Transducción sensorial
Es el proceso de transformación de los estímulos sensoriales en señales nerviosas. El estímulo provoca un cambio en la permeabilidad de membrana del receptor, modificando la apertura o cierre de canales. Este es un potencial local, llamado potencial de receptor, que se propaga hasta una regíón donde se forma el potencial de acción, con distinta frecuencia. Los potenciales de acción viajan por la neurona hasta hacer sinapsis con la neurona siguiente. La regíón en la que se transforma el potencial de receptor en un potencial de acción es la zona generadora, especializada en la transducción. Existe una proporción entre la intensidad del estímulo, la amplitud del potencial de receptor y la frecuencia de potenciales de acción.
Mecanismos iónicos de transducción sensorial (potencial de receptor). Dependen del tipo de receptor:
Mecanorreceptores
La presión que se ejerce sobre la membrana provoca la apertura del canal. Ej de mecanorreceptores: células ciliadas de la cóclea, células ciliadas del laberinto vestibular, receptores cutáneos y receptores articulares.
Quimiorreceptores
: normalmente acoplados a proteínas G que regulan un canal iónico. La apertura del canal iónico está mediada por segundos mensajeros (AMPc), y la cascada de AMPc se produce gracias a la activación de la proteína G. Un ejemplo de este tipo de transducción sensorial son las células ciliadas olfatorias, que intervienen en el sentido del olfato.
Fotorreceptores (conos y bastones): el segmento externo de los fotorreceptores contiene un fotopigmento (rodopsina) que cambia de configuración cuando absorbe la luz. La estimulación del cromóforo por la luz reduce la concentración de GMPc en el citoplasma. Esto hiperpolariza el fotorreceptor mediante el cierre de los canales de cationes. Según el tipo de receptor, existen diferencias en cuanto al proceso de transducción sensorial:
Primarios
Las propias terminales nerviosas transducen directamente el estímulo sensorial. El potencial de receptor y el potencial de acción se dan ambos en la neurona sensorial primaria.
Secundarios:
las estructuras no neurales transducen el estímulo sensorial y están inervadas por terminales nerviosas
El potencial de receptor ocurre en la célula receptora, que en algunos casos sí puede generar un PA, pero este no se transmite, tiene la función de amplificar la señal. El potencial de acción tiene lugar en la neurona sensorial primaria. La transmisión de la información de una estructura a otra se realiza mediante una sinapsis química.
Estímulos sensoriales
Codificación de las carácterísticas del estímulo sensorial
pese a la diversidad de sensaciones que experimentamos, todos los sistemas sensoriales transmiten cuatro tipos básicos de información cuando son estimulados:
Modalidad sensorial
La modalidad define una clase general de estímulos, determinada por el tipo de energía transmitida por éste, y por los receptores especializados para recibir esa energía.
Puede ser: –
Somatosensorial
Tacto, dolor, temperatura, propiocepción (postura y movimientos de las partes del cuerpo). –
Sentidos especiales
Visión, audición, equilibrio (posición del cuerpo en el campo gravitatorio), olfato, gusto.
Sensibilidad diferencial
: los receptores sensoriales poseen sensibilidad diferencial a los distintos tipos de estímulos sensoriales (especificidad de receptor). Cada receptor tiene un estímulo al que es muy sensible, aunque también puede ser activado por otros estímulos (con mayor dificultad). El hecho de que el receptor sea selectivo para un tipo particular de energía de estímulo significa que el axón del receptor funciona como una línea de comunicación específica para una modalidad: la actividad del axón
transmite necesariamente información sobre un tipo particular de estímulo. El estímulo óptimo es aquel que evoca la máxima respuesta del receptor con la mínima intensidad. La especificidad de la respuesta en los receptores es la base del principio de “línea marcada”, que es el mecanismo de codificación más importante para cada modalidad del estímulo. El hecho de que el receptor sea selectivo para un tipo particular de energía de estímulo significa que el axón del receptor funciona como una línea de comunicación específica para una modalidad: la actividad del axón transmite necesariamente información sobre un tipo particular de estímulo.
