Sistema Nervioso Somático

Sistema Nervioso Somático
Biol 3792 JA Cardé, PhD UPRAg

Introducción a Rutas Sensoriales del SNS
Objetivos 15-1 Mencionar los componentes de las divisiones eferentes y aferentes del sistema nervioso, que significa el SN somático? 15-2 Porque los receptores responden a estímulos específicos, como su organización afecta su sensitividad? 15-3 Identifica los receptores de sentidos generales y describe su función

Objetivos 15-4 Identificar las principales rutas sensoriales, explicar como se puede distinguir entre sensaciones que se originan en diferentes partes del cuerpo. 15-5 Describe los componentes, procesos y funciones de las rutas somáticas motoras y los niveles de procesamientos en el control motor

Vías o rutas aferentes La información sensorial que llega de los receptores sensoriales a través de los nervios periferales hacia el cordón espinal y el encéfalo Vías o rutas eferentes Comandos motores que llegan desde el encéfalo y el cordón espinal, a través de los nervios periferales hacia los órganos efectores

Receptores Procesamiento sensorial Funciones motoras: concientes y subconcientes Énfasis en sentidos generales Número: muchos Complejidad: poca (simples) Localización: general

Figure 15-1 An Overview of Events Occurring Along the Sensory and Motor Pathways.
Immediate Involuntary Response Motor Pathway (involuntary) Processing centers in the spinal cord or brain stem may direct an immediate reflex response even before sensations reach the cerebral cortex. Sensory Pathway Arriving stimulus Depolarization of Receptor Action Potential Generation CNS Processing Propagation A stimulus produces a graded change in the membrane potential of a receptor cell. If the stimulus depolarizes the receptor cell to threshold, action potentials develop in the initial segment. Axons of sensory neurons carry information about the type of stimulus (touch, pressure, temperature) as action potentials to the CNS. Information processing occurs at every relay synapse. Sensory information may be distributed to multiple nuclei and centers in the spinal cord and brain. Voluntary Response Motor Pathway (voluntary) Perception The voluntary response, which is not immediate, can moderate, enhance, or supplement the relatively simple involuntary reflexive response. Only about 1 percent of arriving sensations are relayed to the primary sensory cortex.

15-1 Información Sensorial
Receptores Células especializadas que vigilan condiciones específicas En ambiente interno o externo Transducción Pasar la información al SNC Como un potencial de acción (del receptor) Propagándolo por el axón de neurona sensorial Monitorean Sensacion la info que llega Percepcion la interpretacion conciente de la sensacion Sensación Llegada de la información desde estos receptores Percepción Conciencia de la sensación (conscious awareness)

15-2 Receptores Sensoriales
Sentidos Generales Sensitividad a: Temperatura Dolor Tacto Presión Vibración Propriocepción Distorsión física Detección química Provistoos por receptores generales Distribución amplia Pocos y simples

Sentidos Especiales Olfatorio Vista Gusto Equilibrio Audición Provistos por receptores especiales Localizados en el órgano sensorial Son pocos Son complejos

La especificidad del Receptor Cada uno tiene una sensitividad característica Campo Receptivo Área monitoreada por una célula receptora Mientras mayor es esta área, mas difícil es localizar el estímulo Cada receptor tiene su sensitividad especifica Cada receptor monitorea un campo o area especifica campo receptivo

Figure 15-2 Receptors and Receptive Fields.

Interpretación de la Información Sensorial Estímulo llega a neuronas corticales a través de la línea rotulada (conección receptor-neurona cortical) Un estímulo tiene varias formas o modalidades Fuerza física (ej: presión) Disolución (químico) Sonido (vibraciones) Luz (fotones) El SNC interpreta la modalidad en base a la línea rotulada Ej: frotarse los ojos Estímulo mecánico, se siente tacto, presión Se perciben luces, pero no las hay!!! Se estimula el nervio óptico, se ve luz (cualquier cosa por este nervio se interpreta como luz) Coneccion entre receptor y neurona cortical es labeled line Consiste deaxones neuronasles Lleva informacion sobre Modalidad tipo de estimulo Te frotas los ojos y vez luces pero no es un etimulo verdadero es mecanico no luminico Cerebro interpreta cualquier cosa por le nervio optico como luz

