MVZ. G. Edgar Beltrán Rosas
Asesor Independiente.
beltran.mvz@gmail.com

Sistema Nervioso

INTRODUCCIÓN

Los sistemas modernos de producción exponen a los animales a ambientes más estresantes que cuando éstos son criados libremente, y a pensar de que se trata de minimizar el estrés en los animales, en la mayoría de éstos, el estrés se refleja en los perfiles endocrinos lo cual trae como consecuencia cambios en el comportamiento del animal y consecuentemente puede reflejarse en cambios negativos de la calidad de la carne (Alarcón y col., 2008). Un «estresor» es cualquier cambio medioambiental que rompe la homeostasis (Squires, 2003). El concepto de homeostasis se puede definir como un estado estable obtenido por la interacción óptima de los procesos que realiza el animal (Llamas et al., 2006b). Los sistemas fisiológicos que mantienen una homeostasis y que se activan cuando se necesitan regular las funciones, son los niveles de glucosa en la sangre, los niveles de pH y la temperatura. El tipo de intensidad y duración del estrés son determinantes importantes en la respuesta de un organismo, el intervalo de estrés es un factor importante en la habilidad de un individuo a habituarse al estrés (Alarcón y col., 2008).

La respuesta a los estresores requiere una progresión de eventos que empiezan con darse cuenta y señalización de varios mecanismos biológicos que una amenaza existe en el individuo. Estos eventos se siguen por la activación de mecanismos neurofisiológicos para aumentar un esfuerzo biológico para resistir y prevenir un daño mayor. Los varios detectores sensoriales no sólo reciben la información, también transforman esa información en signos nerviosos que se transmiten a cualquiera de los centros cognoscitivos (capacidad de comprensión) y no cognoscitivos del sistema nervioso para generar una respuesta coordinada al desafío (von Borell, 2001).

El sistema nervioso central (CNS), sistema inmunológico, y el sistema endocrino actúan recíprocamente, responde a los estímulos opresivos de una manera coordinada, e influye en la conducta del animal (Figura 1) (von Borell, 2001; Llamas et al, 2006b). A esta interacción para su estudio se le dio el término neuroinmunoendocrinologia (Llamas et al., 2006b). Estos tres sistemas tienen influencias regulatorias y bidireccionales, la existencia de esas interacciones están soportadas por evidencia que las citoquinas, péptidos hormonales y neurotransmisores, y sus receptores son endógenos al cerebro, endocrino y sistema inmune (von Borell, 2001; Llamas et al, 2006b).

COMUNICACIÓN NEUROINMUNOENDOCRINA

El sistema inmunitario se considera actualmente un sistema regulador del organismo que trabaja en todo momento en íntima comunicación con los otros sistemas reguladores, el nervioso y el endocrino. Se sabe que las células de los tres sistemas comparten receptores para los mediadores típicos de los otros y pueden sintetizar dichos mediadores. Así, en las células del sistema nervioso, en las del endocrino y en las inmunitarias hay receptores para neurotransmisores, hormonas y citoquinas, y en los tres se encuentran esos mediadores. De hecho los leucocitos producen neurotransmisores y hormonas, y que las células nerviosas pueden producir citoquinas típicas de los leucocitos. Además, los mediadores neuroendocrinos afectan a la función inmunitaria, y las citoquinas modifican funciones nerviosas y endocrinas (de la Fuente, 2005).

Se ha indicado que el sistema inmunitario es el receptor corporal de los estímulos que se pueden denominar «no cognitivos», esto es, una infección, la malignización tumoral, etc. De igual manera, el sistema neuroendocrino lo es de los estímulos «cognitivos» como la luz, el sonido, etc. Cuando se recibe un tipo u otro de estímulo, cada sistema responde al suyo, pero también se lo comunica al otro. Esta comunicación se puede ejemplificar con una situación de estrés emocional. La situación de estrés es recibida por el sistema neuroendocrino, de modo que se activa el eje hipotálamo-hipófiso-adrenal y se liberan glucocorticoides, los cuales, además de preparar el organismo para esa situación, informa a las células inmunitarias de la misma, y estas células responden activando unas funciones e inhibiendo otras (de la Fuente, 2005).

