TP Nº 12 Receptores sensoriales - Facultad de Ciencias Naturales
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U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Trabajo Práctico Nº 12 Receptores Sensoriales Introducción La supervivencia de cualquier organismo depende de la obtención de una información adecuada del medio externo; es donde va a encontrar el alimento y donde residen los posibles peligros. Igualmente importante es la información del estado de las funciones internas para mantener el correcto funcionamiento del organismo. Nuestra imagen perceptual del mundo exterior es siempre una abstracción de la realidad física, cuyos aspectos cualitativos y cuantitativos dependen de las transformaciones ocurridas en los mecanismos neurales operantes. Éstos incluyen etapas tales como la codificación periférica de la información procedente del mundo externo que ocurre a nivel de los receptores (terminaciones especializadas periféricas de fibras nerviosas aferentes) que convierten la energía del estímulo en patrones de impulsos. Estas señales cifradas son transmitidas, modificadas e interpretadas al llegar a las distintas poblaciones neuronales involucradas, por mecanismos aún no conocidos totalmente. El término codificación se refiere a la forma en que la información es representada mediante la actividad neural. Esta codificación permite utilizar a los potenciales de acción como vehículo para la transmisión, a través de vías nerviosas específicas, de patrones de impulsos que las recorren, llevando información sobre: calidad, intensidad, localización y patrones temporales y espaciales de los estímulos que producen las sensaciones. Podemos clasificar a los receptores en función del tipo de estimulo que detecten: Mecanorreceptores: detectan deformación mecánica del receptor o de los tejidos adyacentes (oído, algunos receptores del sentido del tacto) Termorreceptores: detectan cambios en la temperatura; unos responden al frío y otros al calor. Fotorreceptores: detectan luz (la retina del ojo). Quimiorreceptores: detectan la presencia o ausencia de un compuesto químico (gusto, olfato, nivel de O2 en la sangre arterial, osmolaridad de los líquidos corporales, concentración de CO2) Nociceptores: son receptores del dolor. Detectan daño (físico o químico) en los tejidos. T.P12, Receptores Sensoriales, 1 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales 1. Célula sensorial del corpúsculo carótideo sensible a estímulos químicos 2. Célula gustativa a moléculas presentes en los alimentos 3. Neurona olfativa sensible a odógenos 4. Corpúsculo de Pacini, sensible a estímulos mecánicos de presión 5. Terminales nerviosos de la piel sensibles a estímulos nocivos que provocan dolor 6. Células pilosas del oído interno sensibles a las ondas inducidas por los estímulos acústicos 7. Células de la retina (conos o bastoncitos) sensibles a los efectos de la luz 8. Primera neurona de la vía sensorial de mecanorreceptors de elongación presente en el huso muscular (músculo esquelético) T.P12, Receptores Sensoriales, 2 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales También podemos clasificar los receptores según la procedencia del estímulo: - Exterorreceptores: reciben estímulos del medio externo y se ubican en los órganos de los sentidos. - Interorreceptores: captan estímulos internos como presión, Ta, pH, hambre, nauseas, sed, etc). Se ubican en las visceras, vasos sanguíneos. - Propiorreceptores: captan estímulos internos. Se ubican en músculos, tendones, articulaciones. Informan sobre orientación en el espacio, posición de miembros. Los receptores sensoriales, sean del tipo que sean, extraen la misma información básica del estímulo: - Modalidad: cada tipo de receptor responde mejor a su estímulo adecuado. - Intensidad: existe una intensidad umbral para cada estímulo, y a partir de ahí la respuesta del receptor es graduada hasta que se satura. - Duración: los distintos mecanismos de adaptación de los receptores son importantes a la hora de obtener información sobre la duración del estímulo. - Localización: viene dada por el campo de receptor, es la región de una superficie sensorial (retina, piel) que cuando es estimulada, modifica el potencial de membrana de una neurona sensorial. La quimiopercepción constituye la base de numerosas actividades del comportamiento, incluida, de manera