Fisiología de ritmos circadianos

El sueño

Fisiología animal

M. En C. Raúl Herrera Fragoso

El Sistema NerviosoEl Sistema Nervioso

Permite que el organismo reaccione a los constantes cambios del medio interno y externo.

Controla e integra las distintas actividades del cuerpo.

Neurona Unidad estructural y

funcional del S.N. especializada en comunicaciones

rápidas

Neurotransmisores Sustancias químicas liberadas por Sustancias químicas liberadas por

una neurona.una neurona.Excitan o inhiben a otra y Excitan o inhiben a otra y

continúan la cadena de continúan la cadena de impulsos o comunicación impulsos o comunicación interneuronal.interneuronal.

Sistema Nervioso Central

Se compone de encéfalo y de la médula espinal.

Integra y coordina las señales nerviosas.Ejecuta las funciones intelectuales superiores.

Sistema Nervioso Periférico

Fibras nerviosas y cuerpos celulares situados fuera del SNC que transmiten los impulsos haciay desde el SNC

Encéfalo

El encéfalo es la totalidad del contenido del cráneo.

Se divide en cerebro, tronco o tallo encefálico, cerebelo y diencéfalo.

Cerebro Es el centro supervisor del

sistema nervioso.Se compone de dos hemisferios

Tronco Encefálico

Línea media o porción media del encéfalo.Formado por: mesencéfalo, protuberancia anular, bulbo raquídeo y médula.

Mesencéfalo Segmento más alto del

tronco del encéfalo. Conecta el puente tronco

encefálico o puente de Varolio y el cerebelo con el diencéfalo.

Protuberancia Anular Parte profunda del encéfalo (tronco cerebral).

Áreas encargadas del control de los movimientos oculares y faciales.

Bulbo Raquídeo Entre la médula espinal y la protuberancia. Centros de control de las funciones: cardiacas,

vasoconstrictoras, respiratorias y actividades reflejas.

Médula Parte más baja del tronco

cerebral. Porción más importante del

encéfalo.Centros fundamentales del

control de las funciones cardíacas y pulmonares.

Médula Espinal Haz largo de fibras

nerviosas.

Se extiende desde la base del encéfalo hasta la región lumbar.

Conduce los mensajes entre el encéfalo y el resto del cuerpo.

Cerebelo Parte posterior de la

cabeza. Coordina los movimientos

musculares voluntarios.Mantiene la postura, la

estabilidad y el equilibrio.

Diencéfalo Origina el tálamo y el

hipotálamo.

Sobre éste está el telencéfalo

Tálamo Zona media del cerebro, entre los dos hemisferios cerebrales. Centro de integración.Recibe las señales sensoriales y motoras hacia y desde la

corteza cerebral.

Hipotálamo Debajo del tálamo en la línea media en la base del cerebro. Regulación de los impulsos fundamentales y de la homeostasis.

No existe el “centro del sueño” en el cerebro.Diferentes áreas tienen capacidad de generar

sueño MOR y NMOR.Equilibrio y coordinación de estos sistemas

Teoría de la conservación de la Energía y la restauración corporal

El sueño sirve para conservar la energía.

La energía que gastamos durante el día la recuperamos mientras dormimos.

Fundamentos: a) Tasa Metabólica

- Sueño de ondas lentas NMOR.

- Tasa metabólica baja durante la noche de un 5% a un 25%.

- Diversos parámetros corporales alcanzan sus mínimos en el momento del sueño.

b) Modelos termorregulatorios:

-La tasa metabólica y del gasto energético están relacionados con la reducción de la temperatura.

- Durante el sueño la temperatura baja gradualmente.

- En la etapa NMOR, fases 3 y 4, el organismo aun regula su temperatura pero a un nivel mas bajo que en vigilia.

Existen dos sistemas que realizan la regulación neuronal del ciclo vigilia- sueño

Sistema Inductor de Vigilia

Sistema Inductor del Sueño

Sistemas sincronizados.

Para el funcionamiento de estos sistemas se necesita la completa maduración del SNC (primeros años de vida).

Modelo de interacción recíproca

Hobson y Mc Carley

Modelo que intenta explicar la alternancia del sueño NMOR y MOR.

El MOR-ON y el MOR-OFF sería la base del proceso fisiológico que tiene que ver con la alternancia del ciclo de sueño NMOR y MOR.

MOR ON: - áreas encargadas de iniciar el sueño

paradójico.

- Integradas por neuronas acetilcolinergicas.- Son células excitatorias.

MOR OFF: - áreas encargadas del cese del sueño.

- Integradas por neuronas aminérgicas (ubicadas en locus coeruleus).

- Células inhibitorias.

La alternancia regular y la duración de MOR y NMOR dependen de la fuerza de los impulsos excitatorios (MOR ON) e inhibitorios (MOR OFF).

