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Neurofisiología: Fisiología de los receptores

Vamos a continuar con los apuntes de neurofisiología, en este tema toca estudiar los diferentes tipos de receptores y como funcionan, ¿Listos? Espero que os guste:

FISIOLOGÍA SENSORIAL

Conectamos con el medio externo a través de los sentidos (olfato, tacto, visión, audición, equilibrio…)

El conocimiento que los seres vivos poseen del medio externo se inicia con la adquisición de información a través de receptores sensoriales que hacen de intermediarios entre el medio exterior y el SNC. Nos ayuda con la adaptación sensorial al medio ambiente.

Sigue la siguiente ruta:

Estímulo – Receptor sensorial – Centro, vía sensorial – Cerebro – Centro motor – Movimientos, conductas.

Si solo se es estimula un solo tipo de receptor halamos de sensación PRIMARIA, si se estimulan varios receptores, hablamos de sensación mixta o SECUNDARIA.

La integración e interpretación subjetiva que acompaña a la sensación es la percepción sensorial.

Características de las sensaciones:

  • Modalidad ( gusto)
  • Cualidad (variedad de sabores)
  • Intensidad ( fuerte o suave)
  • Dimensión temporo-espacial (localización, amplitud, duración)
  • Dimensión afectiva ( placentero o desagradable)

Los sistemas sensoriales: 

Estímulo – Receptor que transduce el estímulo en potenciales de acción – vías hacia el encéfalo: Señal nerviosa.

Clasificación receptores:

  • Acción directa o mediadores: Receptor primario / secundario
  • Naturaleza física: Mecánica, química
  • Localización estímulo: Exterorreceptores, interorreceptores, propioceptores.

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CARACTERÍSTICAS RECEPTORES SENSORIALES: 

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SOMESTESIA: Sensaciones somáticas que se perciben con todo el cuerpo, no solo se localizan en un órgano concreto.

El sistema somatosensorial percíbe estímulos externos e internos, que se encuadran dentro de cuatro sub-modalidades de la sensibilidad somática:

  • Tacto/Presión
  • Temperatura
  • Dolor
  • Propiocepción (posición de los músculos) : La información se trasmite al cerebro por los husos musculares (localizados en el interior de los músculos), que informan de la longitud del músculo, y con ello, de su posición.

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SENSACIONES EN LA PIEL

Cada centímetro cuadrado de piel cuenta con unas mil quinientas terminaciones nerviosas especiales, receptores de tacto, dolor, temperatura, barorrecepetores…

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TRANSDUCCIÓN SENSORIAL

Puede ser mayor o menor, dependiendo del estímulo, sufre una respuesta gradual.

El estímulo modifica la composición físico-química de la membrana, esto produce cambios en la permeabilidad de la membrana, provocando así una difusión de iones a través de la membrana, modificando así el potencial de membrana del receptor, si este potencial supera el potencial umbral, se descarga un potencial de acción en la fibra nerviosa sensorial conectada al receptor.

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MECANISMOS DE TRANSDUCCIÓN

Inducidos directamente por el estímulo. Mediada por mensajeros intracelulares

Mecanorreceptor: La energía mecánica deforma la membrana receptora y se abren canales de Na+ y K+.

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Quimiorreceptor: La sustancia química se une al receptor y se abren canales.

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Fotorreceptor: Absorben la energía electromagnética (luz), cierre de canales GMPc dependientes y bloqueo de la entrada de Na+.

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Termorreceptor: Permeabilidad membrana, interrupción de la bomba Na+/K+.

INTENSIDAD

9Relación directa de la intensidad del estímulo con la frecuencia de los potenciales de acción derivados de la transducción. Existe una intensidad umbral. Ley de Weber- Fechner.

Dos maneras de detectar o actuar frente a la intensidad: Frecuencia o Reclutamiento. Con frecuencia se hace referencia a cambiar la frecuencia de los PA, así podemos hacernos una idea de la intensidad.

