FISIOLOGÍA GENERAL / HOMEOSTASIS / ENFERMERÍA I AÑO / Homeostasis y sistemas regulatorios

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Homeostasis y sistemas regulatorios CLAUDE BERNARD (1813-1873) El concepto de homeostasis tiene que ver con una idea formulada por Claude Bernard, trabajando en las características de la sangre y de la orina, lo que el estudio fue la composición del cuerpo desde el punto de vista de las sales minerales. Lo interesante es que el midiendo la entrada del soluto, la salida del solvente, de agua del cuerpo, la entrada y la salida de los componentes químicos del cuerpo están en equilibrio. Para que una persona funcione, para que las unidades funcionen se requieren de la entrada y salida de sustancias del cuerpo tiene que ser constante y esto supuso que las células que componen nuestro cuerpo están de alguna manera rodeadas de líquidos y ese líquido tiene que ser compatible con las funciones de la célula, al que se le denominó medio interno, para el cual se refiere al medio en donde las células de nuestro cuerpo están flotando, están interactuando. En términos biológicos lo que se dice que la composición del medio interno es semejante a la composición del mar, y probablemente sea muy parecido a un mar en el cual surgió la vida hace 4 mil millones de años, cuando los seres vivíos empiezan a construir barreras entre las células y el océano. Las células necesitaban de “un mar” propio, un mar primordial que tenía que seguir funcionando y para mantener ese mar los sistemas complejos, los sistemas multicelulares construyeron formas que permitían mantener ese medio intacto de concentración, de temperatura, de pH. Entonces ese es el medio interno lo que les confiere la autonomía a los seres vivos, se mantiene dentro de un cierto rango constante que permite que las células de este funcionen. Esto que importa, las concentraciones de soluto, pH, oxígeno, y todas esas variables se mantienen por estos órganos por los que ingresa el alimento, es decir, para que sean autónomos tienen que mantener su medio interno, y este medio interno depende de la función de estos sistemas. Para que esto funcione como una unidad tienen que existir mecanismos que integren cada uno de estos sistemas independientes, el corazón por su cuenta, el pulmón por su cuenta. De hecho las personas que se encuentran en coma, pro algún daño cerebral, los órganos siguen funcionando cada uno por su cuenta. La clase tiene que ver con sistema nervioso, que contribuye a cada uno de los sistemas, medio que eventualmente pueden estar funcionando por su cuenta. Entonces la mantención constante del medio interno es la condición para que la vida sea independiente.

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WALTER B. CANNON (1871-1945)

Otros fisiólogos que se llamaba Cannon plantea lo siguiente, se demuestra que las reacciones fisiológicas coordinadas que mantienen la mayoría de los estados estacionarios en el organismo son tan complejas y tan peculiares específica, el propuso que el término homeostasis para referirse al conjunto de procesos que permiten la mantención de los estados estacionarios, en diversos estados de valores de variables químicas y físicas para la mantención vida. A partir de este momento, que es aproximadamente 1920 se introdujo el concepto de homeostasis que sigue operativo hasta el día de hoy. CONTROL HOMEOSTATICO Sensor (muestra variable controlada) Vías aferentes (retroalimentación neural o humoral) Centro integrador (compara con Nivel de Referencia: ajustable) Señal de error (vías eferentes) Efector (manipula una variable) Los sistemas homeostáticos funcionan fundamentalmente mediante tres elementos: se pueden distinguir un sensor, un elemento comparador y un controlador. El sensor está en contacto con una variable que vamos a denominar la variable controlable, por ejemplo temperatura, concentración de grupos sanguíneos, presión arterial, concentración/saturación de oxígeno en la sangre, controlados por un sensor y ese sensor muestrea, toma muestras, los sistemas biológicos funcionan a tiempo real y ocurre una transducción sensorial en ese sensor, que tiene un mecanismo de transducción que ustedes conocen. Ese sensor muestrea, lo que hace es tomar muestras, los sistemas biológicos funcionan a tiempo real, estuve todo el tiempo mirando qué es lo que le pasa de manera controlada y ocurre una transducción sensorial en ese sensor, sensor que tiene mecanismo de transducción cosa que ustedes ya conocen. La particularidad es que probablemente sea un viscerosensor, sensor visceral, no un sensor somático como los sistemas especiales o somatosensorial, este es un viscerosensor que está muestreando una variablecontrolada, cierto? Que puede ser un estímulo físico, químico. Y esta transducción viscerosensorial va a producir una codificación que va a llegar finalmente a un comparador. Y el comparador o centro de integración, es donde se compara esta entrada de información a un nivel de referencia o set point, set point, norma, unidad de transferencia. Entonces lo que hace este dispositivo es comparar lo que está pasando en la periferia, con el ideal, con el valor ideal al cual el sistema tiene que tender, se realiza la comparación y dependiendo del valor de diferencia entre lo que llega y lo que tiene que ser, el comparador

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envía una señal que se denomina señal de error, que es el mecanismo detector del sistema. Que va a llegar al efector, el mensaje que le envía el sistema de registro, efector o controlador y este efector va a manipular otra variable que va a afectar la variable que estamos controlando. De tal forma que si la variable controlada excede un determinado valor, el sensor lo detecta, el controlador compara con la norma y de ahí le dice al efector que modifique una variable, manipule una variable, para que la variable controlable disminuya EJ: Si ustedes tienen por ejemplo concentración plasmática de glucosa, y la glucosa es la fuente de energía primaria, si esos niveles de glucosa son muy altos porque usted se comió algo muy dulce, la glucosa aumenta, y al aumentar … los sensores que muestrean están muestreando esos excesos de glucosa, el páncreas y los otros sistemas le van a decir entonces al sistema integrador que algo tenemos que hacer para que la glucosa disminuya. Y una de las cosas que ocurre es que se va a liberar insulina y la insulina plasmática va a subir, y la insulina va a manipular la variable donde se va a absorber la glucosa en los tejidos que tienen capacidad para el transporte de glucosa, o le va a decir al riñón que excrete la glucosa, o le va a decir a los depósitos de almidón en el musculo que aumenten su recaptación, Etc. Se bloquea la producción de glucosa en los tejidos, hasta que el nivel plasmático de glucosa reconozca un valor compatible con el fisiológico, en resumen tenemos una vía controlada que en este caso es una concentración de glucosa homeostática, que está siendo controlada por una manipulación una manera de manipular que podrían ser los niveles de insulina y hace que la concentración de glucosa disminuya. Podría ser otra vía controlada por ejemplo, la concentración de oxígeno o la cantidad de oxígeno que lleva un tejido ¿cómo puedo aumentar la cantidad de oxígeno que lleva un tejido? Puede aumentar la frecuencia cardiaca, puede aumentar la frecuencia respiratoria, broncodilatar, pueden aumentar los glóbulos rojos circulantes; todas y cada una de esas variables tienen distintos mecanismos de regulación, pero siempre tienen en común un sensor, un centro integrador que codifica una variable que va a hacer que el oxígeno retorne a niveles normales circulantes, cuando esos mecanismos de compensación no funcionan el sistema se destruye, se muere, se asfixia cuando no hay suficiente oxígeno. En suma, todos sistemas de control tienen un sensor, un centro integrador, un controlador que manipula una variable que nos interesa mantener bajo control. Los sistemas homeostáticos están bajo ajuste siempre, por ejemplo la temperatura corporal, nosotros tenemos que estar entre el ideal de 37-37,5ºC esa temperatura que se mueve entre esos valores. Puede ser porque cuando tú estás despierto estás 0,3º más arriba si te quedas dormido estás 0,3º más abajo. El solo hecho de dormir y despertar hace que la temperatura corporal disminuya o aumente, eso quiere decir que el cerebro le está diciendo a los mecanismos de control que están en el hipotálamo, más abajo, le está diciendo que suba la temperatura en 0,3º. Ese mecanismo de ajuste opera también en el nivel de referencia, el sistema de referencia puede subir y bajar mediante ajustes externos. Entonces estos son los distintos sistemas electrónicos, con un sensor, un integrador, el detector manipula una variable que va a permitir controlar una variable que me interesa. Esta es la que está bajo manipulación. Todas las células son sistemas homeostáticos. Dentro de la mitocondria probablemente también hay un sistema de control a nivel subcelular. Uno puede jugar en la biología viendo como a distintos niveles de complejidad la homeostasis está operando. La homeostasis de

