I. INTRODUCCIÓN
Este tema está dedicado al estudio de uno de los grandes sistemas fisiológicos del organismo humano, como complemento y base anatómico-fisiológica del tratamiento de las cuatro capacidades físicas consideradas como básicas.
Para conseguir realizar las diferentes actividades físicas implicamos a la mayoría de los sistemas y aparatos corporales. Nuestro cuerpo posee dos sistemas para mantener el equilibrio dinámico, la homeostasis, el sistema nervioso y el sistema endocrino, con los que se consigue desarrollar la vida vegetativa, es decir, mantener funciones corporales y la vida de relación con el mundo que le rodea. Ambos sistemas actúan sinérgicamente en la actividad hormonal.
El sistema nervioso va a estar compuesto a nivel funcional, por su sistema vegetativo o autónomo, encargado de regular el funcionamiento de las vísceras y mantener el equilibrio interno, la homeostasis, que incluirá al sistema simpático y al parasimpático. Además también posee un sistema somático o voluntario, encargado de la relación del cuerpo con el mundo que le rodea, para lo que necesita captar información, procesarla y actuar sobre diferentes sistemas para efectuar los diferentes movimientos. Para todo ello se poseen órganos receptores de información del mundo exterior, del propio cuerpo y de los músculos, articulaciones y el oído interno.
Por otro lado, el reconocimiento de las adaptaciones de los diferentes aparatos y sistemas del cuerpo humano durante el ejercicio físico es uno de los objetivos generales a alcanzar en el alumno de educación secundaria dentro del área de Educación Física. Tanto a nivel conceptual como actitudinal, los contenidos de esta etapa dedican una notable atención al funcionamiento y adecuación del cuerpo durante la práctica de la actividad físico-deportiva.
En el tema se analizará: las células que componen el sistema nervioso (las neuronas), la transmisión de los impulsos nerviosos, los órganos encargados de transmitir información, las vías eferentes y los reflejos básicos, así como la regulación de los movimientos voluntarios, simples o complejos.
II. DESARROLLO DE LOS CONTENIDOS.
1. EL SISTEMA NERVIOSO. LA TRANSMISIÓN NERVIOSA.
1.1. GENERALIDADES.
El sistema nervioso, junto con el sistema endocrino, se encarga del control de las funciones orgánicas. Controla especialmente la relación del cuerpo con el ambiente externo mediante el control de las actividades motoras y de las funciones viscerales. El sistema nervioso es único por la gran complejidad de reacciones de control que puede llevar a cabo.
Los elementos que componen las diferentes estructuras que forman el sistema nervioso son células de diversos tipos:
- Células de la glía o neuroglía: entre sus funcione están servir de sostén, proteger y aislar al otro grupo de células, servir de soporte metabólico, permitir la nutrición, etc. estas células tienen diferentes formas y se reparten las funciones: astrositos, microglía, células ependimarias, oligodendrocitos, y células de Schwann. Estas últimas solo se encuentran en el sistema nervioso periférico, sostienen a las fibras nerviosas y forman en sus axones vainas de mielina.
- Neuronas: su característica principal es la de ser excitables, lo que las hace capaces de responder a estímulos y transmitir información a distancia. Inician y conducen impulsos que hacen posibles todas las funciones del sistema nervioso.
1.2. LA NEURONA
Se trata de un tipo de células que cuando es madura no tiene capacidad para multiplicarse y cuya capacidad de regeneración está muy limitada. Son células generalmente alargadas (en el hombre pueden medir hasta un metro de largo). Aunque no todas son iguales se distinguen cuatro partes principales:
§ CUERPO O SOMA: también llamado pericardion. Es la zona más voluminosa, donde se encuentra el núcleo y la mayoría de los órganos citoplasmáticos. La disposición en acúmulos de los cuerpos neuronales da lugar a la “sustancia gris”. Su función es la de mantener la integridad de la neurona. Si se secciona el axón, la parte separada del cuerpo degenera.
§ DENDRITAS: prolongaciones del citoplasma, generalmente cortas y numerosas, localizadas en un extremo y tienen una función receptora.
