Coordinació i efectors

2

COORDINACIÓ I EFECTORS Encèfal

y Cervell y Cerebel y Bulb raquidi

Medul·la espinal

y Nervis motors y Nervis sensitius

SN central Sistema nerviós Resposta a estímuls

Sistema endocrí

Sensorial

SN perifèric

Somàtic Motor Hipotàlem

regulat per

Hipòfisi

Músculs

format per

teixits

y Muscular y Conjuntiu

fibra

y Muscular estriada y Muscular llisa y Muscular cardíaca

tipus

y Llargs o afusats y Plans y Orbiculars

teixits

Moviment i desplaçament

Ossos

Defensa davant l’entrada d’organismes estranys

y Simpàtic y Parasimpàtic

Vegetatiu

Resposta hormonal a estímuls

Aparell locomotor

y Escorça y Tàlem y Hipotàlem

tipus

y Matriu orgànica y Matriu inorgànica

formada per

y Llargs y Plans y Curts

y Osteoblasts y Osteòcits y Osteoclasts

Zona interna

parts

Zona cortical

Cèl·lules d’acció no específica format per

Cèl·lules d’acció específica Sistema immunitari

Primaris òrgans limfoides

Secundaris

Macròfags y Limfòcits T y Limfòcits B

y Medul·la òssia roja y Tim y Ganglis limfàtics y Melsa

17

2

Coordinació i efectors

El sistema nerviós s’encarrega de recollir i conduir fins als centres nerviosos corresponents els missatges i estímuls que rebem, i d’elaborar i conduir la resposta al múscul o glàndula corresponent. En el sistema nerviós dels vertebrats podem distingir les estructures següents: y Centres nerviosos. Encèfal i medul·la espinal. Processen i elaboren respostes a la informació sensorial que reben. y Fibres nervioses. Axons neuronals. Condueixen els estímuls als centres nerviosos i les respostes a les fibres motores. y Nervis. Estan formats per la unió de fibres nervioses. y Masses ganglionars. Són agrupacions de cossos neuronals. El sistema nerviós està organitzat de la manera següent: Sensorial SN perifèric

Cap als músculs esquelètics

Somàtic

Parasimpàtic

Motor Sistema nerviós

Cap als músculs llisos, el múscul cardíac i les glàndules

Autònom o vegetatiu

Simpàtic

SN central

Encèfal i medul·la espinal

El sistema nerviós central (SNC) el formen l’encèfal i la medul·la espinal. Hi podem observar la substància grisa (cossos neuronals) i la substància blanca (beines de mielina). El principal centre nerviós del SNC és el cervell, on són fàcilment distingibles els dos hemisferis cerebrals, dues masses simètriques separades per un solc anomenat cissura interhemisfèrica. La superfície del cervell, on es localitza l’escorça cerebral, és plena de plecs o circumvolucions, per tal de maximitzar la pròpia superfície i reunir així el major nombre possible de cossos o somes neuronals. Aquí hi tenen lloc les funcions conscients i les més desenvolupades: Somatosensorial

Auditiva

Funció

Rep i coordina els estímuls de dolor, tacte, gust, i temperatura.

Controla i coordi- Rep i coorna el moviment, dina els esactuant sobre els tímuls sonors. músculs esquelètics.

Localització

Part superior del lòbul parietal.

Lòbul frontal.

Taula 2.1. Tipus d’escorça cerebral.

18

Motora

D’associació

Visual

Coordina i elabora les funcions superiors del cervell, com la memòria, el llenguatge, les emocions…

Rep i coordina els estímuls lluminosos.

Lòbul tempo- Lòbuls occipital, ral. frontal i parietal.

Lòbul occipital.

Coordinació i efectors

Escorça motora

Cissura interhemisfèrica

Escorça somatosensorial

Circumvolucions cerebrals

Hemisferi esquerre Hemisferi dret

2

Escorça d’associació

Escorça visual

Escorça auditiva

Fig. 2.1. Estructura externa de l’encèfal.