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la que nosotros vamos a conversar en este caso es la homeostasis que permite que el cuerpo entero, que el organismo, que todo el sistema completo funcione. Y en ese sentido los que juegan este rol fundamental es el hipotálamo, una estructura neural, el sistema nervioso autónomo y los sistemas de modulación difusa. SISTEMA INTEGRADORES DE RESPUESTAS HOMEOSTÁTICAS

En esta figura les planteamos una contraposición entre lo que ustedes conocen como los sistemas somáticos. Los sistemas somáticos son aquellos en los que nosotros tenemos acceso consciente. Son sensoriales, de termalgesia, ligado a receptores, etc. También tenemos a los somatomotores, aquellos que nos permiten controlar los movimientos voluntarios. Sus funciones tienen la lógica punto a punto, es decir tu tienes un comando motor que está en la corteza, y proyecta específicamente sobre un "pool" de músculos, a partir de alfa motoneuronas, neuronas controladoras. Esto tiene un origen preciso y un destino preciso. Si usted quiere mover algo, quiere mover un dedo, la mano, etc.; usted tiene que controlar con absoluta precisión ese orden. A ti te interesa que funcione de esta manera, de la misma manera en que a ti te interesa saber si el estímulo mecánico que está recibiendo, es un estímulo del pulgar, en la punta del dedo, en la base del dedo, si es vibratorio, si es tacto, si es temperatura... Todo eso ocurre cuando tenemos un sistema muy preciso conectado punto a punto desde el origen hasta su destino, cosa que hace el sistema somático. En el caso de integración homeostática, la lógica es otra. Aquí lo que te interesa es comunicarte de tal manera que se genere un comando que rápidamente llegue a muchos sistemas y pueda integrarlos. Haciendo un paralelo metafórico, este tipo de conexiones sería conexiones de teléfono, de un teléfono celular. Se toma un teléfono celular y se marca, y lo llama directamente porque quiere hablar con él. En este otro caso, usted está usando

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un método de amplificación que puede ser la televisión, que puede ser un megáfono en el estadio, o el micrófono que estoy usando yo en esta pieza, para comunicar comandos. Existen 3 formas mediante las cuáles puedes integrar a gran escala, a escala total, a escala orgánica, el comando. Uno es mediante un método neuro-humoral. En el sistema neurohumoral vas a tener una neurona que libera neurotransmisores al torrente sanguíneo. Ese neurotransmisor va a llegar a territorios blancos donde va a ejercer su acción. Ejemplo el hipotálamo con la oxitocina. El hipotálamo va a enviar sus axones hasta la neurohipófisis, de la neurohipófisis se libera la oxitocina, la oxitocina viaja por la sangre, y va a llegar al útero, y va a generar la contracción uterina. Es un mecanismo neuro-humoral. Hay otros sistemas que no se ve de esta manera. Esto es humoral porque es endocrino. A través del humor que es la sangre. Los humores son como los líquidos. En este caso es neural solamente, y aquí tenemos un núcleo de alguna región del tronco encefálico, probablemente, y a través de una red de neuronas, se va a conectar con una serie de elementos de salida. Entonces cuando hace mucho calor, una región del hipotálamo se conecta con una red de neuronas, que va a hacer que usted vasodilate y que sude para que pierda calor a través de la transpiración, va bloquear el tiritar para que no produzca calor. Entonces hay una red de neuronas que se conectan con otras neuronas, y que finalmente producen este efecto en el tejido blanco. Todo se cubre a través de comandos discretos, hay una región discreta programada para hacer esto. Y por último está el mecanismo que usan los sistemas de modulación difusa. En este caso hay una neurona que está conectada ella misma con sus territorios de control. Por ejemplo, neuronas del núcleo del tronco encefálico, que es capaz de proyectar ella misma hacia la corteza cerebral, hacia la médula, hacia el tálamo. Es decir, estas neuronas tienen amplia proyección. Esto quiere decir, que si usted logra encender todas estas neuronas, va a haber un efecto local muy notable. Un ejemplo de esto es la actividad del ciclo sueño-vigilia, cuando usted se tiene que despertar rápidamente, el cerebro no se va a despertar por parte (primero el frontal, y así). Este es uno de los mecanismos en los cuáles al encenderse el cerebro, la persona tiende a activarse, mientras que cuando se apaga, la persona tiende a adormecerse. Estos mecanismos son regulados por el hipotálamo, una estructura pequeña que pesa 0,3 % del encéfalo, y está en las paredes del tercer ventrículo. Como vieron en anatomía el tercer ventrículo se ubica en la línea media. Si ustedes hacen un corte sagital, van a encontrarse con que en las paredes de ese tercer ventrículo está el hipotálamo. El hipotálamo es hipercomplejo, su núcleo tiene una serie, una enorme cantidad de complejidad en una estructura pequeña (no es necesario aprenderse esta gran cantidad de nombres*). En el ser humano esto mide menos de 1 cm. Va a mostrar decenas de pequeños núcleos, cada uno de ellos relacionados con funciones homeostáticas diferentes.

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HIPOTÁLAMO. CENTRO INTEGRADOR SUPERIOR DE PROCESO HOMEOSTÁTICOS.

El hipotálamo está relacionado con diversas funciones. El hipotálamo está relacionado con el balance hídrico, la producción de vasopresina, que tiene que ver con la concentración de agua. También tiene que ver con el balance energético y metabólico. Está encargado de todos estos subcomponentes que forman parte de la regulación metabólica, lo que tiene que ver con lo energético y los alimentos, el ciclo sueño-vigilia, la regulación de la temperatura corporal (termostasis), el sistema nervioso autónomo, la reproducción, función de ritmos biológicos y la regula las hormonas. Con reproducción nos referimos a la regulación del ciclo de las hormonas gonadales, pero también nos referimos a la hormona que controlan la eyección de la leche y las contracciones en el parto (la oxitocina). El hipotálamo participa en muchos procesos, lo que explica su complejidad estructural. Cuando nosotros en fisiología nos encontramos con estructuras complejas, la estrategia para enfrentar el problema teórico es transformar esa complejidad en una entidad única (llamada "caja negra"). Vamos a tratar esto como una caja negra, es decir, no nos va a importar por el momento qué hay dentro. Lo que nos importa es como entran elementos a esa caja, y como salen de ella. A esto se le llama emplear una aproximación descriptiva. Vamos a describir y vamos a ver en qué consiste el hipotálamo: cómo entran las cosas y cómo salen las cosas. No nos vamos a meter mucho más allá.

