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Receptores sensitivos, circuitos neuronales La información llega al sistema nervioso por los receptores sensitivos. Los receptores sensitivos detectan estímulos como el tacto, el sonido, la luz, el dolor, el frío y el calor. Los receptores transforman los estímulos en señales nerviosas que son enviadas y procesadas en el sistema nervioso central. Tipos de receptores sensitivos y estímulos que detectan: Mecanorreceptores (mecánica y estiramiento) Termorreceptores (cambios de temperatura) Nocirreceptores (receptores del dolor) Alteraciones, daños físicos o químicos Receptores electromagnéticos. (luz en la retina) Quimiorreceptores (gusto, olfato, oxígeno en la sangre arterial, CO2, osmolalidad de líquidos corporales, otros factores que completen la bioquímica del organismo) Sensibilidad diferencial de los receptores: Cada receptor resulta muy sensible a una clase de estímulo y en cambio es casi insensible a otros. Los conos y bastones de los ojos son muy sensibles a la luz pero insensibles al calor, frío, o presión sobre los globos oculares Los osmorreceptores detectan variaciones de la osmolalidad de los líquidos corporales, pero nunca al sonido. Los receptores cutáneos para el dolor casi nunca se estimulan con corrientes de tacto o presión , pero están muy activos en el momento que la intensidad es suficiente para dañar los tejidos. Receptores sensitivos, circuitos neuronales para el procesamiento de la información: Cada uno de los principales tipos sensitivos que experimentamos (dolor, tacto, visión, sonido, etc) se llama modalidad de sensación Pese al echo de que percibimos diversas modalidades, las fibras nerviosas únicamente transmiten impulsos Por tanto, ¿Cómo es que distintas fibras nerviosas transmiten modalidades diferentes de sensación? La respuesta señala que cada fascículo nervioso termina en un punto específico del sistema nervioso central y el tipo de sensación estimula una fibra nerviosa que queda determinado por la zona del sistema nervioso a la que conduce esta fibra. Por ejemplo, si se estimula una fibra táctil por la excitación eléctrica de un receptor o por cualquier otro mecanismo, la persona percibe sensación porque dichas fibras conducen hasta las áreas específicas del tacto en el cerebro. La especificidad de la fibras nerviosas para transmitir nada más que una modalidad de sensación se llama PRINCIPIO DE LA LÍNEA MARCADA Transducción de estímulos sensitivos en impulsos: CORRIENTES ELÉCTRICAS LOCALES EN LAS TERMINACIONES NERVIOSAS: POTENCIALES RECEPTOR En todos los receptores sensitivos cualquiera el tipo de estímulo que les excite, su efecto consiste en modificar su potencial eléctrico de membrana. Este cambio en el potencial se llama POTENCIAL DE RECEPTOR Mecanismos de los potenciales de receptor: Los receptores pueden excitarse siguiendo modos de generar potenciales de receptor 1. Por deformación mecánica del receptor. 2. Por la aplicación de un producto membrana 3. Por un cambio de la temperatura membrana que modifique su permeabilidad 4. Por los efectos de la radiación electromagnética, como la luz sobre receptor visual de la retina, al modificar las características de la membrana Transducción de estímulos LAS POTENCIALES DE cualquiera que sea efecto inmediato eléctrico de potencial se llama potenciales de receptor: siguiendo algunos receptor receptor. un producto químico a la temperatura de la permeabilidad sobre un retina, al modificar las membrana del receptor. En todos los casos, la causa básica del potencial de membrana es permeabilidad de la membrana permite la difusión iónica con facilidad a través de la membrana potencial transmembrana Amplitud del potencial de receptor máximo: La amplitud máxima de los potenciales de sensitivos es de unos 100mV, cuando la intensidad del estímulo es Más o menos se trata del registrado en los potenciales de También es el cambio que membrana adquiere una los iones sodio. Adaptación de los receptores: Otra característica que comparten todos receptores sensitivos es su TOTAL a cualquier estímulo después de transcurrido un tiempo. Es decir