Adaptación Ocurre por un estímulo constante, no dolorosos, y resulta en la reducción en la sensitividad, Gotera, sonidos luces, intensidades Tacto… ropa olores VS Hielo, calor, presión fuerte  Dolor Dos tipos de receptores Tónicos Fásicos Perfumes, sonidos Luces Tacto, ropa

Receptores Tónicos Siempre activos Poca adaptación o de adaptación lenta Alertan de un daño mucho antes de que el daño inicial ocurra (nocireceptores) Receptores Fásicos Normalmente inactivos Son activados por poco tiempo si ocurre algun estímulo Proveen información sobre la intensidad y la razón de cambio del estímulo (termoreceptores) De adaptación rápida Tonic – nocireceptores - De dolor son el mejor ejemplo nunca se adaptan

Figure 15-3a Tonic and Phasic Sensory Receptors.
Increased Normal Normal Stimulus Frequency of action potentials Time a Tonic receptors are always active and generate action potentials at a frequency that reflects the background level of stimulation. When the stimulus increases or decreases, the rate of action potential generation changes accordingly.

Figure 15-3b Tonic and Phasic Sensory Receptors.
Increased Normal Normal Stimulus Frequency of action potentials Time b Phasic receptors are normally inactive, but become active for a short time in response to a change in the conditions they are monitoring.

15-3 Clasificación de Receptores Sensoriales
Por localización Exteroceptores: proveen información sobre el ambiente externo Proprioceptores: proveen información sobre la posición de músculos esqueletales y articulaciones Interoceptores : proveen información sobre órganos viscerales y sus funciones Clasificacion por localizacion

Proprioceptores Provee información sobre la posición de músculos esqueletales y articulaciones Proveen sensaciones puramente somáticas No en los órganos viscerales, ni torax, ni cavidad abdominopélvica No puede decir donde está en un momento dado tu riñón, hígado etc

Receptores de Sensaciones Generales Clasificación de acuerdo a la naturaleza del estímulo Nociceptores (dolor) Termoreceptores (temperatura) Mecanoreceptores (distorsión física) Quimioreceptores (concentración química, pH)

Nociceptores (para dolor) Comunes En la porción superficial de la piel En cápsulas articulares Dentro del periosteo óseo Alrededor de las paredes de vasos sanguíneos Pueden ser sensitizados (activados) por Temperaturas extremas Daño mecánicos Químicos disueltos, como sustancias responsables de la inflamación

Nociceptores Terminaciones nerviosas libres Amplios campos receptivos Libres, no protegidos por estructuras accesorias Pueden responder a muchos y distintos estímulos Tipos de axones: fibras A y C

Termoreceptores – para temperatura Receptores para frío son 3-4X más numerosos que los de calor Fásicos: activos con cambios en temperatura, inactivos en temperaturas estables. Terminaciones nerviosas libres en: Dermis Músculos esqueletales Hipotálamo Temperature sensations HOT or Cold no structural diferences Conducted along the same pathways that carry pain sensations

Mecanoreceptores Sensitivos a estímulos que distorsionan las membranas celulares Contienen canales iónicos que abren mecánicamente por: Estiramiento Compresión Giros, Dobleces

Tres clases de Mecanoreceptores 1. Táctiles – tacto, presión y vibraciones: Tacto informa sobre forma y textura Presión informa sobre el grado de distorsión Vibración informa sobre pulsaciones y oscilaciones, frecuencias del estímulo

2. Baroreceptores Cambios en presión, sanguínea, hidrostática Terminaciones nerviosas libres en tejido elástico En paredes de órganos distensibles (vasos sanguíneos, parenquima respiratoria, intestinal) Respuesta rápida, pero adaptación rápida

