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MECANISMOS SENSORIALES
Prof. Jorge P. Roa S.
1.- El SN controla, regula y coordina funciones del organismo y permite que el individuo se relacione
con su entorno.
2.- Para cumplir con sus funciones, el SN funciona en base a Reflejos que es la unidad básica
integrativa y funcional del SN. Su base anatómica es el arco reflejo.
Fig. El Arco Reflejo. Nótese que en el receptor y a nivel de las sinapsis hay respuestas graduadas, proporcionales a la
magnitud del estímulo, mientras que en los axones las respuestas son potenciales de acción todo o nada
3.- La información del mundo que nos rodea y de lo que ocurre en el interior de nuestro organismo es
captada por los órganos de los sentidos (Receptores Sensoriales) los que transforman los estímulos en
impulsos nerviosos, los que son descifrados e interpretados en los centros nerviosos para elaborar
respuestas.
4.- Los órganos sensoriales son los canales de comunicación desde el mundo externo al sistema
nervioso. Cada día recibimos, a través de los órganos de los sentidos, una gran cantidad de
información procedente del entorno, aunque solo una parte muy pequeña de ella es percibida por la
conciencia, el resto es procesado de manera subconsciente o no se utiliza. En otras palabras, la
corteza cerebral (la conciencia) selecciona la información más importante.
5.- La manifestación objetiva de la transmisión de una señal constituye una Sensación , es decir,
consciencia de percibir algún estado o condición del cuerpo o de algunas de sus partes, o emociones.
Ej. sensación de mareo, calor, tacto, etc. Existen 11 sentidos conscientes y varias no conscientes.
6.- Las sensaciones se caracterizan por:
a) Modalidad o cualidad : diferencia que nos permite nombrar las sensaciones, ej. gusto, olfato.
Existen submodalidades, ej. rojo-verde (submodalidad visual), salado-dulce (submodalidad
gustativa). Depende del receptor estimulado y el lugar del SN donde esta información es analizada
(Teoría de Muller).
b) Localización : la sensación siempre es referida al sitio del receptor que la captó,
independientemente donde sea estimulada la vía nerviosa sensitiva (Ley de la proyección de la
sensación). Ej., al estimular un área de la corteza que recibe impulsos desde la mano izquierda, el
paciente experimenta sensación en la mano izquierda, no en la corteza cerebral. Otro ej., dolor en la
extremidad ausente ( miembro fantasma ).
c) Intensidad : depende de la frecuencia de PA (intensidad del estímulo y número de receptores
activados (reclutamiento).
d) Duración : es la relación entre la intensidad del estímulo y la intensidad percibida (adaptación).
Receptores Sensoriales
“Estructura nerviosa asociada o no a estructuras no neurales que traducen un cierto tipo de energía
en impulsos nerviosos. La función de los receptores sensoriales consiste en transformar (transducir) la
energía del estímulo en energía eléctrica, o sea, es un transductor. El receptor sensorial puede ser parte
de una neurona o una célula especializada que genera potencial de acción en las neuronas.
Clasificación de receptores.
A) Según captan información del medio interno o externo
a) Exterorreceptores:
- Receptores de contacto (el estímulo toma contacto directo con el receptor) (Sensibilidad
cutánea). Ej., tactiles, térmicos, dolor, gusto
- Telerreceptores (la fuente estimuladora no se pone en contacto con el receptor). Detectan
cambios que ocurren a distancia. (Sentidos especiales). Ej., fonorreceptores,
fotorreceptores, quimiorreceptores (olfato)
b) Interorreceptores: ubicados en los tejidos y captan estímulos del medio interno.
- Visceroceptores: se ubican en las visceras y su información no llega a la conciencia
(Sensibilidad visceral). Ej., Osmorreceptores, presorreceptores, volorreceptores, etc.
- Propioceptores: informan de la posición de las diferentes partes del cuerpo en el espacio
(Sensibilidad profunda). Ej., Huso muscular, órganos tendinosos de Golgi, receptores
articulares
B.- Según la calidad del Estímulo
Químicos: quimiorreceptores, osmorreceptores
Físicos: a) calóricos (termorreceptores en piel e hipotálamo)
b) presión (presorreceptores en piel y medio interno)
c) de distensión (distensorreceptores en pulmón)
d) ondas sonoras (fonorreceptores)
e) ondas electromagnéticas (fotorreceptores)
C.- Según la morfología
Receptores de axón largo
Receptores de axón corto: presentan una célula o células especializadas entre el estímulo
y el axón. Ej., visuales, auditivos, gustativos.
D.- Velocidad de adaptación.
1.- Receptores de Adaptación Lenta (tónicos o estáticos) descargan potenciales de acción
continuamente durante la aplicación del estímulo. Ej. Huso muscular, nociceptores.
