Introducción

Los receptores sensoriales son células especializadas en la captación de estímulos, que representan la vía de entrada de la información en el sistema nervioso de un organismo.

Los órganos sensoriales, en los seres humanos y otros animales, son los órganos especializados para recibir estímulos del exterior y transmitir el impulso a través de las vías nerviosas hasta el sistema nervioso central donde se procesa y se genera una respuesta. Los cinco sentidos son el oído, la vista, el olfato, el gusto y el tacto.

Según el tipo de estímulo que reciben, los receptores se pueden clasificar en:

Quimiorreceptores: se excitan al ponerse en contacto con sustancias químicas por aire o agua, y se encuentran en los sentidos del gusto y del olfato. También se encuentran en los senos carotídeos y aórticos, quienes captan los cambios de PH en la sangre.

Mecanorreceptores: reciben la información de tipo mecánico, es decir, responden al contacto, a las diferencias de presión, a la fuerza de gravedad, etc. Existen mecanorreceptores especializados, por ejemplo, los estatorreceptores informan sobre la posición del equilibrio, y los fonorreceptores perciben las ondas sonoras.

Termorreceptores: se especializan en procesar la información sobre los cambios de temperatura, algunos perciben el frío y otros el calor.

Fotorreceptores: perciben los fotones (cuantos de luz) y transforman la energía electromagnética en impulsos nerviosos. Tienden a concentrarse en órganos más o menos complejos: los ojos simples (hombre) o los compuestos (artrópodos).

Nociceptores (receptores de dolor): Detectan cambios a nivel químico, térmico y mecánico, asociado con daño celular, localizados en la piel, articulaciones, músculos y vísceras. No son adaptables.

La visión

La visión es una facultad por la cual a través del ojo, órgano visual, se percibe el mundo exterior. Muchos organismos simples tienen receptores luminosos capaces de reaccionar ante determinados movimientos y sombras, pero la verdadera visión se compone por la formación de imágenes en el cerebro. Los fotorreceptores son las células nerviosas que captan los fotones y se denominan conos o bastones. En el hombre, ellos se encuentran en la retina, y a través de ellos se puede obtener la información acerca del volumen,

tamaño, la forma, el color y el movimiento de los objetos.

El oído

El oído es el órgano responsable de la audición y el equilibrio, y está compuesto por mecanorreceptores quienes captan las vibraciones y las transforman en impulsos nerviosos que irán hasta el cerebro, donde los estímulos serán interpretados.

El Tacto

El tacto, es otro de los cinco sentidos de los seres humanos y de otros animales. A través del tacto, el cuerpo percibe el contacto con las distintas sustancias, objetos, etcétera. Los seres humanos presentan terminaciones nerviosas especializadas y localizadas en la piel, que se llaman receptores del tacto. Los receptores se estimulan ante una deformación mecánica de la piel y transportan las sensaciones hacia el cerebro a través de fibras nerviosas. Los receptores se encuentran en la epidermis, que es la capa más externa de la piel, y están distribuidos por todo el cuerpo de forma variable, por lo que aparecen zonas con distintos grados de sensibilidad táctil en función de los números de receptores que contengan.

El Gusto

Este facultad de los humanos, entre otros animales, actúa por contacto de sustancias solubles con la lengua. El ser humano es capaz de percibir un abanico amplio de sabores como respuesta a la combinación de varios estímulos, entre ellos textura, temperatura, olor y gusto. Considerado de forma aislada, el sentido del gusto sólo percibe cuatro sabores básicos: dulce, salado, ácido y amargo; cada uno de ellos es detectado por un tipo especial de papilas gustativas.

La lengua posee casi 10.000 papilas gustativas que están distribuidas de forma desigual en la cara superior de la lengua, donde forman manchas sensibles a clases determinadas de compuestos que inducen las sensaciones del gusto.

El Olfato

Este sentido permite percibir los olores. La nariz, equipada con nervios olfativos, es el principal órgano del olfato. Los nervios olfativos son también importantes para diferenciar el gusto de las sustancias que se encuentran dentro de la boca. La captación de los olores es el primer paso de un proceso que continúa con la transmisión del impulso a través del nervio olfativo y acaba con la percepción del olor por el cerebro.

Objetivos

Objetivo general Analizar las características funcionales de algunas modalidades sensoriales, explicar el

funcionamiento de los receptores involucrados en ellas y señalar su importancia en la homeostasis.