Baroreceptores Vasos sanguíneos Paredes GI Tejido Respiratorio Tracto Urinario

3. Proprioceptores Monitorean las posición de las articulaciones y los músculos El más complejo, tanto funcional como estructural, de los receptores generales. Monitorea: Posición de las articulaciones Tensión en tendones y ligamentos Estado de la contracción muscular Longitud del sarcómero

Figura 15.3 Receptores táctiles en la piel
Terminacion nerviosa libre Plexo foliculo piloso- detecta distorsiones en la superficie cutánea. Celulas Merkel-detecta tacto leve y presión. corpúsculo de Rufini – se encuentra en la dermis, el tejido subcutáneo y cápsulas articulares. Son receptores tónicos (de poca adaptación). Su frecuencia denota su nivel de estimulación. Corpúsculo de Pacini – se encuentra en dermis profunda y tejido subcutáneo donde captan presión profunda. Es sensitivo a estímulos de alta frecuencia. Se adaptan rápidamente. Corpúsculo de Meissner – detecta tacto leve y baja presión. Funciona en tacto descriminativo y vibraciones de baja frecuencia. Abunda en las papilas dermales de los labios, nípulas, punta de los dedos y genitales externos. Figure 15.3a-f

Receptores Táctiles Toque crudo y Presión Campos receptivos grandes Proveen pobre localización Proveen poca información sobre el estímulo 6 tipos Terminaciones libres plexo piloso Merkel Meissner Pacinni Rufinni Terminacion nerviosa libre Plexo foliculo piloso- detecta distorsiones en la superficie cutánea. Celulas Merkel-detecta tacto leve y presión. corpúsculo de Rufini – se encuentra en la dermis, el tejido subcutáneo y cápsulas articulares. Son receptores tónicos (de poca adaptación). Su frecuencia denota su nivel de estimulación. Corpúsculo de Pacini – se encuentra en dermis profunda y tejido subcutáneo donde captan presión profunda. Es sensitivo a estímulos de alta frecuencia. Se adaptan rápidamente. Corpúsculo de Meissner – detecta tacto leve y baja presión. Funciona en tacto descriminativo y vibraciones de baja frecuencia. Abunda en las papilas dermales de los labios, nípulas, punta de los dedos y genitales externos.

Terminaciones nerviosas libres Sensitivos a Tacto y Presión Ubicados entre células epidermales Tónicos – adaptación lenta Free nerve endings

2. Terminaciones nerviosas del Plexo Folículo Piloso Detecta distorsión y movimientos en la superficie corporal Detectan movimiento inicial y movimientos subsiguientes Fásicos - Adaptación rápida Root hair plexus

Discos de Merkel, Táctiles Tacto fino y presión Tónicos, adaptación lenta Extremadamente sensitivos Campo receptivos pequeños Merkel cell Nerve terminal (dendrite) Tactile disc Afferent nerve fiber c Tactile discs - Merkel

4. Corpúsculos Táctiles – Meissner Tacto fino, presión y vibración de baja frecuencia Adaptación en un segundo al contacto Estructuras grandes Abundantes en parpados, labios, punta de los dedos, pezones y genitalia externa

Figure 15-4d Tactile Receptors in the Skin.
Tactile corpuscle Epidermis Capsule Dendrites Dermis Sensory nerve fiber d Tactile corpuscle Meissner Tactile corpuscle LM × 330

Corpúsculo Lamelados de Pacini Sensitivos a presión profunda Adaptación rápida Sensitivos a vibración pulsátil o de alta frecuencia

Figure 15-4e Tactile Receptors in the Skin.
Dermis Dendritic process Acceesory cells (specialized fibroblasts) Concentric layers (lamellae) of collagen fibers separated by fluid Lamellated corpuscle (cross section) LM × 125 e Lamellated corpuscle Pacini

Corpusculos de Ruffini Sensitivos a presión y distorsión de la piel Capa reticular de la dermis Tónicos No adaptación Collagen fibers Sensory nerve fiber Capsule f Ruffini corpuscle Dendrites