particular en los animales, la comunicación interindividual. La función más importante de la quimiopercepción está en relación con la búsqueda y captura de los alimentos, así como con los procesos que regulan su adecuada digestión. Al propio tiempo, los sentidos químicos desempeñan un papel muy importante en la evitación de sustancias o ambientes nocivos. En muchos animales, la detección de las sustancias químicas segregadas por un individuo determinado forma parte del mecanismo de atracción sexual; por otra parte, la secreción de sustancias químicas puede ser utilizada tanto para atraer a una potencial víctima como para alejar o rechazar a los posibles depredadores. Debe tenerse en cuenta que las pruebas realizadas en un examen sensorial habitual, dependen del relato subjetivo o introspectivo del sujeto a quien se le realiza la valoración. La experiencia pasada, la combinación de sensaciones, la comparación con otra y los aspectos afectivos que acompañan a las sensaciones, transforman la sensación pura en percepción. Todo esto explica, por ejemplo, que dos personas puedan recibir los mismos estímulos y percibirlos, sin embargo, en forma diferente. T.P12, Receptores Sensoriales, 3 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Sentido del gusto En los mamíferos, la sensibilidad gustativa depende de la adecuada estimulación de receptores ubicados en formaciones especializadas, los botones gustativos, particularmente adaptados para la detección de sustancias en disolución. Los receptores gustativos están, habitualmente, localizados en determinadas áreas de la superficie dorsal de la lengua y no en el paladar, como podría deducirse de la expresión popular «tener un buen paladar» (en los peces se hallan distribuidos por toda la superficie corporal). Un botón gustativo está constituido por un conjunto de células de tipo epitelial ordenadas o estructuradas en forma de cáliz o de copa (unas 30 a 40 por botón o papila caliciforme). Dichas células muestran, a nivel del polo apical, numerosas microvellosidades que se proyectan sobre los pequeños poros o aberturas de los botones gustativos y sirven de elementos de conexión con el líquido presente en la superficie de la lengua. De esta manera, en el botón gustativo, las sustancias con sabor, en disolución, se ponen en contacto con las células sensoriales. Las señales emitidas por los receptores gustativos son transmitidas al sistema nervioso central a través de las numerosas fibras nerviosas que los inervan. En el hombre existen alrededor de unos 12.000 botones gustativos sobre la superficie de la lengua, distribuidos no de manera uniforme, sino concentrados en determinadas áreas, que se extienden desde la punta de la lengua hasta los bordes laterales y sobre una pequeña zona que cruza transversalmente el órgano, a nivel de la base de la lengua. De esta forma, la superficie de la lengua presenta unas áreas con una gran densidad de terminaciones sensoriales para los receptores gustativos, dotados de una elevada sensibilidad para la quimiopercepción, y otras, relativamente mucho más extensas,desprovistas totalmente de quimiorreceptores y que muestran una insensibilidad absoluta a la mayor parte de las sustancias químicas. La capacidad que posee una especie molecular definida para estimular un determinado tipo de receptor gustativo está condicionada por diversos tipos de factores físicos y químicos. Para que una sustancia tenga sabor, es necesario que se disuelva en la saliva, ya que los botones gustativos solamente son excitados por sustancias en disolución. Las sustancias insolubles, como el oro, el platino, la vaselina, etc., carecen de todo sabor. Por otra parte, paradójicamente, sustancias relativamente solubles en el agua, como el nitrógeno o el oxígeno, no originan tampoco ninguna sensación gustativa. Las hexosas (monosacáridos) poseen todas ellas sabor dulce, siendo la sensibilidad máxima para la fructosa, intermedia para la glucosa y mínima para la manosa. Las moscas son atraídas por las hexosas y disacáridos, pero no sienten ningún atractivo por las triosas y tetrosas. En otros casos, a pesar de la completa identidad química, existen diferencias en la calidad del gusto en función de la disposición espacial de determinados grupos funcionales; así, la d-fenilalanina tiene sabor dulce, mientras que la lfenilalanina, el aminoácido