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ENTRADAS AL HIPOTÁLAMO Entonces, ¿cómo son las entradas del hipotálamo? Las entradas del hipotálamo de información son de dos tipos: por un lado van a ser de tipo endocrino, y por otro lado van a ser de tipo neural. ¿Cuáles son las endocrinas? Son las que van por vía sanguínea y van a llegar todas las hormonas que participan del circuito eje hipotálamo hipófisis. Ustedes saben que el hipotálamo controla la hipófisis y lo vamos a ver más adelante, y esa hipófisis libera hormonas que tiene efecto de feed back sobre el propio hipotálamo. Lo mismo pasa con las hormonas de la periferia: el estrógeno, los corticoides. Los corticoides tienen efecto sobre el propio hipotálamo. Esas son señales endocrinas. Por otro lado están las hormonas del control del apetito. El control del apetito está en gran parte explicado por señales de la periferia que vienen del tracto gastrointestinal, que vienen de los depósitos y que van a actuar sobre núcleos que controlan la ingesta en el hipotálamo. Esas son las entradas de tipo humoral endocrinas fundamentalmente. Después están las entradas neurales. La primera importante es una que viene de un núcleo que está relacionado con el sistema autonómico. El SNA tiene aferencias, mecanismos sensoriales, viscerosensoriales y todos esos sistemas viscerosensoriales convergen en este núcleo que se llama núcleo del tracto solitario. O sea, en el núcleo del tracto solitario está la información que viene del tracto digestivo, y el tracto respiratorio, el tracto vascular toda esa información está en el núcleo del tracto solitario. Y desde acá, se proyecta hasta el hipotálamo, de tal forma que el hipotálamo está pasando por el medio interno. Además, hay una estructura que se denomina formación reticular que es una red de neuronas que está en el tronco encefálico y que le llega una serie de información nociceptiva, información térmica, y una serie de otros procesos, por ejemplo el reflejo de eyección de la leche, que permite que la oxitocina sea liberada. En parte está mediado por neuronas que reciben información desde la periferia y la transmiten al hipotálamo. Entonces esta formación reticular está relacionada con lo somatosensorial, pero somatosensorial difuso, es una manera extraña de este sistema. Se acuerdan que el sistema somatosensorial en su ascenso hacia la corteza somatosensorial primaria va

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dejando colaterales en el tronco encefálico. Esta formación reticular recibe esa información y se la transfiere hacia el hipotálamo. Otra entrada importante es la retina. La retina le dice al hipotálamo si es de día o es de noche, o sea le informa respecto de si hay luz u oscuridad. Y eso es importante para que las personas puedan dormir y estar despiertas a la hora correcta, esto alimenta el ritmo biológico de las personas. Esta proyección es distinta a la que ustedes conocieron en el sistema visual, las neuronas ganglionares proyectan a través del tálamo a la corteza visual primaria para formar imágenes. Este es otro sistema, independiente, son otras neuronas de la retina que proyectan hacia el hipotálamo para entregar esta información. Por último, están las entradas que desde el telencéfalo, desde el cerebro, desde las estructuras más complejas del cerebro van a entregar información al hipotálamo respecto, por ejemplo, al estado de ánimo de las personas, la memoria, que afecta a la función del hipotálamo, y eso viene desde estructuras como la amígdala, el hipocampo, la corteza olfatoria, una serie de cortezas que interactúan con el hipotálamo, para que el hipotálamo cuando controle el organismo, cuando controle los circuitos cardiovasculares etc, tenga en cuenta el estado de ánimo de las personas. Por eso cuando uno está triste o alegre, los sistemas homeostáticos funcionan distinto. Eso tiene que ver con este control superior, con esta modulación superior, que ejerce el cerebro sobre el hipotálamo. El hipotálamo toma la decisión final, pero toma la decisión final fundado en lo que le están diciendo las distintas partes del organismo. Entonces, éstas son las entradas neurales, viscerosensoriales, información reticular que trae información multimodal del sistema somatosensorial, la retina y control de la corteza sobre el hipotálamo. Niña pregunta: “¿Profe las entradas neuronales cuáles son?” Profe: “núcleo del tracto solitario, formación reticular, la retina y el sistema límbico.” Todas esas entradas, esa información, el hipotálamo va a construir su salida. Y las salidas son habitualmente recíprocas, cuando un órgano recibe información, habitualmente le reenvía información a ese sistema. SALIDAS DEL HIPOTÁLAMO Entonces dijimos que el sistema del hipotálamo recibe información humoral. El sistema tiene una salida neurohumoral y esa salida neurohumoral como se representa acá, en esta neurona que está acá, en el hipotálamo (que está haciendo sinapsis, una sinapsis especial, con vasos sanguíneos) y en esta sinapsis se libera un neurotransmisor que es un neuropéptido. Normalmente el hipotálamo libera neuropéptidos al torrente sanguíneo. Esos son los neuropéptidos que normalmente emplea. Y ese neuropéptido va a viajar por un sistema porta, como el que está

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mostrado acá, y va a llegar a un territorio blanco. ¿Cómo funciona?

Este esquema, que se ve más en detalle, lo que muestra, es que aquí se ve el hipotálamo y ésta es la hipófisis, la gran glándula endocrina. Ustedes saben que la hipófisis tiene dos grandes compartimentos principales. Uno es la hipófisis anterior o adenohipófisis, y el otro es la hipófisis posterior o neurohipófisis. Adenohipófisis se refiere a que es una glándula endocrina y neurohipófisis se refiere a un derivado directo del hipotálamo. El hipotálamo (creo que se refería a la neurohipófisis en verdad) contiene los axones de las neuronas del hipotálamo que llegan a esa región. ¿Cómo funciona? Existen unas neuronas en el hipotálamo que se denominan paratocelulares (parato: pequeñas), células pequeñas del hipotálamo, que hacen sinapsis con un capilar y liberan sustancias al torrente sanguíneo y que van a viajar por sistemas porta hasta la adenohipófisis. En la adenohipófisis estas sustancias liberadas van a actuar sobre las células de la adenohipófisis y esta adenohipófisis va liberar hormonas que por ejemplo van a actuar sobre las gónadas, sobre la tiroides. El mecanismo debido en termino de eje hipotálamo, hipófisis, órgano. Entonces las parvocelulares controlan a través de este sistema porta (donde hacen sinapsis) a la adenohipófisis. Existe otra población que se denomina magnocelulares (magno de grande) o sea son neuronas grandotas cuyo axón viaja directamente a través

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de la eminencia media, el tuber que se llama, la protuberancia del hipotálamo que lo comunica con la hipófisis. Viaja a través del tuber y llega directamente a la adenohipófisis. Y en ese lugar se produce la sinapsis con un capilar, donde se libera la sustancia que será el neurotransmisor que actuará a distancia. O sea, en ambos sistemas va a haber finalmente una hormona que va a viajar a distancia y que va a entregar su información a un órgano, pero en un caso están las neuronas que están haciendo sinapsis en los capilares que va a actuar mediante este sistema porta. En el otro, directamente el hipotálamo entrega la hormona en la sangre sistémica. Entonces las parvocelulares realizan la neurosecreción en el vaso porta que va a actuar sobre la adenohipófisis y cuando sea estimulada adecuadamente va a producir hormona GH (hormona del crecimiento), FSH, LH, ACTH, TSH, PRL. Todo esto está bajo control hipotalámico a través del sistema porta. Las magnocelulares van a llegar directamente a la neurohipófisis y harán neurosecreción en la neurohipófisis, y van a liberar oxitocina y vasopresina. Y eso ya es parte de la circulación sistémica. Mientras esto es circulación portal local (SISTEMA PORTA: Sistema donde una vena conecta dos capilares) y se refiere a porta porque transporta, es un sistema especializado en transportar. Y hay otro sistema porta en el hígado, es una vena porta que va del tracto digestivo al hígado. Ese es el sistema de neurosecreción en que participa el hipotálamo. Salidas neurales del hipotálamo, agrupadas, hacinadas acá, quizás es más importante desde el punto de vista de paratocontrol del sistema nervioso autónomo, de este sistema del hipotalamo y del sistema del receptor. El hipotalamo controla a través de una estructura que también tienen una formación reticular en este caso, controla una red de neuronas que va a tener efecto sobre distintos territorios que van a cumplir funciones específicas en el ámbito autónomo. Pero además el hipotalamo va a actuar sobre la corteza también, va a entregar información, el hipotalamo participa en el control del ciclo sueño-vigilia. Por lo tanto, hay salidas hacia el cerebro. El hipotalamo, a través de esta red, va a lograr que el simpático funcione de una determinada manera y el parasimpático funcione de otra determinada manera.