§ AXÓN: es una estructura alargada que tiene como función la conducción del estímulo hacia zonas lejanas del cuerpo de la neurona. Cuando los axones grandes están rodeados por una vaina aislante, la “mielina”, provista por las células de Schwann en la periferia y por oligodendrocitos en el SNC, dejando espacios intermedios (nódulos de Ranvier). La agrupación de niveles de axones constituye un nervio, y debido al color proporcionado por la mielina son la “sustancia blanca”.
§ PIES O BOTONES SINÁPTICOS: fibrillas terminales en los extremos del axón, conectan con la siguiente neurona o con la fibra muscular. En la punta se dilatan en vesículas que almacenan los neurotransmisores.
Existen diferentes tipos de neuronas, clasificándose según su función:
– sensitivas o aferentes: propagan impulsos hacia el Sistema Nervioso Central; los impulsos que transmiten son las sensaciones percibidas por los órganos receptores.
– motoras o eferentes: son las de mayor tamaño; llevan impulsos desde el SNC hasta los órganos efectores; se llaman también motoneuronas.
– interneuronas o de asociación: suponen estaciones de retransmisión en la médula; redistribuyen el impulso al transmitirlo de unas neuronas a otras.
1.3. LA TRANSMISION NERVIOSA: LA SINAPSIS
Se denomina sinapsis a la forma en que se propaga el estímulo nervioso entre las neuronas. Es un mecanismo químico, ya que no existen relaciones de continuidad física entre unas neuronas y otras.
La aplicación de un estímulo adecuado a una neurona produce una despolarización de s membrana; en reposo presenta un potencial eléctrico (potencial de reposo) negativo en relación al del ambiente exterior, es decir, en reposo la superficie celular tiene carga positiva. Cuando las neuronas se estimulan se producen una serie de cambios eléctricos (potencial de acción) que se difunde por toda la célula. Desde la zona Terminal del axón, el impulso pasa a las dendritas de la siguiente neurona mediante la sinapsis, ya que no existe contacto físico entre las dos neuronas.
La transmisión de información de una neurona a otra se hace mediante la liberación de una sustancia química (neurotransmisor) a la zona de sinapsis neuronal. El neurotransmisor es una sustancia química que se liberal estimular una neurona. Los neurotransmisores serán excitadores (acetilcolina, noradrenalina, dopamina, etc.) o inhibidores (AGAB, glicina) no obstante cada neurona solo puede sintetizar y liberar un tipo de neurotransmisor. Se encuentran en las vesículas sinápticas de los botones sinápticos.
2. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO.
Carlos Mª Agrosar (1998) señala dos formas de clasificación del sistema nervioso en función del criterio que se tome, pudiendo ser según un criterio anatómico o un criterio funcional:
§ SEGÚN UN CRITERIO ANATÓMICO:
– sistema nervioso central: encéfalo (en el cráneo) y la médula (en la columna).
– sistema nervioso periférico: con los nervios (no protegidos por estructuras).
- SEGÚN UN CRITERIO ANATÓMICO:
– sistema nervioso somático o voluntario
– sistema nervioso vegetativo o autónomo: con el sistema nervioso simpático y el parasimpático.
Los nervios son haces de axones de neuronas recubiertos de distintas membranas. Presentan un componente sensitivo y uno motor. El componente motor, a su vez, comprende una parte somática y otra vegetativa. Teniendo en cuenta esto, aquí, se analizará el sistema nervioso diferenciando el sistema nervioso sensitivo, el sistema nervioso motor somático y el sistema nervioso vegetativo.
2.1. SISTEMA NERVIOSO SENSITIVO.
§ RECEPTORES
Se encuentran en el extremo más periférico de las fibras, en este caso fibras nerviosas sensitivas o aferentes, para recibir la información.
– según las características del estímulo que detectan.
o Mecanorreceptores: tacto, presión y vibraciones.
o Termorreceptores: calor, frío.
o Nocirreceptores: dolor.
o Fotorreceptores: luz y calor.
o Quimiorreceptores: olfato, gusto concentración O2 en sangre, CO2, etc.