natural, tiene sabor amargo. Curiosamente, sustancias cuya composición química es totalmente distinta pueden poseer un sabor casi idéntico, éste es el caso de la sacarosa, la T.P12, Receptores Sensoriales, 4 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales sacarina y los ciclamatos, las cuales, a pesar de corresponder a estructuras químicas completamente distintas, poseen sabor dulce todas ellas. La cualidad de un sabor viene determinada por un conjunto de sensaciones originadas en distintos tipos de receptores. Dejando aparte el olfato, que contribuye en gran manera a configurar el «sabor» de los alimentos (en casos de resfrío o al bloquear las aberturas de las fosas nasales no podemos «saborear» la comida), las sensaciones gustativas dependen de la estimulación de receptores térmicos, mecánicos, etc., además de los propiamente químicos. El sabor acre (áspero y picante) de algunas sustancias es debido a la estimulación simultánea de las fibras de la sensibilidad dolorosa. La sensación de astringencia es debida, probablemente, a una ligera lesión de los mecanorreceptores por los iones hidrógeno libres. Entre las sustancias con sabor que estimulan, a la vez, la sensibilidad térmica, tenemos como ejemplos característicos el del mentol, que da lugar a una sensación de frío o frescor, y el alcohol, que favorece la sensación de calor. La gran variedad de sabores que apreciamos en las comidas o manjares es, por tanto, el resultado de sensaciones complejas, en las que participan no sólo los estímulos de tipo gustativo, sino los táctiles, térmicos, olfatorios, etc. Las cualidades propiamente típicas del sentido del gusto corresponden a los cuatro sabores fundamentales: dulce, salado, ácido y amargo. Estas distintas cualidades o modalidades no son percibidas de igual manera en todas las áreas o regiones gustativas, sino que ofrecen diferencias de localización características. Así, la máxima sensibilidad para el dulce se localiza en la punta de la lengua; para el ácido en la parte posterior del reborde lingual; para el salado en la parte anterior del reborde lingual y, en menor proporción, en la punta de la lengua, y para el amargo en la base de la lengua. Fig. 1. Distribución de las modalidades gustativas. La intensidad de la excitación depende de la extensión de la zona afectada o estimulada por el excitante, razón por la cual «paladeamos» cuando deseamos percibir mejor un gusto débil (fig. 1). T.P12, Receptores Sensoriales, 5 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Distribución de los receptores gustativos Los receptores gustativos son el punto de partida de una serie de reflejos importantes. La secreción de los jugos digestivos depende, en gran medida, del sabor de la sustancia ingerida. La secreción de saliva y de jugo gástrico es mucho más intensa cuando el alimento despierta una sensación agradable que cuando éste es recibido con desagrado. La máxima capacidad para estimular la producción de saliva la poseen las sustancias de carácter ácido, las cuales dan lugar a una profusa secreción cuyo objetivo principal es el de reducir la concentración de hidrogeniones y con ello evitar la lesión de las mucosas bucal, faríngea y esofágica. Las sustancias de sabor dulce dan lugar a una secreción salival moderada, mientras que las de sabor amargo inducen una secreción mínima. Curiosamente, estas últimas poseen la capacidad de estimular de manera notable la secreción de jugo gástrico, lo que explica su efecto favorable sobre la digestión. Sentido del olfato El sentido del olfato comprende un conjunto de fenómenos mucho más complicados que en el caso del gusto. Los receptores olfatorios están constituidos por terminaciones nerviosas localizadas en la parte superior y posterior de las fosas nasales. Fig. 2. Localización del sentido del olfato. En el hombre existen unos 20 millones de receptores olfatorios, cada uno de los cuales presenta alrededor de 20 prolongaciones o filamentos de tipo ciliar. Estos receptores son, de hecho, células sensoriales primarias que envían o proyectan sus axones directamente al cerebro (fig. 2). T.P12, Receptores Sensoriales, 6 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales El epitelio nasal contiene también terminaciones nerviosas libres, pertenecientes a la rama nasal del trigémino, las cuales responden a la presencia de sustancias químicas