LA ACCIÓN REGULADORA DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL.-

La célula nerviosa o neurona es el principal elemento estructural del sistema nervioso. Es por su conducto que se realiza la transmisión de la excitación (información de un sector del sistema nervioso a otro o desde éste hacia diversos puntos del organismo). En las neuronas se cumplen los más complejos procesos de la información y por medio de éstos se forman las reacciones de respuesta del organismo, los reflejos, ante las irritaciones externas e internas.
Existen tres tipos fundamentales de neuronas, las aferentes o centrípetas, que transmiten la información desde los receptores hacia el sistema nervioso central. Los cuerpos de éstas neuronas se localizan fuera del sistema nervioso central, básicamente en los ganglios cerebroespinales y en los ganglios de los nervios cráneo-espinales. Las aferentes o centrífugas, que tienen como tarea principal comunicar a diferentes sectores del sistema nervioso central con las estructuras efectoras del organismo. Por último, las intermedias, también conocidas como intercalares, son generalmente mucho más pequeñas y efectúan la comunicación entre diversas neuronas. En correspondencia con las múltiples ramificaciones que se observa en el axón de estas pequeñas células están en capacidad de excitar de manera simultánea a un gran grupo de otras neuronas.
Dentro de la propia neurona, los diferentes elementos estructurales que la conforman presentan particularidades funcionales y diferente carácter fisiológico. Las dendritas se encargan de permitir que las señales tengan acceso a la célula nerviosa. Mediante el axón se garantiza la transmisión de información a otras células nerviosas y a órganos encargados del trabajo.
El núcleo constituye casi una tercera parte de la dimensión total del cuerpo celular y contiene una cantidad bastante estable de ácido desoxirribonucleico (DNA). Los nucleolos que lo integran participan en el suministro de ácido ribonucleico (RNA) y proteínas a la célula. La neurona está cubierta por una membrana semipermeable que permite la regulación iónica dentro de la célula y su intercambio con el medio externo. Ante una irritación se modifica la permeabilidad de la membrana, lo que tiene un significado especial en el surgimiento del potencial de acción y en la transmisión de los impulsos nerviosos. Las neuronas cuentan con estructuras especializadas, las mitocondrias, que se encargan de los procesos oxidativos para la formación de combinaciones ricas en energía y su función se incrementa con el entrenamiento físico sistemático.
Cuando aparecen influencias negativas tales como la fatiga, el sobrecalentamiento, etc., la intensidad de los procesos oxidativos se incrementa en las células ubicadas en las secciones más elevadas del sistema nervioso central, principalmente en aquellas que se localizan en la corteza de los grandes hemisferios. También se aprecian cambios funcionales de mucha importancia en las mitocondrias, tan agudos que pueden provocar su destrucción, y que se acompañan de una reducción parcial o total de la actividad de la neurona.
En el metabolismo neuronal lo más significativo se localiza en la rapidez de su desarrollo y en el predominio de los procesos aerobios. Esto explica que breves alteraciones del suministro de oxigeno al cerebro puedan provocar cambios irreparables en el funcionamiento de las células que lo integran.
La actividad de las neuronas se caracteriza por la presencia de procesos tróficos, es decir, por el incremento de la síntesis de proteínas. Cuando aparecen razones que provocan la excitación de las células nerviosas, como es el caso del entrenamiento deportivo sistemático, en los tejidos que integran éstas se observa una considerable elevación de la concentración de proteínas y de RNA, mientras que la presencia de estas sustancias se reduce cuando aparecen procesos inhibitorios como la fatiga. En el periodo de tiempo en que se desarrolla la recuperación, los niveles de los elementos indicados retornan a sus valores iniciales.
El suministro de oxigeno y de glucosa a las células nerviosas se garantiza por la existencia de una densa red capilar que se ocupa de permitir la llegada de grandes volúmenes de sangre. Cada neurona grande recibe sangre por varios capilares y las pequeñas se encuentran irrigadas por vasos capilares comunes.