Propioreceptores: 3 grupos principales Husos musculares Vigilan la longitud del músculo esqueletal Activa reflejo de estiramiento Organos de Golgi en tendones Entre el músculo y su tendón Estimulado por la tensión del tendón Vigila la tensión generada por la contracción muscular Receptores en cápsulas articulares Terminación nerviosa libre para presión tensión y movimiento

Quimioreceptores Responden solo a sustancias hidrosolubles y liposolubles Adaptación: Periferal vs Central Ambos vigilan en sangre: pH? - CO2? - O2? Cuerpos Carótidos Cercanos al origen de ambas carótidas internas Cuerpos Aórticos Entre las ramas principales del arco aórtico

Figura 15.5 Quimioreceptores
Figure 15.5

Nervios IX, Gloso faringeo

15-4 Vias Sensoriales Neuronas de Primer Orden
Neuronas Sensoriales que llevan información sensorial hacia el SNC Neuronas de Segundo Orden Hacen sinapsis con las de primer orden en el SNC Neurona de Tercer Orden Ubicadas en el tálamo Sensaciones “concientes” llegan a estas porpor neuronas de segundo orden

15-4 Vías Sensoriales Vía sensorial somática
Información ascendente: desde la piel, músculatura de la pared corporal, cabeza, cuello y extremidades Tres rutas sensoriales principales Vía espinotalámica Vía de la columna posterior Vía espinopocerebelar

Figure 15-5 Sensory Pathways and Ascending Tracts in the Spinal Cord.
Dorsal root ganglion Posterior column pathway Dorsal root Fasciculus gracilis Fasciculus cuneatus Spinocerebellar pathway Posterior spinocerebellar tract Anterior spinocerebellar tract Spinothalamic pathway Lateral spinothalamic tract Ventral root Anterior spinothalamic tract

15-4 Vías Sensoriales Via espinotalámica anterior y lateral
Lleva sensaciones pobremente localizadas (cruda) de presión, dolor, tacto, presión y temperatura. Neurona de primer orden Sus axones entran al cordón espinal, sinapsis con las segundo orden en los cuernos grises posteriores. Neuronas de segundo orden Cruzan al lado opuesto del cordón antes de ascender Ascienden por dentro de los tractos espinotalámicos anterior y lateral Neuronas del tercer orden Llevan sensación hasta el núcleo ventral del tálamo Llegan finalmente a la corteza primaria sensorial

Figure 15-6 Somatic Sensory Pathways (Part 1 of 4).
The anterior spinothalamic tracts of the spinothalamic pathway carry crude touch and pressure sensations. Midbrain Medulla oblongata Anterior spinothalamic tract Spinal cord Crude touch and pressure sensations from right side of body

15-4 Vías Sensoriales (ascendentes)
Sensación de Dolor: (Tracto espinotalámico lateral) Se puede sentir dolor, en una parte no afectada del cuerpo que se origina en otra parte del cuerpo Dolor referido El dolor de un ataque al corazón se siente en el brazo izquierdo, cuello y estómago El dolor de apendicitis se siente en alrededor del ombligo y el cuadrante inferior derecho Dolores viscerales Sensaciones que llegan y estimulan interneuronas que son parte de alguna ruta que al llegar a la corteza permiten localizar el dolor en algun área

The lateral spinothalamic tracts of the spinothalamic pathway carry pain and temperature sensations. Midbrain Medulla oblongata Lateral spinothalamic tract Spinal cord Pain and temperature sensations from right side of body

Figure 15-7 Referred Pain. Heart Liver and gallbladder Stomach
Small intestine Ureters Appendix Colon

Table 15-1 Principal Ascending (Sensory) Pathways (Part 1 of 3).