Sota l’escorça trobem altres estructures: y Tàlem. Connecta les funcions sensitives i motores del cervell. y Hipotàlem. Regula la fisiologia i l’estat general del cos mitjançant el sistema nerviós vegetatiu. Altres òrgans del SNC són: y Cerebel. Entre d’altres funcions, regula la coordinació de moviments i el manteniment de l’equilibri i de la postura.

Escorça cerebral Tàlem Hipotàlem

Cos callós

y Bulb raquidi. Controla els reflexos respiratoris i cardiovasculars. y Medul·la espinal. Té forma cilíndrica, s’allotja a l’interior de la columna vertebral i es connecta a la base del cervell. Es tracta d’una via sensorial que connecta el cerebel amb la resta de l’organisme, mitjançant dos tipus de nervis: – Nervis sensitius. Formats per fibres aferents, que condueixen la informació fins a l’encèfal. – Nervis motors. Formats per fibres eferents, que transmeten l’ordre des de l’encèfal fins a l’organ efector (un múscul o una glàndula).

Hipòfisi Bulb raquidi

Cerebel Medul·la espinal

Fig. 2.2. Tall longitudinal de l’encèfal.

En certs casos, com en els actes reflexos, la pròpia medul·la actua com un centre generador de respostes, sense la intervenció de l’encèfal. Els sistema nerviós perifèric representa el conjunt de nervis encarregats d’establir la connexió entre l’efector o el receptor i el corresponent centre nerviós. Dins el sistema nerviós perifèric trobem el sistema nerviós autònom o vegetatiu, que bàsicament s’encarrega del control dels òrgans interns. Es tracta d’un control involuntari (contraccions i secrecions gàstriques, bufeta de l’orina…). Aquest sistema és doble, ja que presenta dos conjunts nerviosos, el simpàtic i el parasimpàtic, que produeixen efectes contraposats sobre un mateix òrgan. Els nervis del sistema simpàtic se situen a l’àrea central de la medul·la espinal, mentre que els del parasimpàtic es concentren en els extrems de la medul·la, la zona cervical i la zona sacra. 19

2

Coordinació i efectors

a)

b)

1

7

2 8

9

3

4 10 5 11 6

12

Fig. 2.3. Estructura del sistema nerviós simpàtic (a) i parasimpàtic (b). 1: dilata la pupil·la i inhibeix la salivació; 2: accelera el cor; 3: relaxa els bronquis; 4: inhibeix l’activitat de l’estómac i el pàncrees, estimula el fetge i la glàndula suprarenal; 5: relaxa la bufeta urinària; 6: estimula els òrgans sexuals; 7: contrau la pupil·la i estimula la salivació; 8: alenteix el cor; 9: contrau els bronquis; 10: estimula l’activitat de l’estómac, el pàncrees i la vesícula biliar; 11: contrau la bufeta urinària; 12: estimula l’erecció.

El sistema nerviós no és l’única via de resposta ni coordinació davant dels estímuls sensorials. Sovint actua conjuntament amb el sistema endocrí. Les glàndules endocrines alliberen al torrent sanguini uns missatgers químics coneguts com a hormones. L’acció hormonal triga més en produir-se que l’acció nerviosa, però els seus efectes duren més. El conjunt format per l’hipotàlem i la hipòfisi, situat a la base de l’encèfal, és l’encarregat de la regulació del sistema hormonal. L’aparell locomotor s’encarrega d’executar el conjunt de moviments i desplaçaments del cos, mitjançant l’acció coordinada de músculs i ossos. Els músculs estan constituïts per unes cèl·lules altament especialitzades, les fibres musculars, que es poden contreure i relaxar-se sota el control de l’impuls nerviós. Les fibres musculars s’agrupen formant feixos musculars, i el conjunt d’aquests feixos musculars forma el múscul. En qualsevol vertebrat podem trobar tres tipus de fibres musculars: y Fibra muscular estriada. És de contracció ràpida i control voluntari. Forma la musculatura esquelètica, ja que està unida als ossos. L’aparell locomotor humà compta amb uns 400 músculs esquelètics. y Fibra muscular llisa. És de contracció més lenta i involuntària, sota el control del sistema nerviós autònom. Correspon als òrgans interns, com l’estómac. y Fibra muscular cardíaca. Constitueix les fibres musculars del cor. És de control involuntari, però la contracció és més ràpida que la de la musculatura llisa. 20