Al pasar al estado activo, las células nerviosas requieren de la intensificación del suministro de sangre para elevar la recepción de oxigeno y sustancias nutritivas. Junto a ello, la escasa compresibilidad del tejido nervioso y la dureza de los huesos del graneo limitan el incremento del suministro de sangre, ante la realización del trabajo. Esto logra compensarse mediante mecanismos de redistribución que permiten acentuar la circulación sanguínea en los segmentos activos del cerebro y disminuirla en aquellos que se encuentran en reposo.
En el adecuado funcionamiento de este mecanismo es de suma importancia la participación de fibras musculares lisas presentes en los conductos arteriales, que participan en el aumento o disminución de la luz de los vasos, según sea necesario, para modificar la irrigación sanguínea en diferentes sectores del cerebro. Cuando la actividad física es tan intensa, o prolongada, que genera la aparición de la fatiga aumenta el tono de los vasos arteriales lo que implica la disminución del volumen de sangre que llega al tejido nervioso.
Una importante característica de la circulación sanguínea en este segmento del cuerpo radica en que se desarrolla mediante un sistema especializado, que garantiza disminuir las pulsaciones en el torrente sanguíneo intracraneano, lo que beneficia la circulación celular. También por ello es posible la estabilidad de la circulación en las diversas partes del cerebro cuando la cabeza ocupa cualquier posición con relación al tronco.
Tanto los elementos estructurales de la célula como los mecanismos encargados de entregarle las sustancias nutritivas que le permitan desarrollar su actividad están diseñados para garantizar que la célula nerviosa ejecute plenamente sus funciones principales, que consisten en la percepción de la información (estímulos, irritaciones) y que se conoce como función receptora; el procesamiento de esa información, es decir, la función integradora y la transmisión de las respuestas a dichas informaciones a otras neuronas, o a diferentes estructuras del organismo, se conoce como función efectora.
Al particularizar en el cumplimiento de estas funciones resulta posible distinguir dos tipos de neuronas conformando las estructuras del sistema nervioso central:

1. Las células que transmiten la información a grandes distancias, es decir, aquellas que comunican diferentes secciones del sistema nervioso central entre sí, las que se ocupan de enlazar la periferia con el centro y las que relacionan al centro con la unidad ejecutora. Son neuronas de grandes dimensiones, tanto aferentes como inhibidoras, diseñadas para asumir las complejidades de los diferentes estímulos que llegan por su conducto.

2. Las células que aseguran las relaciones interneurales en el ámbito de las estructuras nerviosas. Son pequeñas neuronas que se localizan en la médula espinal, en la corteza de los hemisferios cerebrales, etc. y que solo perciben las influencias nerviosas a través de las sinapsis excitadoras y que no se encuentran en capacidad para asumir los complejos procesos de integración de las influencias sinápticas locales. Estas células son empleadas para transmitir las influencias excitadoras e inhibidoras a otras células nerviosas.
Todos los estímulos que llegan al sistema nervioso son transmitidos a las neuronas a través de ciertos sectores de su membrana, que se encuentran en la zona de los contactos sinápticos y se realiza, en la mayoría de las células nerviosas, utilizando mediadores químicos. La modificación de la magnitud del potencial de membrana es la respuesta neuronal a un estímulo externo. Mientras mayor sea la cantidad de sinapsis que existe en una neurona mayor será su capacidad de percepción de los diferentes estímulos y en consecuencia, más amplia la esfera de influencias de su actividad y las posibilidades de participación en las variadas reacciones del organismo.
Mientras más compleja sea la función integradora de la neurona, mayor desarrollo presentan las sinapsis axodendríticas. Estas son particularmente características de las células piramidales de la corteza de los grandes hemisferios. Los impulsos nerviosos que llegan la parte presináptica del contacto provocan el vaciado de las vesículas sinápticas con la salida del mediador químico, hacia la abertura sináptica.
La entrega del mediador químico se compensa gracias a que las vesículas sinápticas se concentran en las proximidades de las aberturas sinápticas, conocidas como zonas activas u operativas. Mientras mayor cantidad de impulsos pasen por la sinapsis más elevada será la cantidad de vesículas que se desplacen hacia ésta zona y se fijen a la membrana presináptica.
Los efectos de la activación de la sinapsis pueden ser excitadores o inhibidores, y en correspondencia con ello, las neuronas que excitan segregan un mediador estimulante mientras que las células inhibidoras entregan un mediador químico que inhibe.
