RECEPTORES SENSITIVOS

CIRCUITOS NEURONALES PARA EL PROCESAMIENTO

DE LA INFORMACIÓN

Dr. Miguel Ángel García-García Profesor Titular Área de Fisiología.

SISTEMA NERVIOSO SENSITIVO

“ RECEPTORES SENSITIVOS “

■ La mayoría de las funciones del sistema nervioso parten de UNA EXPERIENCIA SENSITIVA que proviene de LOS RECEPTORES SENSITIVOS

“Los impulsos que llegan al sistema nervioso proceden de los receptores sensoriales, estructuras que detectan ciertos estímulos sensoriales; como el tacto, los sonidos, la luz, el dolor, el frío y el calor”.

EJE SOMATOSENSITIVO

RECEPTORES SENSORIALES

Hay cinco clases fundamentales

■ Los mecanorreceptores, detectan la deformación física de la membrana del receptor.

■ Los termorreceptores, detectan cambios de temperatura (calor o frío) del receptor.

■ Los nocirreceptores, detectan la presencia de daños físicos o químicos infligidos al receptor. (receptores del dolor)

■ Los fotorreceptores (receptores electromagnéticos), detectan la luz (fotones) que incide sobre la retina.

■ Los quimiorreceptores, son responsables del gusto y el olfato, y detectan los niveles de O2 y CO2 en sangre y la osmolalidad de los líquidos corporales.

Diversas clases de Terminaciones Nerviosas sensitivas somáticas

*SENSIBILIDAD DIFERENCIAL DE LOS RECEPTORES*

LOS RECEPTORES SENSORIALES son muy sensibles a una determinada

clase o variedad de estímulo (MODALIDAD SENSORIAL):

es el principio de la “línea marcada”.

Una vez activado, el receptor genera unos potenciales de acción en la fibra sensorial a la que está unido, la cual siguiendo el principio de la “línea marcada”, transmite esos impulsos por el nervio periférico hasta la médula espinal.

Lo que nos permite distinguir una clase de sensación de las demás es el lugar del sistema nervioso hacia el que las fibras se dirigen o terminan.

CADA FIBRA o GRUPO DE NEURONAS UNIDAS POR FIBRAS SENSORIALES AFINES:

“ línea marcada”

TRANSDUCCIÓN DE LOS ESTÍMULOS SENSITIVOS EN IMPULSOS

NERVIOSOS

Los receptores sensoriales convierten un estímulo físico-químico en un impulso nervioso.

Cuando un receptor es activado por un

estímulo adecuado, se origina una corriente local en el receptor, que se llama: Potencial del Receptor (un cambio del Potencial eléctrico de la membrana del receptor).

El proceso de conversión o transducción se debe a un cambio en la permeabilidad de la membrana del receptor a los iones y a un cambio en la diferencia de potencial a través de la membrana.

“La amplitud máxima del potencial del receptor es de: unos 100 mv” y se logra “cuando la permeabilidad de la membrana para el sodio alcanza su máximo nivel”.

CUANTO MAS SE ELEVA EL POTENCIAL DEL RECEPTOR POR

ENCIMA DEL UMBRAL, MAYOR RESULTA LA FRECUENCIA DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

La fibra sensitiva unida a cada receptor muestra el “ fenómeno del umbral”.

Sólo si el potencial del receptor supera cierta intensidad (umbral), la fibra genera un potencial de acción capáz de autopropagarse.

El potencial del receptor es proporcional a la magnitud del estímulo.

Al aumentar la intensidad del estímulo, los potenciales de acción subsiguientes aumentan de frecuencia.

Excitación de una fibra nerviosa sensitiva por un potencial del receptor producido por un corpúsculo de Pacini

*ADAPTACIÓN DE LOS RECEPTORES*

Pasado un tiempo los receptores sensitivos se adaptan a su estímulo tanto parcial como totalmente.

Se produce según uno de dos mecanismos:

a) el estímulo puede alterar las propiedades físico-químicas del receptor,

b) puede producirse un proceso de autoacomodación, que puede consistir en una “inactivación” gradual de los canales del sodio con el tiempo.

segundos

ADAPTACIÓN DE LAS DISTINTAS CLASES DE RECEPTORES; se observa la adaptación rápida de algunos receptores y la adaptación lenta de otros.

-Los receptores de “adaptación lenta” siguen transmitiendo señales sin apenas cambios de frecuencia mientras el estímulo está presente: “receptores tónicos” (husos musculares, los órganos tendinosos de Golgi, receptores del dolor, barorreceptores y los quimiorreceptores).

-Los receptores de “adaptación rápida” solo se activan cuando cambia la intensidad del estímulo: “receptores de velocidad” o “detectores de movimiento”

(corpúsculo de Pacini, receptor de los conductos semicirculares y los receptores (propiorreceptores) de las articulaciones

“receptores fásicos”.

rápida

CLASIFICACIÓN FISIOLÓGICA Y FUNCIONES DE “LAS FIBRAS NERVIOSAS”

TRANSMISIÓN DE LAS SEÑALES DE DISTINTA INTENSIDAD POR LOS

FASCÍCULOS NERVIOSOS:

SUMACIÓN ESPACIAL Y TEMPORAL

Los distintos grados de intensidad del estímulo son señalizados haciendo que intervenga un número variable de fibras “paralelas” del mismo nervio; o sea aumento del número de fibras estimuladas SUMACION ESPACIAL.

Modelo de estimulación de las fibras del dolor en un tronco nervioso que procede de un área cutánea estimulada por un pinchazo.