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Por último, desde el hipotalamo se controla una estructura que se denomina sistema ascendente activante. Este sistema está compuesto por una serie de núcleos que son los que yo denominaba “sistemas modulatorios difusos”. Este sistema ascendente activante es el responsable de que ud. se despierte o se duerma, cuando este sistema se enciende, ud está despierto; y si se apaga entonces ud. está durmiendo. En vigilia este sistema ascendente activante está muy encendido, está muy activo. Y cuando ud. está durmiendo, el sistema tiende a apagarse. El sistema ascendente activante está compuesto por noradrenalina, los sistemas noradrenérgicos, (no logro oír), serotoninérgicos, dopaminérgicos y algunos núcleos colinérgicos que están en el tronco encefálico. Y lo que hace el hipotálamo es que tiende a encender en sueño al organismo. Y eso también está bajo el control hipotalámico.

Las salidas del hipotálamo son importantes para controlar el eje hipotalamo, hipófisis o también habría que incorporar aquí la neurohipofisis como otra salida. En las neurales tenemos la formación del retícular que va a controlar en SNA, salidas hacia los sistemas límbicos que modulan las emociones, las emociones también dependen un poco de como el hipotalamo reacciona frente a las situaciones. Proyecta sobre el tálamo para mantener la alerta, y controla el sistema ascendente activante que es el que nos dice si estamos despiertos o dormidos.

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¿Cuáles son los procesos en los que participa el hipotálamo? Los mencionamos: balance hídrico, energético, reproducción y ritmos biológicos. Vamos a intentar conectar algunos de éstos. CONTROL NEUROHUMORAL DEL APETITO El control del apetito se refiere a la manera en que el hipotalamo interactúa con el control de la ingesta. Nos están mostrando en un experimento el peso promedio de una población de ratas blancas en la cual el peso promedio en estado adultas, pesan poco más de 0,5 kg. Estamos hablando de lo que en Chile llaman “guarenes”, estos grandotes, y los que se usan en los laboratorios es un animal que si le das un tiempo suficiente de alimentación va a llegar más o menos a los 600 gramos en machos. En este experimento vemos como crece la población pero si ud interfiere, este grupo de acá se refiere a un grupo al cual se le quito un tercio de la alimentación, la mitad de la alimentación si estos comen al límite, esta población come libremente pero este grupo tuvo acceso a la mitad de la alimentación que se le da al grupo de aquí. Ustedes pueden ver que en condiciones de restricción alimentaria este animal dejo de aumentar de peso, bajo de peso y se mantuvo en un canal distinto del resto de los otros animales, un canal de crecimiento. Pero, cuando se le restituyó la alimentación, rápidamente las ratas compensaron y comenzaron a alimentar probablemente más de lo que comieron sus pares no alimentados, probablemente tuvieran un exceso de alimentación hasta que finalmente converge con la población de hermanos. Lo que sugiere este tipo de experimentos es que existe una especie de peso ideal, el cual los animales pueden converger. Ustedes pueden hacer el experimento inverso, pueden aumentarle la dieta forzosamente darle una dieta cargada en calorías, y se va a obtener una curva superior a esto, y cuando ustedes suprimen este exceso de alimentación esta curva va a bajar, para compensar el exceso de alimentación que se le ha dado, entonces al menos en este modelo de animal aparentemente existe una especie de set point. La pregunta es ¿dónde está este set point? Durante la década del 90 se hicieron 100tos de experimentos, para ver cuáles de cientos de animales lo poseían. Aquí hay un ejemplo este grupo de ratas, existe un grupo normal el cual se le toma el peso, con la caída de este durante el ayuno y la recuperación. En el otro caso se ven ratas a las cuales se les lesiono una región del hipotálamo, una región del hipotálamo neuronal, específicamente una colisión de neuronas y cuando hicieron esto, las ratas lesionadas se comportaron como

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si el peso ideal fuera distinto al de las ratas normal, es decir este bajo, en una proporción. Entonces se dice que aparente el set point del peso, la norma a la cual el peso normal, ideal tiene que llegar este animal, está localizada en la región que fue lesionada, en este caso una región del hipotálamo lateral, mediante distintas manipulaciones se ha podido ver que esta región participa en el control del apetito. CONTROL DE LA INGESTA: Corto y Largo plazo El control del apetito es un sistema homeostático muy complejo, y es muy complejo debido a la multiplicidad de señales de transmisión, que tienen que ver con señales de corto plazo, es decir la ingesta ideal y por otro lado se debe hacer caso a las señales de largo plazo. Sin considerar otras señales como las señales hedónicas, las cuales tienen que ver con el placer, estas afectan la alimentación, ya que por ejemplo cuando uno va por la calle se puede sentir tentado por una torta aunque uno no tenga necesidad de alimentarse, aunque las señales de corto plazo y largo plazo metabólico digan lo contrario. Cuando las personas están con estados de emoción alterados, depresión por ejemplo se cae en inanición o a comer más, un rasgo típico es de las personas que se deprimen en invierno, lo cual se llama síndrome efectivo estacional, es decir cuando los días son más flojos, las personas tienden a sentirse deprimidas, estas personas tienden a subir de peso, ya que compensan la acción de sentir un estado de ánimo especifico con el comer. Por lo tanto los trastornos alimentarios como anorexia o ansiedad, son trastornos complejos que no pueden ser resumidos en dos o tres esquemas. Ahora nos vamos a referirnos a lo fisiológico, es decir en condiciones normales. En estas condiciones el apetito, la conducta motivada que favorece la ingesta, cuando este está

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aumentado se ingiere alimento, la ingesta va a tener efectos sobre receptores víscerosensoriales que están en el estómago, cuando uno come estas enviaran señales, hormonales y nerviosas que son de corto plazo, ya que las envían cuando uno come, informándole al cerebro que uno está alimentándose. Lo que ocurre es que cuando el cerebro se informa que usted está alimentándose y esa alimentación es suficiente, el cerebro le dice a la conducta motivada que se apague, lo que genera una baja en el apetito y uno deja de comer, entonces en corto plazo, cuando comienza a ingerir sustancias como glucosas, grasas, etc. Estas señales van a ser detectadas por el cerebro y serán consideradas de saciedad, que le dicen al cerebro que deje de alimentarse, entonces uno está saciando y deja de comer. Luego de un rato de no alimentarse, esta saciedad disminuye lo suficiente como para poder ingerir una nueva comida, siendo la saciedad lo inverso al apetito. Lo que genera una curva inversa entre estas dos variantes, de tal manera que después de este intervalo las personas han ido acumulando una presión a la alimentación, porque la sensación de saciedad disminuye y se tiene ganas de comer. Como esto ocurre día a día se llaman señales de corto plazo, esta es la manera que uno al corto plazo controla la ingesta. Pero en el largo plazo como por ejemplo en las ratas uno suprime la alimentación, produce ayuno durante el intervalo de un mes o bien sobre alimenta las ratas, el balance que se obtiene mediantes señales de largo plazo que tienen que ver con la mantención de una información estacionaria, con respecto a un estado de balance energéticos, y estas señales tiene que ver con los depósitos ingerido que en el caso de los humanos es a nivel del tejido adiposo, el cual envía señales de largo plazo al cerebro para informar del balance energético. Un ejemplo de esto es la ghrelina, la cual es una hormona, producida en las paredes del estómago, cuando las personas comen, producen una ingesta, el estómago detecta esta alimentación y apaga la producción de ghrelina, y al apagarse usted deja de tener apetito. Cuando por el contrario usted está en estado de ayuno la ghrelina comienza a aumentar, y al aumentar la ghrelina actúa sobre el hipotálamo y a su vez actúa sobre el cerebro, favorece la generación del apetito y usted come, y al comer va a bajar la producción de grhelina.