Coordinació i efectors

2

Molts d’aquests músculs actuen conjuntament, com a antagonistes en un mateix moviment, ja que quan un es contrau l’altre es relaxa. És, per exemple, el que passa amb la parella bíceps-tríceps en els moviments de flexió i extensió del braç.

Esternoclidomastoïdal Múscul pectoral

Esternoclidomastoïdal Trapeci Deltoide Tríceps Múscul dorsal

Bíceps Recte major de l’abdomen

Múscul gluti major

Quàdriceps Múscul semitendinós Tibial anterior

Fig. 2.4. Esquema de l’anatomia muscular humana.

Els músculs s’insereixen en els ossos mitjançant unes perllongacions del teixit conjuntiu que envolta el feix muscular, que s’anonemen tendons. Els ossos són òrgans endurits que constitueixen el nostre esquelet i desenvolupen diverses funcions, com proporcionar sosteniment i moviment a l´organisme, protegir els òrgans interns, actuar com a dipòsit de minerals i, fins i tot, produir cèl·lules sanguínies. El nostre esquelet està format per més de 200 ossos i els podem classificar en 3 categories: ossos llargs, ossos plans i ossos curts. Crani Omòplat

Mandíbula inferior

Esternó

Clavícula

Costelles

Húmer

Columna vertebral Ilíac Sacre

Radi Cúbit Falanges de la mà Fèmur Ròtula

Pubis Isqui

Tíbia Peroné Falanges del peu

Fig. 2.5. Esquema del sistema esquelètic humà.

21

2

Coordinació i efectors

En el teixit ossi podem diferenciar dues parts: y Matriu inorgànica, que és la que li dóna duresa, i on s’acumulen les reserves minerals, fonamentalment de calci i fòsfor. y Matriu orgànica, formada per tres tipus de cèl·lules diferents: – Osteoblasts: produeixen làmines de col·lagen i formen la substància osteoïde. – Osteòcits: es formen a partir dels osteoblasts i donen suport a l´estructura de l´os. – Osteoclasts: renoven l´estructura òssia i permeten el creixement de l´os. Observant l’interior d’un os llarg distingim: y Zona interna. És ocupada per la cavitat medul·lar (recoberta de teixit ossi esponjós). En l’extrem de l’os (epífisi) conté medul·la roja, que forma les cèl·lules de la sang, i en la part central (diàfisi) hi té un teixit greixós, la medul·la groga. y Zona cortical. Formada pel teixit ossi compacte, envolta la cavitat medul·lar. La part més externa és el periosti. Os esponjós (zona interna) Epífisi Os compacte (zona cortical) Diàfisi (medul·la groga)

Epífisi (medul·la roja) Vasos sanguinis

Fig. 2.6. Estructura interna d’un os llarg: el fèmur.