Ante las influencias estimulantes, aumenta la permeabilidad de la membrana y posibilita la disminución de diferencia de potenciales a ambos lados de la membrana, es decir su despolarización. En este caso se observa una pequeña oscilación negativa del potencial de membrana, potencial postsináptico excitador, que crece hasta alcanzar su máxima dimensión y luego disminuye.
Cuando la acción estimulante tiene un carácter inhibidor, la permeabilidad de la membrana no se incrementa de manera significativa. Ante esta situación se puede observar una oscilación positiva que es propia del potencial postsináptico de inhibición.
Las variaciones que se presentan en el potencial de membrana de una neurona son el resultado de una compleja interacción, de potenciales postsinápticos de excitación e inhibición que aparecen continuamente en las sinapsis activadas del cuerpo y en las dendritas la célula nerviosa. En la membrana de las células nerviosas se produce una combinación sistemática de oscilaciones positivas y negativas del potencial. Cuando se activan simultáneamente varias sinapsis de excitación, el potencial postsináptico de excitación de la neurona resulta la sumatoria de los potenciales locales presentes en cada sinapsis.
Si aparecen dos influencias estimulantes de diferente carácter en la sinapsis, la preponderancia de las inhibidoras generan la hiperpolarización de la membrana y cesa la actividad celular. Esto quiere decir que la excitabilidad de la célula aumenta sólo si los potenciales generados logran la despolarización de la membrana. La generación de una respuesta por la neurona ocurre cuando el potencial la membrana alcanza el valor umbral, denominado nivel crítico de despolarización, lo que implica el ingreso de iones de sodio a la célula y la aparición del potencial de acción.
El potencial de acción es un proceso que se propaga; el impulso se traslada desde el cuerpo de una neurona hacia otra, o hacia una estructura ejecutora, a lo largo del axón y se realiza la función efectora de la neurona.
De tal suerte, el proceso que se desarrolla en una neurona activada puede describirse como un sistema que forma la cadena siguiente: potencial de acción en la neurona precedente, que genera la liberación del mediador químico en la abertura sináptica, que aumenta la permeabilidad de la membrana postsináptica, (que se despolariza o hiperpolariza), que provoca la interacción del potencial postsináptico de excitación o inhibición según el caso, que si la excitación predomina se desplace el potencial de membrana, que alcanza su nivel crítico de despolarización, que provoca el surgimiento del potencial de acción, que se propaga por el axón hacia otra neurona u órgano.
De aquí se deduce que el potencial de membrana es un parámetro fundamental que define la importancia de los índices principales del estado funcional de la neurona: su excitabilidad y su labilidad. La excitabilidad de la neurona es la facultad que ésta tiene para responder a la influencia sináptica del potencial de acción y depende del potencial de membrana y del nivel crítico de despolarización. Si se tiene en cuenta que éste último es relativamente estable en condiciones normales de actividad, entonces, la excitabilidad de la neurona está determinada, fundamentalmente, por la magnitud del potencial de membrana.
Cuando aparece una fuerte excitación en la célula nerviosa surgen potenciales postsinápticos de excitación de gran amplitud, que sobrepasan ampliamente el nivel crítico de despolarización, manteniéndose en ese estado por un tiempo relativamente prolongado. Esta situación permite que la neurona esté en condiciones de generar potenciales de acción durante todo el período de despolarización supraumbral.
La magnitud de la despolarización de las células depende, linealmente, de la frecuencia de los estímulos. Cuando los segmentos superiores del cerebro emiten impulsos de variada frecuencia a las secciones inferiores, regulan su excitabilidad y realizan el control de las reacciones de respuesta del organismo.
Por su parte, se entiende como labilidad la rapidez con que transcurren las reacciones funcionales básicas sobre las que se fundamenta su excitación, o dicho de otra forma, la cantidad de estímulos generados por la motoneurona en la unidad de tiempo.
La célula nerviosa logra alcanzar el nivel optimo de excitabilidad y labilidad así como el nivel más alto de su actividad rítmica, cuando existe una magnitud estable del potencial de membrana, lo que constituye una importante condición para garantizar la transmisión de la información del sistema nervioso y desarrollar las reacciones más adecuadas.