El sistema nervioso y el sistema endocrino están conectados anatómica y funcionalmente con el sistema inmunitario. De hecho, todos los órganos inmunitarios y las diferentes localizaciones de las células del sistema defensivo se encuentran inervadas y por ello, los neurotransmisores pueden alcanzar a las células inmunitarias. Además, estas células circulan por la sangre o están en localizaciones irrigadas, pudiendo contactar con todo tipo de hormonas, mediadores que regulan la función inmunitaria (de la Fuente, 2005).

La regulación neuroendocrina que tiene el sistema inmunitario, se puede indicar que los efectos son activadores o inhibidores dependiendo del mediador, de su concentración, del estado de la célula inmunitaria, de su localización, etc. Se puede explicar la heterogeneidad de las respuestas funcionales del mismo, incluso entre sujetos de una misma población, ya que el estado emocional del individuo, la edad, la estación del año, el momento del día y toda otra serie de circunstancias, como el estado mental que se desarrolle, van a influir en el estado inmunitario que se manifieste (de la Fuente, 2005).

SISTEMA NERVIOSO

Este sistema constituye la vía de comunicación principal entre el organismo y el medio que lo rodea, a través de un conjunto de órganos altamente especializados que se encargan de mantener el equilibrio entre ambos. Además el metabolismo del propio organismo condiciona a su vez una serie de estímulo a los que también reacciona. En los organismos multicelulares superiores la relación entre la zona donde recae la excitación y el órgano que reacciona está a cargo del sistema nervioso (Richard y col., 1991).

El sistema nervioso está constituido por un conjunto de órganos altamente especializados que para su mejor estudio se divide en dos grupos que son: Sistema nervioso central (los principales componentes la médula espinal, cerebro y cerebelo) y Sistema nervioso autónomo o vegetativo (Richard y col., 1991).

CEREBRO

Una de las principales funciones del cerebro es percibir los agentes estresantes, avisar del aviso y capacitar a un organismo para enfrentar las consecuencias (Alarcón y col., 2008). Los cambios en el cerebro pueden resultar en la respuesta a la liberación de las hormonas del estrés y a la consecuente activación de los receptores de glucocorticoides en las diferentes regiones cerebrales.

Algunos aspectos de la función cerebral pueden temporalmente suprimirse para minimizar un daño a largo plazo, por ejemplo: por opiodes cuando hay un dolor severo, o afectándolo permanentemente, si los retos son excesivos por ejemplo: en ambientes severamente empobrecidos. Algunos de los sistemas activados durante situaciones estresantes pueden conferir «protección» a las células del cerebro. Una sobrecarga de los sistemas de habilidad puede llevar a una lesión cerebral, daño a las neuronas del hipocampo, remodelación de las dendritas en el hipocampo u otra desorganización cerebral (Zanella y Broom, 2003). Las medidas cerebrales, acelera los reflejos (Alarcón y col., 2008), incluyen las tareas cognitivas, los cambios morfológicos, la expresión de genes (Zanella y Broom, 2003), aumenta la tolerancia al dolor, disminuye el apetito y la actividad sexual e inhibe la inflamación mediada por el sistema inmune. Esta serie de reactividades del estrés se completan a través de la liberación de neurotransmisores y hormonas como respuesta al estrés (Alarcón y col., 2008).

Lo anterior pueden explicar posiblemente la naturaleza y la magnitud de los efectos del bienestar de los animales (Zanella y Broom, 2003). El sistema del límbico del cerebro incluye las estructuras como el hipotálamo (control endocrino), núcleo tálamico, amígdala, e hipocampo (Figura 2) (von Borell, 2001).

El cerebro es el iniciador y el órgano regulador de la respuesta del estrés, y también tiene el papel de la integración interna y externa de señales neurosensoriales. Las respuestas al estrés involucran la activación de los nervios (central y autonómica), endocrino y sistema inmune. La interacción entre estos 3 sistemas va a regular y determinar el resultado de las respuestas del estrés (Figura 3). Las respuestas del estrés pueden ser activadas durante respuestas a inflamaciones e infecciones. Sin embargo el cerebro debe ser informado de cuando ocurrieron los eventos en la periferia. Durante infecciones o inflamaciones, células del sistema inmune, principalmente neutrófilos y macrófagos, quedan activados. Los macrófagos periféricos interactúan con el cerebro produciendo citoquinas, que son considerados como hormonas del sistema inmune. Las funciones del sistema inmune sirven como un órgano sensitivo que difunde señales al cerebro sobre eventos que ocurren en la periferia (Llamas et al., 2006b).