Actúan como un sistema de retroalimentación.

Reducción gradual en células MOR OFF reduce la inhibición celulas MOR ON permitiendo aparición episodio sueño MOR.

Las principales estructuras nerviosas relacionadas con el dormir son:

corteza cerebral, el tálamo, el hipotálamo y el tronco cerebral.

La formación reticular parece tener especial importancia.

Vigilia Vigilia

La formación reticularLa formación reticular

Sistema Activador Reticular Ascendente (SARA)Sistema Activador Reticular Ascendente (SARA)

Vía neuronal compleja situada al interior del tronco cerebral y del tálamo.

Se encarga de mantener la conciencia o el estado de alerta.

Sueño NMOR

Zona telencefálica basal

Telencéfalo, estructura cerebral situada sobre el diencéfalo.

Representa el nivel más alto de integración somática y vegetativa.

Tálamo

Núcleo dorsal del Rafe

Núcleo del Fascículo solitario (bulbo)

Sueño MOR

Tallo o tronco encefálico

◦Neuronas MOR – on

◦Neuronas MOR – off

Locus coeruleus

Núcleo dorsal del Rafe

La regulación de los estados de vigilia-sueño y de conciencia Actividad neuroquímica del cerebro.

Sustancias cerebrales inductoras del sueño:

Serotonina, acetilcolina, glucamato, adenosina y GABA

Sustancias cerebrales mantenedoras de la vigilia:

Adrenalina, noradrenalina y dopamina (Catecolaminas)

1) Sustancias inductoras del sueñoSustancias inductoras del sueño

a) Serotonina: (5-HT) 5-hidroxitriptamina

Producida a partir del Triptófano.

Sirve como precursor de la melatonina

Mediador responsable fases III y IV del sueño. Aumentar el sueño NREM de ondas lentas y disminuir el periodo de latencia.

Liberado durante el sueño en el núcleo del rafe , plaquetas

b) Acetilcolina es un éster.

Modulador del sueño MOR.

Las neuronas que responden directamente a la acetilcolina, controlan el movimiento rápido de los ojos.

c) Adenosina

Neurotransmisor que causa sedación e inhibición de la actividad neuronal.

Mediador de sueño de ondas lentas NMOR.

d) GABA: (ácido gamma aminobutírico)

Neurotransmisor inhibitorio. Actúa como un freno del los neurotransmisores excitatorios.

Funciona disminuyendo la actividad cerebral.

Al aumentar los niveles se produce efecto somnolencia o calmante.

Liberado en regiones mesopontinas durante el sueño MOR.

e)GlutamatoNeurotransmisor que reduciría el sueño

REM y la liberación de acetilcolina.

Aumenta sueño NMOR.

2.) Sustancias mantenedoras de la vigilia

a) Adrenalina o epinefrina

es una hormona secretada por las glándulas suprarrenales.

Actúa en numerosos receptores del organismo.

Aumenta, el nivel de glucosa en la sangre.

Aumenta la presión.

Aumenta el ritmo cardíaco.

b) Noradrenalina, funciona como neurotransmisor.

Especialmente importantes para controlar los patrones del sueño, bloquea la aparición del sueño NMOR.

Actúa en neuronas del hipotálamo, el tálamo, el

sistema límbico y la corteza cerebral.

Generada por el núcleo del

locus coeruleus en el cerebro.

También genera el sueño con movimientos oculares rápidos.

c) Dopamina Es un neurotransmisor

Participa en el mantenimiento de la vigilia.

Disminuyen el NMOR.

Controla el sistema retiniano y los sistemas encargados de activar los centros responsables de la actividad motora.

Cronobiología

“Cuando ocurren las cosas”

“Los procesos cronobiológicos tienen como consecuencia que estemos mejor preparados para diferentes funciones y comportamientos en distintas horas del día.”

Estudia los ritmos de las funciones corporales.

Todas la funciones fisiológicas y bioquímicas y comportamentales son periódicas

El ambiente condiciona esta periodicidad

Ritmos

CIRCADIANO

Proviene del latín, da la idea de que nuestro entorno físico responde a un ritmo que regula todo el universo.

CARACTERISTICAS

Reloj biológico

Permite a los organismos vivir de acuerdo con los ciclos de la naturaleza

Una dimensión de veinticuatro horas

Independiente del exterior pero por cierto tiempo

Ritmos

Exógenos Regulado por un

sincronizador ambiental, zeitgeber

Requieren de un mecanismo cíclico del ambiente para poder expresarse

Endógenos Regulado por un reloj

biológico

HipotálamoHipotálamo

Ciclo circadianoCiclo circadiano

melatoninamelatoninaGlándula Glándula pinealpineal luzluz

Núcleo Núcleo supraquiasmicosupraquiasmico

CerebeloCerebelo

REGULACION