La estructura y las funciones del sistema nervioso central del hombre constituyen el resultado de un intenso y profundo proceso evolutivo que ha llegado a la corticalización, es decir, a la subordinación de todas las restantes secciones del sistema nervioso a su estructura central y a la fiscalización de la corteza de los grandes hemisferios cerebrales. De ello se comprende que, en los animales superiores incluyendo al hombre, una neurona aislada no es capaz de regular ninguna función; para ello se requiere la participación de determinados grupos de células nerviosas, los centros nerviosos.
Estas agrupaciones nerviosas responden, mediante las correspondientes acciones reflejas, a las excitaciones procedentes del exterior, de receptores que con ellas se relacionan. Los centros nerviosos también reaccionan ante las modificaciones químicas que se desarrollan en la sangre que llega hasta ellos.
Las reacciones complejas que afectan a cualquier órgano se relacionan con la actividad de diversos centros nerviosos ubicados en diferentes niveles del sistema nervioso central, es por ello que las propiedades los centros nerviosos definen el carácter de las reacciones de respuesta. Estas propiedades guardan una estrecha relación con las características de la conducción de la excitación a través de las sinapsis que unen las diversas células nerviosas.
De manera contraria a la fibra nerviosa, capaz de conducir la excitación de manera bidireccional, en los centros nerviosos la onda excitatoria sólo se desplaza del área sensitiva hacia la zona eferente, es decir, se conduce unidireccionalmente, lo que está condicionado por las particularidades de la transmisión sináptica en células nerviosas, que se caracteriza por la segregación del mediador químico sólo en la porción presináptica de la sinapsis lo que impide el paso de la excitación en sentido inverso.
Otra propiedad de los centros nerviosos radica en la conducción retardada de la excitación. Ello ocurre ya que en la neurona existen dos mecanismos base para la conducción de la excitación, el eléctrico y químico. El primero se realiza con una gran velocidad de desplazamiento (100 – 140 m/seg), en tanto el segundo se desarrolla con una notable lentitud proporcional.
El retardo de la conducción se relaciona entonces con el tiempo que se pierde desde que el impulso llega a la sinapsis hasta que surgen los potenciales de excitación o inhibición. Esta demora se denomina retardo sináptico.
En ese tiempo el estímulo presináptico provoca que se llenen las vesículas sinápticas, que se produzca su segregación y que el mediador químico salga por la abertura sináptica, afectando a la membrana postsináptica y provocando la aparición del potencial postsináptico, que a su vez requiere de tiempo para alcanzar su nivel óptimo y transformarse en potencial de acción.
Como en cualquier acción se requiere la participación de una cantidad considerable de células nerviosas, resulta evidente la aparición de una cantidad sumaria del retardo de la transmisión de la excitación por los centros nerviosos, que se conoce como tiempo central de conducción.
Teniendo en consideración que el tiempo que se emplea para el paso de la excitación por las fibras nerviosas es significativamente breve, tanto desde los receptores periféricos hacia los centros nerviosos, como desde éstos a los órganos ejecutores, se considera que el tiempo transcurrido desde que aparece la acción estimulante hasta que se produce la respuesta, conocido como período latente del reflejo, es igual al tiempo central de conducción. El entrenamiento deportivo es una vía para lograr el perfeccionamiento funcional de los centros nerviosos, para acelerar la conducción de la excitación y posibilitar el reajuste de las cadenas nerviosas que participan en la transmisión del impulso nervioso.
También es propio de los centros nerviosos la adición de estímulos. Esto ocurre cuando pequeños estímulos llegan a la membrana presináptica, provocando la aparición de potenciales de excitación subumbrales. Para que la magnitud del potencial presináptico de excitación llegue al nivel crítico se requiere la acumulación de varios potenciales subumbrales. Esta adición puede presentarse de dos maneras, la espacial y la temporal.
La adición espacial se registra cuando sobre una misma célula actúan diferentes estímulos subumbrales que provienen de diferentes receptores, de manera simultánea. La adición temporal ocurre cuando una misma vía aferente se activa por la acción sucesiva de pequeños estímulos subumbrales. Por vía de la adición es posible crear la base formación de cadenas neuronales que determinan la conducta de todo el organismo y se fundamenta en el desarrollo de los reflejos condicionados.
