Control Nervioso y Comportamiento

Guía para el docente Control nervioso y comportamiento Sinapsis y neutransmisores neutransmisores

Guía para el docente Descripción curricular: - Nivel: 3º Medio - Subsector: Biología - Unidad temática: Control nervioso y comportamiento - Palabras claves: sinapsis, neurotransmisor, canal de sodio, canal de calcio, despolarización, potencial de acción, impulso nervioso electroquímico, botón sináptico, neurona presináptica, neurona postsináptica, fibra muscular, potencial excitador, encefalina, morfina, neurona moduladora, receptores de encefalina. - Contenidos curriculares: curriculares: neurona , conectividad, conectividad, organización y función del - Estructura de la neurona, sistema nervioso en la regulación y coordinación de las funciones sistémicas, la motricidad y el comportamiento. - Naturaleza electroquímica del impulso nervioso y su forma de transmisión entre neuronas, y entre neuronas y músculo (señales químicas y sinapsis). - Contenidos relacionados: - 1º medio: La célula: La célula como unidad funcional Biología humana y salud: Nutrición y salud Biología humana y saludo: Consumo de alcohol y salud 

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- 2º medio: Biología humana y salud: Enfermedades genéticas 

- 3º medio: Control nervioso y comportamiento: sistema nervioso, organización y función Control nervioso y comportamiento: impulso nervioso Biología humana y salud; Higiene nerviosa: Drogas y toxicomania Biología humana y salud; higiene nerviosa: estrés 

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- 4º medio: Biología humana y salud: Rechazo inmune Biología humana y salud: autoinmunidad 

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- Aprendizajes esperados - Todos los organismos tienen la propiedad de responder (reactividad o irritabilidad) a estímulos externos (cambios en el ambiente) cuando éstos alcanzan cierta intensidad (umbral (umbral). ). Algunos organismos poseen un sistema nervioso que expande la capacidad y diversidad de respuesta.

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Guía para el docente Control nervioso y comportamiento Sinapsis y neutransmisores

- Las neuronas son células especializadas que permiten la comunicación casi inmediata de diferentes puntos del organismo. Estas células poseen propiedades estructurales y funcionales que permiten conducir impulsos eléctricos (electroquímicos) a gran velocidad (1 a 100 metros/segundo) e integrar la actividad de muchas neuronas. La actividad coordinada de las neuronas y sus interacciones por medio de las sinapsis producen respuestas motoras y emocionales, percepciones, aprendizaje, memoria, lenguaje y en general todos los procesos mentales. Esto es posible gracias a que se organizan formando vías y redes de señalización, con precisas y múltiples interconexiones entre ellas y con las células musculares . Las neuronas se comunican con otras neuronas o con células efectoras musculares o glandulares a través de señales químicas (neurotransmisores) que se liberan por exocitosis en las terminales sinápticas desde la neurona activa y son captadas por receptores específicos en la superficie de la célula efectora. Los procesos de aprendizaje, formación de memoria o la acción de drogas involucran modificaciones al nivel de la sinapsis nerviosa. - La membrana plasmática de todas las células tiene un potencial eléctrico de reposo negativo , que resulta de la tendencia del ión potasio a salir de la célula por canales específicos, como resultado de una gradiente de concentración que se mantiene por la actividad de la bomba de sodio-potasio, consumiendo energía. En las neuronas, el potencial de reposo puede ser modificado rápidamente (despolarización) gracias a la apertura de canales de sodio, como resultado de estímulos ambientales o señales de otras neuronas. Esto genera potenciales de acción que son utilizados para transmitir las señales nerviosas de un sitio a otro. La información que lleva el impulso nervioso está codificada en la frecuencia y número total de potenciales de acción. Los nervios que poseen axones largos tienen una vaina aislante de mielina, interrumpida por nudos de Ranvier, que hace más rápido el viaje del impulso nervioso.

Aprendizajes esperados para esta actividad: El significado de sinapsis. Un esquema de sinapsis neuromuscular e identifican sus componentes. La acción del ión calcio en la liberación de neurotransmisores. Qué es una vesícula sináptica. El significado de potencial de acción. La relación entre la despolarización y el cambio en la permeabilidad de la membrana que permite el ingreso masivo de iones sodio. - Las encefalinas son neurotransmisores que modulan las vías nerviosas del dolor. -

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- Drogas como la morfina tienen una estructura química similar a las encefalinas y, por eso, pueden unirse a los receptores de la membrana presináptica. - La sensación de bienestar prolongado que se logra con las drogas, en este caso morfina, provocan la adicción.

Recursos digitales asociados de www.educarchile.cl: - Ficha 20: Tipos de sinapsis y neurotransmisores. - Animación digital: “Efecto de la morfina en el control del dolor” - Presentación digital (ppt): “Control nervioso y comportamiento 1”, “Control nervioso y comportamiento 2”, “control nervioso y comportamiento 3” y “Biología humana y salud: Higiene nerviosa”. - Juego: “El Ahorcado” Actividades propuestas para este tema: En este documento hay dos actividades relacionadas al tema “Sinopsis y neurotransmisores”. Ambas actividades se relacionan también a la unidad “biología humana y salud: Drogas y toxicomania y El estrés. - Actividad 1: Componentes y funcionamiento de la sinapsis neuromuscular. - Actividad 2: ¿Cómo controlamos el dolor?

