Las neuronas sensoriales , también conocidas como neuronas aferentes , son neuronas del sistema nervioso que convierten un tipo específico de estímulo , a través de sus receptores , en potenciales de acción o potenciales graduados . [1] Este proceso se llama transducción sensorial . Los cuerpos celulares de las neuronas sensoriales se encuentran en los ganglios dorsales de la médula espinal . [2]
La información sensorial viaja a lo largo de las fibras nerviosas aferentes en un nervio sensorial , hasta el cerebro a través de la médula espinal . El estímulo puede provenir de exteroreceptores fuera del cuerpo, por ejemplo, aquellos que detectan luz y sonido, o de interoreceptores dentro del cuerpo, por ejemplo, aquellos que responden a la presión arterial o al sentido de la posición corporal .
Tipos y función
Los diferentes tipos de neuronas sensoriales tienen diferentes receptores sensoriales que responden a diferentes tipos de estímulos. Hay al menos seis receptores sensoriales externos y dos internos:
Receptores externos
Los receptores externos que responden a estímulos externos al cuerpo se denominan exterorreceptores . [3] Los exteroreceptores incluyen receptores olfativos (olfato), receptores del gusto , fotorreceptores (visión), células ciliadas (audición), termorreceptores (temperatura) y varios mecanorreceptores diferentes (estiramiento, distorsión).
Oler
Las neuronas sensoriales implicadas en el olfato se denominan neuronas sensoriales olfativas . Estas neuronas contienen receptores , llamados receptores olfativos , que son activados por moléculas de olor en el aire. Las moléculas en el aire son detectadas por cilios y microvellosidades agrandados . [4] Estas neuronas sensoriales producen potenciales de acción. Sus axones forman el nervio olfatorio y hacen sinapsis directamente con las neuronas de la corteza cerebral (bulbo olfatorio). No utilizan la misma ruta que otros sistemas sensoriales, sin pasar por el tronco encefálico y el tálamo. Las neuronas del bulbo olfatorio que reciben impulsos nerviosos sensoriales directos tienen conexiones con otras partes del sistema olfatorio y con muchas partes del sistema límbico.
Sabor
De manera similar a los receptores olfativos , los receptores gustativos ( receptores gustativos) en las papilas gustativas interactúan con las sustancias químicas de los alimentos para producir un potencial de acción .
Visión
Las células fotorreceptoras son capaces de realizar fototransducción , un proceso que convierte la luz ( radiación electromagnética ) en señales eléctricas. Estas señales se refinan y controlan mediante las interacciones con otros tipos de neuronas en la retina. Las cinco clases básicas de neuronas dentro de la retina son células fotorreceptoras , células bipolares , células ganglionares , células horizontales y células amacrinas . El circuito básico de la retina incorpora una cadena de tres neuronas que consta del fotorreceptor (ya sea un bastón o un cono ), la célula bipolar y la célula ganglionar. El primer potencial de acción ocurre en la célula ganglionar de la retina. Esta vía es la forma más directa de transmitir información visual al cerebro. Hay tres tipos principales de fotorreceptores: Los conos son fotorreceptores que responden significativamente al color . En los seres humanos, los tres tipos diferentes de conos se corresponden con una respuesta primaria a la longitud de onda corta (azul), la longitud de onda media (verde) y la longitud de onda larga (amarillo / rojo). [5] Los bastones son fotorreceptores que son muy sensibles a la intensidad de la luz, lo que permite la visión con poca luz. Las concentraciones y la proporción de bastones a conos están fuertemente correlacionadas con si un animal es diurno o nocturno . En los humanos, los bastones superan en número a los conos en aproximadamente 20: 1, mientras que en los animales nocturnos, como el cárabo común , la proporción es más cercana a 1000: 1. [5] Las células ganglionares de la retina están involucradas en la respuesta simpática . De los aproximadamente 1,3 millones de células ganglionares presentes en la retina, se cree que el 1-2% son fotosensibles. [6]
Los problemas y el deterioro de las neuronas sensoriales asociados con la visión conducen a trastornos como:
- Degeneración macular : degeneración del campo visual central debido a la acumulación de detritos celulares o vasos sanguíneos entre la retina y la coroides, lo que altera y / o destruye la compleja interacción de las neuronas que están presentes allí. [7]
- Glaucoma : pérdida de las células ganglionares de la retina que provoca cierta pérdida de visión y ceguera. [8]
- Retinopatía diabética : el control deficiente del azúcar en sangre debido a la diabetes daña los diminutos vasos sanguíneos de la retina. [9]
Auditivo
El sistema auditivo es responsable de convertir las ondas de presión generadas por la vibración de las moléculas de aire o el sonido en señales que pueden ser interpretadas por el cerebro.