Objetivos particulares Determinar la importancia de las vellosidades en la detección de estímulos externos. Identificar las zonas de discriminación táctil en diversas zonas como cuello y espalda. Observar el tiempo que tarda el cuerpo en conocer su posición exacta en el espacio

quitándole la vista para evitar el ajuste. Evaluar la adaptación de los receptores de temperatura y que tan rápido se adaptan. Observar la posición que tienen los colores observados por una persona después de una

exposición ligeramente prolongada a diferentes colores al mismo tiempo. Observar la amplitud del campo visual de cada uno de los ojos y su eficiencia en cada una

de las posiciones del eje. Determinar las diferentes zonas de identificación de sabor en la lengua y su importancia en

la identificación de alimentos. Observar el umbral de recepción de la lengua aplicando diferentes concentraciones de

azúcar.

Material y Métodos

Ver páginas 6-8 del manual de laboratorio de fisiología humana

Resultados

• Experiencia I. Exploración de receptores cutáneos

• Experiencia II. Discriminación táctil

• Experiencia III. Sensibilidad propioceptiva

Tabla 1. Número de intentos al intentar juntar los dedos índices con los ojos cerrados en distintas posiciones

Posición Número de intentos

Sobre la cabeza 1

Enfrente de la cara 4

• Experiencia IV. Receptores a la temperatura

Tabla 2. Sensación percibida en agua a temperatura ambiente después de someter a temperaturas extremas

Temperatura del agua Sensación a temperatura ambiente

Fría 6.5 ºC Caliente

Caliente 43 ºC Frío

Ambiente 21.5 ºC

• Experiencia V. Post-imágenes

Figura 3. A la izquierda se ve la imagen que se observó durante 30 segundos, mientras que a la derecha se ve la imagen percibida al ver un fondo blanco.

• Experiencia VI. Determinación del campo visual

Se anexa en papel milimétrico

• Experiencia VII. Distribución de receptores gustativos

Sacarosa 5%: Región 2

Ácido cítrico 2%: Región 1

Cloruro de sodio 2%: Región 4

Bisulfato de quinina 0.2%: Región 3

• Experiencia VIII. Umbral gustativo

Umbral gustativo: Solución de sacarosa al 1%

Discusión de Resultados

• Experiencia I. Exploración de receptores cutáneos

En la figura 1 se observa que en la piel con vello, tanto en la mano como en el antebrazo, se perciben mayor número de sensaciones en comparación con la piel después de ser rasurada. Es decir, cuando no hay vello (en una zona que suele tener vello) la sensibilidad de esa área es menor. Este resultado, se debe a que en la piel pilosa (con vello) presenta receptores llamados folículos pilosos que son mecanorreceptores de adaptación rápida y por consiguiente detectan prioritariamente el contacto inicial y el movimiento de cualquier objeto sobre la superficie de la piel; sin embargo, cuando la piel pilosa es rasurada se pierde sensibilidad pues los vellos hay sido “eliminados” y los estímulos no se perciben tan fácilmente. Los plexos de la raíz del pelo son un conjunto de finas terminaciones que se arrollan en el bulbo piloso y detectan el movimiento de los vellos

• Experiencia II. Discriminación táctil

En la figura 2 se observan los umbrales de sensibilidad al tacto en dos puntos en distintas regiones del cuerpo, es decir, se determinó la distancia mínima a la que dos puntos de contacto se pueden percibir como separados. Si la distancia entre dos puntos del compás es inferior a esta distancia mínima, solo se puede percibir un punto “borroso” de contacto. Así, el umbral de sensibilidad al tacto en dos puntos es una indicación de la agudeza táctil también llamada discriminación táctil o

capacidad discriminativa). (Ver Fig. 1) podemos observar que los umbrales de sensibilidad que reportamos para el dedo índice así como para la cara concuerdan con lo esperado; mientras que los umbrales de sensibilidad en la espalda, cuello y antebrazo son mucho menores que los esperados, lo cual se puede deber a la genética del sujeto. Por otro lado en la bibliografía se reportada un umbral menor para el cuello que para la espalda y nosotros obtuvimos un umbral más bajo en la espalda que en el cuello; esto se pudo deber a que la zona en la que realizamos la prueba está cerca de la espada.

Estos resultados se deben a dos factores que influyen sobre la agudeza táctil en distintas partes del cuerpo. El primero es la densidad de receptores (que va de la mano con el tamaño de los campos receptivos). El tamaño del campo receptivo es inversamente proporcional a la densidad de los receptores de área; mientras más cercanos en el espacio se encuentren los receptores de un tipo particular, menor será el área que cada uno monitorea (Sherwood, 2011) y por lo tanto la densidad de los receptores aumentara. El segundo factor es la inhibición lateral; en la inhibición lateral, la vía que se activa con mayor fuerza originándose en el centro del estímulo, inhibe las vías de la periferia ligeramente excitadas en comparación a la inhibición que éstas ejercen sobre aquella vía central más fuertemente excitada. Al bloquear la transmisión posterior de las señales débiles, el contraste entre la información deseada y aquella no deseada aumenta y el estímulo puede ubicarse con precisión (Sherwood, 2011). Por ende, podemos decir que en el dedo índice y en la cara (cerca de los labios) hay mayor densidad de receptores y por lo tanto la corteza presenta una mayor área somatosensorial; mientras que en el cuello, antebrazo y espalda hay una menor densidad de receptores respectivamente.