– según el origen de los estímulos.
o Exterorreceptores: los estímulos provienen de fuera del cuerpo (sentidos).
o Interorreceptores: los estímulos son internos (visceral).
o Propiorreceptores: posición y movimiento, en músculos, tendones y articulaciones. Sensibles al estiramiento, a la tensión y a la presión. Tortosa y Grabowski (2000) distinguen tres tipos:
· Husos musculares: longitud muscular y velocidad de estiramiento.
· Órganos tendinosos de Golgi: tensión muscular; en los tendones.
· Receptores kinestésicos articulares: corpúsculos de Pacini (aceleración-deceleración de las articulaciones) y de Ruffini (cambios de presión); en las cápsulas articulares sinoviales y alrededor de ellas.
– según su adaptación al estímulo.
o Tónicos: no se adaptan o lo hacen muy lentamente y transmiten impulsos durante horas informando constantemente de la posición o situación del cuerpo.
o Fásicos: reaccionan de forma interna mientras se produce un cambio. El número de estímulos es proporcional a la velocidad del cambio. Son receptores de movimiento puesto que solo informan cuando existen cambios en una zona.
§ VÍAS Y CENTROS SENSITIVOS
Los impulsos nerviosos generados en el receptor serán conducidos por el axón de la neurona sensitiva hasta la raíz posterior de la médula espinal, donde pueden establecer contactos al mismo nivel o ser conducidos hacia zonas superiores al SNC. Desde la médula suben hacia el encéfalo cruzando al lado contrario antes de llegar al córtex sensitivo. La entrada la regula el tálamo.
Cuando se alcanza el córtex sensitivo situado en el lóbulo parietal se produce la percepción consciente de las sensaciones. Cada área periférica tiene una zona cerebral específica (homúnculo sensitivo de Penfield). Cuanto más importante sea la densidad de los receptores en un área, más amplia será su representación en la zona sensitiva de la corteza.
En los centros bajos (tálamo) también puede percibirse algún tipo de sensación, pero esta será mucho menos localizada.
En la corteza, detrás de la zona sensitiva, se encuentra el área de asociación sensitiva, que guarda información sobre las experiencias sensoriales pasadas, asociando las sensaciones anteriores con las nuevas. A medida que se acumulan experiencias sensoriales se pueden interpretar otras basadas en las anteriores.
2.2. EL SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO O VOLUNTARIO
El organismo humano dispone de tres estructuras motoras (vías eferentes):
– sistema piramidal
– sistema extrapiramidal
– el cerebelo
§ SISTEMA PIRAMIDAL
El sistema piramidal se inicia en el córtex motor, en el lóbulo frontal. Contiene los núcleos de unas neuronas que envían sus axones hacia la médula espinal formando las vías motoras piramidales.
Cada zona del córtex motor representa una zona específica del cuerpo (homúnculo motor). Los axones de las neuronas del córtex motor forman las vías descendentes hacia la médula, concretamente hacia los cuernos anteriores de la médula. Así, el córtex motor de un hemisferio controla la parte contralateral del cuerpo. A nivel medular, las neuronas piramidales conectan con las motoneuronas que inervan a las fibras musculares. Transmiten órdenes motoras para los movimientos hábiles y finos; también señales de tipo facilitador que producen un aumento del tono muscular.
§ SISTEMA EXTRAPIRAMIDAL
Está formado por las neuronas de los ganglios basales de la zona central del cerebro y la formación reticular del tronco cerebral. Las neuronas presentan muchas conexiones entre ellas y también con el área premotriz.
Los axones de las neuronas de los ganglios basales y la sustancia reticular transmiten señales hasta la médula. Esta vía tiene muchas más sinapsis que la vía piramidal y, por eso, la velocidad de conducción es mucho más lenta. A nivel de la médula espinal también conectan con las motoneuronas. Estas vías se ocupan del control inconsciente de la marcha, el equilibrio y de los movimientos poco precisos y lentos. Son un elemento importante en el control de la postura.
§ EL CEREBELO
Es una zona muy importante para el control del movimiento, ya que recibe información de los receptores propioceptivos de las articulaciones y los músculos, del oído interno, del órgano del equilibrio, de los ojos y del córtex. Por otro lado, envía señales correctoras al córtex motor, ganglios basales y sustancia reticular.