El creixement dels ossos es produeix a partir de cartílag, del qual està format tot l’esquelet durant l’etapa embrionària i fetal de l’individu. A mesura que l’individu es va desenvolupant, té lloc el procés d’ossificació cartilaginosa, que consisteix en la substitució del teixit cartilaginós per teixit ossi. Hi ha certs cartílags, com és el cas del septe nasal, algunes articulacions i part de les costelles, que mai no s’arriben a ossificar. El cos té unes defenses que el protegeixen d’agents infecciosos: la pell, secrecions mucoses i el sistema immunitari. La pell constitueix una barrera protectora molt important. A més, la secreció greixosa que la recobreix té un efecte antisèptic, és a dir, combat el desenvolupament de gèrmens. Aquesta capa greixosa actua també com a repel·lent de l’aigua i, per tant, dels possibles microorganismes que pugui contenir. A les zones d’entrada al cos, com són la boca, els orificis nasals, l’anus o la vagina, s’hi fan secrecions mucoses, que contenen enzims que combaten els gèrmens patògens. 22

Coordinació i efectors

2

El sistema immunitari és un conjunt format per diferents tipus de cèl·lules i substàncies proteiques que també defensen l’organisme de microorganismes patògens o substàncies tòxiques. Són cèl·lules sanguínies del grup dels glòbuls blancs. N’hi ha dues categories: y Els macròfags actuen absorbint o destruint gèrmens o partícules estranyes mitjançant un procés de digestió interna anomenat fagocitosi. També actuen destruint cèl·lules del propi organisme, envellides o bé cancerígenes o infectades per virus. y Els limfòcits actuen contra els elements reconeguts com a estranys per l’organisme, els antígens, fabricant substàncies específiques per a cada cas, els anticossos. L’anticòs és una proteïna del grup de les immunoglobulines fabricada pels limfòcits B. Fan front als agents patògens mitjançant fagocitosi

Macròfags

Limfòcits T4

Cèl·lules del sistema immunitari

Estimulen els macròfags i els limfòcits B

Limfòcits T Limfòcits T8 Destrueixen les cèl·lules infectades pels virus

Limfòcits

Fabriquen els anticossos específics contra cada antígen

Limfòcits B

L’avenç de la ciència ha permès descobrir processos que creen immunitat artificial com ara: y Vacunes. Consisteixen a introduir en un organisme sa l’antigen afeblit o mort d’un determinat germen patogen. Això provoca en l’organisme una reacció immunitària, de manera que comença a produir anticossos específics contra l’agent invasor. D’aquesta manera, estarà preparat per donar resposta immediata si es produeix una veritable infecció. y Sèrums. S’utilitzen per combatre la infecció un cop aquesta ja s’ha produït. Es tracta d’injectar al malalt sèrum d’algun altre organisme que hagi estat infectat pel mateix antígen, que contindrà una gran concentració d’anticossos específics contra l’antigen que es vol combatre.

Virus

Antigen víric

Anticòs

Antigen víric unit a l’anticós

Limfòcit T

Receptor de cèl·lula T

Cèl·lula B inactiva Activació de cèl·lules B

Diferenciació de cèl·lules B Anticossos Limfòcit T Cèl·lula plasmàtica Cèl·lula de memòria

Fig. 2.7. Resposta del sistema immunitari.

23

2

Coordinació i efectors

Activitats 1. En la il·lustració següent del cervell humà, indica el nom i descriu breument la funció principal d’aquestes parts: tàlem, hipotàlem, cerebel, bulb raquidi.

2. Completa el paràgraf amb els termes següents: substància blanca, substància gris, axons, mielina, còrtex. Els cossos neuronals formen la ............................. , mentre que els axons mielínics constitueixen la .................................. . Les beines de ............................... són les responsables d´aquesta coloració blanca. A l´encèfal, els cossos neuronals es troben a la zona del ............................. i els ............................. a l´interior. 3. Cerca la informació necessària per completar la taula següent: escriu el nom de la glàndula encarregada de secretar cadascuna de les hormones que hi figuren. Hormona Adrenalina Testosterona Glucagó Estrògens Oxitocina Tiroxina

24

Glàndula

Coordinació i efectors

2

4. Digues quines són les principals diferències entre les fibres musculars llises i les estriades. Dóna un exemple de cadascuna.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 5. Saps què són els músculs antagonistes? Explica-ho breument i posa alguns exemples.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 6. Què passaria si les fibres musculars no tinguessin elasticitat? Raona la teva resposta.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 25