cuando se aplica un receptor responde al principio con impulsos alta y después disminuye muchas veces desaparecer del La adaptación de ciertos receptores que la de otros. Por ejemplo los corpúsculos de se adapten a la extinción en segundo, pero algunos necesitan horas ello y por esta razón se les INADAPTABLES. Los quimiorreceptores y los probablemente nunca se El mecanismo de adaptación receptor casos, la causa básica del cambio en el es una modificación en la membrana del receptor, que iónica con mayor o menor membrana y variar así el transmembrana Amplitud del potencial de receptor máximo: de los potenciales de receptor 100mV, este valor se alcanza cuando la intensidad del estímulo es altísima del mismo voltaje máximo en los potenciales de acción. que sucede cuando la adquiere una permeabilidad máxima de Adaptación de los característica que comparten todos los su ADAPTACIÓN PARCIAL O a cualquier estímulo después de haber aplica un estímulo continuo, el responde al principio con una frecuencia de disminuye la frecuencia para desaparecer del todo. receptores es mucho mayor ejemplo los corpúsculos de Pacini en unas centésimas de algunos necesitan horas o días para se les llama RECEPTORES y los receptores para el dolor se adaptan del todo adaptación varía con cada tipo de MECANORRECEPTORES: Tomando como ejemplo el corpúsculo de Pacini, la adaptación sucede de dos maneras. En primer lugar el corpúsculo de Pacini es una estructura viscoelástica, por lo que si se aplica una fuerza sobre uno de sus lados, esta fuerza se transmite al instante a la fibra nerviosa central, lo que desencadena un potencial de receptor Sin embargo, en unas pocas centésimas de segundo, el líquido contenido en su interior se redistribuye, de manera que deja de generarse el potencial de receptor, así desaparece el estímulo aunque siga presente su acción. Esto tal vez obedezca a una inactivación progresiva de los canales de Na en su membrana, lo que significa que el flujo de este ion se cierre poco a poco. Estos dos mecanismos de adaptación se aplican a las demás clases de mecanorreceptores. El segundo mecanismo de adaptación es mucho más lento, deriva de un proceso llamado ACOMODACIÓN, que sucede en la propia fibra nerviosa Aunque la fibra central continúe deformada, el extremo de la fibra se acomoda paulatinamente al estímulo. Los receptores de adaptación lenta detectan la intensidad continua del estímulo: Por ejemplo, los impulsos procedentes de los husos musculares y de los aparatos tendinosos de Golgi dan a conocer el estado de concentración muscular y la carga soportada por el tendón muscular e cada instante lenta son los siguientes. 1. Los pertenecientes a la mácula en el aparato vestibular. 2. Los receptores para el dolor 3. Los barorreceptores del árbol arterial 4. . Los quimiorreceptores de los cuerpos carotideo y aórtico. Debido a su capacidad para seguir transmitiendo información durante muchas horas también, se les denomina receptores tónicos Importancia de los receptores de velocidad, su función predictiva: Si se conoce la velocidad a la que tiene lugar un cambio de situación corporal se podrá predecir cuál será el estado del organismo unos cuantos segundos o incluso minutos más tarde. Por ejemplo los receptores de los conductos semicirculares del aparato vestibular del oídodetectan la velocidad del giro de la cabeza en los se siguientes Para corregir el movimiento de las piernas por anticipado Y no perder el equilibrio La pérdida de esta función predictiva impide correr a una persona Fibras nerviosas que transmiten diferentes tipos de señales y su clasificación fisiológica: • Algunas señales necesitan transmitirse con enorme rapidez, sino la información sería inútil. • Un ejemplo son las señales sensitivas que comunican al cerebro la posición instantánea de las piernas en cada fracción de segundo cuando se corre, o en el extremo sensación de un dolor prolongado su envío veloz, por lo que bastar conducción lenta. • Los tamaños de las fibras nerviosas entre 0,5 y 20um. • Cuanto mayor sea más rápido será velocidad de conducción Clasificación general de las fibras nerviosas: