriure el mecanisme d'exocitosi vesicular desencadenat pel calci a l'element presinàptic. Diferenciar la gènesi iònica d'un PPSE respecte d'un PPSI. Explicar com la sumació temporal i espacial permet la integració de la informació postsinàptica. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 45 Com pot una neurona frenar l'activitat elèctrica d'una altra cèl·lula si un potencial d'acció sempre és positiu? Organització estructural i tipus morfològics de la sinapsi La sinapsi és la unió funcional mitjançant la qual un impuls nerviós es transmet des d'una neurona cap a una altra cèl·lula, sigui aquesta una altra neurona o un òrgan efector.

En tot contacte sinàptic clàssic es distingeixen tres components fonamentals: l'element presinàptic (habitualment el botó terminal d'un axó que condueix l'estímul), l'esquerda sinàptica (l'espai intermedi extracel·lular) i l'element postsinàptic (la membrana receptora proveïda de proteïnes específiques). Segons quines zones anatòmiques contactin entre si en el sistema nerviós central, es reconeixen quatre modalitats principals d'acoblament morfològic: Axodendrítica: contacte entre un terminal axònic i les dendrites postsinàptiques. Axosomàtica: unió del botó axònic directament sobre el soma o cos cel·lular receptor.

Axoaxònica: contacte directe sobre un altre axó, rellevant en la modulació presinàptica. Dendrodendrítica: comunicació establerta entre les dendrites de dues neurones contigües. COMPROVA-HO 46 Quines estructures neuronals estan en contacte físic directe en una sinapsi axosomàtica? Sinapsi elèctrica: continuïtat citoplasmàtica i acoblament iònic A la sinapsi elèctrica, els citoplasmes de les dues cèl·lules estan connectats físicament sense que hi hagi una fenedura aïllant àmplia. Aquesta continuïtat s'estableix mitjançant unions gap o canals comunicants.

Cadascun d'aquests canals està format per l'enllaç de dos hemicanals denominats connexons, integrats per proteïnes tubulars anomenades connexines. Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 30 Esquema dels canals d'unions gap que formen les sinapsis elèctriques. Aquests porus hidrofílics permeten el pas immediat d'ions i petites molècules intracel·lulars d'un citosol a l'altre. En conseqüència, el corrent elèctric es propaga sense cap retard temporal notable. A més, aquest transport presenta un caràcter típicament bidireccional.

Aquest mecanisme és essencial per assegurar la sincronització ràpida de xarxes neuronals senceres en regions com l'escorça cerebral, l'hipotàlem o el cerebel, així com per coordinar el teixit muscular cardíac i el múscul llis. COMPROVA-HO 47 Per què la transmissió a la sinapsi elèctrica no pateix retard sinàptic? Sinapsi química: exocitosi dependent de calci i receptors La major part dels contactes sinàptics en el sistema nerviós humà corresponen a la sinapsi química. En aquest cas no hi ha contacte elèctric directe: l'esquerda sinàptica separa físicament ambdues membranes.

La transmissió és estrictament unidireccional i requereix l'alliberament d'un mediador molecular anomenat neurotransmissor. PROCÉS Seqüència d'alliberament del neurotransmissor 1 Arribada del potencial d'acció Despolaritza la membrana del botó terminal 2 Obertura de canals de calci Entrada ràpida de Ca2+ dependent de voltatge 3 Exocitosi vesicular Fusió de vesícules i alliberament de neurotransmissors 4 Unió a receptors postsinàptics Obertura de canals iònics regulats per lligand L'arribada d'un potencial d'acció al botó terminal despolaritza la membrana axònica (vegeu «Fisiologia de la Membrana — Transports, Potencials Locals i Potencial d'Acció»).

1 Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 31 DEFINICIÓ El procés pel qual una senyalització elèctrica axonal es converteix en un missatge molecular extracel·lular mitjançant l'entrada de calci i la fusió de vesícules sinàptiques s'anomena transmissió neuroquímica. PER RECORDAR-HO L'ió clau per al tret presinàptic és el calci: fa de pont indispensable entre el voltatge elèctric de l'axó i l'alliberament químic de les vesícules.

Característica Sinapsi elèctrica Sinapsi química Element d'unió estructural Unions gap (connexines en connexons) Esquerda sinàptica sense continuïtat física Missatger o senyal Flux directe de corrent iònic Neurotransmissors químics en vesícules Direccionalitat Bidireccional Unidireccional Velocitat de transmissió Gairebé instantània (sense retard) Més lenta (retard per exocitosi i difusió) Capacitat de modulació Baixa (respostes sincronitzades) Molt alta (respostes graduades i plàstiques) COMPROVA-HO 48 Què passaria amb la transmissió de la sinapsi química si es bloquegessin completament els canals de Ca2+ dependents de voltatge del botó terminal?

