Tema 12. El sistema nerviós i el metabolisme (2015)

Apunte Español
Universidad Universidad Rovira y Virgili (URV)
Grado Bioquímica y Biología Molecular - 3º curso
Asignatura Metabolisme i la seva regulació
Año del apunte 2015
Páginas 9
Fecha de subida 21/01/2015
Descargas 10
Subido por

Vista previa del texto

Tema 12: El sistema nerviós i el metabolisme Hi ha una part de l’organisme que ajuda o té un paper important en la coordinació de tots els òrgans amb el sistema nerviós central. El SNC també coordina la regulació dels metabòlits.
El sistema nerviós, incloent al cervell, te efectes generalitzats sobre el metabolisme. Poden ser directes o indirectes, mediats a través de canvis en el flux sanguini als teixits i a través dels efectes sobre la secreció d’hormones.
Efectes directes perquè afecta a alguns processos, la regulació del sistema simpàtic o para simpàtic afecta per exemple el metabolisme del glicogen directament. Una senyal nerviós enviada des de el cervell a una part de l’organisme (al cor, o on sigui) aquesta senyal s’acaba amb un receptor activat. I s’acaba amb una senyal química que surt amb una sinapsi per diferència de potencial. S’activa el receptor i això activa la via de senyalització, aquesta via de senyalització pot acabar perfectament en una via metabòlica regulant un procés metabòlic.
El sistema nerviós també té un efecte indirecte. Ja que d’una banda, promou la secreció d’hormones i a través d’aquestes hormones sincronitzar el funcionament del metabolisme. Altrament el sistema nerviós controla la fisiologia, controla la circularització sanguínia, controla el ritme del cor, controla la pressió, la filtració renal...
controla els processos que fan que arribi més oxigen i més nutrients a les cèl·lules o no arribi.
Distingim dos parts clares al sistema nerviós: - Sistema nerviós central: encèfal i medul·la espinal. És on es processa la informació sensorial i es transmeten les ordres pels sistemes nerviosos perifèrics que són els responsables de l’actuació.
- Sistema nerviós perifèric, nervis que surten de la medul·la (nervis espinals) i els que van i venen de l'encèfal (nervis cranials) Funcionalment, distingim: - Sistema nerviós autònom (visceral) (eferent). Controla el ritme cardíac, alguns aspectes de la funció digestiva i alguns aspectes de l’acció hormonal i del metabolisme. Pot dividir-se en: o Sistema nerviós simpàtic, que actua d’acord amb les necessitats de l’organisme en una resposta d’activitat (augmenta el ritme exercici en l’exercici.....). fight, flight, or fright (lluita, fugida, por).
o Sistema nerviós parasimpàtic, que contraresta l’anterior rest and digest (descansar, pair).
- Sistema nerviós somàtic (o voluntari) (eferent). Indueix la contracció muscular voluntària. El cervell li diu al múscul que es mogui, llavors una neurona del SNC envia una senyal fins al dit que es qui respon.
- Sistema nerviós aferent: senyalitza des dels òrgans i teixits cap al SNC; inclou receptors de diferents tipus com del pH sanguini - Sistema nerviós entèric, que regula les funcions gastraintestinals en part separadament del SNC.
Sistema nerviós somàtic (voluntari): - Una neurona va des del SNC fins al múscul.
- Els axons estan mielinitzats i condueixen els impuls ràpidament.
El sistema nerviós perifèric, el que provoca la resposta, estructuralment està diferenciat, el sistema nerviós que provoca la resposta, la contracció muscular (resposta voluntària), és un sistema directe, és un nervi, una neurona que va des de el SNC fins al múscul. El cos neuronal el te posat al SNC, surt l’axó, el nervi i acaba en un múscul concret que pot provocar el moviment. Els axons de les neurones del sistema nerviós voluntari estan molt mielinitzats, representa que tenen unes estructures de lípids que envolten la neurona i que fan que on hi ha aquesta estructura protegida, el impuls nerviós passi directe i pugui anar molt més ràpid.
Sistema nerviós autònom (visceral): - - Cadenes de dues neurones motores: o Preganglionar o Postganglionar Conducció lenta ja que els axons estan poc o gens mielinitzats.