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Este es el circuito corto, la ghrelina es un péptido de origen estomacal. Es una de las tantas señales de corto plazo. Otra hormona es la leptina, la que es producida en las células del tejido adiposo, La función de la leptina es en función a la cantidad de grasa blanca que usted tiene, a mayor depósito de grasa blanca habrá más leptina circulante. Por lo tanto es una señal anorexigénica, a medida que aumenta la concentración de leptina debería disminuir dieta (el régimen alimentario), entonces cuando usted aumenta la ingesta va a haber un aumento de depósitos que conducirá a un aumento de la cantidad de leptina y esto va a suprimir el apetito. Esta unas de las principales vías de regulación a largo plazo que mantiene a los depósitos de energía en condición estable. Entonces la leptina es un péptido que tiene su origen en la grasa que es anorexigénico y la grelina que es un péptido de origen estomacal es una señal de corto plazo y es orexigénica, favorece la ingesta. EL CONTROL DEL APETITO ES REDUNDANTE. Y esto solamente para recordar que el sistema de mantención del apetito y de la ingesta es un sistema redundante, son múltiples vías de control, puede fallar una y sigue funcionando otra, puede fallar el sistema de la grelina pero la leptina le sigue “diciendo” al cerebro que hay depósitos que están arriba o abajo, hay señales que vienen de los intestinos otras que vienen del páncreas, por lo tanto el control del apetito es complicado. Es lógico ya que la ingesta alimentaria es una de las principales variables de las que depende la sobrevida del individuo y los sistemas que son muy importantes son sostenidos por muchos sistemas (valga la redundancia), como los aviones que para que no se caigan tienen sistemas redundantes de control, solo fallará si falla uno dos o tres sistemas. En el caso del apetito, para que falle el sistema alimentario tiene que también fallar uno o dos sistemas. Esto implica que el sistema de tratamiento de la obesidad… no termina la idea. (Luego viene descanso).

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Aquí tenemos entonces la curva de la temperatura corporal de 24 horas en una población de adulto mayor y joven. La barra blanca corresponde a las horas de sueño de la población joven y la negra (u oscura) a la de los adultos mayores (imagen no está en el power, pero lo importante está a continuación). Ustedes pueden ver como en ambas poblaciones hay una cosa muy característica, y es que la temperatura del cuerpo tiende a ser máxima en las horas de la tarde (entre las 6 de la tarde y las 9 de la noche) y una experiencia de lo cotidiano es que si una persona está con fiebre, resfriado, y le ponen el termómetro a esta hora es cuando se dispara la temperatura. Por otro lado la mínima temperatura se encuentra al final de la noche. Ahora si ustedes ven en detalle se darán cuenta que en general la temperatura se mueve en un rango relativamente estrecho, desde los 36,5 – 37,20-37,3, es decir entre décimas de grado. Esta es la temperatura rectal y es la que nosotros debemos proteger, porque cuando no mantenemos este rango de temperatura, o nos vamos a la fiebre (hipertermia) o caemos en hipotermia. Las personas que están en la montaña y se quedan atrapados bajo la nieve, su temperatura cae por debajo de los 35 grados, les da hipotermia. MECANISMOS DE LA TERMOSTASIA ¿Cómo hacemos para mantener la temperatura dentro de este rango? Ustedes ven que hay una modulación homeostática. El sistema homeostático: sensor, centro integrador y efector. El efector va a manipular una serie de variables que permitirá que la temperatura se mantenga dentro de cierto rango. Entonces tenemos sensores que son los termorreceptores centrales (de las vísceras y el cerebro) y periféricos (en la piel), los que nos informan de la carga térmica del cuerpo. Hay un centro integrador que está localizado en el hipotálamo anterior, que está por delante del quiasma óptico, en el que hay una región donde están los termorreceptores centrales y periféricos y los efectores son aquellas estructuras que van a manipular la variable y controlarla, fundamentalmente pertenecen al sistema nervioso autónomo, el cual es el principal mecanismo de regulación de la homeostasis.

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CONTROL HIPOTALÁMICO DE LA TERMOSTASIS ¿Cuáles son los procesos físicos que participan en esto? Acuérdense ustedes que estamos hablando de fenómenos físicos y desde el punto de vista térmico el cuerpo tiene 2 compartimientos: uno es el compartimiento central, que son las vísceras torácicas y abdominales y el cerebro, y el otro compartimiento denominado “core”, que es el que tiene al corazón, es decir la parte central. Rodeando al “core” hay estructuras que lo amortiguan térmicamente, que es la corteza: la piel y las extremidades, las cuales se comportan distinto del “core” y se comportan distinto ya que si, por ejemplo, usted pone la mano en una piscina helada, la temperatura de la mano perfectamente va a bajar a menos de 30 grados o 24 grados, pero no habrá problema ya que seguirá funcionando; usted puede caminar a pata pelada por la nieve al menos algunos minutos antes de que se congele, y aunque la temperatura haya bajado 10 grados sus pies van a seguir funcionando. A la inversa en temperaturas altas a 44 grados pone sus manos y estas pueden seguir funcionando perfectamente, es decir, los órganos de la corteza toleran temperaturas que van desde el límite de congelación hasta el límite de las quemaduras, pero el core se mueve un par de grados hacia arriba y siente fiebre y 2 grados hacia abajo ustedes sufrirán de una hipotermia, en este último el primer síntoma es el compromiso de la consciencia, uno comienza a adormecerse y posteriormente caer en coma y en hipertermia tiende a caer en convulsión, alrededor de los 40 o 41 °C, entonces el core no se puede mover en un rango de temperatura tan amplio como la corteza, la función de la corteza sería entonces amortiguar los cambios térmicos mediante procesos que permiten disipar el calor o cargarse de calor, que son la vaporización, la conducción, la convección y la radiación, son cuatro fenómenos físicos que explican como la corteza permite que el core mantenga su temperatura central a 37 °C.

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La vaporización se refiere a la perdida de calor a través de inyectar energía en el agua, es decir, se le entrega energía a las moléculas de agua y estas logran romper la interface liquida a gaseosa, se rompen los puentes de hidrogeno que son un enlace muy energético, usted invierte en romper estos enlaces, el agua sale del cuerpo en forma de vapor de agua, entonces en este proceso usted consumió gran cantidad de energía, como ejemplo usted cuando se aplica alcohol nota como rápidamente este se vaporiza por la energía que usted le está entregando y usted siente una caída en la temperatura de su mano, esto sucede por la energía que usted utilizó para romper los puentes de hidrogeno, esa energía cinética de su piel usted la utilizó para hacer cambiar el alcohol de estado. La conducción es la transferencia directa de energía cinética de tu cuerpo a las moléculas de un objeto, por ejemplo, cuando usted se sienta en una silla, la silla esta helad, usted va a notar que la temperatura de la silla va a subir hasta equilibrarse con la temperatura de su cuerpo y en ese proceso usted descargó energía térmica muy parecido a lo que es la convección La convección es la transferencia de energía cinética desde la superficie de su cuerpo a un medio fluido, en este momento todos ustedes están produciendo convección porque están transfiriendo energía cinética a las moléculas que están cerca de su cuerpo, ustedes cuando transfieren esta energía cinética el espacio de aire tenderá a expandirse, esto bajará la densidad del aire que está en ese espacio, al bajar la densidad este aire comenzará a ascender porque tiene menos peso y será reemplazado por uno más denso, entonces se producen los vórtices convectivos, así funciona la piel, nosotros somos radiadores que estamos liberando energía constantemente.

