Receptores Sensoriales y Sistemas Nerviosos: Una Perspectiva Biológica

Receptores Sensoriales y su Clasificación

Los receptores sensoriales son estructuras especializadas que detectan cambios en el ambiente interno o externo de un organismo. Se clasifican según el tipo de estímulo que detectan:

Mecanorreceptores: Responden a estímulos mecánicos como el tacto, la presión, el equilibrio y la audición.
Termorreceptores: Detectan estímulos térmicos, es decir, cambios en la temperatura. Son receptores táctiles especializados en la captación del frío o del calor.
Quimiorreceptores: Son impresionados por estímulos químicos, como los receptores del olfato y el gusto.
Fotorreceptores: Responden a estímulos luminosos, como los receptores de la vista.

Órganos Sensoriales

Los órganos sensoriales son estructuras que contienen receptores sensoriales y permiten a los organismos interactuar con su entorno. Se clasifican en:

Táctiles: Detectan sensaciones táctiles, se estimulan por contacto o por presión. Algunos responden al dolor y otros al calor y al frío. Pueden ser libres o estar encapsulados (corpúsculos táctiles).
Del equilibrio: Detectan alteraciones, rotaciones y cambios de dirección. En invertebrados, excepto insectos, se encuentran los estatocistos, que varían en los distintos grupos. En vertebrados, los órganos del equilibrio se encuentran en el oído y presentan muy ligeras variaciones.
Auditivos: Captan sonidos. En insectos, existen órganos llamados cordotonales y una especialización de estos, los órganos de Johnston (antenas). En vertebrados, algunos captan ultrasonidos que sirven para su orientación en lugares oscuros o de noche, actuando como radares que recogen el eco de su propio sonido (murciélagos). El oído de los vertebrados es un órgano con doble función (audición y equilibrio).
Olfativos: Son sensibles a pequeñas sustancias en estado gaseoso y gotitas de fuentes lejanas que provocan los olores (sensaciones). En invertebrados, existen diversos tipos de estructuras olfativas, como en artrópodos (antenas) y moluscos (tentáculos y bordes del manto). En vertebrados, existen diversos tipos que, excepto en los peces, están comunicados con la cavidad bucal.
Gustativos: Se estimulan por sustancias líquidas o sólidas disueltas que entran en contacto con las células sensitivas. En invertebrados y vertebrados suelen encontrarse cerca de la boca o en su interior. En algunos casos están en otros lugares, como en las patas (moscas) o la piel (peces y anfibios).
Visuales: Son estimulados por radiaciones luminosas. Los simples distinguen la intensidad de la luz, pero no las imágenes. El espectro visible no es idéntico en todos los animales, ya que el rango de radiaciones que pueden captar sus órganos visuales es diferente.

Ojos Compuestos y Ocelos

Ojos compuestos: Reticulados en su exterior y enormemente llamativos, constan de numerosas unidades visuales llamadas omatidios, que son cónicos y cuentan con una lente externa hexagonal. A mayor número de omatidios, mayor capacidad visual.
Ocelos: Situados en la parte superior de la cabeza, formando un triángulo entre los ojos compuestos y las antenas. Captan la luz polarizada y estimulan la sensibilidad de los ojos compuestos. No enfocan y, por tanto, no tienen capacidad de visión.

Sinapsis y Placa Motora

Sinapsis químicas: Existe una mayor separación entre las neuronas que en la sinapsis eléctrica. El espacio que queda entre ambas se denomina hendidura sináptica. El extremo de los axones presenta unos botones terminales con numerosas vesículas sinápticas llenas de neurotransmisores.
Placa motora: Las sinapsis que se producen entre una neurona y una fibra muscular se denominan placas motoras y pueden inducir una contracción. El proceso de transmisión del impulso nervioso es similar a la sinapsis química entre neuronas.

Sistemas Nerviosos en Invertebrados

Cnidarios: En hidras, medusas y anémonas de mar aparecen por primera vez verdaderas neuronas que establecen contactos sinápticos entre sí, formando plexos nerviosos.
Platelmintos: Sistema de mayor complejidad que los cnidarios. Cuenta con neuronas sensitivas, motoras y de asociación, con sinapsis unidireccionales y con un eje céfalo-caudal con simetría bilateral.
Anélidos: En el extremo cefálico, los anélidos presentan una masa ganglionar dorsal o ganglios cerebroides unidos y conectados con la cadena ventral por dos cordones nerviosos que rodean la faringe, formando el collar periesofágico.
Artrópodos: Organización similar a la de los anélidos. En los más evolucionados se observa una mayor centralización del sistema nervioso. El cerebro está mucho más desarrollado y los órganos de los sentidos también.
Moluscos: Mayor concentración de ganglios. El molusco típico tiene dos pares de cordones nerviosos y cuatro pares de ganglios (cerebrales, pedios, pleurales y viscerales) conectados entre sí por anillos nerviosos. En los más evolucionados, los ganglios tienden a unirse, dando lugar a un cerebro que, en el caso de los cefalópodos, alcanza el mismo grado de desarrollo que el de los grupos vertebrados menos desarrollados.
Equinodermos: Aunque en estado larvario tienen simetría bilateral, sufren una metamorfosis y cambian a simetría radial, por lo que su sistema nervioso también es radial y se constituye por un anillo nervioso situado alrededor del tubo digestivo, del que parte un cordón nervioso por cada brazo. Sistema nervioso no centralizado, por lo que no se habla de ganglios cerebroides.