a menudo distintas a las que excitan habitualmente los receptores olfatorios. El mecanismo por medio del cual se consigue la estimulación de los receptores olfatorios dista de estar completamente aclarado y presenta numerosos problemas e interrogantes. Moléculas de tamaño o estructura muy diferente pueden oler de manera parecida, mientras que, por el contrario, moléculas muy similares pueden dar lugar a sensaciones olorosas totalmente distintas. El número de cualidades o modalidades de sensaciones olfatorias es inmenso, estimándose que el olfato humano puede llegar a detectar unos 10.000 tipos distintos de olores. A pesar de la gran variedad de olores que podemos percibir, no existe un criterio aceptable y aceptado por todos los autores para clasificar las distintas sensaciones olfatorias de manera satisfactoria. A título de orientación y con un criterio totalmente arbitrario, podemos distinguir las siguientes variedades: 1. Alcanfor 2. Almizcle 3. Floral (jazmín). 4. Menta 5. Éter 6. Picante 7. Pútrido De hecho, existe un número relativamente pequeño de sustancias, unas 50, que dan lugar a sensaciones olfatorias puras; la mayoría de las sustancias o compuestos odoríferos originan estimulaciones mixtas, en las que participa también el sentido del gusto, así como la estimulación de las terminaciones libres del nervio trigémino de la mucosa nasal. Cuando el individuo realiza movimientos respiratorios tranquilos, poco profundos, el aire que está en contacto más inmediato con la región olfatoria está casi en reposo, por lo que tan sólo una pequeña fracción de la sustancia odorífera inhalada llega a ponerse en contacto con los receptores olfatorios. Para “oler” mejor llevamos a cabo inspiraciones intensas, profundas, con objeto de movilizar una mayor cantidad de aire y, con ello, incrementar el número de moléculas que entran en contacto con las células neurosensoriales. La sensación no es igual para cualquier concentración de la sustancia que haya que detectar. Cuando aumenta la concentración de una sustancia odorífera, se percibe, al comienzo, una sensación olorosa indefinida («se huele algo») para, a medida que se alcanzan valores o concentraciones superiores, detectar la sensación olfatoria específica. En el primer caso se alcanza el «umbral de sensibilidad» y en el segundo el «umbral de especificidad». T.P12, Receptores Sensoriales, 7 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales El perro posee una sensibilidad olfatoria muy superior a la del hombre, presentando unos umbrales olfatorios que son de 6 a 8 órdenes de magnitud inferiores a los de la especie humana. El perro puede detectar concentraciones de compuesto odorífero del orden de 10.000 moléculas por centímetro cúbico de aire; teniendo en cuenta que esta masa se distribuye entre varios millones de células o receptores olfatorios, se deduce fácilmente que debe bastar, probablemente, una sola molécula para estimular un receptor olfatorio. Los receptores olfatorios se adaptan con suma rapidez, lo que explica que, al entrar en una habitación, se perciba claramente un olor determinado, mientras que al cabo de un cierto tiempo no se note ya dicha sensación. Sentido de la vista Los Fotorreceptores captan estímulos lumínicos o fotones. Se encuentran en la retina. Se calsifican en: Conos: Sensibles a estímulos intensos, generan la visión en colores. Contienen pigmentos que reciben luz de distinta λ, se degradan y producen un estímulo que genera una imagen visual de ese color. Hay tres tipos de pigmentos (para verde, rojo y azul) y tres tipos de conos para cada uno. La combinación de los conos estimulados ofrece el matiz de colores. Bastones: Sensibles a luz menos intensa. Responsables de la visión en tonalidades grises. T.P12, Receptores Sensoriales, 8 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Objetivos Determinar la distribución de los receptores de estímulos mecánicos, térmicos y dolorosos sobre la superficie de la piel. Comprobar la distribución de los receptores gustativos sobre la superficie lingual. Demostrar la ubicación limitada y un tanto marginal de los receptores olfatorios en la especie humana. Determinar los umbrales de sensibilidad para distintas sustancias en disolución. Actividades MECANORRECEPCIÓN Sentido del tacto en el hombre: Esta práctica se realizará en parejas: un individuo actuará como