Esta transducción mecanoeléctrica está mediada por células ciliadas dentro del oído. Dependiendo del movimiento, la célula pilosa puede hiperpolarizarse o despolarizarse. Cuando el movimiento es hacia los estereocilios más altos , los canales de cationes de Na + se abren permitiendo que el Na + fluya hacia la célula y la despolarización resultante hace que los canales de Ca ++ se abran, liberando así su neurotransmisor en el nervio auditivo aferente. Hay dos tipos de células ciliadas: internas y externas. Las células ciliadas internas son los receptores sensoriales. [10]
Los problemas con las neuronas sensoriales asociadas con el sistema auditivo conducen a trastornos como:
- Trastorno del procesamiento auditivo: la información auditiva en el cerebro se procesa de manera anormal. Los pacientes con trastorno del procesamiento auditivo generalmente pueden obtener la información con normalidad, pero su cerebro no puede procesarla correctamente, lo que conduce a una discapacidad auditiva. [11]
- Agnosia verbal auditiva : se pierde la comprensión del habla, pero se retiene la capacidad para oír, hablar, leer y escribir. Esto es causado por daño a los lóbulos temporales superiores posteriores , lo que nuevamente no permite que el cerebro procese correctamente la información auditiva. [12]
Temperatura
Los termorreceptores son receptores sensoriales que responden a diferentes [temperaturas]. Si bien los mecanismos a través de los cuales operan estos receptores no están claros, descubrimientos recientes han demostrado que los mamíferos tienen al menos dos tipos distintos de termorreceptores. [13] El corpúsculo bulboso es un receptor cutáneo, un receptor sensible al frío que detecta temperaturas frías. El otro tipo es un receptor sensible al calor.
Mecanorreceptores
Los mecanorreceptores son receptores sensoriales que responden a fuerzas mecánicas, como la presión o la distorsión . [14]
Las células receptoras sensoriales especializadas llamadas mecanorreceptores a menudo encapsulan fibras aferentes para ayudar a sintonizar las fibras aferentes con los diferentes tipos de estimulación somática. Los mecanorreceptores también ayudan a reducir los umbrales para la generación del potencial de acción en las fibras aferentes y, por lo tanto, las hacen más propensas a dispararse en presencia de estimulación sensorial. [15]
Algunos tipos de mecanorreceptores disparan potenciales de acción cuando sus membranas se estiran físicamente.
Los propioceptores son otro tipo de mecanorreceptores que literalmente significa "receptores para uno mismo". Estos receptores proporcionan información espacial sobre las extremidades y otras partes del cuerpo. [dieciséis]
Los nociceptores son responsables de procesar el dolor y los cambios de temperatura. El dolor ardiente y la irritación que se experimenta después de comer un chile (debido a su ingrediente principal, la capsaicina), la sensación de frío que se experimenta después de ingerir una sustancia química como el mentol o la icilina, así como la sensación común de dolor son el resultado de neuronas con estos receptores. [17]
Los problemas con los mecanorreceptores conducen a trastornos como:
- Dolor neuropático : una condición de dolor severo que resulta de un nervio sensorial dañado [17]
- Hiperalgesia : un aumento de la sensibilidad al dolor causado por el canal de iones sensoriales, TRPM8 , que generalmente responde a temperaturas entre 23 y 26 grados y proporciona la sensación refrescante asociada con el mentol y la icilina [17].