Sistema Nervioso en Vertebrados (SNV)

Sistema Nervioso Central (SNC): Constituido por el encéfalo (situado en la parte anterior del animal, protegido por el cráneo y que presenta distintos estados de desarrollo en los diferentes grupos de vertebrados) y por la médula espinal, que está protegida por la columna vertebral.
Sistema Nervioso Periférico (SNP): Formado por los nervios y los ganglios periféricos. Este sistema se divide en el sistema autónomo y el sistema vegetativo.

Clasificación de los Nervios

Según el sentido de transmisión del impulso nervioso:

Nervios sensitivos: Envían estímulos desde los receptores a los centros de coordinación.
Nervios motores: Llevan impulsos desde los centros de coordinación a los órganos efectores.
Nervios mixtos: Tienen fibras de los dos tipos.

Según desde dónde arrancan:

Nervios craneales: Parten del encéfalo.
Nervios raquídeos o espinales: Se originan en la médula espinal.

Sistema Nervioso Somático y Vegetativo

Sistema somático: Controla los músculos esqueléticos, los que se mueven de forma consciente y responden a cambios externos.
Sistema vegetativo: Funciona sin que el individuo sea consciente de sus acciones. Actúa sobre la musculatura lisa, el músculo cardíaco y las glándulas del organismo. Formado por nervios motores craneales y raquídeos y por ganglios vegetativos.

Sistema Simpático y Parasimpático

Sistema simpático: Los ganglios que lo integran están cerca de la médula, formando una cadena. Las fibras preganglionares son cortas y las posganglionares, largas. Las fibras nerviosas salen de las porciones cervical, dorsal y lumbar de la médula espinal. Actúa preparando al organismo para la acción y aumenta el gasto energético.
Sistema parasimpático: Los ganglios se encuentran próximos al órgano efector. Las fibras posganglionares son cortas. Las fibras nerviosas salen de la región craneal y de la porción sacra de la médula. Induce al organismo a la relajación y contribuye al ahorro energético.

Actos Voluntarios y Respuestas

Actos voluntarios: Se realizan conscientemente y se controlan de forma voluntaria. Implican la captación del estímulo, la transmisión del impulso del bulbo raquídeo a la corteza cerebral y de la corteza cerebral al efector.
Respuesta motora: Los órganos efectores son los músculos, que al contraerse producen el movimiento de órganos internos o de huesos, provocando la locomoción.
Respuesta glandular: El órgano efector es una glándula que recibe del encéfalo la orden de secretar una sustancia química.

Sistema Hormonal en Invertebrados

Células neurosecretoras: Producen sustancias hormonales que no tienen relación alguna con los mediadores químicos que intervienen en la excitación nerviosa. Son conocidas en anélidos, moluscos y artrópodos.
Órganos neurohemales: Órganos de estructura glandular a los que va a parar, por vía axónica, el producto de secreción procedente de las células neurosecretoras. Son ejemplos de estos órganos los cuerpos cardíacos.
Glándulas endocrinas: Como la glándula protorácica y los cuerpos alados de insectos.

Especialmente conocido es el sistema endocrino de insectos, que ha sido ampliamente investigado por la facilidad en la recogida y crianza de estos animales.

Feromonas

Las feromonas son sustancias químicas que expulsan al medio ciertas glándulas exocrinas. Sirven para marcar territorios, permitir a los machos localizar a las hembras en época de reproducción e indicar el camino hacia los alimentos en el caso de los insectos sociales.

Glándulas del Sistema Endocrino Humano

Hipófisis: Controla la secreción de otras glándulas.
Tiroides: Segrega tiroxina y triyodotironina, que estimulan el metabolismo, y calcitonina, que inhibe la liberación de calcio de los huesos.
Paratiroides: Segrega parathormona, que estimula la liberación de calcio de los huesos y su reabsorción por los riñones, y mejora la absorción del calcio en el intestino.
Timo: Fabrica linfocitos en edad temprana, pero se atrofia con la edad.
Páncreas: Produce insulina y glucagón.
Cápsulas suprarrenales: Segregan cortisona, que interviene en el metabolismo de los glúcidos, y adrenalina y noradrenalina en la médula, que actúan en situaciones largas de estrés.
Gónadas: Producen hormonas sexuales, andrógenos en los testículos y estrógenos en los ovarios, que contribuyen al desarrollo y mantenimiento de los caracteres sexuales correspondientes. En el ovario se produce también progesterona, que prepara al organismo para la procreación.
Glándula pineal: Segrega melatonina, que interviene en la maduración de los órganos sexuales.