tema 5. receptores sensoriales
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Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO TEMA 5. LA RELACIÓN: RECEPTORES SENSORIALES LA COORDINACIÓN DE LA INFORMACIÓN Existen una serie de mecanismos que coordinan, integran y regulan todas las funciones que llevan a cabo las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas. En animales hay dos tipos de sistemas de integración, que se encuentran interrelacionados y funcionan coordinadamente: • Sistema nervioso: Se basa en la recepción de señales eléctricas. La respuesta es inmediata y poco duradera. • Sistema endocrino u hormonal: Se basa en la acción de compuestos químicos llamados hormonas, formadas por las glándulas y transportadas a través del torrente sanguíneo. Su acción es lenta y duradera. El flujo de información en el organismo. Los seres vivos constan de una serie de receptores que captan cambios en el medio externo o en el medio interno, y envían la información en forma de impulsos nerviosos a una unidad central de procesamiento e integración, que es el encéfalo. Una vez que el encéfalo analiza las señales, emite una respuesta que será ejecutada por los efectores, que pueden ser músculos (producen movimiento) o glándulas (secretan hormonas). LAS CÉLULAS DEL SISTEMA NERVIOSO: LAS NEURONAS Hasta mediados del siglo XIX se pensaba que el sistema nervioso era una red difusa donde no había células individuales. Santiago Ramón y Cajal, estudiando al microscopio óptico cortes de cerebros embrionarios, dedujo que el sistema nervioso estaba formado por células individuales, las neuronas. Por estos trabajos le concedieron el Premio Nobel en 1906, y se estableció la teoría neuronal. Las neuronas constan de tres partes: 1. Soma o cuerpo. Contiene el núcleo y la mayor parte de los orgánulos celulares. 2. Axón. Es una prolongación no ramificada que puede llegar a ser muy larga. Presenta un abultamiento llamado botón presináptico con abundantes vesículas de secreción. Están envueltos en una envoltura lipídica, aislante, llamada vaina de mielina. 3. Dendritas. Son numerosas prolongaciones delgadas, muy ramificadas. No están recubiertas de mielina. http://www.wikisaber.es/comunidadwiki/blogs/blogpost.aspx?id=7945&blogid=17807 NEUROGLÍAS Son células nerviosas que pueden ser de varios tipos: 1. Astrocitos. Aportan nutrientes a las neuronas a partir de capilares sanguíneos. 2. Oligodendrocitos. Forman la vaina de mielina. 3. Microglías. Eliminan células dañadas. 1 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO COMUNICACIÓN ENTRE NEURONAS: SINAPSIS La comunicación entre las neuronas tiene lugar sin que haya un contacto entre las dos células que participan. Entre ellas existe un espacio vacío llamado espacio sináptico. Las vesículas presentes en el botón presináptico están cargadas de sustancias químicas llamadas neurotransmisores, capaces de producir cambios en la membrana de la siguiente neurona cuando son liberados al espacio sináptico. LOS IMPULSOS NERVIOSOS La membrana de las neuronas se puede excitar, es decir, es capaz de transmitir una corriente eléctrica llamada impulso nervioso. La corriente eléctrica consiste en la entrada y salida de cargas positivas y negativas a través de la membrana. Cuando el impulso nervioso llega al botón presináptico, las vesículas de secreción se fusionan con la membrana plasmática, descargándose los neurotransmisores al espacio sináptico. Los neurotransmisores se van a unir a receptores de la membrana de la siguiente neurona, provocando cambios en su membrana y dando lugar a una nueva corriente eléctrica. El impulso nervioso siempre sale de las neuronas por el axón y entra por las dendritas. Es un impulso nervioso polarizado. FIBRAS, NERVIOS Y GANGLIOS Cada axón constituye una fibra nerviosa, que puede ser: • Sensorial. Transporta impulsos nerviosos desde los receptores (órganos de los sentidos) hasta los centros nerviosos. • Motora. Transporta los impulsos desde los centros nerviosos hasta los órganos efectores (músculos y glándulas). -­‐ Los axones se asocian formando fascículos. -­‐ Los fascículos se asocian dando lugar a los nervios. -­‐ A lo largo de los nervios pueden aparecer abultamientos llamados ganglios nerviosos, en los cuales se localizan los cuerpos neuronales. http://lafita.iespana.es/ilustraciones/sinapsis%20neuronal.jpg 2 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO RECEPTORES SENSORIALES Los receptores sensoriales son capaces