Els sistemes nerviós i endocrí

Compara el senyal nerviós i l'hormonal segons la velocitat, la durada, la via de transmissió i la precisió de la seva destinació, i posa un exemple de resposta típica de cadascun.

En el tractament mèdic d'infants amb pubertat precoç central (desenvolupament puberal anòmal abans dels 8 anys a causa de l'activació prematura de l'eix hipotalàmic), s'empra com a fàrmac un agonista potent de l'hormona alliberadora de gonadotropines (GnRH) subministrat mitjançant un implant subcutani d'alliberament continu.

1. a) Sabent que en condicions fisiològiques normals l'hipotàlem secreta GnRH en polsos intermitents cada 60 a 90 minuts per induir la síntesi de LH i FSH a l'adenohipòfisi, explica l'aparent contradicció: per què l'administració ininterrompuda i constant d'un activador (agonista) de la GnRH atura la pubertat en comptes d'accelerar-la? Justifica el mecanisme cel·lular que pateixen els receptors de l'adenohipòfisi.
2. b) En les darreres dècades, l'edat d'inici puberal s'ha avançat de manera significativa en les poblacions amb dietes hipercalòriques i una taxa més alta d'obesitat infantil. Formula una hipòtesi biològica que relacioni la massa de teixit adipós corporal, l'hormona leptina i el generador de polsos de GnRH, i prediu per què una atleta juvenil amb un percentatge de greix corporal extremadament baix pot presentar amenorrea o retard puberal.

Descriu les parts d'una neurona (dendrites, soma, axó i terminals) i explica la funció de cadascuna en la recepció, la conducció i la transmissió de l'impuls nerviós.

Què és una sinapsi? Explica per què el senyal no passa elèctricament d'una neurona a una altra en la majoria d'aquestes i quin avantatge pot tenir utilitzar un missatger químic (modulació, amplificació).

Explica què és la retroalimentació negativa (feedback negatiu) en la regulació hormonal, descrivint un exemple concret: la regulació de la glucèmia per insulina i glucagó, o la de l'eix tiroide.

Distingeix el sistema nerviós central del perifèric: quins òrgans inclou cadascun, quina funció general compleix i com es comuniquen entre si.

El goll és el creixement del tiroide per manca de iode. Explica, fent servir la retroalimentació negativa de l'eix hipòfisi-tiroide, per què la glàndula creix quan no pot fabricar hormona tiroide, i per què la sal iodada gairebé va erradicar aquest problema.

Durant un experiment de resposta a l'estrès agut, se sotmet dos grups de persones a una prova estressant imprevista de 30 minuts de durada:

• Grup Control: experimenta un augment immediat de la freqüència cardíaca (de 70 a 135 bpm en tot just 6 segons), dilatació pupil·lar i un pic precoç de glucèmia, seguit a partir dels 15-20 minuts d'un augment sostingut de la gluconeogènesi hepàtica i disminució de la síntesi proteica.

• Grup Tractat: ha rebut prèviament un fàrmac bloquejador específic dels receptors beta-adrenèrgics.

1. a) Prediu de manera justificada quines diferències registrarà el Grup Tractat respecte al Grup Control en la freqüència cardíaca, la pressió arterial i la glucèmia durant els primers 60 segons després de l'inici de l'estímul.
2. b) Explica per què la resposta mediada per l'adrenalina (sistema nerviós simpàtic i medul·la suprarenal) desencadena efectes cel·lulars en segons, mentre que la resposta coordinada pel cortisol (eix hipotàlem-hipòfisi-escorça suprarenal) triga desenes de minuts a consolidar-se. Basa la teva justificació en la naturalesa química de cada hormona i els seus respectius mecanismes de transducció cel·lular.

Què és una hormona i on es fabrica? Esmenta dues glàndules endocrines humanes, l'hormona que secreta cadascuna i el seu efecte principal.

En tocar un objecte molt calent retires la mà abans de sentir dolor. Descriu el recorregut de l'impuls nerviós en aquest arc reflex, anomenant les neurones que hi intervenen i explicant per què la resposta no passa primer per l'encèfal.

En un estudi sobre el circuit de recompensa mesocorticolímbic en rosegadors de laboratori, es mesuren mitjançant microdiàlisi la concentració de dopamina al nucli accumbens i mitjançant tècniques d'autorradiografia la densitat de receptors D2 a les neurones postsinàptiques en tres situacions:

• Situació 1 (estímul natural apetitiu: solució ensucrada): la dopamina augmenta un 45 % sobre el valor basal durant 20 minuts; la densitat de receptors D2 roman inalterada (100 %).

• Situació 2 (injecció aguda d'amfetamina): la dopamina plasmàtica a la sinapsi es dispara un 650 % durant més de 90 minuts.

• Situació 3 (després de 4 setmanes de consum diari d'amfetamina, després de 24 hores de privació): els nivells basals de dopamina descendeixen un 35 % per sota del normal i la densitat de receptors D2 actius ha caigut al 40 % del nivell inicial.

1. a) Interpreta les dades de la Situació 3 per explicar els mecanismes moleculars de la tolerància a la droga i de l'anhedonia (incapacitat per experimentar plaer amb estímuls naturals). Quin fenomen de plasticitat sinàptica adaptativa explica la reducció de receptors D2?
2. b) Prenent com a base aquestes dades biològiques, rebat l'afirmació de qui sostingui que «superar una addicció no requereix suport mèdic ni farmacològic, sinó únicament una decisió ferma de força de voluntat».