Las de tipo C son pequeñas Amielínicas a los impulsos a velocidades bajas. Las de tipo A son las típicas fibras mielínicas tamaño grande y medio pertenecientes raquídeos Clasificación empleada por los fisiólogos: Grupo Ia Procedentes de las terminaciones anuloespirales de los husos musculares, Son las A de tipo α Grupo Ib Fibras procedentes de los órganos tendinosos de Golgi son fibras A de tipo Grupo II Fibras procedentes de los receptores cutáneos aislados y de las terminaciones en ramilletes de los husos musculares son fibras tipo β y ɣ, Grupo III Fibras que transportan la temperatura tacto dolor, Son fibras A del tipo δ. Grupo IV Fibras amielínicas que transportan dolor temperatura y tacto grosero, son fibras extremo opuesto, la prolongado no requiere bastara fibras de fibras nerviosas oscilan rápido será su Clasificación general de las que conducen mielínicas de a los nervios Clasificación empleada por terminaciones de los husos musculares, Son las fibras los órganos A de tipo α los receptores táctiles y de las terminaciones en musculares son fibras A del transportan la temperatura el transportan dolor grosero, son fibras de tipo C Transmisión de señals de diferente intensidad por los fascículos nerviosos Sumación espacial: El fenómeno de sumación espacial, transmite la intensidad creciente de una mediante un numero progresivamente fibras. La imagen ofrece un sector de paralelas del dolor. Esta área de la fibra El número de terminaciones es pero disminuye hacia la periferia Así un tendrá más estimulación periferia. Las señales más intensas cada diseminan a más fibras. Este sumación espacial Transmisión de señals de diferente intensidad por los fascículos nerviosos Sumación espacial: sumación espacial, es por el cual se creciente de una señal numero progresivamente mayor de ofrece un sector de piel inervado por fibras área se llama campo receptor terminaciones es grande en su centro, la periferia Así un pinchazo más estimulación en el centro que en la más intensas cada vez se Este es el fenómeno de la Sumación temporal: Un segundo medio para transmitir señales intensidad consiste en acelerar la frecuencia impulsos nerviosos que recorren cada fibra, observa en la figura. Grupos neuronales: El sistema nervioso central está integrado de millones de grupos neuronales, señales de frecuencia de los fibra, como se integrado por miles Algunos contienen unas cuantas otros presentan una cantidad Cada grupo neuronal posee especial que le hace procesar las señales particular y singular, lo que cumplan multitud de funciones Transmisión de señales a través de grupos neuronales: ORGANIZACIÓN DE LAS NEURONAS LAS SEÑALES En un grupo neuronal existen las de salida Cada fibra llega y se divide aportando mil fibrillas terminales hacer sinapsis con dendritas o somas de La zona neuronal Estimulada que se llama Campo de Estimulación Estímulos por encima y por debajo del umbral excitación o facilitación: Algunos contienen unas cuantas neuronas, mientras cantidad enorme de las mismas posee su propia organización hace procesar las señales de un modo que permite que los grupos funciones del sistema nervioso Transmisión de señales a través de grupos neuronales: NEURONAS PARA TRANSMITIR existen las fibras de entrada y divide cientos o miles de veces, terminales como mínimo para hacer sinapsis con dendritas o somas de neuronas Estimulada por cada fibra nerviosa Campo de Estimulación Estímulos por encima y por debajo del umbral excitación La descarga de un solo terminal presináptico excitador casi nunca causa un potencial una neurona postsináptica Para activar un potencial de acción de una debe actuar sobre la misma un gran número terminales de llegada a la vez Si la fibra de entrada tiene terminales presinápticos más de los necesarios para hacer que la neurona descargue, se dice que el estímulo de la esta neurona es un estímulo excitador, llamado estímulo por encima del umbral Si la fibra de entrada aporta terminales neuronas, pero no los suficientes para suscitar su excitación, la descarga de estos terminales las posibilidades de que se exciten estas por las señales de otras fibras