Su función es comparar la información sensorial con las órdenes del sistema motor, corregir los errores y predecir la futura posición del cuerpo.
2.3. SISTEMA NERVIOSO VEGETATIVO O AUTÓNOMO
El sistema nervioso motor vegetativo regula autónoma e involuntariamente el funcionamiento de los órganos internos. Controla muchas funciones como la tensión arterial, frecuencia cardiaca, movimientos intestinales, secreciones glandulares, etc.
Dispone de centros localizados en la médula espinal, tronco cerebral e hipotálamo, que envían impulsos a las zonas inferiores. Se divide en Simpático y Parasimpático (se diferencian por sus vías, neurotransmisores y efectos). Ambos sistemas están coordinados, de modo que cuando uno actúa, el otro recibe impulsos inhibidores. El sistema nervioso simpático está formado por dos cadenas ganglionares situadas a cada lado de la médula espinal. Las fibras del sistema nervioso parasimpático nacen el los nervios craneales (III, V, VII y X) en la médula sacra.
– el Sistema Nervioso Simpático: actúa en situaciones de alerta y estrés: aumento de la FC, vaso-dilatación, bronco-dilatación, sudoración, aumento metabólico, etc.
– el Sistema Nervioso Parasimpático: actúa de manera antagonista al anterior: disminución de la FC, vaso-constricción, bronco-constricción, etc. Regula procesos cotidianos como la digestión, la actividad intestinal, el descanso, etc.
3. NIVELES DE FUNCIÓN.
Se pueden diferenciar en al funcionamiento del sistema nervioso dos grandes niveles funcionales:
§ NIVEL DE LA VIDA DE RELACIÓN.
Controlado y dirigido por el SNC, es el que permite al individuo relacionarse con el medio externo mediante las sensaciones conscientes que informan sobre el propio medio producidas por estímulos a los que responde voluntariamente mediante la contracción muscular que origina al movimiento.
§ NIVEL DE LA VIDA VEGETATIVA.
A cargo del SNV o autónomo, coordina el funcionamiento de los órganos internos para mantener el equilibrio de las funciones vitales, regulando las funciones automáticas que tienen lugar de forma involuntaria.
Atendiendo al funcionamiento del SNC distinguimos otros diferentes niveles de funcionamiento:
3.1. SUPERIOR O CORTICAL
Una de las principales funciones del córtex cerebral es el almacenamiento de información. Guarda recuerdos de experiencias pasadas, patrones de respuestas que pueden utilizare en cualquier momento. Control consciente del movimiento.
3.2. MEDIO O SUBCORTICAL
El segundo nivel de funcionamiento del sistema nervioso central se localiza en el tronco cerebral (bulbo raquídeo, protuberancia y mesoencéfalo); el cerebelo y el diencéfalo (tálamo e hipotálamo). Su principal función es el control subconsciente de las funciones orgánicas: centro respiratorio, cardioregulador, temperatura, sed, sueño, etc.
3.3. INFERIOR O MEDULAR
Nivel más bajo y menos complejo. Produce respuestas reflejas: rápidas y localizadas, casi instantáneas con la seña sensorial. Son respuestas involuntarias que se denominan reflejos medulares.
3.4. REFLEJOS MEDULARES
El arco-reflejo es la unidad básica de la actividad nerviosa. Está formada por un órgano sensible (receptor), neurona aferente (sensitiva), una o más sinopsis (interneuronas) neurona eferente (motora, motoneurona) y un órgano efector. La velocidad de respuesta es muy rápida porque las vías de transporte son gruesas y con pocas sinapsis. La actividad motora de tipo refleja es importante porque permite: regular el grado de tensión muscular, proteger la integridad tendinosa, superar la eficacia ergonómica del movimiento relajando musculatura antagonista y reacción ante estímulos dolorosos. Serán arcos monosinápticos (una sinapsis) o polisinápticos (varias).
§ REFLEJO MIOTÁTICO
Es un reflejo de tipo monosináptico. El reflejo se desencadena cuando se estira el huso muscular, que induce la producción de una contracción refleja de dicho músculo que se opone al estiramiento.