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Por último las radiaciones, que son la transferencia de energía a través de ondas infrarrojas, estas son ondas electromagnéticas que nosotros emitimos, convertimos la energía térmica en fotones, fotones que oscilan en la frecuencia de infrarrojos, que nosotros no podemos captar, pero si tuviésemos una cámara infrarroja veríamos la temperatura de las personas a través del espectro infrarrojo que emiten. Fíjense que todas estas son reversibles, usted puede emitir radiación como captar radiación, como en un sistema convectivo le puede entregar calor a usted si tiene una temperatura más alta o puede que usted se siente en una silla más caliente (conducción), la radiación, cuando usted enciende la fogata usted recibe ondas electromagnéticas infrarrojas, la vaporización tiene solo un sistema, tú no puedes cargar calor con la vaporización, todos pueden disipar pero los primeros 3 logran cargar energía (radiación, conducción, convección) Además de eso está a producción de calor, nuestro metabolismo produce calor, que es lo que nos mantiene a 37 °C , el trabajo de la corteza es ver como disipar el calor cuando hay un exceso de producción o como nos cargamos de calor cuando la producción es insuficiente para mantener el core a 37 °C y el mecanismo es un proceso homeostático, un control homeostático, donde tenemos una variable controlable, una carga térmica corporal que está siendo censada por termorreceptores que están en el core y en la piel, los cuales informan mediante codificación neural al centro integrador que está en el hipotálamo anterior y el hipotálamo anterior va a enviar señales que van a manipular variables, las variables que se pueden manipular son el flujo sanguíneo de la piel, sudoración y la respuesta conductual(abrigarse o desabrigarse), si ustedes desactivan alguna de estas van a tener un efecto sobre la carga térmica, entonces en este circuito homeostáticos, estos son los fenómenos físicos, ahora como conectamos un fenómenos físico con la neurociencia. Nosotros sabemos que la vaporización depende de la sudoración, cuando usted suda, aumenta la cantidad de agua en la superficie, se produce una interface entre el aire y el agua, y eso permite entonces la disipación. El mecanismo neural tiene que ver con el sistema simpático, hay un componente simpático, o sea un sistema nervioso autónomo que inerva las glándulas sudoríparas. Entonces cuando se enciende el sistema nervioso simpático se produce sudoración. Cuando hace

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calor el sistema simpático se enciende y favorece la liberación de sudor por parte de las glándulas sudoríparas. Por otro lado, la radiación va a depender cuan vaso dilatada esté la piel (cuanta sangre esté corriendo por su piel). Cuando la gente está colorada, quiere decir que hay más sangre corriendo por ahí, y si usted mide la temperatura de una persona que este con la piel roja, usted ve que la temperatura es mayor. Entonces si usted aumenta la radiación, ve que aumenta la circulación sanguínea de la piel, y para disminuir la irrigación de la piel, lo que uno hace es vaso-contraer. Entonces la vasodilatación o vasoconstricción va a determinar el flujo de la piel y por lo tanto, la radiación, y quien controla el flujo sanguíneo es el sistema simpático. Cuando hace frio el sistema simpático promueve la vasoconstricción (mediante activación de algunos receptores), cuando hace calor el sistema simpático promueve la vasodilatación (activando otros receptores).

La conducción y al convección depende fundamentalmente de la conducta de las personas, por ejemplo, la conducta más elemental desde el punto de vista térmico es la posición fetal, cuando las personas tienen frio y están desabrigadas, lo primero que hacen es ponerse en posición fetal que disminuye la superficie de contacto, al disminuir la superficie de contacto, usted disminuye automáticamente la conducción y la convección, esa respuesta conductual es la manifestación de un proceso homeostático que está en el hipotálamo, el hipotálamo favorece una conducta motivada, que es una conducta que se genera para compensar un desbalance homeostático, un ejemplo es el apetito, la somnolencia (cuando uno tiene una

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“deuda” de sueño que tiene que pagar), la sed (cuando hay déficit hidrosalino), abrigarse o desabrigarse (con cambios de temperatura). Cuando hace calor, al conducta es bajar la temperatura, desabrigándose, ducha fría, etc. Cuando hace frio, uno se abriga, cuando uno se mete a un saco de plumas, este produce una capa que impide que el calor se mueva (pierda) por conducción o convección. Entonces la respuesta conductual, es consecuencia de una conducta motivada que va a ser específica, una para el frio y otra para el calor. Y por último esta la producción de calor (en las vísceras y músculos) y eso tiene que ver, por ejemplo, con tiritar; el tiritar es una conducta de las personas cuando están sometidas al frio, desde el hipotálamo se manda una señal al músculo esquelético y este comienza a tiritar, entonces el músculo esquelético de alguna manera queda fuera de nuestro control ya que está siendo controlado por el hipotálamo. En el fondo es el hipotálamo el que le dice al músculo que tiene que tiritar y esto se produce cuando hay frio. Lo mismo ocurre con la grasa parda, la cual se encuentra en el tejido adiposo, tiene un color particular y se activa cuando hace mucho frio y mediante el sistema simpático, produce calor. Esto es muy importante en los lactantes, neonatos, aun cuando los adultos tenemos una porción pero es mucho menor. Y por último la tiroxina que es una hormona que es fabricada al nivel de la tiroides y que controla el metabolismo basal, ustedes saben que las personas que tienen fallas en la tiroxina son los pacientes en los que baja el metabolismo basal, los hipotiroideos andan con la temperatura baja, el metabolismo funciona más lento, etc. Entonces la tiroxina depende del eje hipotálamo hipófisis. Estos tres mecanismos ayudan entonces a mantener la temperatura de nuestro cuerpo a 37°C. FIEBRE: CAMBIA LA NORMA A LA CUAL EL SISTEMA REGULA Ahora ¿qué pasa en una situación patológica?, cuanto tú tienes una fiebre, fíjense que lo que sucede es que sube la temperatura y luego de un intervalo cae, ese intervalo en que la temperatura supera los 38°C se denomina fiebre. Hay mucha evidencia que muestra que el comienzo de la fiebre, se debe a un trastorno en el centro integrador, aparentemente en el hipotálamo, se modifica la norma que mantiene los 37°C (de alguna manera se afecta). El hipotálamo salta de 37°C a 39.7 o 39.8 que es más o menos una fiebre típica con bacterias. ¿Y qué es lo que pasa cuando el hipotálamo le dice al cuerpo que tenemos una deuda de temperatura? El hipotálamo va a hacer todo lo posible para que la temperatura aumente mediante los ejemplos ya vistos, como por ejemplo la vasoconstricción, esto es lo típico de las personas que están comenzando la fiebre se sienten mal, ustedes los ven y están pálidos. Están pálidos, están ojerosos ¿no es cierto? Y están, además, con tiritones y la gente siente frío. Esto es un inicio típico de fiebre. Y gracias a eso tú disminuyes la radiación de calor, aumenta la producción de calor con el tiritar y la temperatura comienza a subir, subir, subir, subir hasta que llega a un equilibrio nuevo, no es cierto que es la nueva norma.

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Cuando un organismo mediante una respuesta inmune elimina el factor que produce la fiebre y, por lo tanto, el hipotálamo vuelve a su centro estructural, en este momento el hipotálamo detecta que hay un exceso de calor y se va a producir la sudoración, en que tú empiezas a perder calor con la sudoración y la vasodilatación que permite el aumento de la radiación. Entonces al inicio del proceso febril lo que está ocurriendo es que el centro integrador sufre una modificación, que interpela ¿no es cierto? que la carga térmica está en deuda y como está en deuda disminuye el flujo sanguíneo de la piel para disminuir la radiación, disminuye la sudoración para disminuir la vaporización, aumenta el tiritar para aumentar la producción de calor y va a producir una respuesta conductual que va a modificar la convección y la conducción. Va a hacer que se cargue por radiación el cuerpo, etc., etc.