Con reclutamiento se hace referencia a “captar” más unidades sensoriales, cuanto mayor sea el estímulo, haciéndonos así una idea de la intensidad.

A mayor fuerza del estimulo, se activan receptores sensoriales que están en contacto con el estímulo, pero además, se pueden captar otras unidades sensitivas, esto hace que haya más fibras sensoriales activadas, lo que el cerebro interpreta como una mayor intensidad.

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RECEPTORES TÓNICOS /FÁSICOS:

Tónicos: Responde a un estímulo de forma constante, no se adapta al estímulo, mientras el estímulo esté presente, descargará PA de forma constante en relación a la intensidad de este.

Fásicos:  Adaptación rápida, se descargan al aplicar el estímulo, luego no emiten potenciales de acción, hasta que AUMENTA la intensidad del estímulo. No sirve para transmitir señal de manera continua.

LOCALIZACIÓN DE LA SENSACIÓN

Organización espacial de la proyección neuronal en la corteza cerebral : Campo receptor.

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INHIBICIÓN LATERAL:  Con el fin de localizar mejor la sensación, los receptores de la zona central con la que se establece contacto,  se estimulan con mayor intensidad que los receptores adyacentes. Este proceso tiene lugar en el SNC, se logra mayor definición.

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VÍAS SENSORIALES14

Participan tres tipos de neuronas:

Neurona de 1r orden: Neurona sensorial.

(Sinapsis en la médula espinal)

Neurona de 2º orden: neurona espinal.

(Sinapsis en el tálamo)

Neurona de 3r orden: neurona talámica.

¿DÓNDE SE PRODUCEN LAS SENSACIONES?

Unidad sensorial: Neurona aferente y todos los receptores asociados a ella.

Campo receptor: Región que contiene todos los receptores asociados a una neurona aferente.

  • Información sensorial recibida a través de receptores auditivos, gustativos, olfativos, visuales viajan a través de los NERVIOS CRANEALES.
  • Información sensorial recibida a través de receptores somestésicos y propioceptores, viajan a través de los NERVIOS ESPINALES.

3 vías para las sensaciones somestésicas, que puede ser sensibilidad superficial o profunda (propiocepción).

– Vía lemniscal o dorsal

Mediante fibras mielinicas grandes: Rápidez en la transmisión (mielinicas, 30-110 m/s) , de gran fidelidad, y de elevada resolución espacial.

– Vía anterolateral o espinotalámica

Fibras mielinicas pequeñas (8-40 m/s) , menor capacidad discriminación cuantitativa (intensidad), pobre capacidad discriminación espacial.

Espinotalámico lateral para el dolor o la temperatura, espinotalámica anterior o ventral: Tacto.

– Vía  espinocerebelosa.

Información sensorial de músculos y articulaciones relacionada con el movimiento (información de la posición).

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FIBRAS SENSORIALES:

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ÁREAS DE SENSIBILIDAD SOMÁTICA DE LA CORTEZA CEREBRAL

Principal área sensitiva, situada en la Primera circunvolución parietal. (1,2,3 de Brodmann).

Recibe fibras directas de los núcleos de relevo del tálamo.

Se encuentra el Homúnculo sensitivo.

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Interpreta y hace consciente las señales sensitivas.

SISTEMA DE ACTIVACIÓN RETICULAR

Para dormir debemos desconectar la estimulación sensitiva que asciende hacia la corteza cerebral. Presencia de neuronas inhibidoras y neuronas del despertar.

Neurofisiología – Comunicación interneuronal : Sinápsis

Por SINÁPSIS se hace referencia a la comunicación llevada a cabo por neuronas, y puede ser de dos tipos:

Sinápsis central: Comunicaciones entre neuronas

Sinápsis periféricas: Comunicaciones entre neuronas y fibras musculares o glándulas.