El sistema nerviós autònom tenen sempre un gangli entre mig del SNC i la resposta. Aquestes també fan el mateix, van des de el sistema nerviós central fins a un òrgan provocant una resosta , però en aquest cas passen per una estructura interna que és un gangli on es connecta una neurona amb l’altra. Les neurones del sistema autònom estan menys mielinitzades, el impuls de la senyal és més lent.
El sistema nerviós simpàtic i parasimpàtic surten de zones diferents del SNC. Tenen estratègies diferents, tots tenen un gangli entre mig i estan poc mielinitzats però surten de zones diferents.
Tenen fibres de diferent longitud: - Simpàtic, curtes fibres preganglionars i llargues fibres postganglionars.
- Parasimpàtic, llargues preganglionars i curtes postganglionar.
Tenen els axons diferentment ramificats: - Simpàtic, molt ramificats, influencien molts òrgans simultàniament.
- Parasimpàtic, poc ramificats, efectes localitzats.
Ambdós alliberen acetilcolina com a neurotransmissor pre- ganglionar Com a neurotransmissor post- ganglionar utilitzen: - Simpàtic: norepinefrina - Parasimpàtic: acetilcolina (a) Sistema nerviós simpàtic: Des de el SNC surten les neurones que surten fins a fora dels espais intervertebrals. Això està planificat, és a dir, que van a parar a diferents ganglis. Arriben a un gangli (lloc de connexió entre neurones) aquí és fa una sinapsi i després continua per una estructura que no està casi mielinitzada i que està força ramificada i fa a parar a diferents tipus de fibres i òrgans. Fa servir dos tipus de neurotransmissors diferenciats. A la zona ganglionar el sistema parasimpàtic fa servir la acetilcolina, mentre que al a zona post ganglionar fa servir norepinefrina.
(b) Sistema nerviós parasimpàtic: Estructuralment és diferent. Des del SNC surten les neurones amb uns axons llargs, són les fibres preganglionars, la majoria d’elles amb un únic nervi que és el nervi Vaga. Van a parar a uns ganglis que estan molt a prop dels teixits. Això no està casi ramificat. En els dos casos fan servir acetilcolina en la zona ganglionar com a neurotransmissor, en canvi en el postganglionar, en aquest cas el altra vegada la acetilcolina.
Simpàtic: Amb més ganglis que el parasimpàtic connecta els òrgans viscerals i les estructures de les zones superficials.
Els ganglis formen un tronc a ambdós costats de la columna vertebral lligats per curts nervis als troncs simpàtics i units per comunicacions blanques i grises. Al costat de la columna vertebral hi ha una mena de bosses que són els ganglis que connecten el SNC amb les neurones postganglionars.
Els sistemes dels vasos sanguinis, la aorta, per exemple, estan innervades pel sistema nerviós, per tant, també reben senyals dels vasos sanguinis.
El principal òrgan del sistema simpàtic és la medul·la adrenal, que secreta una gran quantitat d’epinefrina quan s’estimula per fibres simpàtiques preganglionars.
La medul·la adrenal rep neurones postganglionars i lo que fa és concentrar les hormones que produeix el sistema simpàtic. És un mecanisme d’amplificació de resposta.
L’activació del simpàtic també pot ser dirigida cap a òrgans o teixits concrets i que no tingui res a veure amb la producció de catecolamines per la medul·la espinal. Els neurotransmissors del sistema simpàtic sempre és la catecolamina l’únic que es produeixen per un lloc concret o per tot l’organisme.
Parasimpàtic: Els nervis surten directes des del cervell i innerven des de la sortida cranial cap, coll, tòrax i abdomen i des de la sortida sacra innerven els òrgans de l’abdomen I la pelvis La branca més important del parasimpàtic és el nervi vague que es ramifica i innerva cor, estómac i pàncrees entre d’altres. Els ganglis estan ubicats als òrgans diana.
Els ganglis no estan just al costat de la vèrtebra, sinó que estan als òrgans on actua el sistema parasimpàtic. Surten pocs nervis dels sistema nerviós central, uns de la part inicial i uns altres de la part sacre. De la part cervical surten uns pocs nervis, uns que se’n van al ulls, a la glàndula salival, al nasal...