observador y el otro como sujeto experimental. -Localización: El sujeto cierra los ojos. Con la punta de un alfiler se tocan diferentes zonas de los dedos, los brazos y la espalda (escoger zonas que el sujeto pueda alcanzar con la punta de un lápiz). Se pide al sujeto que intente poner la punta del lápiz en el punto tocado por el alfiler. Deben probarse cuando menos cinco lugares distintos en cada una de las cuatro zonas. Se mide y anota, en milímetros, la distancia entre el punto que toca el individuo y el del alfiler; posteriormente, se obtiene la media de las distancias anotadas, para cada una de las zonas estudiadas. DEDOS MANOS BRAZOS ESPALDA MEDIDAS MEDIAS -Adaptación: Hay varios tipos de receptores táctiles en la piel. Unos responden a presión continua y presentan una adaptación lenta (discos de Merkel y órganos de Ruffini). Otros son de adaptación rápida T.P12, Receptores Sensoriales, 9 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales y responden sobre todo a estímulos que cambian rápidamente, como por ejemplo vibraciones (corpúsculos de Paccini y de Meissner). El sujeto pone sus manos sobre la superficie de la mesa, con las palmas hacia abajo y los dedos separados, y mantiene los ojos cerrados. El observador le pone un pequeño trozo de corcho sobre la cara dorsal de un dedo, entre la uña y la primera articulación. Se pide al sujeto que señale el momento en que percibe la sensación del tacto y el momento en el cual esta sensación desaparece, anotándose el tiempo. Se procede de igual forma en las manos y brazos. DEDOS MANOS BRAZOS TIEMPOS MEDIAS -Discriminación del tacto entre dos puntos: El sujeto cierra los ojos. En distintos lugares de los dedos, las manos, los brazos y la espalda, se busca cuál es la distancia mínima que debe haber entre dos alfileres para que el sujeto experimente dos sensaciones táctiles distintas. El estudio se inicia poniendo las dos puntas de los alfileres juntas, luego separándolas por una distancia mayor que la necesaria para la discriminación de dos puntos. Se sigue la prueba con cambios sucesivos, alternativamente por encima y por debajo de la distancia mínima, hasta que una disminución muy pequeña de la separación de las puntas tiene como resultado la sensación de tacto en un solo lugar. Se hacen cinco determinaciones de la distancia mínima para la discriminación de dos puntos en cada una de las cuatro zonas. DEDOS MANOS BRAZOS ESPALDA MEDIDAS MEDIAS T.P12, Receptores Sensoriales, 10 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales TERMORRECEPTORES Sensación térmica: Se toman 2 tubos de ensayo, uno con agua caliente y otro con agua fría. Se apoyan sobe la palma de la mano, el dorso de la mano, la mejilla y la nuca. Observar la respuesta de los distintos receptores de temperatura. Qué sucede en cada caso? Luego medir la adaptación manteniendo el tubo en contacto con la nuca durante un cierto tiempo. Anotar y discutir los resultados. Prueba de Faraday: Con 3 recipientes que contengan agua: de la canilla, con hielo, y de la canilla respectivamente, un alumno con los ojos vendados determinará las temperaturas relativas de cada recipiente. QUIMIORRECEPTORES Sentido del gusto: Tanto desde el punto de vista funcional como estructural, el gusto y el olfato tienen numerosos puntos en común. Ambos son sensibles a estímulos químicos y presentan, por tanto, la capacidad de detectar la presencia de sustancias disueltas en el medio. Mediante la olfacción se detectan compuestos químicos en fase gaseosa, mientras que mediante la degustación se detectan sustancias químicas disueltas en un medio líquido. La quimiorrecepción constituye la base de numerosas actividades del animal, como son la comunicación interindividual, la búsqueda y captura del alimento, el alejamiento de ambientes nocivos, los mecanismos de atracción sexual, etc. -Umbral de sensibilidad: Para cada una de las sensaciones gustativas primarias, existe un umbral de estimulación según la sustancia de que se trate. La sacarosa, con una concentración de 0,01M, alcanza el umbral de estimulación para el sabor dulce. Con los restantes sucede lo mismo, siendo el valor umbral del cloruro sódico 0,01M, el de la quinina 8x10-6M y el del ac. Acético 9x10-4M. A partir de diferentes disoluciones de sacarosa de concentración creciente (0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 1 y 1,5%), se