SISTEMA NERVIOSO VEGETATIVO O AUTÓNOMO

Es el encargado de regular importantes funciones vitales como la digestión, respiración, metabolismo, secreción, temperatura corporal, equilibrio hídrico, etc., es decir, lo que ocurre independientemente de la voluntad o la conciencia del individuo. En la regulación y coordinación de estas funciones también interviene el sistema endocrino (Richard y col., 1991).

Las neuronas motoras eferentes llevan la información al sistema nervioso central, pueden ser divididas en dos sistemas principales, el sistema somático o voluntario que controla los movimientos voluntarios del músculo esquelético, y sistema autonómico que controla músculo liso y cardíaco, y varias glándulas. Las neuronas del sistema nervioso autónomo pertenecen a ambos el simpático o vía parasimpático que generalmente actúan en oposición a cada otro. Las neuronas de la vía parasimpático contacta los órganos designado vía receptores colinérgicos que usan la acetil colina como el neurotransmisor. Las neuronas simpáticas usan la noradrenalina como el neurotransmisor a los órganos designados y así tienen los receptores adrenérgicos. Hay dos tipos de receptores los adrenérgicos, los a-receptores, que se bloquean selectivamente por la droga fenoxibenzamina, y β-receptores que se bloquean por propanolol (Squires, 2003).

El sistema simpático y el parasimpático actúan en oposición entre sí, con el equilibrio entre estos dos sistemas que regulan los sistemas del cuerpo (Squires, 2003). Las actividades parasimpáticas son antagonistas (opuestas) por actividades simpáticas que movilizan la energía durante el estrés (von Borell, 2001). El sistema parasimpático predomina en un estado relajado, baja el ritmo cardiaco y mantiene las funciones como la digestión. Cuando el animal es amenazado, la vía simpática predomina (Figura 4) (Squires, 2003).

Las hormonas de la médula adrenal, conocidas como «catecolaminas», pertenecen a la clase química de las aminas y se denominan epinefrina (adrenalina) (Hafez, 1996; von Borell, 2001; Squires, 2003), la región de ceruleus de sitio en el diencefálico contiene fibras nerviosas que secretan norepinefrina (noradrenalina) (LUC-NE) y también se estimula por el estrés (Figura 5) (Squires, 2003).

En el cuerpo la norepinefrina se forma por células nerviosas y la epinefrina se forma en la médula suprarrenal (Figura 6). La norepinefrina transmite información de una célula nerviosa a otras células, mientras que la médula suprarrenal es el centro de una glándula endocrina llamada glándula suprarrenal (Alarcón y col., 2008).

La adrenalina y noradrenalina inhiben el almacenamiento de glucosa y ácidos grasos, inhiben la síntesis de proteína y estimulan la liberación de glucosa, aminoácidos y ácidos grasos libres del músculo, tejido graso e hígado. El ritmo cardiaco se incrementa, con el flujo sanguíneo redistribuido a los músculos cardiacos y esqueléticos, y el proceso anabólico, como la digestión, crecimiento, reproducción y función inmune, se suprimen (Squires, 2003). Esta es una respuesta hormonal rápida que ocurre en segundos para apoyar el animal en el síndrome de «huída o lucha», o FFS (Squires, 2003; Tolleson, 2007). La proporción entre la actividad simpático y la para- simpático determina si un animal está en un estado de excitación física o psicológica, o relajación (von Borell, 2001).

Las catecolaminas presentan, a través de mecanismos de regulación vegetativa y estimulación metabólica, un efecto negativo sobre la calidad de la carne resultante ya que por efecto de la adrenalina y noradrenalina se produce un aumento del ritmo cardiaco con un incremento en la presión sanguínea y mayor circulación sanguínea en el músculo debido a vasodilatación en los músculos y paralelamente una vasoconstricción periférica.

Estos procesos pueden estar relacionados con la formación de pequeñas hemorragias y petequias, en la musculatura, la adrenalina a través de la activación de sistemas enzimáticos, provoca un aumento en la degradación de glucosa muscular a ácido láctico, lo que después del desangrado origina un acelerado descenso de pH en la musculatura debido a la ausencia de la función buffer y transporte de la sangre (Alarcón y col., 2008).

Artículo publicado en Los Porcicultores y su entorno Marzo-Abril 2011