Després hi ha el nervi vague (vaga) que és un nervi llarg que arriba a totes les vísceres, als pulmons, al fetge, a l’estomac, al cor, al pàncrees, al recte... és el nervi que envia senyal de repòs per tot el sistema visceral.
Després hi ha altres innervacions que van cap al recte, cap al sistema urinari, els òrgans reproductors...
Sistema somàtic: Els nervis dels sistema nerviós somàtic o voluntari surten de la medul·la espinal i arriben directament als músculs que estimulen sense sinapsis intermèdies. Els del cap, coll i cara que surten directament de l’encèfal.
Fan servir acetilcolina com a neurotransmissor i acaben en unes estructures especialitzades: les unions neuromusculars. L'estímul nerviós provoca la secreció d’acetilcolina en una zona que està en contacte amb un espai sensible de la membrana del miòcit. Es desprèn calci i produeix el moviment.
Les senyals del sistema nerviós són sistemes de senyalització els quals estem familiaritzats. Que al final lo que provoca és l’alliberament de neurotrasmissors i molècul·les que activen les vies de senyalització.
Neurotransmissors i receptors: Hi ha un enorme nombre de neurotransmissors que inclouen AA i derivats, amines, pèptids i acetilcolina que actuen en zones concretes en el SNC. Molts d’ells actuen al SNC i en sistema nerviós entèric.
En el sistema nerviós perifèric tenen importància dos tipus de neurotransmissors: - Adrenèrgica, que funciona amb catecolamines, els receptors de les quals ja hem vist. Amb la noradrenalina que té un conjunt de receptors dels quals ja hem vist els alpha1, els alpha2, els beta... que són els que donen diferents tipus de senyalitzacions, proteïnes G, formació de fosfatidislinositols, activació del GMPc...
- Colinèrgica, que funciona amb acetilcolina i que activa a dos tipus de receptors. És característic del sistema parasimpàtic. La acetilcolina té dos tipus de receptors que responen en vies de senyalització diferents: o Muscarínics o Nicotínics Del sistema nerviós central surt al sistema voluntari que fa servir acetilcolina com a neurotransmissor i va a receptors tipus nicotínics, això provoca la contracció muscular. Després, en funció dels òrgans els sistemes tenen un o altre tipus de receptors segons si SNsimpàtic o SNparasimpàtic. El sistema nerviós simpàtic i el parasimpàtic aquí funcionen sempre amb acetilcolina com a neurotransmissors i sempre són receptors nicotínics, ara, a la part final, les neurones postganglionars (van a actuar sobre l’òrgan) els neurotransmissors poden ser diferents, noradrenalina o aceticolina, i els receptors són nicotínics o muscarínics. Això vol dir que tenim un conjunt de senyals que en un lloc o un altre són diferents i lo que fan és condicionar l’activació de vies de senyalització singulars en cadascun dels teixits on responen aquestes estructures.
El sistema nerviós simpàtic afecta moltes funcions de l’organisme.
No tot el sistema simpàtic s'activa simultàniament, sota condicions determinades s’activen zones concretes. No obstant també es pot parlar d’una activació global del simpàtic, especialment quan es produeix l’estimulació de la medul·la adrenal, part del simpàtic indueix una resposta hormonal global.
Els estímuls per a l'activació del sistema nerviós simpàtic són generalment els d’estrès en el sentit més general.
- Caiguda transitòria de la pressió arterial, com quan ens aixequem de llit.
- Exercici suau, com córrer per agafar l'autobús.
- Hipoglucèmia ràpida (experimental).
El dany físic o les infecció severa són potents estímuls per a l’estimulació del simpàtic i secreció adrenal. En aquesta situació arriben al cervell un conjunt de senyals que l’alerten del perill: - Reducció pressió sanguínia a través dels vasos receptors (és una resposta habitual).
- Acidesa metabòlica per augment del làctic produït per augment del treball en anaerobiosi, augmenta el metabolisme catabòlic, el sistema simpàtic produeix aquest tipus de metabolisme, de perill, de córrer, degradació dels metabòlits per això..
- Senyals aferents de dany tissular .
 S’integren al hipotàlem i activen el simpàtic i la medul·la.