2.- Receptores de Adaptación Rápida (fásicos o dinámicos) descargan PA cuya frecuencia va
disminuyendo durante la aplicación del estímulo. Reaccionan intensamente mientras se
produce el cambio e informan de la velocidad de aparición del cambio. No son útiles para
transmitir una señal continua.
Transducción Sensorial
El procesamiento sensorial comienza en las membranas especializadas de las células receptoras. Estas
poseen dos propiedades importantes en el procesamiento de los estímulos:
1.- Son altamente selectivos para una modalidad de estímulo e ignoran otras modalidades. Dicho
estímulo es el estímulo adecuado o apropiado: el receptor es exquisitamente sensible a su estímulo
adecuado; frente a él responde con un umbral menor. Por ej., la retina detecta la presencia de un
fotón de luz pero también puede responder a otras formas de energía si el estímulo tiene intensidad
suficiente. Un estímulo mecánico tal como frotar los ojos puede producir sensación de luz.
- Las células receptoras producen una señal eléctrica que contiene mucha mayor energía que la que
contiene el estímulo original. Ejemplo de tal amplificación de la energía del estímulo es el
fotorreceptor: Un fotón de luz roja (fotón es el estímulo visual mínimo) contiene 3x
joules (J)
de energía radiante; la captura de un fotón por un fotorreceptor produce una corriente de receptor que
contiene 5x
J de energía eléctrica, lo que representa una amplificación de la energía de unas
1.7x
veces.
Aunque los componentes funcionales de los receptores son diferentes entre si, analizaremos la forma de
transducción de uno de los más conocidos, que es el corpúsculo de Pacini, un receptor táctil.
1.- Consiste de una terminación recta amielínica sensitiva rodeada de laminillas concéntricas de tejido
conjuntivo que la dan aspecto de cebollita. La vaina de mielina comienza dentro del corpúsculo y el
primer nodo de Ranvier también.
2.- La región de transducción de este receptor se encuentra en el extremo de la terminación nerviosa.
En cambio, en el ojo, oído y lengua, la región transductora se encuentra en una célula receptora
separada de la neurona aferente, y las dos células se comunican por transmisión sináptica. La región
transductora del receptor es responsable de la conversión de la energía del estímulo en una señal
eléctrica llamada potencial receptor o potencial generador. En la mayoría de los casos es un
potencial despolarizante no propagado parecido al PPSE.
Cada receptor tiene un mecanismo especial para producir un potencial receptor. En el receptor
mecánico, el estímulo produce un potencial de receptor o generador (PR) por deformación de la
terminal nerviosa. La deformación abre canales permeables a Na
y K
y produce despolarización
de la membrana.
El PR sigue el curso de la estimulación mecánica. A medida que aumenta la deformación mecánica
aumenta la magnitud del PR y al llegar al umbral se genera potencial de acción a nivel del primer
nodo de Ranvier. Mientras el PR sigue en el valor umbral o mayor que umbral, el nervio sensitivo
sigue descargando potenciales de acción. El nodo convierte la respuesta graduada del receptor en
potenciales de acción de frecuencia proporcional a la magnitud del estímulo aplicado.
- La región generadora de espigas del receptor es responsable de la conversión del PR en un tren de
PA (primer nodo de Ranvier). El PR se disemina pasivamente desde la región transductora a la
región generadora de espigas. Si la generadora de espigas se despolariza hasta llegar al umbral, se
genera un PA. Al final del PA, el PR despolariza nuevamente la región generadora de espigas y si
llega al umbral se genera otro PA.
ADAPTACION
Pérdida progresiva de sensibilidad de los receptores cuando se mantiene la estimulación. Es una
disminución de la frecuencia de potenciales de acción ante un estímulo constante y sostenido. Es una
forma de suprimir el exceso de información sensorial que puede llegar al cerebro. También permite
que el receptor codifique información acerca de la velocidad de la aplicación del estímulo.
La adaptación se efectúa a través de dos mecanismos principales:
- El mecanismo transductor no mantiene el potencial de receptor a pesar de una estimulación
mantenida.
- El generador de espigas no mantiene el tren de potenciales de acción aunque se mantenga el
Potencial de receptor. El mecanismo de esta disminución de excitabilidad no se conoce pero se
podría deber a un aumento de:
a.- Conductancia de la membrana al K
b.- Actividad de una bomba Na
-K
electrogénica.
c.- Inactivación de canales de Na
La velocidad de descarga en un receptor fásico aumenta a medida que
aumenta la velocidad de aplicación del estímulo. Si el estímulo se aplica muy
lentamente, el receptor se adapta antes que se pueda desencadenar un PA. Si el
estímulo se aplica muy rápidamente, la excitación se hace mayor que la adaptación, y se presenta
descarga continua de potenciales de acción.
