Potencial de Reposo: Definición y Generación
El potencial de membrana es el voltaje o diferencia de potencial que puede medirse entre el exterior y el interior de la membrana plasmática de la neurona. Su valor es de alrededor de -70 milivoltios; el signo indica que el interior es negativo frente al exterior por acumulación de cargas correspondientes a los iones Cl– y a las proteínas. La bomba de Na+/K+ localizada en la membrana plasmática de la neurona expulsa iones Na+ y capta iones K+ mediante un sistema de transporte activo que consume ATP, lo que provoca un desequilibrio iónico entre el citoplasma y el líquido extracelular. Esta actividad mantiene diferente concentración de iones a ambos lados de la membrana plasmática: en el interior una alta concentración de iones K+ y en el exterior una alta concentración de iones Na+. Los iones K+ tienden a salir de la célula por difusión simple, a favor de un gradiente de concentración. Al hacerlo, salen también cargas positivas, por lo que el interior se va haciendo cada vez más negativo respecto al exterior, creándose un gradiente eléctrico que atrae cada vez más a los iones K+ e impide que continúe su salida. Por tanto, se contraponen dos tendencias: la de salir iones K+ en favor de un gradiente químico de concentración y la de permanecer en el interior atraídos por un gradiente eléctrico.
Potencial de Acción: Definición y Generación
La presencia de un estímulo abre los canales de Na+, lo que provoca la entrada masiva de iones Na+ (cargas positivas), y cierra los canales de K+. Como consecuencia de ello, el interior se hace cada vez menos negativo y se alcanza el umbral de excitación, hasta que el potencial se invierte y llega a ser positivo. La célula, que estaba polarizada a causa del potencial de membrana generado por los iones K+, se ha despolarizado por la entrada de iones Na+. Cuando este nuevo potencial positivo alcanza el valor de unos +40 mV se denomina potencial de acción, que se propaga como impulso nervioso a lo largo del axón y pasa de unas neuronas a otras mediante la sinapsis.
Nervios: Formación, Funcionamiento y Tipos de Impulsos
Formación y Estructura de los Nervios
Los nervios están constituidos por los axones neuronales, que se agrupan para formar haces de axones envueltos por varias capas de tejido conjuntivo. Los nervios del SNP (Sistema Nervioso Periférico) parten del SNC (Sistema Nervioso Central) y se extienden hasta alcanzar todas las zonas de la superficie del cuerpo, los músculos y las vísceras.
Funcionamiento de los Nervios
Estos nervios actúan como canales de comunicación entre el SNC y el resto del cuerpo. Pueden ser de dos tipos: nervios craneales (12 pares), que parten del encéfalo, y nervios raquídeos (31 pares), que se originan en la médula espinal.
Tipos de Impulsos Transmitidos
Los impulsos que transmiten ambos tipos de nervios pueden ser sensoriales o motores.
Impulsos Sensoriales
Viajan por los nervios sensitivos desde los órganos hacia la médula espinal y el encéfalo para informar sobre lo que ocurre dentro y fuera del organismo.
Impulsos Motores
Viajan por los nervios motores en sentido inverso, desde el encéfalo y la médula espinal hasta los músculos o las glándulas.
Componentes de la Médula Espinal
Astas Anteriores o Ventrales
Contienen los cuerpos de las neuronas motoras, cuyos axones se reúnen formando las raíces anteriores de los nervios raquídeos que inervan los músculos.
Astas Posteriores o Dorsales
Contienen neuronas de asociación y son las zonas por donde penetran los axones de las neuronas sensitivas, agrupadas en las raíces posteriores de los nervios raquídeos, procedentes de los receptores. Los cuerpos de las neuronas sensitivas se localizan en unas estructuras de las raíces posteriores, denominadas ganglios nerviosos.
Sustancia Blanca
Situada en el exterior, está formada por los axones mielinizados de las neuronas, que se agrupan en haces de nervios denominados cordones. Estos conducen impulsos ascendentes o descendentes.
El Hipotálamo y su Función Reguladora
El hipotálamo es el centro de la vida vegetativa o visceral, ya que controla al sistema nervioso autónomo, y regula los procesos del apetito y la saciedad, la sed, la temperatura, el impulso sexual y los ritmos biológicos. Produce los factores liberadores que actúan sobre el lóbulo anterior de la hipófisis induciendo la secreción de hormonas hipofisarias. Sus terminaciones nerviosas segregan dos neurohormonas en el lóbulo posterior de la hipófisis.
Diferencias entre el Sistema Nervioso Simpático y Parasimpático
Sistema Nervioso Simpático
La estimulación del sistema simpático favorece el aumento de la actividad y, por tanto, el consumo de energía, así como la movilización y el gasto de reservas del organismo, preparando a los individuos para las situaciones de peligro que requieran una acción inmediata: la defensa, la lucha o la huida.
Sistema Nervioso Parasimpático
El sistema parasimpático provoca acciones contrarias al simpático: ahorra energía e interviene en las funciones de conservación y reparación del organismo. Actúa principalmente en el mantenimiento de actividades cotidianas que pueden hacerse con tranquilidad, como la digestión o la excreción, y prepara al individuo para el sueño nocturno.
Propiorreceptores y Receptores Táctiles
Propiorreceptores
Son mecanorreceptores internos que proporcionan información sobre el grado de contracción de los músculos, la tensión de los tendones y la posición y el movimiento de las articulaciones.
Receptores Táctiles
Los invertebrados, especialmente los insectos, poseen un conjunto de pelos táctiles en la superficie del cuerpo, las patas y las antenas, denominados sensilas, que captan vibraciones y detectan el contacto.