Los centros nerviosos pueden asimilar o transformar el ritmo de los impulsos que llegan de manera rítmica. Esta capacidad de la neurona para reaccionar reajustando, asimilando o imponiendo un ritmo de trabajo, tiene gran importancia para organizar la interacción entre los diferentes centros nerviosos, entre los diferentes segmentos del sistema nervioso y, particularmente, para la organización de los movimientos rítmicos del hombre.
Gracias a esta propiedad las células nerviosas tienen la posibilidad de actuar al mismo tiempo en un complejo operacional sin que los diferentes ritmos de estimulación generen interferencias. Ello sirve de fundamento para aumentar la capacidad funcional de diversos mecanismos reflejos, así como del organismo como un todo, lo que ocurre fundamentalmente bajo la influencia del entrenamiento deportivo sistemático.
Por último, el estado activo de la célula nerviosa, o del centro nervioso, se prolonga en el tiempo aún después de finalizar la acción estimulante. Esta situación se extiende más en las estructuras en las regiones superiores del sistema nerviosos central y se conoce como “proceso de huella”.
Existen procesos de huellas de carácter manifiesto y otros de carácter oculto. Los primeros se relacionan con los procesos de corta duración. Los segundos, tienen que ver con mecanismos de naturaleza mucho más compleja.
Las funciones de huella breves, posteriores a la acción, con una duración de hasta una hora, constituyen la base de la memoria de corta duración, mientras que las huellas prolongadas, que se relacionan con modificaciones de carácter bioquímico en la estructura de la célula, son el fundamento de la memoria de larga duración.
La existencia de las propiedades enunciadas en los centros nerviosos indica la necesidad de determinado nivel de regulación y concordancia de los mecanismos reflejos que tipifican la actividad del sistema nervioso central. La relación dinámica que se establece entre los procesos de excitación, que constituyen el fundamento de todas las funciones reguladoras complejas del organismo, las particularidades de su presencia simultánea en diversos centros nerviosos, así como su cambio alterno en el tiempo, son factores que definen la exactitud y oportunidad de las reacciones de respuesta del organismo ante las más diversas influencias internas y externas.
La llegada de ondas aferentes al centro nervioso provoca que en éste aparezca uno u otro estado, es decir la excitación o la inhibición.
En situaciones particulares el estado que aparece en un centro puede extenderse a centros nerviosos vecinos. A esta forma de extensión de la excitación o de la inhibición se denomina irradiación.
Esta situación es posible debido a la gran interrelación neuronal de un centro nervioso con otro, ya que al presentarse la acción estimulante sobre un receptor, la excitación puede propagarse hacia cualquier neurona dentro del sistema nervioso central. Mientras mayor sea la fuerza de la estimulación aferente y más alta la excitabilidad de las neuronas circundantes, mayor será el área que podrá abarcar la irradiación como proceso, que desempeña un papel positivo en la formación de nuevas reacciones del organismo.
La activación de un gran conjunto de centros nerviosos posibilita la selección, dentro de ellos, de aquellos que resulten más importantes, es decir, permite perfeccionar las acciones de respuestas del organismo, propiciando el surgimiento de nuevas relaciones temporales reflejas entre diferentes centros, lo que constituye la base para la formación de los hábitos motores.
Pero en igual medida, la irradiación de la excitación puede ser la causa que engendre estados negativos en la conducta orgánica ya que puede alterar las particularmente delicadas relaciones de equilibrio entre los estados de excitación e inhibición en los centros nerviosos y conducir a desajustes en la actividad motriz.
A partir de lo señalado puede entenderse el insoslayable papel que corresponde a los procesos de inhibición en la coordinación de la actividad nerviosa. Ante todo es necesario indicar que la inhibición, como proceso, se encarga de limitar la irradiación de la excitación, lo que permite que esta se concentre en los sectores necesarios del sistema nervioso. En segundo lugar, cuando en un determinado grupo de centros nerviosos el estado de inhibición aparece simultáneamente con la excitación en otros centros, se excluye con ello la participación de efectores innecesarios para una acción motora en ese momento. Por último, la inhibición en los centros nerviosos tiene una función defensiva ya que los protege contra acciones estimulantes que sobrepasen su capacidad funcional.