- Síndrome del miembro fantasma : un trastorno del sistema sensorial en el que se experimenta dolor o movimiento en un miembro que no existe [18]
Receptores internos
Los receptores internos que responden a los cambios dentro del cuerpo se conocen como interoceptores . [3]
Sangre
Los cuerpos aórticos y carótidos contienen grupos de células glómicas , quimiorreceptores periféricos que detectan cambios en las propiedades químicas de la sangre, como la concentración de oxígeno . [19] Estos receptores son polimodales y responden a varios estímulos diferentes.
Nociceptores
Los nociceptores responden a estímulos potencialmente dañinos enviando señales a la médula espinal y al cerebro. Este proceso, llamado nocicepción , suele provocar la percepción del dolor . [20] [21] Se encuentran en los órganos internos así como en la superficie del cuerpo para "detectar y proteger". [21] Los nociceptores detectan diferentes tipos de estímulos nocivos que indican un potencial de daño, luego inician respuestas neuronales para retirarse del estímulo. [21]
- Los nociceptores térmicos se activan por el calor o el frío nocivos a diversas temperaturas. [21]
- Los nociceptores mecánicos responden al exceso de presión o deformación mecánica, como un pellizco . [21]
- Los nociceptores químicos responden a una amplia variedad de sustancias químicas, algunas de las cuales indican una respuesta. Están involucrados en la detección de algunas especias en los alimentos, como los ingredientes picantes de las plantas Brassica y Allium , que se dirigen al receptor neuronal sensorial para producir dolor agudo y la consiguiente hipersensibilidad al dolor. [22]
Conexión con el sistema nervioso central
La información que proviene de las neuronas sensoriales de la cabeza ingresa al sistema nervioso central (SNC) a través de los nervios craneales . La información de las neuronas sensoriales debajo de la cabeza ingresa a la médula espinal y pasa hacia el cerebro a través de los 31 nervios espinales . [23] La información sensorial que viaja a través de la médula espinal sigue vías bien definidas. El sistema nervioso codifica las diferencias entre las sensaciones en términos de qué células están activas.
Clasificación
Estímulo adecuado
El estímulo adecuado de un receptor sensorial es la modalidad de estímulo para la que posee el aparato de transducción sensorial adecuado . Se puede utilizar un estímulo adecuado para clasificar los receptores sensoriales:
- Los barorreceptores responden a la presión en los vasos sanguíneos.
- Los quimiorreceptores responden a estímulos químicos.
- Los receptores de radiación electromagnética responden a la radiación electromagnética [24]
- Los receptores infrarrojos responden a la radiación infrarroja
- Los fotorreceptores responden a la luz visible
- Los receptores ultravioleta responden a la radiación ultravioleta [ cita requerida ]
- Los electrorreceptores responden a los campos eléctricos
- Las ampollas de Lorenzini responden a los campos eléctricos, la salinidad y la temperatura, pero funcionan principalmente como electrorreceptores.
- Los hidrorreceptores responden a los cambios de humedad.
- Los magnetorreceptores responden a los campos magnéticos
- Los mecanorreceptores responden a tensiones mecánicas o tensiones mecánicas
- Los nociceptores responden al daño, o amenaza de daño, a los tejidos corporales, lo que lleva (a menudo, pero no siempre) a la percepción del dolor.
- Los osmorreceptores responden a la osmolaridad de los fluidos (como en el hipotálamo)
- Los propioceptores proporcionan el sentido de posición
- Los termorreceptores responden a la temperatura, ya sea calor, frío o ambos
Localización
Los receptores sensoriales se pueden clasificar por ubicación:
- Los receptores cutáneos son receptores sensoriales que se encuentran en la dermis o la epidermis . [25]
- Los husos musculares contienen mecanorreceptores que detectan el estiramiento en los músculos.
Morfología
Los receptores sensoriales somáticos cerca de la superficie de la piel generalmente se pueden dividir en dos grupos según la morfología:
- Las terminaciones nerviosas libres caracterizan a los nociceptores y termorreceptores y se denominan así porque las ramas terminales de la neurona no están mielinizadas y se diseminan por la dermis y la epidermis .