de captar estímulos del medio y transformarlos en corrientes eléctricas (impulsos nerviosos) que serán transmitidos al cerebro. -­‐ Para que un receptor capte un estímulo, es necesaria una intensidad determinada de ese estímulo. Este límite es el umbral mínimo. -­‐ Si la intensidad supera un nivel determinado, se produce una sensación dolorosa que puede llegar a dañar el órgano. Este límite es el umbral máximo. -­‐ Los receptores sensoriales se clasifican según el tipo de estímulo que captan en: • Mecanorreceptores. Se estimulan por acción mecánica, es decir, por presión. • Termorreceptores. Se estimulan por variaciones de Tª. • Fotorreceptores. Se estimulan por la luz. • Nociceptores. Se estimulan al producirse un daño en los tejidos. LOS SENTIDOS CUTÁNEOS En la piel aparecen distintos receptores que captan estímulos diferentes: • Tacto. Se debe a la estimulación de mecanorreceptores localizados inmediatamente debajo de la piel. Son los corpúsculos de Meissner y los discos de Merkel. • Presión. Se de be a la estimulación de receptores localizados en niveles profundos de la piel. Son los corpúsculos de Ruffini y los corpúsculos de Pacini. • Vibración. Son señales que se repiten con frecuencia y son captadas por los corpúsculos de Pacini. También contribuyen a percibir la vibración las terminaciones nerviosas que envuelven los folículos pilosos, los cuales se estimulan con el movimiento del pelo. • Calor y frío. Se perciben gracias a termorreceptores. Los que perciben el calor son los corpúsculos de Ruffini y los que perciben el frío los corpúsculos de Krause. http://www.laescolar.com/servicios/monografias/p/piel/tacto2.jpg 3 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO SENTIDO DEL OÍDO Y DEL EQUILIBRIO Son sensaciones que percibimos gracias a dos tipos de mecanorreceptores localizados en el oído. 1. Oído externo • Pabellón auricular. Formado por cartílago, y presenta numerosos entrantes y salientes que permiten captar las ondas sonoras procedentes de distintas direcciones. • Conducto auditivo externo. Posee una serie de pelos y glándulas de la cera, ambos protectores de partículas extrañas que pueden penetrar en el oído. Evitan su paso a zonas más profundas. 2. Oído medio Es una cavidad del hueso temporal que se comunica con la cavidad nasofaríngea a través de un conducto llamado trompa de Eustaquio, la cual mantiene la presión constante a ambos lados del tímpano. • Tímpano. Es una membrana flexible que vibra cuando llegan las ondas sonoras. • Cadena de huesecillos. Son martillo, yunque y estribo. El estribo se apoya en la ventana oval, que junto con la ventana redonda son la entrada al oído interno. 3. Oído interno Consta de dos partes: - Laberinto óseo. Formado por conductos excavados en el hueso, dentro de los cuales hay un líquido llamado perilinfa. - Laberinto membranoso. Está en el interior del laberinto óseo. Se encuentra rodeado de perilinfa y en su interior hay otro líquido llamado endolinfa. El laberinto membranoso se divide en dos partes: • Aparato vestibular. Relacionado con el equilibrio y el control espacial. Formado por: Utrículo y sáculo. Son dos ensanchamientos en los que se localizan unas zonas sensoriales, llamadas máculas, relacionadas con el equilibrio. Las máculas están recubiertas de células ciliadas cubiertas por una sustancia gelatinosa que contiene cristales de carbonato cálcico llamados otolitos. Al mover la cabeza, los otolitos se mueven, tocando los cilios de las máculas. Esta sensación se transmite a través de un nervio que va desde estas células hasta el cerebelo. Canales semicirculares. Son conductos llenos de endolinfa que salen del utrículo, y están orientados en las tres direcciones del espacio. En la base de cada canal hay un ensanchamiento llamado ampolla, con células ciliadas cubiertas por una sustancia gelatinosa sin otolitos. Al mover la cabeza la endolinfa se mueve, y este movimiento se transmite a las células ciliadas, que van a informar de la posición del cuerpo y de los cambios de aceleración. • Caracol o cóclea. Es un tubo enrollado en espiral, cuyo interior está dividido entres conductos. Conducto superior. Se abre al oído medio por la ventana oval. Contiene perilinfa. Conducto inferior. Se comunica con el oído medio mediante la ventana redonda. Contiene perilinfa. Sobre este conducto se encuentra el órgano de Corti, con células sensoriales ciliadas. Conducto intermedio. Contiene endolinfa. 