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ACTIVIDAD 1: Componentes y funcionamiento de la sinapsis neuromuscular. 1. Mapa de contenidos tratados SINAPSIS Comunicación entre neuronas y/o PRESINÁPTICA

POSTSINÁPTICA FIBRA MUSCULAR

Al recibir un estímulo umbral ocurre una

estimulando a

DESPOLARIZACIÓN Por apertura de los CANALES DE SODIO

POTENCIAL EXCITADOR y

ori inando

POTENCIAL DE ACCIÓN

NEUROTRANSMISOR originan IMPULSO NERVIOSO ELECTROQUÍMICO Llega hasta los

liberando

se abren

CANALES DE CALCIO

BOTONES SINÁPTICOS

2. Desarrollo de la actividad: Componentes y funcionamiento de la sinapsis neuromuscular Paso 1 Como de motivación e inicio de esta actividad, puede preguntar: ¿Cómo se contraen los músculos? ¿Cómo reciben la información?

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Estas preguntas pueden realizar en voz alta para generar una pequeña discusión en torno al tema. Paso 2 Una vez que los estudiantes comprendan que la clase se tratará de impulsos nerviosos, entregue la guía para el estudiante disponible en educarchile. Esta guía cuenta con una introducción para que los estudiantes, sin embargo puede que no sea suficiente para el desarrollo completo de esta actividad, y deban recurrir a otro material bibliográfico. Lean la guía en voz alta, puede utilizar este momento para aclarar duda que surjan en el momento. Los estudiantes pueden realizar esta actividad en grupos de 3 ó 4 estudiantes. Para comenzar las actividades los estudiantes deben observar comprensivamente una imagen y además una animación disponible en el portal de educarchile. Pídales que fijen su atención en la neurona, su estructura y el procedimiento necesario para que las moléculas de neurotransmisor sean capaces de salir de la neurona presináptica. Las respuestas de la guía se encuentran a continuación. I. Completa las oraciones: 1. El impulso nervioso a través de la membrana neuronal corresponde a un fenómeno de origen (químico/eléctrico/electroquímico). 2. El impulso nervioso a través de la sinapsis corresponde a un fenómeno de origen (químico /eléctrico/electroquímico. 3. El neurotransmisor es una sustancia química que se ubica en (dendritas/somas/terminales del axón). 4. Si un estímulo determinado sobrepasa el nivel umbral de la membrana, ésta cambia la permeabilidad a los iones sodio haciendo que ingresen masivamente produciendo una (polarización/despolarización /repolarización) originando un potencial de (acción /reposo) y un impulso (químico/electroquímico). 5. Cuando una neurona postsináptica actúa despolarizándose respecto a un neurotransmisor, se llama potencial (inhibidor/excitador) 6. Los neurotransmisores ubicados en las terminaciones del axón o botones sinápticos, se encuentran encerrados en las (vesículas sinápticas /sinapsis) y para salir de ellas se deben abrir los canales de (sodio/calcio/potasio) que las hacen fusionarse con la membrana presináptica y salir por exocitosis al espacio sináptico.

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7. En la figura de arriba, el neurotransmisor produce un potencial (excitador /inhibidor) porque los iones (calcio/sodio) ingresan a la fibra muscular (presináptica/postsináptica) y el exceso de neurotransmisor puede ser recaptado para su utilización por la membrana (presináptica /postsináptica). II. Mapa conceptual Para esta actividad es importante que los estudiantes relacionen los conceptos que han aprendido. Sugiérales que realicen un mapa conceptual por grupo y luego puede utilizarlos para compararlos entre grupos. Paso 3. Para concluir esta actividad puede utilizar la figura 1 y la animación para destacar y aclarar aquellos conceptos que no han quedado claros. Apóyese de los mapas conceptuales de los estudiantes.

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ACTIVIDAD ¿Cómo controlamos el dolor? 1. Mapa de contenidos tratados

NEURONA MODULADORA

MORFINA Es una

produce

ENCEFALINA

DROGA

Se une a Compite por los

RECEPTORES DE ENCEFALINA en

NEURONA PRESINÁPTICA Bloqueando parcialmente la salida de

Bloqueando totalmente la salida de

NEUROTRANSMISORES DEL DOLOR

NEURONA POSTSINÁPTICA hacia

Desarrollo de la actividad: ¿Cómo controlamos el dolor? Paso 1 Como motivación e introducción, pregunte a sus estudiantes: - ¿Qué es dolor? - ¿Podemos inhibir el dolor? Puede anotar las respuestas en la pizarra o cartulina para, finalmente, contrastar las respuestas y evidenciar el aprendizaje de los estudiantes.