- Los receptores encapsulados consisten en los tipos restantes de receptores cutáneos. Existe encapsulación para un funcionamiento especializado.
Tasa de adaptación
- Un receptor tónico es un receptor sensorial que se adapta lentamente a un estímulo [26] y continúa produciendo potenciales de acción durante la duración del estímulo. [27] De esta manera transmite información sobre la duración del estímulo. Algunos receptores tónicos están permanentemente activos e indican un nivel de fondo. Ejemplos de tales receptores tónicos son los receptores del dolor , la cápsula articular y el huso muscular . [28]
- Un receptor fásico es un receptor sensorial que se adapta rápidamente a un estímulo. La respuesta de la célula disminuye muy rápidamente y luego se detiene. [29] No proporciona información sobre la duración del estímulo; [27] en cambio, algunos de ellos transmiten información sobre cambios rápidos en la intensidad y frecuencia del estímulo. [28] Un ejemplo de receptor fásico es el corpúsculo de Pacini .
Drogas
Actualmente hay muchos medicamentos en el mercado que se utilizan para manipular o tratar trastornos del sistema sensorial. Por ejemplo, la gabapentina es un fármaco que se utiliza para tratar el dolor neuropático al interactuar con uno de los canales de calcio dependientes del voltaje presentes en las neuronas no receptivas. [17] Algunos medicamentos pueden usarse para combatir otros problemas de salud, pero pueden tener efectos secundarios no deseados en el sistema sensorial. Los fármacos ototóxicos son fármacos que afectan la cóclea mediante el uso de una toxina como los antibióticos aminoglucósidos , que envenenan las células ciliadas. Mediante el uso de estas toxinas, las células ciliadas que bombean K + cesan su función. Por lo tanto, se pierde la energía generada por el potencial endococlear que impulsa el proceso de transducción de la señal auditiva, lo que conduce a la pérdida de audición. [30]
Neuroplasticidad
Desde que los científicos observaron la reasignación cortical en el cerebro de los monos Silver Spring de Taub , ha habido mucha investigación sobre la plasticidad del sistema sensorial . Se han logrado grandes avances en el tratamiento de los trastornos del sistema sensorial. Técnicas como la terapia de movimiento inducida por restricción desarrollada por Taub han ayudado a los pacientes con extremidades paralizadas a recuperar el uso de sus extremidades al obligar al sistema sensorial a desarrollar nuevas vías neurales . [31] El síndrome del miembro fantasma es un trastorno del sistema sensorial en el que los amputados perciben que el miembro amputado todavía existe y es posible que todavía sientan dolor en él. La caja de espejos desarrollada por VS Ramachandran ha permitido a los pacientes con síndrome del miembro fantasma aliviar la percepción de miembros fantasmas paralizados o dolorosos. Es un dispositivo simple que utiliza un espejo en una caja para crear una ilusión en la que el sistema sensorial percibe que está viendo dos manos en lugar de una, lo que permite que el sistema sensorial controle el "miembro fantasma". Al hacer esto, el sistema sensorial puede aclimatarse gradualmente al miembro amputado y así aliviar este síndrome. [32]
Otros animales
La recepción hidrodinámica es una forma de mecanorrecepción utilizada en una variedad de especies animales.
Imágenes Adicionales
Ilustración de receptores táctiles en la piel
Ilustración del corpúsculo laminado
Ilustración del corpúsculo de Ruffini
Ilustración de la piel de la célula de Merkel
Ilustración del corpúsculo táctil
Ilustración del plexo piloso de la raíz
Ilustración de terminaciones nerviosas libres
Ver también
- Nervio sensorial
- Neurona pseudounipolar
- Nervio eferente
- Codificación neuronal
- Columna posterior
- Campo receptivo
- Sistema sensorial
Referencias
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enlaces externos
- Medios relacionados con la neurona sensorial en Wikimedia Commons
- Las principales clases de receptores sensoriales somáticos