L’activació del simpàtic influencia el metabolisme indirectament per canvis en la circulació sanguínia i directament per estimulació hormonal.
Efectes circulatoris de l’estimulació adrenèrgica: Quan arriba la senyal simpàtica al cor, l’activació dels receptors B1, incrementa la força de les contraccions i el ritme de bategament i per tant el subministrament de sang a l’organisme augmenta (cardíac output). És un efecte d’estimulació del nervi adrenèrgic que va del gangli fins al cor, excepte en estrès agut on actuen les suprarenals.
Als vasos sanguinis el sistema adrenèrgic actua sobre la musculatura llisa que controla la resistència a través de receptors alpha1 i alpha2 que condicionen vasoconstricció. L’efecte conjunt és un augment de la pressió sanguínia.
En òrgans específics la pressió pot augmentar o disminuir segons convingui. Normalment estan sotmesos a una estimulació basal del simpàtic (to vasomotor) que és modulable, augmentant o disminuint.
L’estimulació colinèrgica condiciona vasodilatació, el que condiciona disminució de la pressió sanguínia (no és un efecte clar en humans). Per exemple, el teixit adipós en situació de lesió important en l’organisme, lo que fa quan lo arriba una senyal simpàtica és disminuir el flux sanguini, no gasta oxigen ni sistema circulatori.
Efectes metabòlics de les catecolamines: - Glicogenòlisi: o Al fetge l’estimulació simpàtica condiciona la degradació del glicogen a través de receptors B1 via AMPc i de receptors alpha1 via calci, induint la producció de G-1-P que dona glucosa la qual es alliberada al plasma. És una resposta a la hipoglucèmia. Les catecolamines de la medul·la actuen en situacions d’emergència. L’estimulació parasimpàtica condiciona la síntesi de glicogen. El sistema parasimpàtic provoca descans, provoca anabolisme, en el fetge també es dona aquest tipus de senyal. Es provoca durant la digestió per exemple.
o - Al múscul no tenen un paper rellevant. La degradació del glicogen es condiciona per la pròpia contracció muscular induïda per el sistema nerviós somàtic. L’adrenalina de les adrenals s’allibera com a “preparació” per a l’exercici. L’estimulació simpàtica te més relació amb l’augment del flux sanguini per afavorir l’exercici.
Lipòlisi: o o o Els adipòcits tenen receptors alpha1, B1 i B2. Els alpha1 actuen via Gi reduint l’activitat de l’adenil ciclasa; els B actuen via la Gs estimulant la seva activitat i condicionant l’augment de l’AMPc que activa la lipasa sensible a les hormones induint la degradació dels TAG i l’alliberament de NEFA al plasma.
La conseqüència és que en principi hi ha un equilibri en la activació i la repressió de la adenilat ciclasa i predomina en el teixit adipós la regulació per insulina. En resposta a qualsevol tipus d’estrès, incloent exercici o estrès mental, s’activen els receptors B1 i s’estimula la lipòlisi. Quan baixen els nivells d’insulina és quan es pot activar la lipòlisi i començar a mobilitzar els greixos.
L’estimulació simpàtica condiciona un augment del flux sanguini al teixit adipós després de menjar. Si l’estimulació és intensa es produeix vasoconstricció via receptors alpha que predominen als vasos sanguinis de l'adipós; és un mecanisme de defensa davant situacions de dany sever preservant la sang per altres òrgans més vitals. Al teixit adipós en situació d’emergència si que mitjançant el sistema simpàtic és pot activar la lipòlisi però de manera normal no és habitual.
Efectes dels sistema nerviós autònom sobre la secreció hormonal: El sistema simpàtic i parasimpàtic tenen un paper rellevant en la coordinació metabòlica perquè en el pàncrees, en els illots pancreàtics tenen receptors a- i B-adrenèrgics i estan innervats per nervis simpàtics i parasimpàtics que regulen la secreció d’insulina i glucagó.
Segurament el sistema nerviós exerceix una regulació fina en condicions normals i te rellevància en situacions extremes com exercici perllongat o dany físic, on es produeix una supressió alpha-adrenèrgica de la secreció d’insulina i una estimulació B- adrenèrgica de la secreció de glucagó, el que reforça la mobilització de reserves i compensa la hipoglucèmia.
...