Los receptores del tacto de los vertebrados son más complejos y se localizan en la piel; muchos mamíferos poseen pelos táctiles (vibrisas) que resultan muy eficaces para la percepción de obstáculos.
En los seres humanos, los receptores táctiles se encuentran en la dermis y su estimulación manda impulsos al cerebro que dan lugar a las sensaciones de calor, frío, presión y dolor, que constituyen el sentido del tacto.
Estatorreceptores en Invertebrados y Vertebrados
Estatocistos en Invertebrados
Consta de un pequeño saco, llamado estatocisto, lleno de líquido y revestido interiormente con células ciliadas, sobre las cuales se encuentra una concreción dura, llamada estatolito. Cuando un animal se mueve, el estatolito ejerce presión y mueve los cilios, lo que genera impulsos nerviosos en las células ciliadas. De este modo, el cerebro recibe información sobre el cambio de posición del cuerpo. En la mayoría de los invertebrados los estatocistos están situados en la cabeza.
Sistema Vestibular en Vertebrados
Está formado por el utrículo y el sáculo, donde se localizan las células ciliadas con sus estatolitos, denominados otolitos; además se encuentran los canales semicirculares, que informan sobre los movimientos de la cabeza. En uno de los extremos de cada canal se encuentra una zona ensanchada, llamada ampolla, con células ciliadas. Cuando se mueve la cabeza, el líquido de los canales estimula los cilios y el cerebro recibe información sobre la posición y el movimiento.
Funcionamiento del Oído Humano
El pabellón auditivo capta las ondas sonoras y las encauza hasta el tímpano, cuya vibración se transmite y amplifica por la cadena de huesecillos hasta el caracol.
La vibración de su líquido interno afecta a la membrana basilar y origina el movimiento de las células ciliadas del órgano de Corti, cuyos cilios rozan la membrana tectorial y provocan impulsos que son conducidos por el nervio auditivo al cerebro.
El extremo más distante de la membrana basilar es ancho y flexible, por lo que vibra con los sonidos graves; el extremo más cercano es rígido y estrecho, por lo que vibra con los sonidos agudos.
Termorreceptores, Magnetorreceptores y Electrorreceptores
Termorreceptores
Son receptores sensibles a los cambios de temperatura externa o interna. La respuesta al estímulo para mantener la temperatura corporal se puede llevar a cabo mediante reajustes fisiológicos o de comportamiento.
Magnetorreceptores
Son receptores capaces de percibir el campo magnético terrestre utilizados por algunos animales para orientarse en sus desplazamientos y migraciones. Ejemplos: abejas, tortugas marinas y delfines.
Electrorreceptores
Son receptores capaces de percibir los débiles campos eléctricos generados por la actividad muscular y nerviosa de otros animales que se mueven cerca de ellos. Se cree que derivan de la línea lateral y son altamente eficaces en las criaturas acuáticas, como las ampollas de Lorenzini de los tiburones, que utilizan para la comunicación y la detección de objetos en aguas con poca visibilidad.
La Importancia del Olfato en el Reino Animal
El olfato se basa en receptores capaces de detectar sustancias químicas a distancia, transportadas por el aire o el agua.
Es el sentido más influyente en el comportamiento social de los animales; sirve para el encuentro de alimento, la búsqueda de la pareja, la huida ante los enemigos, la localización del territorio, etc.
Los olores sirven para establecer un lenguaje químico muy ventajoso para la especie, principalmente cuando la capacidad de percibirlos está asociada a la producción de feromonas, que son un grupo de hormonas externas que afectan al comportamiento o a la fisiología de otros individuos de la misma especie.
El Funcionamiento del Sentido del Gusto
Se basa en la existencia de receptores químicos de contacto que permiten reconocer las sustancias disueltas que entran en contacto con ellos.
En los seres humanos, los receptores del gusto son las papilas gustativas de la lengua, que le confieren su aspecto rugoso y presentan formas distintas: foliar, fungiforme, caliciforme y filiforme.
Cada papila es un receptor sensible a un determinado sabor, que percibe los estímulos procedentes de sustancias disueltas en la saliva y elabora impulsos nerviosos que se envían al cerebro para su integración.
Fotorreceptores y Tipos de Ojos Simples
Fotorreceptores
Los fotorreceptores son células sensibles a la luz, gracias a que contienen una familia de fotopigmentos, denominados rodopsinas, que captan diferentes intensidades de luz. Los grupos de células fotorreceptoras forman la retina, que es la parte fotosensible del órgano de la vista. Los ojos pueden ser simples o compuestos.
Tipos de Ojos Simples
Ocelo o Mancha Ocular
Está formado por células fotorreceptoras situadas en la superficie corporal. Se encuentra en los cnidarios.
Ojo en Copa
Es un órgano visual en el que las células fotorreceptoras se agrupan y forman la retina, sobre la que incide directamente la luz. Carece de cristalino y detecta luces y sombras, pero no forma imágenes visuales. Se encuentra en las planarias.
Ojo Vesicular
Desarrolla la córnea y un cristalino gelatinoso que hace de lente, lo que le permite enfocar los objetos y mejorar la calidad de la imagen. Este tipo de ojo lo tienen los anélidos y algunos moluscos gasterópodos.
Hormonas Clave de la Corteza Suprarrenal
Aldosterona
Favorece la retención de agua y Na+ (sodio) y la eliminación de K+ (potasio) por el riñón.
Glucocorticoides
Regulan el metabolismo de glúcidos, grasas y proteínas. Tienen un efecto antiinflamatorio. Ayudan a combatir el estrés, disminuyen los linfocitos y debilitan la respuesta inmunitaria.