Departamento de Ciencia y Tecnología - Biología - 3º Medio. Profesor: Omar Jaque. Guía N°4 Los sentidos

El sistema nervioso nos permite mantener la homeostasis, que es el equilibrio del medio interno, al poseer receptores que captan estímulos del medio ambiente, llamados exteroceptores. Éstos pueden ser visuales, auditivos, olfativos, gustativos o táctiles, y el estímulo que reciben debe tener una intensidad mínima llamada umbral de excitación para lograr excitarlo.

El impulso producido luego de captar el estímulo es conducido hacia el cerebro a través de neuronas

sensoriales, y en la corteza cerebral será elaborado y transformado en una sensación visual, auditiva, olfativa, gustativa o táctil. De este modo:

• El sentido de la visión nos permite captar un 90% de los estímulos del medio y su vía de conducción es el nervio óptico.

• El sentido de la audición nos permite captar un 5% de los estímulos del medio y su vía de conducción es el nervio auditivo.

• El sentido del olfato nos permite captar un 1% de los estímulos del medio y su vía de conducción es el nervio olfatorio.

• El sentido del gusto nos permite captar un 2% de los estímulos del medio y sus vías de conducción son el nervio glosofaríngeo, el nervio facial y el nervio vago.

• El sentido del tacto nos permite captar un 2% de los estímulos del medio y sus vías de conducción son nervios cutáneos.

LA VISIÓN

La visión es una de las modalidades sensoriales más importantes en nuestra vida cotidiana, nos da la

habilidad de detectar la luz del medio ambiente y luego de interpretarla. El sentido de la vista permite que el cerebro perciba las formas, los colores y el movimiento; este es el modo en que vemos el mundo. Para comprender la construcción de la imagen visual es necesario conocer la anatomía del globo ocular.

• Esclerótica: es la capa más externa del globo ocular, es blanca con fibras colágenas y elásticas que brindan protección a las estructuras internas y estabilidad al globo ocular. Cubre la mayor parte del ojo, excepto en una pequeña región anterior.

• Córnea: es la prolongación anterior transparente de la esclerótica, que abulta hacia delante el ojo. Es el primer medio refringente de la luz.

• Coroides: es la capa media del globo ocular; es pigmentada para absorber el exceso de luz y contiene vasos sanguíneos que nutren los tejidos del ojo.

• Iris: es la extensión anterior pigmentada de coroides, cuya función es regular la entrada de luz al globo ocular mediante la contracción o distensión de su musculatura, regulando así el diámetro de la pupila.

• Pupila: es el orificio central por donde ingresa la luz al globo ocular.

• Músculos ciliares: gracias a su contracción pueden darle mayor convexidad al cristalino para el enfoque de la visión, lente al que sostienen a través de los ligamentos suspensorios.

• Cristalino: es un lente biconvexo que constituye un importante medio refringente de la luz, ya que funciona en el enfoque de la visión a distintas distancias.

• Retina: es la capa más interna del globo ocular; está formada a su vez por varias capas celulares que la luz debe atravesar antes de incidir en los fotorreceptores. Las capas de la retina son: ✓ Células ganglionares: neuronas cuyos axones forman el nervio óptico. ✓ Células bipolares: neuronas bipolares que comunican a las células fotorreceptoras con las neuronas

ganglionares.

✓ Células fotorreceptoras: conos y bastones. ✓ Células pigmentadas: poseen gránulos con melanina para absorber el exceso de luz.

• Cavidad anterior: posee dos cámaras, la anterior entre la córnea y el iris y la posterior entre el iris y el cristalino. En esta cavidad se encuentra el humor acuoso, un líquido claro y transparente que actúa como medio refringente de la luz y proporciona presión intraocular.

• Cavidad posterior: se encuentra entre el cristalino y la retina, posee el humor vítreo, sustancia gelatinosa y transparente que proporciona presión intraocular (de 15 mm Hg) y actúa como medio refringente de la luz.

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Fig. 1: El globo ocular.

Fig. 2: La retina.

Los fotorreceptores son células especializadas en recibir el estímulo de la luz, debido a que en su segmento externo tienen unas invaginaciones de membrana llamadas discos donde se encuentran los pigmentos visuales. Los discos se encuentran apilados, de manera que si un fotón no es absorbido por un pigmento puede ser captado por el que queda más atrás. La incidencia de la luz en los pigmentos visuales dará lugar a la transducción de la energía a través de la apertura de los canales iónicos de Na+, con la generación del impulso nervioso destinado a llegar al cerebro.

Los fotorreceptores son los bastones y los conos. Los bastones son más abundantes y tienen una mayor

cantidad de pigmento visual llamado rodopsina, con lo que capturan más luz y son mucho más sensibles, pero no permiten discriminar entre diferentes longitudes de onda, por lo que nos sirven para la visión nocturna. Los conos, si bien son menos sensibles por tener menos pigmento llamado conopsina, poseen de tres tipos diferentes, por lo que pueden discriminar entre longitudes de onda, y luego del procesamiento a nivel cerebral nos permiten distinguir colores, por lo que nos sirven principalmente para la visión diurna.