La razón más importante de la adaptación sería la disminución de la frecuencia de PA al mantener un
estímulo durante varios segundos o minutos con intensidad constante en un receptor. El receptor táctil
se adapta rápidamente y sus receptores se llaman fásicos. La aplicación de presión mantenida a un
corpúsculo de Pacini produce un potencial receptor que decae rápidamente. Por otro lado, el huso
muscular, el seno carotídeo y los órganos que responden al dolor y frío se adaptan lenta e
incompletamente y se conocen como receptores de adaptación lenta o tónicos. La adaptación lenta es
importante ya que las sensaciones de dolor y frío son iniciados por estímulos potencialmente dañinos y
perderían su valor de advertencia si sus receptores se adaptaran rápidamente.
CODIFICACION SENSORIAL
Codificación significa conjunto de reglas que permiten codificar uno o mas aspectos del estímulo de un
modo que pueda ser interpretado por el SNC; por ejemplo, la intensidad, la localización espacial, la
modalidad, la frecuencia y la duración.
- La intensidad se codifica mediante la variación de la frecuencia de descarga de las neuronas
sensoriales y por variaciones en el número de receptores activados. La relación se entre la intensidad del
estímulo y la respuesta (a medida que aumenta la intensidad de un estímulo, aumenta la amplitud del
potencial generador) se puede representar como una función de estímulo-respuesta. Para muchas
neuronas sensitivas la función estímulo-respuesta se aproxima a una curva exponencial. La ecuación
general es:
V = k x I
n
en donde V = magnitud del PR; K = constante; I = intensidad del estímulo; n = puede ser menor, igual o
superior a 1.
En la codificación del patrón temporal , la misma neurona puede llevar dos tipos de información
sensorial según su patrón de actividad. Ej. receptores cutáneos al frío indican temperaturas debajo de -
30º descargando en trenes rápidos y temperatura encima de 30º C en la misma forma; entre ambas
temperaturas casi no descargan.
En la codificación de patrón espacial , se necesita actividad de varias neuronas para producir una
sensación. Como ejemplo: es posible que se necesiten descargas de 3 neuronas para codificar diferentes
sensaciones de gusto. La sensación de ácido es producida por la descarga de las 3 neuronas: en cambio,
el gusto es salado si solo descargan dos neuronas.
LEY DE PROYECCION DE LA SENSACION.
Independientemente del lugar de estimulación de una vía sensorial, en su viaje hacia la corteza cerebral,
la sensación consciente producida por la estimulación se proyecta a la localización del receptor. Esta es
la ley de la proyección. Esto se ilustra mediante estimulación de la corteza cerebral durante
procedimientos neuroquirúrgicos. Al estimular el área de la corteza que recibe impulsos desde la mano
izquierda, el paciente experimenta sensación en la mano izquierda, no en la corteza cerebral. Otro
ejemplo dramático se observa en amputados. Estos pacientes se quejan de dolor en la extremidad
ausente ( miembro fantasma ). Estas sensaciones se deben a presión sobre el muñón del miembro
amputado. La presión inicia impulsos en fibras nerviosas que antes provenían de órganos sensoriales en
el miembro amputado, y las sensaciones evocadas se proyectan al lugar en que se encontraban situados
los receptores.
UNIDADES SENSORIALES.
Una unidad sensorial consiste en un solo axón sensitivo y sus ramas periféricas. El campo receptivo de
una unidad sensorial es la zona en donde un estímulo produce una respuesta en dicha unidad. Áreas
inervadas por una unidad sensorial se superponen y entrelazan con áreas inervadas por otras.
BIBLIOGRAFIA
Berne, Robert M., Levy, Matthew N.: Fisiología. 6
a edición. Ed. Harcourt Brace. 2009.
Carlson R. Neil: Fisiología de la Conducta. 8
va ed. Pearson Addison Wesley. 2006.
Ganong, W.: Fisiología Médica. 23
a ed. Editorial McGraw Hill Interamericana, S. A. de C. V. 2010.
Guyton, A. C. Hall, J. E: Fisiología y Fisiopatología. 13
th ed. McGraw-Hill Interamericana, 2016
Tabla Resumen sobre Receptores sensoriales
Receptores Tipo Estímulo que lo
activa
Adaptación Sensación que
genera
Folículo Piloso
Corpúsculo de
Pacini
Huso Muscular
Órgano Tendinoso
de Golgi
Terminación
Nerviosa libre
Corpúsculo de
Meissner
Corpúsculo de
Ruffini