Vía de la columna posterior Lleva sensaciones de tacto fino (localización precisa), presión, vibración y propiorecepción Transmite información hacia el tálamo a través del Lemisco medial Axones suben por fascículo gracilis - propiorecepción tacto fino, presion ventral, vibraciones mitad inferior del cuerpo fascículo cuneatus - propiorecepción tacto fino, presion ventral, vibraciones mitad superior del cuerpo

15-4 Vías Sensoriales Vía de la Columna Posterior Homúnculo sensorial
Mapa funcional distorsionado de la corteza sensorial primaria Distorsiónes ocurren cuando: Algún área de la corteza sensorial, dedicada a una región corporal particular NO es proporcional al tamaño de la región. Sino mas bien SI es proporcional al número de receptores sensoriales presentes en esa región

POSTERIOR COLUMN PATHWAY The posterior column pathway carries sensations of highly localized (“fine”) touch, pressure, vibration, and proprioception. This pathway is also known as the dorsal column-medial lemniscus pathway. It begins at a peripheral receptor and ends at the primary sensory cortex of the cerebral hemispheres. Ventral nuclei in thalamus Midbrain Nucleus gracilis and nucleus cuneatus Medial lemniscus Medulla oblongata Fasciculus gracilis and fasciculus cuneatus Dorsal root ganglion Spinal cord Fine-touch, vibration, pressure, and proprioception sensations from right side of body

Ruta Espinocerebelar Incluye tractos espinocerebelares Anterior – neuronas de segundo orden, decusan y llegan a la corteza cerebelar Posterior – neuronas de segundo orden, no decusan y llegan hacia la corteza cerebelar Cerebelo recibe información propioreceptiva sobre: Músculos esqueletales Tendones Articulaciones

SPINOCEREBELLAR PATHWAY The cerebellum receives proprioceptive information about the position of skeletal muscles, tendons, and joints along the spinocerebellar pathway. The posterior spinocerebellar tracts contain axons that do not cross over to the opposite side of the spinal cord. These axons reach the cerebellar cortex by the inferior cerebellar peduncle of that side. The anterior spinocerebellar tracts are dominated by axons that have crossed over to the opposite side of the spinal cord. PONS Cerebellum Medulla oblongata Spinocerebellar pathway Posterior spinocerebellar tract Anterior spinocerebellar tract Spinal cord Proprioceptive input from Golgi tendon organs, muscle spindles, and joint capsule receptors

15-4 Vías Sensoriales Información sensorial La mayoría de esta
Es relevada hacia el tálamo para procesamiento Una porción pequeña Es proyectada hacia la corteza cerebral y nos permite tener conciencia de ella

15-4 Vías Sensoriales Vías sensoriales viscerales
Información recolectada por los interoreceptores viscerales, torax y abdominopelvis Núcleo solitario – centro de procesamiento visceral en médula oblongada Información de nervios Craneales V, VII, IX, y X Boca, paladar, faringe, laringe, tráquea, esófago, y vasos y glándulas Raíces dorsales de los nervios espinales T1-L2 llevan información visceral de órganos entre diafragma y pelvis. Raíces dorsales de los nervios espinales S2-S4 llevan visceral inferior

15-5 Vías Somáticas Motoras (descendentes)
Sistema nervioso somático Conocido como sistema somático motor Controla contracciones de músculos esqueléticos Al menos involucra dos neuronas motoras neurona motora superior Soma en el centro de procesamiento del SNC Sinapsis con una inferior Inerva una unidad motora simple en un músculo esquelético neurona motora inferior Soma en el núcleo motor del SNC Activa respuesta motora Axón es lo unico fuera del SNC y llega hasta el efector Daño de la Neurona inferior es casi siempre responsible de perdida de reflejos somaticos, por las superior esta completa en el SNC

15-5 Vías Somáticas Motoras
Comando Motores Concientes o Subconcientes Control de musculos esqueléticos viajan por alguna de estas tres vías integradoras Corticospinal Medial Lateral

Figure 15-8 Descending (Motor) Tracts in the Spinal Cord.
Corticospinal pathway Lateral corticospinal tract Anterior corticospinal tract Lateral pathway Rubrospinal tract Medial pathway Reticulospinal tract Tectospinal tract Vestibulospinal tract

Vía Corticoespinal Conocido también como el Sistema piramidal Provee control voluntario sobre músculos esqueléticos Comienza en las células piramidales de la corteza primaria motora Axones de estas neuronas motoras superiores descienden y hacen sinapsis con las inferiores que controlan músculos

Table 15-2 Principal Descending (Motor) Pathways (Part 1 of 2).