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Fig. 3: Fotorreceptores (a la izquierda) y transducción de la energía (a la derecha).

El enfoque preciso de la imagen está a cargo de los músculos ciliares. Los rayos luminosos que provienen de objetos lejanos vienen paralelos, por lo que no se requiere de una gran curvatura del cristalino para lograr su convergencia al interior del globo ocular, para que la imagen incida en la capa fotorreceptora. Por ello, la visión a distancia no requiere de la contracción de los músculos ciliares y no es cansadora. Por el contrario, los rayos luminosos provenientes de objetos cercanos vienen divergentes, por lo que se necesita una gran convexidad del cristalino para su convergencia, para lo que se requiere de la contracción de los músculos ciliares, siendo la visión de cerca, por tiempos prolongados, cansadora.

Fig. 4: El enfoque.

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Si bien en el globo ocular están los fotorreceptores, la percepción visual depende en gran medida de la actividad cerebral. Una vez que los fotorreceptores captan la luz realizan sinapsis con las células bipolares y éstas con las células ganglionares. Los axones de las células ganglionares forman el nervio óptico (con un punto ciego) que se dirige hacia las áreas visuales de la corteza cerebral. Las porciones de la retina nasal (la más interna de cada ojo) captan los campos visuales más externos, y se intercambian de hemisferio a nivel del quiasma óptico. Las porciones de la retina temporal (la más externa de cada ojo) captan los campos visuales más internos, y se dirigen al mismo hemisferio cerebral.

Fig. 5: Al seccionar en diversos segmentos del nervio óptico se pueden perder diferentes áreas del campo visual.

LA AUDICIÓN

Muchos de los estímulos del medioambiente son de tipo auditivo, y el órgano encargado de recibirlos es el

oído, lugar donde las ondas sonoras son convertidas en impulsos nerviosos. De este modo, podemos definir la audición como el proceso de decodificación que realiza el cerebro de las vibraciones que llegan al oído. La parte externa y visible del oído, que protege al resto del sistema auditivo, corresponde al oído externo. Éste está conformado por:

• El pabellón de la oreja: órgano cartilaginoso cuya forma actúa como un “embudo” que permite captar y dirigir las ondas sonoras hacia el canal auditivo.

• Canal auditivo: conducto que comienza en la oreja y termina en el tímpano, permite transmitir las ondas sonoras a este último. En un adulto mide entre 2,5 cm y 2,9 cm de longitud.

• Tímpano: constituye el límite entre el oído externo y el oído medio. Es una membrana circular de unos 9 mm de diámetro que vibra al recibir las ondas sonoras, con lo que permite que éstas se conviertan en un movimiento mecánico que se transmite al oído medio.

Fig. 6: El oído.

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El oído medio se encuentra inmediatamente detrás del tímpano y está formado por tres pequeños huesos articulados entre sí. Esta cadena de huesos se inicia con el martillo, que se apoya sobre el tímpano, continúa con el yunque y finaliza con el estribo, que se apoya sobre la ventana oval. La función principal del oído medio es optimizar la transferencia de energía de las ondas sonoras, al pasar del medio externo (aire) al medio líquido contenido en el oído interno.

La Trompa de Eustaquio es un conducto que comunica el oído medio con la cavidad nasal y permite mantener la misma presión a ambos lados del tímpano.

El oído interno está ubicado dentro del hueso temporal, y está

formado por el órgano de la audición, el caracol o cóclea. Su principal función es transformar las vibraciones mecánicas que llegan a través de la ventana oval, membrana del caracol, en impulsos eléctricos.

La cóclea posee tres rampas: la superior es la rampa

vestibular, la media es la rampa coclear y la inferior es la rampa timpánica. Tanto la rampa vestibular como la timpánica poseen perilinfa, un líquido con las mismas características del líquido cerebroespinal (con bajo contenido en K+ y alto en Na+), mientras que la rampa coclear posee endolinfa (con alto contenido en K+ y bajo en Na+). Es en esta última rampa donde se ubica el Órgano de Corti, en el que se encuentran las células ciliadas que corresponden a mecanorreceptores.

Las ondas sonoras captadas por el pabellón de la oreja

ingresan por el canal auditivo hasta el tímpano, el cual comienza a vibrar y transmite el movimiento al oído medio, a través del martillo, yunque y estribo. El estribo golpea la ventana oval, lo cual provoca el movimiento del líquido al interior del caracol, con lo que la endolinfa provoca a su vez el movimiento de los cilios de los mecanorreceptores en el Órgano de Corti, excitando a estas células, las que hacen sinapsis con las neuronas sensitivas del nervio auditivo.