• Experiencia III. Sensibilidad propioceptiva.

En la tabla 1 se evalúa el número de intentos necesarios para juntar los dedos índice con los ojos cerrados en distintas posiciones. La sensibilidad propioceptiva informa sobre la posición de los miembros y movimientos corporales (Tresguerres, 2010). Sin embargo, esta propiorrecepción no es suficiente; sobre todo, cuando se trata de realizar actividades que requieran una gran precisión, como las que se realizaron en el experimento. Para tener una referencia exacta de donde se encuentran las manos, además de los propioprreceptores ubicados en los músculos y articulaciones, el cerebro se apoya en el sentido de la vista. Al eliminar el factor de la vista, se dificulta conocer la ubicación espacial de los dedos, por lo que es normal necesitar más de un intento para conseguir juntar las puntas de los dedos, sin embargo, cuando el estímulo se vuelve repetitivo, los receptores muestran adaptación y es posible juntar las puntas de los dedos aún sin verlos. Normalmente tomaría menos intentos juntar los dedos frente al rostro que sobre la cabeza, al ser el primero un movimiento más común, sin embargo, la percepción espacial varía de un sujeto a otro.

• Experiencia IV Receptores a la temperatura

En la tabla 2 se evalúa la sensación percibida en agua a temperatura ambiente después de someter la piel de los dedos a temperaturas diferentes entre sí. En este caso se están estimulando los corpúsculos de Ruffini que se activan a temperaturas entre 29 y 49 °C (termorreceptores para el calor) y también son estimulados los bulbos terminales de Krause, los cuales responden a temperaturas menores a los 18 ℃ (termorreceptores para el frío) (Tresguerres, 2011). Estos receptores son de adaptación lenta y durante el experimento la información es distinta en cada dedo, después de un tiempo, el estímulo persiste pero la frecuencia decae, por lo que al cambiar la temperatura de muy fría a temperatura ambiente, es percibida como caliente, por la adaptación que se había generado previamente.

• Experiencia V Post imágenes

En la figura 3 se compara una imagen inicial de cuatro colores con otra imagen generada por el cerebro al observar una hoja blanca. Al observar un punto constantemente, los receptores de la retina se adaptan y gastan los pigmentos para cada color, después, al observar una hoja blanca, la cual contiene la longitud de onda de todos los colores, se generan las imágenes de los colores que se encontraban en la tarjeta, sin embargo, hay poca información sobre los colores debido a la ausencia de pigmento visual en la adaptación cromática, por lo cual en la post imagen los colores no aparecen en la posición original de la tarjeta.

Experiencia VI Determinación del campo visual

En esta experiencia, se determina el campo visual para cada ojo (campo visual monocular) que es el área que percibe el ojo al mirar hacia delante sin mover la cabeza. Normalmente, el campo visual periférico alcanza unos 91,5° en sentido temporal, hasta 75° hacia abajo, 55 ° hacia arriba y 64 grados en sentido nasal. Los resultados obtenidos concuerdan con lo esperado, no obstante, el campo visual depende de la habituación, el tamaño, la luminosidad y el color del objeto observado, y puede diferir de una persona a otra. Si se sobreponen los campos visuales obtenidos para cada ojo, esto resulta en el campo visual binocular, es decir, la visión de ambos ojos se complementa y la visión central resulta mejor que la periférica. La vía óptica discurre desde la retina del ojo, pasando por el nervio óptico, el quiasma óptico, el tracto óptico y distintas vías nerviosas ópticas, hasta los centros de visión del cerebro y la corteza visual. (Tresguerres, 2011). El campo visual monocular corresponde a la extensión del espacio que percibe un ojo inmóvil, es un campo visual relativo, ya que está limitado por la prominencia de la nariz, la frente y los pómulos y eso afecta los resultados obtenidos.

• Experiencia VII. Distribución de receptores gustativos

En el ser humano existen 5 tipos de sabor percibidos, los cuáles son percibidos con mayor agudeza en una región concreta de la lengua. (Tresguerres, 2011) Cada célula receptora responde en distinta magnitud a los cinco sabores primarios, pero generalmente responde de manera preferencial a una de las distintas modalidades de sabor (Sherwood, 2011). En este caso la solución de sacarosa se percibió en la región 2 como se esperaba ya que se encuentran receptores para el sabor dulce en esta área. La sacarosa interactúa con sitios de unión de los receptores del “dulce”; la unión de sacarosa activa a una proteína Gs, la cual a su vez activa la vía del AMPc como segundo mensajero en la célula gustativa. La vía del segundo mensajero resulta en la fosforilación y el bloqueo de canales de K+ en la membrana de las células receptoras produciendo un potencial receptor despolarizante. Este potencial despolarizante abre los canales de Ca+ dependientes de voltaje, provocando la entrada de iones Ca+, lo cual promueve la liberación de un neurotransmisor. A su vez, este neurotransmisor inicia potenciales de acción en las terminales de las fibras nerviosas aferentes con las cuales hace sinopsis la célula receptora.