§ REFLEJO TENDINOSO
El receptor es el órgano de Golgi que se encuentra en la zona de transición músculo-tendón. Cuando el receptor es estimulado se desencadena la relajación del músculo. Protege del exceso de tensión muscular.
4. CARACTERÍSTICAS PARTICULARES DEL PERIODO EVOLUTIVO CORRESPONDIENTE A LA ETAPA.
El desarrollo y maduración del sistema nervioso se produce relativamente pronto, comparado con otros sistemas. La mayoría de autores coincide en señalar que entre los nueve y los trece años los niños tienen muy desarrolladas sus capacidades psicomotoras, de ahí su facilidad para el aprendizaje y control de nuevos movimientos.
Esto coincide con el inicio de la etapa, lo cual se debe aprovechar. Y teniendo en cuenta que es el momento óptimo para el desarrollo de la velocidad de reacción y frecuencia de movimientos por la mejora coordinativa y nerviosa. Será importante aprovechar este momento para aportar el mayor número de experiencias, antes de que finalice la mielinización del sistema nervioso.
Parámetros como la coordinación dinámica general, la precisión y rapidez de movimientos, el tiempo de reacción simple y discriminativo y la percepción espacial alcanzan el punto máximo entre los 16 y los 20 años, por lo que se buscará un desarrollo máximo. Otros factores que se desarrollan a partir de los 8 años y que culminan a los 16-20 años son la percepción temporal, el ritmo y la percepción de la velocidad, sobre los que se debe intentar incidir.
El sistema nervioso vegetativo se halla en una fase inestable durante la pubertad debido, entre otras cosas, a las intensas variaciones hormonales, lo que conlleva alteraciones en los niveles tónicos basales (grado de tensión empleado en la ejecución de diferentes ejercicios), etc.
5. CONSIDRACIONES A TENER PRESENTES EN CLASE DE EDUCACIÓN FÍSICA.
Este tema sirve para fundamentar otros aspectos que tratan sobre el movimiento, la contracción muscular, la velocidad, la fuerza, la flexibilidad, la coordinación, la automatización de la técnica en diferentes actividades deportivas, etc. La posible aplicación que se puede hacer de él se centra en hacer comprender a los alumnos como se regulan los movimientos y qué sucede en la realización de actividades de gran complejidad, en actividades en las que se deben tomar un elevado número de decisiones o en acciones automáticas, como la marcha. Es posible utilizar ejemplos de lesiones que pueden producirse a varios niveles y como repercute en la pérdida de movilidad de zonas diversas, lo que da una idea de lo que supone una unidad motriz, como unidad funcional. Así mismo se puede comprobar como algunos reflejos repercuten en el dolor que se produce al estar la musculatura de forma dinámica y como con diferentes métodos se puede inhibir ese reflejo de estiramiento.
El aprendizaje motor, la toma de información, la regulación de los movimientos, los cambios sobre la marcha, las ayudas, las informaciones visuales, verbales, etc., que se da a los alumnos, la fuerza que se aplica en un salto, etc., van a tener como soporte el funcionamiento del sistema nervioso. Sin olvidar todas las funciones vegetativas que van a ser reguladas a través de él, como la frecuencia cardiaca, la sudoración, los estados de vigilia, etc.
III. BIBLIOGRAFÍA
– ASTRAND, P. O.; RODAHL, K. (1985): Fisiología del trabajo físico. Buenos Aires. Médica Panamericana.
– D. Mc ARDLE, W (1990): Fisiología del ejercicio. Madrid. Alianza Deporte.
– GUYTON, A. C. (1986): Tratado de fisiología médica. México. Interamericana.
– THIBODEAU, G. & PATON, K.T. (1999): Estructura y funciones del cuerpo humano. Madrid. Harcourt.
– TORTORA, G. J. & GRABOWSKI, S. R. (1998): Principios de anatomía y fisiología. Madrid. Harcourt Brace.
– WEINECK, J. (1998): Entrenamiento óptimo. Barcelona. Hispano Europea.