nerviosas Se dice que los estímulos de estas neuronas resultan facilitadas Todas las neuronas están estimuladas por la llega, esta es la zona de descarga d la fibra entrada, también llamada zona excitada liminal Inhibición de un grupo neuronal: Algunas fibras de entrada inhiben a neuronas, en vez de excitarlas, esta situación es opuesta a la facilitación A esto se le llama zona inhibidora presináptico potencial de acción en de acción de una neurona gran número de terminales presinápticos la neurona estímulo de la fibra para excitador, también umbral terminales a las suscitar su terminales aumenta estas neuronas otras fibras nerviosas neuronas resultan por la fibra que fibra de entrada, también llamada zona excitada o zona Inhibición de un grupo fibras de entrada inhiben a las esta situación inhibidora Divergencia de las seña que atreviesan los grupos neuronales: Muchas veces es importante penetren en un grupo neuronal cantidad mucho mayor de las Este fenómeno se llama divergencia Divergencia Amplificador entrada se disemina sobre un neuronas Divergencia en múltiples fascículos de la señal desde el grupo sigue dos Por ejemplo la información que columnas dorsales de la médula adopta dos trayectos 1.Hacia el cerebelo 2.A través de las regiones inferiores del encéfalo hasta el tálamo y la corteza Convergencia de señales: Convergencia significa que un múltiples orígenes se reúnen fuente La convergencia también puede de entrada derivadas de múltiples Divergencia de las señales que atreviesan los grupos importante que las señales débiles un grupo neuronal y exciten una de las fibras nerviosas divergencia : Significa que una señal de disemina sobre un número creciente de múltiples fascículos : La transmisión grupo sigue dos direcciones la información que llega hasta las la médula adopta dos cerebelo de las regiones inferiores del encéfalo la corteza cerebral. Convergencia de señales: que un conjunto de señales de reúnen para excitar una sola puede surgir con las señales de múltiples fuentes Por ejemplo Las Interneuronas de la médula espinal reciben señales desde 1fibras nerviosas periféricas que penetran médula 2. Fibras propioespinales 3. Fibras corticoespinales 4. Otras vías largas desde el encéfalo hasta la médula espinal Prolongación de una señal por un grupo neuronal: En Muchos casos una señal que penetra suscita una descarga de salidaprolongada posdescarga Posdescarga sináptica Cuando las sinapsis excitadoras descargan sobre la superficie dendritas o del soma en una neurona, surge un potencial eléctrico postsináptico Mientras se mantenga este potencial puede excitando a la neurona haciendo que transmita continuos impulsos de salida la médula espinal penetran en la encéfalo hasta la Prolongación de una señal por un grupo neuronal: penetra en un grupo prolongada llamada sinapsis la superficie de la neurona, surge en ella puede seguir transmita Como consecuencia de este posdescarga, es posible que una única entrada instantánea de lugar señal sostenida de muchos Circuito reverbernte (oscilatório) como causa de la prolongación de la señal: Es uno de los circuitos más importantes nervioso Está ocasionado por una retroalimentación dentro del circuito neuronal, retroalimentación encargada del mismo circuito Caraterísticas de la prolongación de la señal en un circuito reverberante: La reverberación la intensidad suele crecer hasta un valor disminuye hasta llegar a un punto súbitamente cesa del todo, la causa fatiga de las uniones sinápticas La duración de la señal total antes también puede controlarse por medio inhibición o facilitación del circuito señales procedentes de otras este mecanismo de que una única señal de lugar a la emisión de una uchos milisegundos de duración Circuito reverbernte como causa de la prolongación de la señal: más importantes del sistema por una retroalimentación positiva neuronal, que ejerce una retroalimentación encargada de reexcitar la entrada Caraterísticas de la prolongación de la señal en un circuito reverberante: la intensidad de la señal de salida valor alto y a continuación un punto crítico, en el que súbitamente cesa del todo, la