Fig. 7: Transducción de la energía en el oído.

Fig. 8: La Cóclea.

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Fig. 9: El Órgano de Corti.

EL OLFATO

El órgano del sentido del olfato es la nariz y forma parte de las vías respiratorias. Cuando inspiramos, las partículas odorantes ingresan por las fosas nasales, en cuyas paredes se encuentran unos huesos llamados cornetes que ayudan a calentar, humedecer y dirigir el aire hacia el interior de los pulmones.

En las paredes de la cavidad nasal se encuentra la pituitaria, una membrana que en su porción inferior

posee gran cantidad de vasos sanguíneos y se denomina pituitaria roja. Su porción superior es la pituitaria amarilla, y en ella se encuentran las células quimiorreceptoras que recogen las sensaciones olorosas, donde transforman las características físicas del olor en impulsos nerviosos.

La pituitaria amarilla cuenta con tres tipos de células:

• Neuronas olfatorias: son neuronas bipolares con un axón que se proyecta hacia el bulbo olfatorio y con una dendrita hacia la cavidad nasal, desde las que surgen cilios quimiorreceptores.

• Células de soporte: poseen microvellosidades que ayudan a retener impurezas.

• Células basales: son células con forma de triángulo que se ubican en la superficie interna del epitelio. Constituyen una población de células madre indiferenciadas capaces de regenerar continuamente neuronas olfatorias a lo largo de la vida.

Fig. 10: Nariz (a la izquierda) y pituitaria amarilla (a la derecha).

EL GUSTO El sentido del gusto es fisiológicamente muy similar al sentido del olfato, pues ambos detectan sustancias

químicas. Sin embargo, el sentido del gusto es menos sensible, y lo podemos considerar como nuestro sentido más débil, debido a que los sabores se producen como respuesta a una combinación de varios estímulos como el olor, el sabor, la textura, la consistencia y la temperatura.

El órgano del sentido del gusto es la lengua. Posee en su superficie unas estructuras cónicas llamadas

papilas con botones gustativos, donde se encuentran entre 50 y 100 células gustativas con cilios que dan hacia el exterior y que corresponden a quimiorreceptores, los que se comunican con neuronas que envían la información a la corteza cerebral para elaborar la sensación del gusto.

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Fig. 11: La lengua (a la izquierda) y botón gustativo (a la derecha). Los tipos de papilas gustativas son:

• Papilas caliciformes o circunvaladas: tienen forma de cono, son las menos abundantes y las más voluminosas. Se disponen en la base de la lengua formando una “V”. Son más sensibles a los sabores amargos.

• Papilas fungiformes: poseen forma de hongo, aparecen aisladas y distribuidas regularmente entre las papilas filiformes. Son más sensibles a los sabores dulces, salados y ácidos.

• Papilas filiformes: son las más pequeñas y abundantes. No poseen botones gustativos y su extremo es ahusado, lo que le da a la lengua una superficie rugosa que facilita la manipulación del alimento. Son sensibles al tacto y a la temperatura.

• Papilas foliadas: están ubicadas hacia atrás por los bordes de la lengua (a cada lado). Son rudimentarias en el humano. Son más sensibles a los sabores ácidos.

Fig. 12: Distribución de las papilas gustativas.

Fig. 13: Tipos de papilas gustativas.

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EL TACTO

El sentido del tacto se percibe a través de la piel, el órgano más extenso del cuerpo humano. Ésta consta de tres porciones: la epidermis, que es la más superficial, delgada y sin vasos sanguíneos; la dermis, que es más profunda, gruesa y con numerosos vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas; y la hipodermis, que es la capa inferior de la piel, con vasos sanguíneos y células adiposas que ayudan a conservar la temperatura corporal.

En la piel nos encontramos con varios tipos de receptores, los que nos permiten captar los cambios que se producen en el medio ambiente, como variaciones de temperatura, daños y presión sobre la piel.

• Corpúsculos de Meissner: se ubican en zonas superficiales de la piel, principalmente en la punta de los dedos, los labios y la lengua, son responsables de la sensibilidad superficial.

• Corpúsculos de Pacini: se encuentran en zonas profundas de la piel, principalmente en los dedos, detectan presiones fuertes y profundas.

• Corpúsculos de Krause: se encuentran en la superficie de la dermis, son los receptores de frío.

• Corpúsculos de Ruffini: se encuentran en zonas profundas de la dermis, principalmente en las yemas de los dedos, la palma de las manos y la panta de los pies; son los receptores de calor.

• Terminaciones nerviosas libres ramificadas: se distribuyen por piel de todo el cuerpo activándose frente a estímulos dañinos.

• Mecanorreceptores: son terminaciones nerviosas libres que envuelven al folículo piloso, son muy sensibles al tacto.

Fig. 14: La piel.