ESQUEMA FUNCIONAL NEURONA
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La neurona presináptica conduce el potencial de acción hasta la zona de sinápsis, la célula postsináptica transmite el impulso desde la sinapsis.

Diferentes TIPOS de sinápsis

  • Sinápsis axosomáticas: El axón de la neurona presináptica comunica con el cuerpo de la neurona postsináptica.
  • Sinápsis axodendríticas: El axón de la neurona presináptica comunica con una dendrita de la neurona postsináptica.
  • Sinapsis axoaxónicas: El axón de la neurona presináptica comunica con el axón de la neurona postsináptica.

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3SINÁPSIS ELÉCTRICA: Conexiones a modo de canales que permiten el paso de la corriente iónica de una célula a otra, gran rapidez y sincronización. Puede ser bidireccional.

SINÁPSIS QUÍMICA: Se establece entre células que están separadas entre sí por un espacio de unos 20-100 nm, el llamado espacio intersináptico.

La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada de un potencial de acción, y se produce mediante un proceso muy rápido de secreción celular: en el terminal nervioso presináptico, las vesículas que contienen los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana sináptica. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones calcio a través de los canales de calcio dependientes de voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se fusionen con la membrana presináptica y liberando su contenido al espacio intersináptico. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsináptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana local.

Entre las dos membranas hay un retraso en tiempo, conocido como retraso sináptico, de unos 0,5 ms.

Propiedades sinapsis química: Unidireccional, retardo, dependencia de O2 y glucosa.

Elementos / PROCESOS / FASES de la sinapsis química:5

  1. Transporte de los precursores
  2. Sintesis del neurotransmisor (NT) (Acetilcolina por defecto)
  3. Almacenamiento del NT en vesículas
  4. Excitación mediante un PA
  5. Entrada de Ca++ (El Ca entra a favor de gradiente. Hay varios tipos de canales de Ca activados por voltaje)
  6. Liberación del NT al espacio intersináptico por la entrada de Ca++
  7. Unión NT- Receptor , apertura de canales y potencial postsináptico
  8. Efectos postsinápticos
  9. Inactivación (recaptura, metabolismo) del NT

NEUROTRANSMISORES Y RECEPTORES

El NT que se une a receptores presenta especificidad, pero puede tener una actividad agonista  o antagonistas.

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TIPOS DE RECEPTORES

Ionotrópicos, que abren un canal iónico. Más rápidos.

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Metabotrópicos, que inician mediante segundos mensajeros intracelulares una cascada.

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Excitadores, que producen una despolarización  por entrada de Na+ en la membrana postsináptica. PPSE.

Inhibidores, que producen una hiperpolarización por la entrada de Cl- o K+  en la membrana postsináptica. PPSI.

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Cada neurona recibe miles de conexiones, unas están activas y otras no, unas estimuladoras, otras inhibidoras, unas potentes y otras débiles…y la neurona solo puede hacer una cosa, activarse, o no. Que se active o no depende del conjunto de lo que le llega en cada momento, esta integración de potenciales postsinápticos se lleva a cabo en las dendritas y el soma.

8Si el potencial postsinaptico alcanza el umbral desencadena un Potencial de acción, sumas de PPSE y PPSI.

En caso de INHIBICIÓN, puede ser:

Inhibición presináptica, evitando que el NT llegue al espacio intersináptico.

Inhibición postsináptica, evitando que se propague el PA tras la sinápsis.

PLASTICIDAD SINÁPTICA

Propiedad de las neuronas que deriva de la naturaleza de su funcionamiento. Es un cambio en la manera de transmisión de la información, un cambio en la eficacia, inducido por la experiencia previa.

Los cambios duraderos en la fuerza de las conexiones sinápticas es la base de la memoria, es decir, del almacenamiento de información en el cerebro. Es también la base neurobiológica que permite los cambios adaptativos de conducta, humor, estado de ánimo y también de procesos patológicos como la adicción, trastornos de ansiedad.

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