4 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO http://www.araucaria2000.cl/lossentidos/oido1.jpg ¿Cómo oímos? Cuando la onda sonora llega al pabellón auricular, se transmite a través del conducto auditivo externo hasta llegar al tímpano, el cual va a vibrar y transmite esta vibración a la cadena de huesecillos. Los movimientos de la cadena de huesecillos llegan hasta la ventana oval. Las ondas hacen vibrar la perilinfa del caracol, que se extiende hasta la endolinfa y la vibración se transmite a las células ciliadas del órgano de Corti. Las células transforman las vibraciones en impulsos eléctricos, que el nervio auditivo conduce hasta el cerebro. Enfermedades del oído • Otitis. Inflamación de distintas partes del oído debido a diversas causas. Son frecuentes las producidas por infecciones de hongos o bacterias. La adecuada higiene del conducto auditivo externo ayuda a evitarla. • Sordera. Disminución o pérdida de la capacidad auditiva. Puede deberse a lesiones en vías nerviosas o a problemas en la conducción del sonido. Con la edad se pierde sensibilidad auditiva. Las personas que sufren una importante disminución en la capacidad auditiva deben usar audífonos, que son amplificadores del sonido. • Mareo. Al viajar en coche, avión, tren, barco, etc., pueden aparecer náuseas, vómitos, sudoración o palidez. Se debe a una estimulación excesiva de los receptores del equilibrio. • Vértigo. Sensación de rotación en ausencia de verdadera rotación. el vértigo es causado por problemas vestibulares tanto a nivel del oído interno (aparato vestibular) como de sus conexiones en el sistema nervioso central. 5 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO EL SENTIDO DEL OLFATO Se localiza en la mucosa olfatoria, una porción especial de la pituitaria. La mucosa olfatoria contiene más de 100 millones de células nerviosas, con numerosos cilios inmersos en el mucus. Reaccionan con sustancias químicas disueltas, luego van a ser quimiorreceptores. Para que una sustancia pueda ser olida debe ser volátil, y ligeramente soluble en agua y en lípidos. EL SENTIDO DEL GUSTO Las células sensibles a las sustancias disueltas que proporcionan el sabor se encuentran en los botones gustativos. En cada uno hay células de sostén y células ciliadas sensibles, cuyos cilios son proyectados al poro del botón gustativo. -­‐ Los botones gustativos son unos cuerpos que se agrupan formando las papilas gustativas de la lengua. -­‐ También hay botones gustativos en el paladar, cerca de las amígdalas, en la epiglotis y en la nasofaringe. http://www.laescolar.com/servicios/monografias/g/gusto/papila.jpg Existen cuatro sabores básicos y cuatro tipos de botones gustativos específicos para cada uno de ellos: • Sabor dulce. Característico de azúcares (glucosa, fructosa, sacarosa). Los botones para el sabor dulce se localizan en el extremo anterior de la lengua. • Sabor ácido. Aparece en el vinagre y en los cítricos (naranja, limón). Los botones para el sabor ácido se localizan en los laterales de la lengua. • Sabor amargo. Aparecen en diversas sustancias, como alcaloides (cafeína, nicotina) y muchos productos vegetales. Los botones para este sabor se sitúan en la parte posterior de la lengua. • Sabor salado. Se encuentra en las sales ionizadas. Los botones para este sabor se encuentran en los laterales anteriores de la lengua. http://www.araucaria2000.cl/lossentidos/lengua2.jpg 6 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO EL SENTIDO DE LA VISIÓN -­‐ Los seres humanos vemos en tres dimensiones y en color, a diferencia de lo que ocurre en la mayor parte de los animales. -­‐ Los ojos son los órganos donde se localizan los fotorreceptores sensibles a la luz que nos permiten ver. -­‐ Nuestros ojos se localizan en posición frontal, lo que permite que el campo de visión sea muy amplio hacia el frente y que los campos de visión de ambos ojos se solapen. Por eso, al superponer imágenes ligeramente distintas, reconstruimos la realidad en tres dimensiones. Anatomía del ojo 1. Órganos anejos • Párpados. Son repliegues protectores del ojo. • Pestañas. Pelos que se insertan en los párpados con función protectora. • Cejas. Pelos localizados por encima de la órbita ocular que protegen al ojo de la humedad. • Glándulas lacrimales. Producen las lágrimas, una secreción acuosa que lubrica, humedece y limpia el globo ocular. Además tienen propiedades bactericidas. Las lágrimas desembocan en la nariz a través del conducto lacrimal. 