Sinestesia
: fenómeno en el que se experimentan sensaciones de una modalidad sensorial
a paritir de un estímulo de otra modalidad (ej: sonidos que producen la percepción de colores) o de la misma modalidad ( la visión de números o palabras producen la percepción de colores).
Intensidad:
La intensidad de la sensación viene determinada por la amplitud del estímulo.
Código de frecuencia
La frecuencia de activación de una fibra aferente aumenta conforme lo hace la intensidad del estímulo. Esto se debe a que la actividad de los receptores sensitivos cambia en relación con la amplitud del estímulo. El cambio del potencial de membrana producido por el estímulo sensorial se transforma en un código de pulsación digital en el que la frecuencia de los potenciales de acción refleja la amplitud del potencial de receptor. Los estímulos intensos provocan
potenciales de receptor más grandes, que generan un mayor número y una mayor frecuencia de potenciales de acción.
Código de frecuencia
En el punto de traducción de potencial de receptor a potencial de acción, hay un límite denominado umbral fisiológico absoluto.
Intensidades muy bajas, por debajo del umbral, no van a evocar una respuesta, y esa información no se va a poder percibir. A partir del valor umbral, según aumenta la intensidad de estímulo, va a ir aumentando la frecuencia de los potenciales de acción que se generan.
Código de población
Además de aumentar la frecuencia de activación de las neuronas sensitivas individuales, los estímulos más intensos también activan un mayor número de receptores.
Por ello, la intensidad
de un estímulo está también codificada por el tamaño de la población receptora que responde. Estos códigos de población dependen del hecho de que los receptores individuales de un sistema sensorial difieren en cuanto a sus umbrales sensitivos. La mayoría de los sistemas sensoriales tienen por lo menos dos clases de receptores: de umbral bajo y de umbral alto. Según va aumentando la intensidad del estímulo, de débil a fuerte, responden primero los receptores de umbral bajo y después los de umbral alto, y va aumentando el número de receptores activados (reclutamiento).
Duración
La duración depende de la generación de potenciales de acción mientras está presente el estímulo.
Adaptación del receptor:
La frecuencia de potenciales de acción generada por un estímulo continuo decrece con el tiempo. Por ejemplo, cuando entras en una habitación que huele mal, al entrar notas el olor, pero después de un tiempo dejas de sentirlo. Tipos de receptores según su adaptación: –
Tónicos o de adaptación lenta: dan información continua de la intensidad del estímulo. Estos receptores son capaces de señalar magnitudes de estímulos durante varios minutos. La duración del estímulo es señalada por la despolarización y la generación persistente de potenciales de acción a lo largo del período de estimulación. –
Fásicos de adaptación rápida: nos dan información de intensidad del estímulo. Sólo responden al comienzo o al final de un estímulo, y señalán el ritmo o
la velocidad de la estimulación.
Mecanismos de adaptación del receptor
La adaptación de los receptores depende de dos factores: –
A nivel de la transducción o transmisión
En muchos receptores la despolarización prolongada del potencial de receptor activa el mecanismo de generación de impulsos en el axón. –
Estructura del receptor
La estructura del receptor filtra los componentes constantes del estímulo cambiando de forma, por lo que disminuyen la señal eléctrica generada por el receptor.
Localización del estímulo
Campo receptor
Es el área de la superficie corporal o de la retina donde se reciben los estímulos procesados por una misma neurona sensorial. Por ejemplo, el campo receptivo de un mecanorreceptor para el tacto es la regíón de la piel inervada
directamente por los terminales de la neurona receptora, y así incluye toda el área de piel a través de la cual un estímulo táctil puede ser conducido para alcanzar los terminales nerviosos. El campo receptivo de un fotorreceptor de la retina es la regíón del campo visual proyectado por el cristalino en la porción de la retina en la que está localizado el fotorreceptor. Cada receptor responde sólo a la estimulación dentro de su campo receptivo. Un estímulo que afecta a un área mayor que el campo receptivo de un receptor activará los receptores adyacentes. Por lo tanto, el tamaño de un estímulo influye en el número total de receptores que son estimulados.
Convergencia:
es el aumento del tamaño del campo receptor a lo largo de la vía sensorial, lo que disminuye la resolución espacial