Mecanismes d'eliminació del neurotransmissor a l'esquerda Perquè la transmissió no quedi activada de manera permanent, el neurotransmissor ha de ser retirat ràpidament de la fenedura mitjançant tres vies principals: Degradació enzimàtica: enzims concrets presents a l'espai sinàptic trenquen la molècula (com l'acetilcolinesterasa). Aquesta despolarització provoca l'obertura de canals de Ca2+ dependents de voltatge. 2 El extracel·lular entra ràpidament cap a l'interior cel·lular a favor de gradient. 3 Ca2+ L'increment de la concentració intracel·lular de mobilitza les vesícules sinàptiques cap a la membrana plasmàtica.

4 Ca2+ Les vesícules es fusionen amb la membrana i aboquen el seu contingut a la fenedura mitjançant exocitosi. 5 El neurotransmissor difon per l'esquerda i s'uneix a canals iònics regulats per lligand (receptors ionotròpics) situats a la membrana postsinàptica. 6 Ca2+ Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 32 Recaptació presinàptica: proteïnes transportadores de la membrana presinàptica reintrodueixen el neurotransmissor al terminal axònic per al seu reciclatge. Recaptació glial: cèl·lules glials com els astròcits capten els transmissors sobrants que han difós fora de l'esquerda per neutralitzar-los o transformar-los.

Potencials postsinàptics: PPSE, PPSI i integració sinàptica La unió del neurotransmissor al seu receptor obre canals de porta química que modifiquen el potencial de membrana de la cèl·lula postsinàptica generant potencials locals graduats: Potencial postsinàptic excitador (PPSE): es produeix per l'obertura de canals de Na+ o Ca2+. L'entrada de càrregues positives provoca una despolarització que acosta el potencial de membrana al llindar de descàrrega. Potencial postsinàptic inhibidor (PPSI): es genera per l'obertura de canals de K+ o Cl-. La sortida de potassi o l'entrada de clor condueix a una hiperpolarització que allunya el potencial de la membrana respecte del llindar.

Diagrama de la integració de potencials postsinàptics excitadors i inhibidors. Una única entrada sinàptica no sol assolir la magnitud requerida per activar un potencial d'acció. La neurona postsinàptica duu a terme la integració sinàptica sumant el conjunt d'estímuls excitadors i inhibidors que rep: Sumació espacial: acumulació i combinació simultània dels senyals procedents de múltiples terminals presinàptics que contacten en punts diferents de la mateixa neurona. Sumació temporal: addició d'impulsos successius alliberats amb alta freqüència des d'un mateix botó presinàptic abans que es dissipi l'efecte del potencial previ.

Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 33 Gràfica comparativa dels fenòmens de sumació espacial i sumació temporal. ERROR FREQÜENT Pensar que la descàrrega d'una sola sinapsi química presinàptica és suficient per desencadenar automàticament un potencial d'acció postsinàptic. En realitat, un únic PPSE sol produir una despolarització de pocs mil·livolts. Per disparar el potencial d'acció cal la sumació (espacial o temporal) de múltiples PPSE que superin l'efecte dels PPSI i assoleixin conjuntament el llindar al con axònic. COMPROVA-HO 49 Quina és la diferència principal entre sumació temporal i sumació espacial a nivell postsinàptic?

IDEES CLAU La sinapsi és la zona d'acoblament funcional encarregada de la transferència de senyals entre una neurona i una altra cèl·lula. Les sinapsis elèctriques empren canals d'unió gap formats per connexines per transmetre fluxos iònics bidireccionals i gairebé instantanis. A la sinapsi química, l'arribada del potencial d'acció obre canals de dependents de voltatge, la qual cosa activa l'exocitosi vesicular de neurotransmissors. Els PPSE impliquen l'obertura de canals de o (despolarització), mentre que els PPSI depenen de canals de o (hiperpolarització). La generació del potencial d'acció postsinàptic requereix la integració d'entrades mitjançant sumació espacial i temporal.

Ca2+ Na+ Ca2+ K+ Cl Fisiologia del Sistema Nerviós: Apunts i Resum Complet 34 COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 50. Quin paper específic té l'ió en el botó presinàptic de la sinapsi química? 51. Quins canals iònics s'obren a la membrana postsinàptica per generar un PPSI i com afecten el potencial de repòs? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 52. Quina proteïna estructural forma les unions gap en la sinapsi elèctrica? 53. Quin ió desencadena directament l'exocitosi de neurotransmissors al terminal presinàptic? 54. Quin efecte té l'obertura de canals postsinàptics de sodi o calci? 55. Com s'anomena la integració de senyals repetitius d'un únic botó terminal?

6 Fisiologia Sensorial General — Receptors, Transducció i Vies Somatosensitives EN ACABAR SABRÀS Distingir els mecanismes de transducció entre receptors primaris i secundaris. Diferenciar les funcions propioceptives del fus…