Vía Corticoespinal Homúnculo Motor La corteza motora primaria corresponde punto a punto con regiones específicas del cuerpo Áreas corticales son representadas en un diagrama o mapa Prove información del NIVEL de control motor fino disponible. Manos, cara, lengua, capaces de movimientos variados y complejos aparecen grande vs el tronco pequeño. Similar al homúnculo sensorial

Figure 15-9 The Corticospinal Pathway.
Motor homunculus on primary motor cortex of left cerebral hemisphere KEY Axon of upper- motor neuron Lower-motor neuron Corticobulbar tract To skeletal muscles Midbrain Cerebral peduncle Motor nuclei of cranial nerves To skeletal muscles Medulla oblongata Decussation of pyramids Pyramids Lateral corticospinal tract Anterior corticospinal tract To skeletal muscles Spinal cord

Rutas Mediales y Laterales Como resultado de procesamiento subconciente, centros en el cerebro, diencéfalo y tallo cerebral envían comandos motores somáticos Estos núcleos y tractos se organizan funcionalmente Vias mediales controlan músculos del tronco y músculo proximales de extremidades (movimiento gruesos) Vias laterales controlan músculos distales de las extremidades; movimientos finos

Via Medial Se ocupa de controlar tono muscular y movimientos bruscos de cuello, tronco y músculos proximales de las extremidades Incluye tractos Vestibuloespinal – núcleo vestibular  nervio vestibulococlear balance/postura Tectoespinal – coliculos visual y auditivo en el tecto  tracto tecto-espinal/decusación  audición/visión Reticuloespinal- formacion reticular (tallo) tracto reticulo espinal  reflejos Tectum – techo del mesoencefal Coliculo visual – superior Coliculo auditivo – inferior Formacion reticular, neuronas en el tallo cerebrarl dispersas

Vías Laterales Se ocupan principalmente de controlar el tono muscular y los movimientos finos (subconciente) en las partes distales de las extremidades Axones de neuronas motoras superiores en el núcleo rojo decusan de lado del cerebro y bajan por los tractos rubroespinales

Table 15-2 Principal Descending (Motor) Pathways (Part 2 of 2).

Cerebelo y Núcleo Basal Responsables de coordinar y el controlar por retroalimentación los músculos Sean estos concientes o inconcientes Núcleo basal Provee trasfondo de los movimientos en actividades motoras Axones desde la corteza premotora, el área de asociación motora Dirigen actividades de la corteza primaria motora Alteran instrucciones del tracto corticoespinal Alteran instrucciones del tracto reticuloespinal

El Cerebelo Monitorea: Sensaciones propioreceptivas, posición Información visual, ojos Sensaciones vestibulares en el oído interno según se registran los movimientos

Niveles de Procesamiento y Control Motor Todas las rutas; sensoriales o motoras involucran una serie de sinapsis en cadena Patrón General: Reflejos espinales y craneales Controlan actividades motoras mas básicas Proveen respuesta rápida, involuntaria y preprogramada a cambios para preservar el ambiente a corto plazo

Niveles de Procesamiento y Control Motor Centros integradores en el cerebro Procesamiento elaborado Patrones motores se hacen mas complejos y variables al pasar de la médula oblongada hacia la ….. Corteza Motora Primaria Actividades motoras mas complejas y variables son dirigidas por la corteza de los hemisferios

Resumen Niveles de Procesamiento y Control Motor
Neuronas en la corteza motora primaria Inervan nueronas motoras en el cerebro y cordon espinal que estimula músculos esqueléticos Centros superiores del cerebro Suprimen o facilitan respuestas y reflejos Reflejos Complementan y aumentan la complejidad de movimientos voluntarios

Figura 15.12 Centros de control somático motor
Figure 15.12

Recuerde: Las principales vías sensoriales
Distinguir entre las sensaciones que se originan en diferentes regiones del cuerpo Los componentes, procesos y funciones de las vías motoras somáticas Los niveles de procesamiento de información envueltos en el control motor

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