Todo esto va a hacer que la carga térmica comience a aumentar, aumentar, aumentar hasta que llega a una nueva norma. En ese minuto, cuando el hipotálamo detecta que está en 39,8ºC se para este proceso y cuando usted remueve el proceso infeccioso pasa lo contrario, el hipotálamo nuevamente es modificado y detecta que el exceso de calor por el sistema, va aumentar el flujo sanguíneo de la piel, aumentar la sudoración, va a abordar el tiritar y va a producir otra respuesta conductual, en este caso desabrigarse, etc., etc, hasta llegar a una temperatura ideal de 37°. Y eso ocurre mediante este circuito de control termostático.

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Pregunta: ¿Profe que genera que el centro integrador cambie la nueva norma? Respuesta: La norma se produce por una dosis inflamatoria, una serie de mecanismos químicos propuesto, no está del todo resuelto, pero por ejemplo hay unas sustancias que se denominan “prostaglandinas” que son producidas en contexto de inflamación, algunas de las cuales tienen efectos idénticos, cuando usted inyecta prostaglandinas o cuando usted aumenta la producción de prostaglandinas en el hipotálamo usted hace que la temperatura aumente. Pero hay una serie de factores químicos, etc. que hacen que el hipotálamo aumente su norma y adicionalmente, la superficie de las bacterias y algunos virus tienen un efecto directo sobre el hipotálamo. Pregunta: ¿Por qué el centro integrador se da cuenta que la temperatura no es la correcta? Respuesta: ¿Cómo el hipotálamo se da cuenta que la temperatura no es la correcta? Lo que ocurre es que después del periodo de fiebre en este punto está pasando una interferencia que no está acá, está pasando otra cosa. En este punto tu sistema inmune remueve la bacteria o remueve el virus, entonces cuando el sistema inmune elimina el estímulo externo se vuelve a perturbar el hipotálamo pero esta vez hacia abajo, entonces súbitamente el hipotálamo dice “diablos, el cuerpo tiene más calor del que necesita” y se activan todos los mecanismos de disipación.

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SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO Bueno entonces conversemos, para terminar, muy someramente del sistema nervioso autónomo. Vamos a hablar de esto… el capítulo del Purves está bastante bueno, yo creo que entre la clase y el Purves podemos hacer una buena discusión del seminario. El sistema nervioso autónomo, el componente del sistema nervioso está preocupado del medio interno ¿no es cierto?, es el sistema que está preocupado de los parámetros viscerales, en concentración de sustancias, presión sanguínea, etc. ¿no? Y le comunica al sistema nervioso central a través de los viscerosensores qué es lo que está pasando con las cavidades internas. Entonces hay un proceso vicerosensorial, hay un sistema nervioso central que va a evaluar esto y va a generar respuestas motoras, pero son motoras autonómicas que no son del músculo esquelético, recuerden que el músculo esquelético está en control voluntario, en este caso las respuestas motoras tienen que ver con secreción de sustancias, con motilidad involuntaria, músculo liso. Entonces el sistema nervioso autónomo es un sistema de accionar múltiple, generalizado, relativamente lento, prolongado y es responsable de las respuestas reflejas autonómicas. Ok, el sistema nervioso autónomo tiene un componente central y un componente periférico; y en el central están las estructuras que participan en la generación de los patrones de respuestas autoinmunes, está el hipotálamo y estructuras del tronco encefálico. Y, además, a nivel central jerárquicamente está instalada la ínsula, que es la corteza insular, que tiene que ver con la integración de las señales somáticas y viscerales para producir las conductas concretas. La ínsula es la corteza ¿no es cierto? del sistema visceral. Y aquí se integran, por ejemplo, con el sistema somatosensorial, con el sistema nociceptivo.

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Entonces tenemos sistemas nervioso central que tienen esta estructura. Por un lado el sistema insular que es el más complejo tiene una estructura donde está el hipotálamo que controla directamente el sistema nervioso autónomo. Y en el periférico tenemos el sistema simpático y parasimpático, y el sistema nervioso periférico que ustedes van a ver en más detalles es el sistema digestivo.

Este es un mapa conceptual no más, más que anatómico y aquí tenemos el hipotálamo, el hipotálamo controla el simpático y el parasimpático pon un lado recibe aferencias viscerosensorial a través del núcleo del tracto solitario como vimos a comienzos de la clase, va a llegar hacia el hipotálamo y desde el hipotálamo van a salir comandos que van a llegar hacia la salida parasimpática que son los nervios, por ejemplo, el nervio vago, éste es el sacro, éstos son los pares craneanos (III, VII, IX, X) ¿no es cierto? donde está la salida parasimpática; y también comandos desde el hipotálamo que van a llegar a controlar la salida simpática. En suma el hipotálamo integra señales aferentes viscerosensoriales para producir salidas visceromotoras que controlan el sistema simpático y parasimpático.

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LOS SISTEMAS VISCERALES AFERENTES Sistema Viscerosensorial Abarca todos los sensores que se encuentran en nuestras vísceras, tracto digestivo, vasos, etc. cuya información será captada en un inicio por los receptores que se encuentran en las vísceras (valga la redundancia), esta información luego confluirá en el núcleo del tracto solitario, el cuál ayuda a formar respuestas autonómicas complejas, como la digestión o sueño, etc. Existen ocasiones en que este núcleo forma la respuesta sin “preguntarle” al hipotálamo. Es en el núcleo del tracto solitario donde llega la información sensorial de los sistemas viscerales, así como también el gusto.

SISTEMA VISCERAL EFERENTE Los componentes principales del sistema autonomo son dos: 



Sistema Simpático o Tóraco-lumbar  Las prolongaciones de los nervios que nacen de la medula parten en T1 y terminan en L2, desde ahí emergen a los órganos blancos. Sistema Parasimpático o Cráneo-sacro  Sus emergencias serán principalmente a nivel de los pares craneales y a nivel del segmento de la médula sacra.

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COMPARACIÓN ENTRE SISTEMA SOMATOMOR Y VISCEROMOTOR

Este sistema es llamado el sistema “2 neuronas” pues el sistema está conformado por dos neuronas en serie, la neurona Pre-ganglionar (nace del SNC y hace sinapsis en un ganglio autónomico) y la neurona Pos-ganglionar (va al territorio blanco, donde se realizará la acción). Una cosa que nos muestra el esquema de la izquierda es que en el sistema simpático por lo general las fibras Preganglionares son cortas mientras que las Postganglionares son largas (al revés del parasimpático). Por ejemplo el núcleo motor del vago, que esta en el bulbo raquídeo, va a producir las neuronas Preganglionares que van a viajar desde el cráneo, hasta el torax, donde hará sinápsis en un ganglio autonómico en las paredes del estomago, que controlará los movimientos del estómago (por lo que es una enorme “fibra” preganglionar). COMPONENTES EFECTORES DEL SISTEMA AUTÓNOMO:     

Músculos Liso (en sus diversas formas) Glándulas exocrinas Sistema Excito-conductor cardíaco (determina la frecuencia cardíaca) Una glándula endocrina  Médula Suprarrenal (libera adrenalina al torrente sanguíneo) Músculo Piloerector

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SISTEMA SIMPATICO

Visión Panorámica del sistema Simpático: La neurona Preganglionar tiene 3 formas distintas de llegar al órgano blanco: 1. Haciendo sinápsis en la Cadena Paravertebral  La neurona Preganglionar hace sinápsis en el ganglio autonómico, donde la señal o información motora sube por una “cadena” de neuronas Posganglionares hasta llegar a la nuerona Posganglionar unida al órgano blanco. Ejemplo, el nervio T1 hace sinápsis en la cadena y la información llega hasta el segmento cervical donde se lleva la información hacia la pupila.