van realizando pruebas depositando una gota de cada una de ellas sobre la punta de la lengua, empezando por la de concentración inferior, hasta que el sabor dulce sea percibido. Entre cada prueba enjuagar bien la boca con agua. Anotar en la tabla los resultados obtenidos y compararlos con los umbrales de sensibilidad de el resto de los compañeros (fumadores y no fumadores), así como con el valor umbral normal para la sacarosa. T.P12, Receptores Sensoriales, 11 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales [Sacarosa] 0,2 % 0,3 % 0,4 % 0,5 % 1,0 % 1,5 % MIS DATOS UMBRALES DEL GRUPO No fumadores Fumadores Ubicación de receptores del gusto: Localizar la distribución y tipo de los receptores gustativos. Hacer un diagrama de la lengua para mapear las diferentes sensaciones. Antes de la aplicación de cada sustancia enjuagarse la boca con agua. Aplicar: solución de ClNa 5% (salado) solución de sacarosa 5% (dulce) solución de ác. acético 1% (ácido) solución de sulfato de quinina 0,1% (amargo) Evitar el exceso de sustancia aplicada para impedir el corrimiento de ésta en la lengua. No consumir mate, café u otra sustancia que pueda interferir enla percepción del sabor. Anotar sobre el diagrama: positivo (+), muy positivo (++), o nada (0). Sentido del olfato a) Intensidad del estímulo: La intensidad del estímulo depende de la concentración de las moléculas de olor presentes en el estímulo. Para probar esto, abrir dos frascos que contengan la misma sustancia, pero en diferentes concentraciones y oler cada uno. Puede determinar cuál de ellos es más fuerte?. Constatar si la apreciación coincide con la concentración real. b) Adaptación: Exposiciones repetidas a un estímulo olfatorio provocan un decaimiento en la percepción. Oler repetidamente (1 vez por segundo) el contenido de la solución de mayor concentración utilizada en la experiencia anterior y contar el número de veces que necesita pata que esta sensación olfativa decrezca hasta el nivel de la solución de menor concentración. c) Detección, identificación y reconocimiento de olores: Huela el contenido de 10 soluciones. En el siguiente cuadro complete: si el olor es detectado en la solución, márquelo en la columna 1. Si el olor es reconocido como familiar, coloque una cruz en la columna 2. En la columna 3, ponga el nombre del compuesto. Si no lo puede identificar, deje la columna en blanco. Luego de terminar la lista, controlar el test de identificación con los nombres correspondientes, los cuales se colocan en la columna 4. Controle la cantidad de olores correctamente identificados. Cuántos olores le resultaron familiares pero difícilmente identificables?. Le resultó más fácil la identificación con la lista correcta de los nombres respectivos?. T.P12, Receptores Sensoriales, 12 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Solución Olor detectado Olor familiar Identificación Nombre real 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Total FOTORRECEPTORES Sentido de la vista: El valor adaptativo de la visión en la evolución animal es evidente. La detección de la luz permite que un individuo identifique presas, depredadores y parejas, incluso a gran distancia. La eficacia del proceso visual requiere que la luz reflejada contra los objetos se localice con referencia al individuo y al entorno, permitiendo así la identificación de dichos objetos basándose en las peculiaridades de forma, tamaño, color y movimiento. El sistema visual de los mamíferos empieza en el ojo. En la parte posterior del ojo se localiza la retina, que contiene fotorreceptores especializados que convierten la energía luminosa en actividad neural. El resto del ojo actúa como una cámara fotográfica y toma imágenes nítidas y claras del mundo en la retina. Aunque se puede considerar que la retina forma parte del cerebro porque en ella se lleva a cabo gran parte del procesamiento de la imagen, la interpretación y el recuerdo de la misma se realizará en la corteza cerebral. -Acomodación: La respuesta acomodativa de un ojo normal permite lograr una imagen de agudeza máxima sobre la retina a distancias alejadas o cercanas. Existe un “Punto cercano” para cada persona, que es la distancia mínima a un objeto para formar su imagen nítida sobre la retina. Esta respuesta se encuentra bajo el control del sistema de músculos oculares que modifican la curvatura del