causa reside en la sinápticas la señal total antes de detenerse también puede controlarse por medio de la facilitación del circuito a través de las otras partes del cerebro Emisión de señales continuas desde algunos circuitos neuronales Algunos circuitos neuronales emiten señales salida de forma continua, incluso sin señales entrada excitadoras. Dos mecanismos ocasionan este efecto: - La descarga neuronal intrínseca continua Las neuronas descargan de forma repetidas del potencial de membrana excitador sube por encima de un cierto valor umbral Esto sucede sobre todo en gran parte de del cerebelo - Las señales reverberantes continuas Un circuito reverberante que no alcance fatiga suficiente como para detener la reverberación es una fuente de impulsos continuos. Emisión de señales rítmicas Emisión de señales continuas desde algunos circuitos señales de señales de Dos mecanismos ocasionan este continua forma repetidas si el nivel membrana excitador sube por de las neuronas no alcance un grado de reverberación rítmicas: Muchos circuitos neuronales salida rítmicas Por ejemplo, una señal respiratoria los centros respiratorios del protuberancia. La señal rítmica mantiene de por vida. Se ha observado que todas rítmicas derivan de circuitos Inestabilidad y es de los circuitos neuronales: Casi cualquier parte del cerebro directas o indirectas con cualquier crea un serio problema Una señal excitadora que del cerebro detonaría un reexcitaciones por todas partes Si llegara a ocurrir esto, el inundado por una nube de control alguno Estas señales estarían ocupando cerebrales de manera que cualquier señal informativa Tal efecto acontece en amplias durante las convulsiones El sistema nervioso evita esto mecanismos básicos Circuitos inhibidores como mecanismo para estabilizar la función del sistema nervioso: Dos tipos de circuitos inhibidores sirven la difusión excesiva de las señales regiones del encéfalo Muchos circuitos neuronales emiten señales de respiratoria rítmica nace en del bulbo raquídeo y de la señal rítmica respiratoria se todas o casi todas las señales circuitos reverberantes Inestabilidad y estabilidad de los circuitos neuronales: cerebro posee conexiones con cualquier otra parte y esto que penetre a cualquier nivel detonaría un ciclo continuo de por todas partes esto, el cerebro quedaría de señales reverberantes sin Estas señales estarían ocupando los circuitos que sería imposible transmitir informativa amplias regiones cerebrales convulsiones epilépticas esto mediante 2 Circuitos inhibidores como mecanismo para estabilizar la función del sistema circuitos inhibidores sirven para impedir de las señales por extensas 1. Los circuitos de retroalimentación inhibidores que vuelven desde el extremo terminal de una vía hacia las neuronas excitadoras iniciales de esa misma vía 2. Ciertos grupos neuronales que ejercen un control inhibidor global sobre regiones generalizadas del cerebro. Fatiga sináptica como médio para estabilizar el sistema nervioso: La fatiga sináptica significa transmisión sináptica que se vuelve cada vez más débil cuanto más largo e intenso sea el período de excitación Cuanto más breve sea el intervalo entre los reflejos flexores sucesivos, menor será la intensidad de la respuesta refleja posterior Cuando las vías cerebrales están sometidas a un uso excesivo, suelen acabar fatigándose, por lo que desciende su sensibilidad, a la inversa, las que están infrautilizadas se encuentran descansadas y sus sensibilidades aumentan, por tanto, la fatiga y su recuperación constituye un medio importante a corto plazo para moderar la sensibilidad de los diferentes circuitos del sistema nervioso sirven para mantener un funcionamiento eficaz Cambios a largo plazo en la sensibilidad sináptica ocasionados por la regulación al alza o la baja de los receptores sinápticos La sensibilidad a largo plazo de las sinapsis puede cambiar tremendamente si la cantidad de proteínas receptores presentes en los puntos sinápticos se regula al alza en una situación de baja actividad, y a la baja cuando haya una hiperactividad
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