Éste es un ejemplo de SUMACIÓN ESPACIAL

cambiando la frecuencia de los impulsos que se transmiten por una sola fibra; o sea aumento de la frecuencia de los impulsos nerviosos en cada fibra: SUMACIÓN TEMPORAL.

Transformación de la potencia de la señal en una serie de impulsos nerviosos regulados por su frecuencia; se observa la potencia de la señal (arriba), y los impulsos nerviosos aislados (abajo). Este es un ejemplo de SUMACIÓN TEMPORAL

TRANSMISIÓN DE SEÑALES A TRAVÉS DE GRUPOS

NEURONALES

Cualquier grupo de neuronas, como los de la corteza cerebral, del tálamo, puede denominarse como grupo neuronal.

Normalmente cada grupo neuronal tiene un conjunto de *varias entradas (aferentes),* su campo receptor y uno o varios puntos de destinos o “dianas” (dendritas o somas) a los que los mensajes llegan a través de un grupo de axones eferentes (salidas) organizados.

*Los sistemas aferentes pueden transmitir un estímulo umbral o subumbral al grupo neuronal

-La estimulación umbral eleva al Pot. de membrana por encima del nivel de excitación/descarga en algunas células y genera unos potenciales de acción.

(Estímulo excitador o estímulo

supraliminal)

-En otras células, el pot. de membrana puede despolarizarse ligeramente, pero sin la suficiente rapidéz para llegar al umbral (subumbral o subliminal).

Estas células se dice que están

facilitadas, o que son más excitables, porque los EPSP que son menores de lo normal harán que la célula alcance los potenciales de acción umbral y de descarga.

ORGANIZACIÓN BÁSICA de UN“GRUPO NEURONAL”

N. AFERENTE O EST. SUPRALIMINAR.

EST. SUBLIMINAL“N. FACILITADAS”

Fibras de entrada

Fibras de salida

Zonas “de descarga” y “facilitada” de un grupo neuronal

“LA DIVERGENCIA” DE SEÑALES AFERENTES, es una característica común

de algunos grupos neuronales.

Esta divergencia puede adoptar dos formas distintas:

“DIVERGENCIA DE LAS VÍAS NEURONALES” A, Divergencia en una vía para producir “ampliación” de la señal.

B, Divergencia en múltiples fascículos para transmitir la señal a zonas separadas.

Los grupos neuronales puede utilizar

EL MECANISMO DE “CONVERGENCIA” para el procesamiento.

“CONVERGENCIA DE MUCHAS FIBRAS DE ENTRADA EN UNA SOLA NEURONA”

A, Múltiples fibras de entrada derivadas de una sola fuente.

B, Fibras de entrada procedentes de múltiples fuentes distintas.

*CIRCUITO NEURONAL CON SEÑALES DE SALIDA o

EFERENTES EXCITADORAS E INHIBIDORAS*

En el lado eferente, una única neurona o un grupo de neuronas puede dar lugar a señales de salida inhibidoras y excitadoras.

*Un único axón eferente puede proporcionar una señal excitadora a una neurona de la agrupación próxima (postsináptica), que es una neurona excitadora (relevo) o puede hacer sinapsis con una interneurona inhibidora de la agrupación contigua, que luego podría inhibir neuronas excitadoras de la agrupación postsináptica, a esto se llama: “inhibición recíproca”.

*Esta clase de circuito contribuye a impedir la hiperactividad de muchas partes del cerebro.

CIRCUITO INHIBIDOR. La neurona 2 es una neurona inhibidora

El procesamiento de la señal en los grupos neuronales puede emplear “circuitos reverberantes u oscilantes”, como causa de “prolongación de la señal”

En éstos circuitos los axones de salida de la agrupación emiten ramas colaterales que establecen sinapsis con neuronas excitadoras situadas dentro de la agrupación.

Algunos grupos neuronales generan una señal de salida rítmica ( por ej. los centros respiratorios de la F.R. en el bulbo), ésta función utiliza un circuito de reverberación.

CIRCUITOS REVERBERANTES DE CRECIENTE COMPLEJIDAD

CONECTIVIDAD AMPLIA Y DIVERSA EN EL SISTEMA NERVIOSO

Éstos factores pueden producir “inestabilidad funcional en el cerebro” cuando operan erróneamente.

Uno de los ejemplos mas evidente la convulsión epiléptica.

El sistema nervioso utiliza 2 mecanismos para combatir la inestabilidad funcional –circuitos inhibidores como de estabilización del SNC -

-El más notable es la retroinhibición (inhibición por retroalimentación), en éste circuito, la señal de salida de un grupo de neuronas activa las interneuronas inhibidoras localizadas dentro de la agrupación, y éstas proporcionan una retroacción inhibidora a las principales neuronas eferentes de la agrupación.

Un circuito así forma un “freno” regulado internamente en la salida de la agrupación.

Cuando el freno falla, como ocurre en una convulsión, la salida de la agrupación descarga de forma incontrolada.

-El 2do. método para limitar la inestabilidad se llama fatiga sináptica.

La base real no se conoce. Puede tener una base molecular,

como es: una disminución en la captura o utilización del calcio, o puede relacionarse con un cambio de la sensibilidad receptora a más largo plazo implicando una sucesión de un # de receptores.

La Fatiga sináptica significa que la transmisión de señales a través de la sinapsis se debilita de forma progresiva cuando más se prolonga y más intenso es el período de excitación.

FATIGA DE LA CONDUCCIÓN