2. Ganglios Prevertebrales  En este sistema la neurona Preganglionar sobre pasa, pasa de largo o “bypasea” el ganglio vertebral, llegando a un ganglio en lo que se denomina plexo celíaco, haciendo sinápsis con la segunda neurona, la que irá a controlar la mucosa gástrica. 3. La tercera variable del simpático es que llega a su tejido blanco indirectamente desde la preganglionar, la preganglionar pasa de largo en la prevertebral, la prevertebral llega directamente a su tejido blanco y es en una inserción (la única) en que la preganglionar controla el tejido blanco, que en este caso es la Médula suprarrenal que libera adrenalina. La médula suprarrenal en realidad es un ganglio autonómico modificado. Esta sinapsis en algún minuto de nuestra evolución biológica, esta médula suprarrenal formaba parte de alguna de estas cadenas, que luego se convirtió en una glándula endocrina y en lugar de ser neuronas las que salen, salen directamente hormonas al torrente sanguíneo en forma de adrenalina. Entonces cuando se activa el simpático se libera adrenalina desde la medula suprarrenal mediante este control que es más directo.

EFERENCIAS SITEMA PARASIMPÁTICO En el sistema parasimpático está esta forma compleja, en que ustedes tienen en los pares craneanos y el más relevante de todos es el nervio vago que recorre todas las fibras preganglionares. Esto lo van a ver en fisiología de sistema, por ejemplo el control de la frecuencia cardiaca, de la broncodilatación, del tracto digestivo.

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Lo que estamos tratando de hacer ahora es introducir a los temas. Ahora es importante en fisiología entender cómo ocurren las sinapsis en estos sistemas.

Decíamos que el parasimpático y el simpático tenían una preganglionar y una postganglionar, y tejido blanco. El simpático y parasimpático son muy parecidos desde el punto de vista neuroquímico hasta la neurona postganglionar, es decir, ambos van a liberar neurotransmisores acetilcolina que ustedes ya conocen y el receptor postsinaptico en este caso va a ser siempre un receptor nicotínico (inotrópicos que dejan pasar sodio y la neurona se despolariza rápidamente) para acetil colina, que también lo vieron en musculo esquelético. Cuando la acetilcolina lo activa este canal se abre y produce despolarización, y eso es válido tanto para simpático como parasimpático. Donde cambia la historia es en la acción de la postganglionar sobre el efector. En el caso del parasimpático siempre es acetilcolina (las liberación) y actúa sobre receptores muscarinicos (matabotropicos, es decir, actúa mediante una proteína G. algunos van a ser excitatorios otros inhibitorios..), por lo que la respuesta es lenta y sostenida; en cambio el sistema simpático libera noradrenalina (o norepinefrina, son sinónimos) en el elemento efector(musculo liso, glándula, lo que fuera..), que actúa sobre receptores noradrenérgicos, que también son metabotrópicos (y que también pueden ser exitatorios o inhibitorios), pero una de las vías también es colinérgico parecido que en el parasimpático, que es el “sistema simpático colinérgico” que lo mencione en la parte de homeostasis para los que se fijaron. Y es que las glándulas sudoríparas de la piel son controladas por el simpático, de este simpático que libera acetilcolina a nivel de la glándula sudorípara, es decir cuando el simpático se enciende, se encienden las glándulas sudoríparas, se libera acetilcolina y eso va a producir la sudoración. Esto va a ser importante en las intoxicaciones como drogas simpático-miméticas que hacen que la gente sude. Es uno de los signos de intoxicación en simpático (aunque en parasimpático también puede ser pero bueno).

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Aquí lo que está pasando entonces es que el simpático tiene dos compartimentos, la mayor parte son noradrenérgicos y una parte menor son colinérgicos. Lo importante es que entiendan que a la base del efecto múltiple del sistema nervioso autónomo esta la enorme diversidad de receptores que existen en los territorios blancos. EL SNA ES EFECTOR DEL HIPOTÁLAMOS EN 5 GRANDES FUNCIONES REGULATORIAS

El S.N Autónomo efector de hipotálamo en si durante funciones respiratorias, presión arterial, balance energético, digestión, estrés agudo, y otras funciones, como en vías respiratorias, tracto digestivo.

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Concepto

importante, Simpático fundamentalmente catabólico, moviliza la energía del organismo para disponerla rápidamente, responde a crisis y moviliza al organismo para la disponibilidad de energía, contrario al Parasimpático , que cuando predomina es anabólico, relacionado con la digestión, crecimiento, repos, activo durante el sueño, en situaciones de procesamiento de respuestas inmunes.

RELACION FUNCIONAL ENTRE PARASIMPATICO Y SIMPATICO En relación al funcionamiento parasimpático y el simpático, son antagónicas, es decir, la pupila uno lo dilata y la otra lo contrae, en el corazón uno lo acelera y otro lo enlentece. También son complementarios, a nivel del tracto urogenital, el sistema simpático en algunos casos controla esfínteres, pero en otros el parasimpático controla la pared del musculo, de formar que el flujo o contención urinaria tenga que ver con la complementación de los dos sistemas más que el antagonismo de ellos. Incluso pueden ser agonistas, en el sistema salivatorio (salivación) es un resultado mixto de la actividad del simpático y parasimpático, ambos contribuyen a la producción de saliva, de tal forma que la relación entre ellos no puede ser reducida a una de las categorías. EJEMPLO DE REFLEJO AUTONÓMICO: CONTROL DE LA PRESIÓN ARTERIAL. Los reflejos autonómicos, son reflejos que en su vía efectora (simpática o parasimpática) que tiene un componente viscerosensorial, ej: (en la imagen) se controla la presión arterial, el corazón funciona y mueve sangre, la sangre produce cambios en la presión de la arteria, y en las paredes de las grandes arterias (arteria carótidas) hay receptores de estiramiento, entonces al estirarse las paredes, los visceroreceptores mecánicos van a informar al núcleo del tracto solitario en el bulbo raquídeo, a través del nervio gloso faríngeo, que hay un exceso de presión arterial, gatillando una respuesta que por un lado va a estimular el S.N Autónomo Parasimpático que va a disminuir la frecuencia cardiaca, y por otro lado se va a inhibir la actividad del S.N Simpático para que baje la frecuencia cardiaca, disminuya la secreción de Adrenalina desde la glándula Suprarrenal para que se vasodilaten los vasos

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de la sangre y bajar la presión. Pero hay un componente viscero sensorial que es procesado y una respuesta viscero motora concreta.

RESPUESTA DE DEFENSA O DE STRESS AGUDO (FIGHT OR FLIGHT) La respuesta de defensa o stress agudo, es un patrón de conducta completa, no es un reflejo (automática), es una respuesta del organismo a un riesgo inminente y hay muchas maneras en que se puede presentar. Una persona frente a esta situación debe tomar decisión, y debe ser “fight or fly”, o sale corriendo o se enfrenta al peligro inminente. Lo que hace el S.N Autónomo es otorgar la mejor posibilidad independiente de la decisión tomada, el Hipotálamo toma la decisión de la respuesta flight or fly, va a aumentar la frecuencia cardiaca para mejorar la irrigación de los tejidos, vasodilata los vasos en los músculos esqueléticos y las

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arteriolas del cerebro, bronco dilata los bronquios de los pulmones para mayor oxigenación, vasocontrae la piel (menos irrigación de la piel para disminuir el sangrado en caso de una herida), produce sudoración para mantener la temperatura corporal, produce la gluconeogénesis y liberación de glucosa desde las reservas para aumentar la disponibilidad de ella, hay una piloerección (se levantan los pelos). Se gatillan estas conductas en el hipotálamo, que es el centro integrador, enciende al máximo al Sist. Simpático. Importancia clínica en el tratamiento de personas poli traumatizadas (siguen estas conductas), pálidas, ojerosas, aumento de la frecuencia cardiaca, hiperglicemicos…