Aún cuando los procesos de inhibición y excitación se interrelacionan de manera armónica y funcional es preciso indicar que la actividad de los centros nerviosos se caracteriza por su inconstancia y que cuando uno de ellos predomina sobre el otro aparecen desajustes importantes en los procesos de coordinación de las reacciones reflejas.
Mediante el estudio de las relaciones funcionales entre los centro nerviosos se ha logrado establecer que, ante la excitación de un centro que responde a necesidades priorizadas del organismo, las acciones estimulantes que aparecen en los centros nerviosos vecinos no solo no provocaran las respuestas específicas que deben ser generadas sino que intensifican y aceleran la actividad del primero.
En la conducta del hombre constantemente se observan efectos de éste tipo, reacción funcional denominada dominante biológico.
Con este termino pretende identificarse la existencia de un foco de excitación que predomina en el funcionamiento del sistema nervioso central y que determina la dirección de la actividad fundamental del organismo, por ser biológicamente, más necesaria. Los rasgos fundamentales del dominante biológico son: elevada excitabilidad de los centros nerviosos, estabilidad en el tiempo de la excitación, facultad de adicionar irritaciones ajenas e inercia del dominante.
Para que surja el dominante resulta imprescindible un elevado nivel de excitación de las células nerviosas que integran el centro nervioso, lo que está condicionado por diversas influencias nerviosas y humorales. El dominante puede ser un estado prolongado que determina la conducta del organismo en un plazo más o menos extenso.
No todo foco de excitación que surja en el sistema nerviosos central puede convertirse en dominante. Para ello es necesario que sea capaz de adicionar la excitación de cualquier estímulo inesperado. Esto quiere decir que no es la fuerza de la excitación lo que hace aparecer el dominante biológico en la actividad de determinado centro nervioso, sino la capacidad que éste tenga para acumularla. Mientras más neuronas participen en un foco de excitación determinado mayor será el dominante y con mucha más profundidad logrará inhibir las actividades propias de otras acciones del sistema nerviosos central, lo que provoca en ellas la inhibición conjugada.
La presencia de una gran cantidad de neuronas en un sistema operativo funcional dominante puede establecerse a partir del ajuste colectivo de su actividad a un ritmo general común, mediante la capacidad de asimilación del ritmo.
La inercia que tipifica al dominante biológico es una particularidad de extraordinaria importancia, que se manifiesta por la presencia de este estado tanto después de cesar el estímulo inicial como al realizar reflejos motores en cadena. La inercia también se manifiesta en la posibilidad del dominante de mantenerse como huella, es decir, como dominante potencial. Esto último puede observarse en el deportista durante la aparición del estado de pre-arranque, cuando se activan los mecanismos reflejo-condicionados que específicamente participan en el sistema de trabajo durante el entrenamiento.
El sistema de centros nerviosos dominantes se perfecciona en la medida en que se forma el hábito motor y de él quedan excluidos los centros nerviosos que no resultan indispensables para la realización de la actividad motriz. Esto manifiesta la constante interacción entre los procesos de excitación e inhibición tanto entre los diferentes centros como dentro de los límites de cada uno de ellos.
Para ser más precisos, la realización de un movimiento de flexión reclama no sólo la participación de los músculos flexores, sino además la relajación simultánea de la musculatura extensora. Ante una situación de este tipo, en las motoneuronas que regulan el trabajo de las estructuras musculares flexoras aparece la excitación mientras que en las que controlan el trabajo de los efectores extensores se produce la inhibición. Esta forma de interrelación de la coordinación entre los centros nerviosos motores que se localizan en la médula espinal se ha denominado inervación cruzada, combinada o recíproca de los músculos antagónicos.
Por analogía con los procesos físicos, la aparición o intensificación del estado de inhibición en los centros nerviosos que regulan la actividad contraria o antagónica se denomina inducción y puede presentarse de manera simultánea o consecutiva.
Está demostrado que durante la acción motora propia del movimiento, las relaciones recíprocas constituyen la forma fundamental de coordinación, pero junto a ellas, las fases de la actividad simultánea de los músculos se manifiestan intensamente.