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Paso 2 Entregue la guía para el estudiantes (disponible en el portal educarchile), en ella aparece una pequeña introducción a tales preguntas, puede complementarla con más información o, pedirle a los estudiantes que la profundicen mediante una investigación. A medida que se desarrolla la actividad, los estudiantes necesitarán mayor apoyo bibliográfico, pídaselos al inicio de la clase. Los estudiantes deben observar una figura y luego una animación acerca de la inhibición del dolor. Pídales que pongan atención en las neuronas pre y postsináptica, en los inhibidores del dolor (encefalina y morfina), y en los neurotransmisores del dolor. Es importante que comprendan que la encefalina es un inhibidor natural de nuestro organismo, y que la morfina es una droga utilizada con los mismos fines de inhibición del dolor, mucho más eficiente que la encefalina, sin embargo esta droga causa adicción. Los estudiantes deben comprender que al introducir morfina al organismo se produce una competencia por fijarse en los receptores de la neurona presináptica, que finalmente no liberara los neurotransmisores ligados a la sensación de dolor. Las respuestas a las preguntas y actividades de la guía se encuentran a continuación. 1. ¿Para qué sirve el potencial de acción de la neurona presináptica? Para abrir los canales de calcio de la neurona presináptica y liberar los neurotransmisores “del dolor” hacia el espacio sináptico. (No hay neurotransmisores para el dolor, es la membrana postsináptica la que responde frente al neurotransmisor transmitiendo impulsos para el dolor.) 2. Con respecto a la figura: ¿Qué representan los “triángulos” encerrados en color verde? Corresponden a neurotransmisores y están ubicados en la neurona presinática. 3. Con respecto a la figura: ¿Qué información transmiten esta “triángulos”? Los neurotrasmisores representados por triángulos, transmiten dolor. 4. Observa que en la figura y animación, “aparece” la morfina. ¿Cómo llega hasta el espacio sináptico? La morfina es de origen externo. Nosotros la utilizamos para inhibir fuertes dolores que padecemos. Puede llegar a nuestro organismos, por ejemplo, a través de una inyección.

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5. ¿Qué acción realiza la morfina? Bloquea la salida de neurotransmisores desde las vesículas de la neurona presináptica. 6. Con respecto a la figura: ¿Qué representan los “rectángulos” blancos” encerrados en color celeste? Sustancias químicas originadas al contactarse las encefalinas o morfina a los receptores de la membrana presináptica. Las encefalinas producen una inhibición parcial y de corta duración de los neurotransmisores “del dolor”. La morfina produce inhibición total y prolongada de los neurotransmisores “del dolor”. 7. ¿Qué significa “inhibición intensa y prolongada por morfina”? Que su efecto en la disminución o ausencia de dolor es prolongado en el tiempo. 8. ¿Qué tipo de mensaje nervioso fue inhibido en la neurona postsináptica? El mensaje inhibido es el dolor. 9. El neurotransmisor no liberado, ¿qué acción habría provocado en la neurona postsináptica? Un potencial de acción que originaría impulsos nerviosos para el dolor. 10.¿Qué es una neurona moduladora? Es la neurona que regula con sus neurotransmisores la actividad de otras sinapsis. 11.Investiga qué efecto tiene el neurotransmisor encefalina en la sinapsis. Los estudiantes pueden realizar una investigación extensa acerca de los neurotransmisores, de la encefalina y de la sinapsis. Lo importante es que entiendan que la encefalina inhibe parcialmente la ruptura de las vesículas sinápticas con neurotransmisores para el “dolor”. 12.Investiga qué efecto tiene la droga morfina en la sinapsis. Para esta pregunta, igual que la anterior, los estudiantes pueden realizar una investigación más extensa, sin embargo lo importantes es que comprendan que compite con las encefalinas por los receptores específicos, ocupándolos mayoritariamente y bloqueando la ruptura de las vesículas sinápticas. 13.La nicotina del cigarrillo imita la acción del neurotransmisor acetilcolina pero en mayor grado. ¿Cuáles son sus efectos? En esta pregunta, los estudiantes deben relacionar el efecto de las drogas como la nicotina y los efectos de estas en nuestro organismo. Existen muchos efectos de estas drogas asociados a distintos sistemas.

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Puede enfocar la pregunta hacia el comportamiento muscular. En este marco, el efecto radica en cambios conductuales debido a que aumenta la actividad en algunas vías del cerebro. Vasocontricción de los órganos abdominales y de las extremidades. Aumento de la actividad gastrointestinal. Probable disminución de la frecuencia cardiaca. Paso 3 Una vez que los estudiantes hayan respondido estas preguntas, motívelos a realizar un mapa conceptual. Si trabajaron en grupos, pídales uno por grupo, para luego iniciar una discusión con el fin de comparar los mapas conceptuales. Paso 4 Para finalizar la actividad, utilice las figura 1 y la animación correspondiente, obsérvenla nuevamente y aclare algunos conceptos que quizás no quedaron claros. Observe si los estudiantes comprendieron los contenidos y, si existen más preguntas, anótelas y motive a que ellos mismos las respondan. Puede utilizar la última pregunta del cuestionario (pregunta 13), para fomentar una discusión acerca de las drogas más comunes utilizadas en Chile.

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Control Nervioso y Comportamiento

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