2. Globo ocular • Esclerótica o conjuntiva. Envoltura gruesa protectora. En su parte anterior es transparente para permitir el paso de los rayos de luz, y forma la córnea. • Coroides. Es una capa muy vascularizada. Tiene color rojo y su función es proporcionar alimento a las células de la retina. • Iris. Porción pigmentada (marrón, verde, azul) situada frente al cristalino. El orificio central negro es la pupila. Las fibras musculares filiares del iris abren y cierran la pupila según la cantidad de luz que haya en el ambiente. • Humor acuoso. Líquido transparente que rellena la cavidad existente entre la córnea y el cristalino. • Cristalino. Es la lente del ojo. Es una estructura esférica, transparente y no vascularizada. Se sitúa bajo la córnea. El cristalino se une al coroides mediante unos músculos llamados cuerpo ciliar, que permite cambiar su curvatura para acomodarlo a las distintas distancias a las que visualizamos los objetos. • Humor vítreo. Es un líquido gelatinoso localizado entre el cristalino y la retina. • Retina. Es la capa más interna del ojo. Contiene células fotosensibles, llamadas conos y bastones, las cuales presentan pigmentos capaces de excitarse con la luz en sus membranas internas. El pigmento más importante es la rodopsina, aunque hay otros tres, cada uno de ellos especializado en la recepción de un color. Bastones. Tienen forma de cilindro. Son muy sensibles a la luz y permiten la visión nocturna y en blanco y negro. Conos. Acaban en punta. Necesitan gran cantidad de luz para activarse, luego se excitan durante el día. Aportan agudeza visual, permiten resolver detalles y la visión en color. En la parte posterior del ojo, la retina tiene una zona sin bastones y con un gran número de conos. Es el punto de mayor agudeza visual, denominado fóvea. • Nervio óptico. Sale del ojo desde la retina por una zona en la que no existen conos ni bastones, llamada punto ciego. 7 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO http://www.horusgo.com/El_Ojo_Humano5.jpg http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/images/ency/fullsize/1094.jpg ¿Cómo vemos? Cuando los rayos de luz llegan al ojo, atraviesan el cristalino y los humores acuoso y vítreo. Estimulan a conos y bastones de la retina, formándose una imagen sobre la retina. Estas imágenes están invertidas de arriba abajo y de derecha a izquierda. Posteriormente, nuestro cerebro se encarga de interpretarlas. Al excitarse los conos y los bastones se genera una corriente eléctrica que se transmite por el nervio óptico hasta el cerebro. ALTERACIONES DE LA VISIÓN 1. Hipermetropía. Aparece cuando el globo ocular es más corto de lo normal y la imagen se forma más allá de la retina. Estas personas no ven bien de cerca. Para corregirla se sitúa una lente convergente que proyecta su imagen sobre la retina. 2. Miopía. El globo ocular es más alargado de lo normal. La imagen se forma antes de la retina. Estas personas no ven bien de lejos. Para corregirla se aplica una lente divergente que desplaza su imagen hasta la retina. http://www.drpena.com.mx/attachments/Image/correccion_miopia.jpg http://www.drpena.com.mx/attachments/Image/correccion_hipermetropia.jpg 3. Astigmatismo. La curvatura de la córnea no es igual en todos sus puntos, luego no es posible enfocar al mismo tiempo todo lo que está en el mismo plano. 8 Colegio El Valle Departamento de Biología y Geología 3º ESO ENFERMEDADES DE LA VISIÓN 1. Ceguera. Pérdida de la visión por causas diversas, desde congénitas hasta traumáticas. Pueden darse en los ojos o en el sistema nervioso. 2. Cataratas. Son zonas opacas en la córnea. Se asocia al envejecimiento y a enfermedades como la diabetes. 3. Glaucoma. Se produce una presión intraocular excesiva, de manera que la arteria que lleva sangre a la retina queda comprimida y no hay aporte de nutrientes. Produce ceguera. 4. Desprendimiento de retina. Es debido a traumatismos, tumores o hemorragias. La retina se separa del coroides, de forma que la retina queda sin aporte de nutrientes y sus células mueren. 5. Daltonismo. Es una enfermedad hereditaria caracterizada por la falta de alguno de los tipos de conos especializados en la captación de un color. Las personas que lo padecen ven en una gama distinta de colores a la de una persona con visión normal. Por ejemplo, no perciben el verde y en su lugar ven distintos tonos de rojos y marrones. 6. Conjuntivitis. Inflamación de la conjuntiva causada por alergias, irritaciones o infecciones, tanto víricas como bacterianas. 9