La solución de ácido cítrico se percibió en la región 1, lo cual coincide con la bibliografía consultada, ya que en esta región se encuentran receptores que son bloqueados mediante H+ , percibiendo así el sabor ácido. Los iones H+ bloquean los canales de K+ en la membrana de la célula receptora. La disminución del paso de iones de K+ hacia fuera de la célula, provoca una diferencia de potencial y por lo tanto se produce un potencial receptor despolarizante. Al igual que en los receptores del sabor “dulce”, el potencial despolarizante abre los canales de Ca + dependientes de voltaje, provocando la entrada de iones Ca+, lo cual promueve la liberación de un neurotransmisor. A su vez, este neurotransmisor inicia potenciales de acción en las terminales de las fibras nerviosas aferentes con las cuales hace sinopsis la célula receptora.

La solución de cloruro de sodio se percibió en la región 4, lo cual coincide con la bibliografía consultada, ya que es la región para percibir el sabor “salado”. En este caso la entrada directa de Na+ a través de canales provoca una diferencia de potencial y se produce una despolarización. El potencial despolarizante abre los canales de Ca+ dependientes de voltaje, provocando la entrada de iones Ca+, lo cual promueve la liberación de un neurotransmisor. A su vez, este neurotransmisor inicia potenciales de acción en las terminales de las fibras nerviosas aferentes con las cuales hace sinopsis la célula receptora.

Finalmente, el sabor amargo percibido por la solución de bisulfato de quinina en la región 3, se debe a la unión de quinina con ciertos receptores; esta unión activa a una proteína Gq, la cual a su vez activa la vía del IP3 como segundo mensajero. La vía del segundo mensajero resulta en la unión del IP3 con canales dependientes de ligando que se encuentran en la membrana del retículo sarcoplásmico, lo que a su vez provoca la salida de Ca+ hacia el citosol. Lo cual promueve la liberación de un neurotransmisor. A su vez, este neurotransmisor inicia potenciales de acción en las terminales de las fibras nerviosas aferentes con las cuales hace sinopsis la célula receptora.

Todas estas señales se transmiten vía relevos sinópticos en el tallo cerebral y el tálamo hacia el área cortical gustativa. A diferencia de la mayoría de aferencias sensoriales, las vías gustativas generalmente no se cruzan (Sherwood, 2011).

• Experiencia VIII. Umbral gustativo

Los receptores gustativos, al igual que los demás tipos de receptores, poseen un umbral para ser excitados y percibir a los sabores. Se le conoce como concentración umbral a la mínima concentración de una sustancia determinada que desencadena una respuesta. (Calderón, 2002). La concentración umbral de las sustancias a las que responden las papilas gustativas varía según en cada sustancia. (Barret, 2010) En este caso nuestra compañera detecto el sabor dulce cuando la solución de sacarosa estaba al 1%, por ende podemos decir que este es su umbral gustativo para el sabor dulce. El mínimo umbral gustativo para el sabor dulce reportado en la bibliografía es de 0.01 M. Sin embargo, “este umbral gustativo tiene un valor muy variable entre las personas, determinadas probablemente en gran medida por la genética” (Calderón, 2002.), así mismo puede variar por alteraciones clínicas como agusia (ausencia del sentido del gusto), hipogusia(menor sentido del gusto) o disgusia (percepción alterada de los sabores) (Barret, 2010).

Conclusiones

Los receptores sensoriales reciben estímulos de distintos tipos que llevan información sensorial al cerebro y producen una respuesta ya sea interna o externa, son capaces de captar estímulos externos y generar un impulso nervioso y sensaciones. Los impulsos y sensaciones son importantes para proporcionar al individuo información de las condiciones ambientales que lo rodean y generar una respuesta apropiada.

Bibliografía Consultada

Barret, E. et al. 2010. Ganong. Fisiología Médica. 23ª Edición. McGraw-Hill Interamericana Editores S.A. de C.V. México. Págs. Consultadas: 223-226

Sherwood, L. 2011. Fisiología Humana: De las células a los sistemas. 7ª Edición. Cengage Learning Editores S.A. de C.V. Págs. Consultadas: 189- 191, 229-230

Tresguerres, 2011. Fisiología humana. 4ta edición, Editorial McGrawwHill, PP. 99-109

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