cristalino para conseguir un mejor enfoque. El punto cercano aumenta con la edad (presbicia) debido principalmente al endurecimiento del cristalino. T.P12, Receptores Sensoriales, 13 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales -Punto ciego: La distribución de los receptores sobre la retina no es uniforme y, además, hay una región del ojo normal que no posee receptores. Este es el llamado disco óptico o punto óptico, donde las fibras nerviosas dejan el ojo para formar el nervio óptico y se ubica la entrada y salida de la circulación retiniana del ojo. La presencia del punto ciego no se advierte con frecuencia, posiblemente debido a que la región del campo óptico que lo rodea “llena” el punto ciego en el caso de la percepción consciente. Demostración del punto ciego: mirar con el ojo derecho la cruz de la siguiente figura fijamente, acercando el papel hasta unos 25 cm. Cuando desaparezca el círculo es que su imagen se ha formado en el punto ciego de este ojo. X Se procede de la misma manera con la siguiente figura, desaparecerá el león pero el rayado vertical no se interrumpe. X Este fenómeno tiene su base en el hecho de que la percepción de la forma, que se realiza en el cortex visual, no es lineal, sino que participan miles de neuronas que realizan de manera simultánea representaciones visuales múltiples de una imagen sencilla. T.P12, Receptores Sensoriales, 14 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales Determinación del punto ciego: Cerrar el ojo izquierdo mientras enfoca el derecho sobre una cruz pintada en el papel. Sostener la hoja a cerca de 50 cm de su cara, con la figura directamente en frente de su ojo derecho. En este momento ambas figuras son visibles mientras mantiene su ojo izquierdo cerrado. Moverse lentamente hacia el papel hasta que el punto desaparece. En este lugar la imagen del punto cae en el disco óptico o punto ciego, el cual no tiene bastones ni conos. Medir la distancia a que desaparece el punto y comparar este valor con los resultados obtenidos por otros miembros de la clase. El tamaño del punto ciego puede determinarse fácilmente. Colgar una hoja de papel blanco en la pared y marcar una + oscura sobre el lado izquierdo. El sujeto debe cerrar el ojo izquierdo y pararse a 30 cm de la pared mirando fijamente la + con el ojo derecho. El compañero debe mover un lápiz cubierto de papel blanco, del cual asoma la punta. Moverlo lentamente a través de la hoja de papel; cuando la punta del lápiz desaparece se hace una marca sobre el papel. Cuando esta punta reaparece se marca de nuevo. Este procedimiento se repite en varias direcciones hasta que un área es marcada sobre el papel. Repetir para el otro ojo, usando una hoja de papel con una + dibujada sobre el lado derecho. El área mapeada para cada ojo es el punto ciego, el cual está localizado cobre el lado lateral del campo visual, porque el disco óptico está localizado en la porción media de la retina. De los datos obtenidos se puede calcular el diámetro de su propio punto ciego retinal. A B C D donde: A = dimensión en el papel B = dimensión en la retina C = distancia del papel al ojo (300 mm) D = distancia focal del ojo (17 mm) Si el diámetro del punto ciego en el papel es de 40 mm, el punto ciego retinal puede determinarse aplicando la siguiente fórmula: 40 300mm B 17mm B 2.3mm La distancia del centro del punto ciego al punto de fijación en el centro de la fóvea puede ser determinado por la misma fórmula, usando la distancia desde el centro del punto ciego. Distancia en que desaparece la imagen: Ojo derecho:............ Ojo izquierdo:.......... Agudeza visual: Consiste en el grado de detalle que el ojo puede distinguir. Se mide con un cartel detector de agudeza visual. El cartel puede ser sujeto a una pared, por lo que puede ser visto desde una distancia exacta de 3 mts. Cubrir un ojo y con el otro leer las sucesivas líneas de imágenes, hasta aquellas que no se distinguen correctamente. La última línea que puede ser leída sin errores, T.P12, Receptores Sensoriales, 15 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales corresponde al límite de agudeza visual para sus ojos. El test es repetido para el otro ojo, y es considerado como normal la lectura perfecta hasta la línea tres. Ojo derecho:............ Ojo izquierdo:.......... Astigmatismo: Es una distorsión de la imagen visual por una impropia convergencia de los rayos de luz que atraviesan el ojo, por imperfecciones de la córnea. Mucha gente tiene distintos grados de astigmatismo, a veces sin tener conocimiento de ello. El test para astigmatismo debe hacerse sin lentes, ya que usualmente éstos lo corrigen. Ponerse frente al cartel indicativo, a unos 1,5 a 3 mts. El cartel representa una rueda con radios que convergen hacia el centro. Para el ojo normal, todos los radios aparecen como líneas de igual intensidad, el ojo astigmático ve algunas líneas fuera de foco. Repetir la experiencia con cada ojo por separado. Si usa lentes que corrigen el astigmatismo, pruebe luego si la corrección es adecuada. Ojo derecho:............ Ojo izquierdo:.......... Punto cercano de acomodación: Imprimir una letra minúscula, bien definida en un cartón de 7,5x12,5 cm. Con una mano sostener un metro dirigido al puente de su nariz. Sostener el cartón a cierta distancia sobre el metro y medir la distancia más corta desde el ojo hasta el punto donde puede ver la letra claramente. Este es el punto cercano con las siguientes medidas de valor normal: Edad en años..... 10 20 30 40 50 60 70 Pto. cercano (cm) 9 10 13 18 53 83 100 El punto cercano aumenta con la edad porque las lentes del ojo se vuelven menos flexibles y menos capaces de acomodación. El resultado práctico es que mucha gente mayor requiere anteojos para reducir el punto cercano. Hacer un agujero en un papel delgado con la punta de un lápiz. Repetir el test de punto cercano viendo el objeto a través del orificio, que hace que los rayos de luz que entran sean dirigidos a través de la porción central de la lente, por lo tanto la imagen se forma claramente aún a distancias más cortas que el punto cercano. El agujero cumple la función de una constricción pupilar en la acomodación para la visión cercana, a pesar de que el iris no puede producir una apertura tan pequeña. Hay tres reflejos simultáneos de ajuste en la acomodación: "Bulging" de las lentes, constricción de las pupilas y convergencia de los globos oculares. De los tres, los dos últimos pueden demostrarse: sostener un lápiz a aproximadamente 60 cm enfrente del ojo y moverlo lentamente hacia la cara. Observar la convergencia y la constricción pupilar a medida que el objeto se acerca al punto cercano. Punto cercano: Ojo derecho:.......... Ojo izquierdo:....... T.P12, Receptores Sensoriales, 16 U.N.P.S.J.B Facultad de Ciencias Naturales – Dpto. Biología General Cátedra fisiología General – TPN°12: Receptores Sensoriales -Postimágenes: Consiste en la apreciación del negativo de una imagen previsualizada anteriormente. La razón de las postimágenes está en la saturación de los fotorreceptores o fatiga local retiniana, después de una prolongada exposición fija a una imagen o color. Durante la saturación el área de la retina que formó la imagen se hace insensible al color de ésta, volviéndose más sensible al color complementario. Este efecto tiene su base en la organización de los campos receptivos de la retina. Observar la imagen provista por la cátedra y seguir las instrucciones de los docentes. Justificar los resultados. -Visión binocular. Los dos ojos están localizados en diferentes posiciones en la cabeza. De esta manera proveen dos visiones diferentes del mundo visual, de modo que sobre las dos retinas hay ligeras diferencias geométricas en la representación de los objetos visualizados. La unificación cortical de las dos imágenes monoculares de un objeto se llama fusión binocular. Demostración de la visión binocular: estirar el brazo derecho y enfocar el pulgar, primero con los dos ojos y después monocularmente con el ojo derecho e izquierdo alternativamente. Se comprueba que la representación es distinta en los tres casos. La fusión binocular se puede romper cambiando de posición un ojo en su órbita (visión doble). Otro método: mirar a través de un cilindro de unos 25 cm de altura con un ojo y con el otro la palma de la mano a la misma distancia. Describir lo que se ve. Bibliografía: Randall, D.;Burggren, W.; French, K., Eckert. 1999. Fisiología Animal Mecanismos y Adaptaciones. Segunda Edición. McGraw-Hill/ Interamericana. España. Purves, W (et. al.). 2004. Vida. La ciencia de la Biología. Sexta Edición. Ed. Medica Panamericana Schmidt-Nielsen, K. 1984. Fisiología animal.. Ed. Omega. T.P12, Receptores Sensoriales, 17