2

Coordinació i efectors

7. Esbrina per què després d’una activitat física intensa, si no estem prou entrenats, podem patir els típics cruiximents a la nostra musculatura.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 8. Observa les il·lustracions i localitza les parts següents: coxal, radi, omòplat, columna vertebral, húmer, costelles, peroné, falanges de la mà, fèmur, falanges del peu, frontal, bíceps, deltoide, tríceps, dorsal, esternoclidomastoïdal, pectoral, recte de l’abdomen, extensor dels dits, soli, quàdriceps, semitendinós i gluti major.

26

Coordinació i efectors

2

9. Digues si l’afirmació següent és certa o falsa, i justifica la teva resposta: «Podem conèixer amb força precisió l’edat d’una persona gràcies al percentatge d’ossificació que presenta el cartílag nasal.»

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 10. En aquesta seqüència es descriuen de forma desordenada les principals fases del procés mitjançant el qual el limfòcit T pot reconèixer un determinat antigen, gràcies a l’actuació d’un macròfag. Indica quin és l’ordre correcte: a) El macròfag comença a digerir l’antigen fins que el descompon en fragments. b) El receptor de la membrana del limfòcit T reconeix el fragment de l’antigen. c) El macròfag ingereix l’antigen. d) L’antigen penetra en l’organisme a través de les vies respiratòries. e) Fragments de l’antigen passen a situar-se a la membrana del macròfag.

.................................................................................................................. 27

2

Coordinació i efectors

11. Descriu la diferència entre antigen i anticòs i dóna un exemple de cada cas.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 12. Busca informació sobre les malalties infeccioses següents i digues, en cada cas, quin germen les produeix: còlera, tètanus, poliomielitis, tos ferina, diftèria i tuberculosi. Esbrina si hi ha vacuna per a cadascuna d’aquestes malalties i, en cas afirmatiu, digues quina durada té la seva efectivitat.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 28

Coordinació i efectors

2

13. Explica els avantatges i desavantatges que presenta la resposta hormonal en relació amb la resposta nerviosa.

........................................................................................................................ ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 14. Defineix breument els termes següents: Substància grisa: ................................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Substància blanca: .............................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Glàndula endocrina: ...........................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Glàndula exocrina: .............................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Vacuna: ............................................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Sèrum: .............................................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ Limfòcit: ...........................................................................................................

........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 29

2

Coordinació i efectors

Activitats finals d’avaluació 1. Les fibres eferents: a) Condueixen la informació a l’encèfal. b) Actuen només sobre glàndules. c) Constitueixen els nervis motors. 2. Els plecs de l’escorça cerebral: a) Augmenten amb l’edat. b) Maximitzen la superfície de l’escorça cerebral. c) Són deguts a la manca d’aigua. 3. L’hipotàlem: a) És un múscul del coll. b) Està format per teixit nerviós. c) És un òrgan limfoide. 4. La fibra muscular cardíaca: a) Només es troba al cor. b) És voluntària i de contracció ràpida. c) És involuntària i de contracció lenta. 5. La cèl·lula del teixit ossi s’anomena: a) Condròcit. b) Osteòcit. c) Limfòcit. 6. El cartílag: a) Forma l’esquelet extern dels artròpodes. b) És la forma embrionària dels ossos. c) És el resultat d’una malaltia del teixit ossi. 7. El periosti: a) És la capa més externa i que embolcalla l’os. b) És un os del crani. c) És un tipus de cèl·lula del teixit ossi. 8. Els limfòcits B: a) Fabriquen anticossos contra els antígens. b) S’encarreguen de la coagulació de la sang. c) Eliminen els agents patògens mitjançant la fagocitosi. 9. Els anticossos: a) Poden produir infeccions. b) Són fabricats pels limfòcits T. c) Són proteïnes del grup de les immunoglobulines. 30