Receptores y efectores
Entras a una panadería de La Habana Vieja y el olor a pan recién horneado te llena la nariz; a los cinco minutos casi ya no lo notas. Mientras tanto, un murciélago «ve» los frutos con los oídos y una abeja ve colores ultravioleta que tú no distingues. Cada animal percibe solo la parte del mundo que sus receptores pueden captar. ¿Por qué tu nariz «se apaga» ante un olor que sigue ahí? Lo resolveremos al final.
Clasificación de los receptores
Una gota de limón en la lengua, el pinchazo de una aguja o una luz cegadora provocan sensaciones muy distintas. Sin embargo, todas viajan hacia el encéfalo como la misma señal bioeléctrica. ¿Cómo detecta el cuerpo estímulos tan diferentes y los traduce a un código común?
Ejemplos corporales: fotorreceptores, los conos y bastones de la retina; mecanorreceptores, los de presión de la piel y las células ciliadas del oído; quimiorreceptores, los de la nariz y las papilas gustativas; termorreceptores, los de frío y calor de la piel; nociceptores, las terminaciones libres que avisan de una quemadura o un corte.
Los sentidos
Los cinco sentidos «clásicos» son vista (luz), oído (sonido), olfato y gusto (sustancias químicas) y tacto (presión, temperatura, dolor). Además tienes sentidos internos menos conocidos: el equilibrio (posición y giros de la cabeza), la propiocepción (posición de músculos y articulaciones), el hambre y la sed (necesidades del cuerpo) y el dolor visceral (daño en los órganos internos).
Clasifica los receptores sensoriales según el tipo de estímulo que detectan (fotorreceptores, mecanorreceptores, quimiorreceptores, termorreceptores y nociceptores) y…
Clasifica los receptores sensoriales según el tipo de estímulo que detectan (fotorreceptores, mecanorreceptores, quimiorreceptores, termorreceptores y nociceptores) y pon un ejemplo corporal de cada uno.
Diferencia exterorreceptores, interorreceptores y propioceptores, indicando dónde se localizan y qué información aporta cada tipo.
Diferencia exterorreceptores, interorreceptores y propioceptores, indicando dónde se localizan y qué información aporta cada tipo.
Nombra los cinco sentidos «clásicos» y añade al menos dos sentidos internos menos conocidos (equilibrio, propiocepción, hambre, sed, dolor visceral), indicando qué…
Nombra los cinco sentidos «clásicos» y añade al menos dos sentidos internos menos conocidos (equilibrio, propiocepción, hambre, sed, dolor visceral), indicando qué información aporta cada uno.
Los efectores y la cadena estímulo-respuesta
Al oír un estruendo en la calle, por ejemplo un trueno en plena temporada ciclónica, tus pupilas se dilatan y tu corazón se acelera sin que lo decidas, y si hace falta, tus piernas echan a correr. ¿Qué estructuras ejecutan estas órdenes y por qué controlas unas de forma consciente y otras no?
Un ejemplo de cada uno: un músculo (el bíceps) flexiona el brazo al lanzar una pelota; un hueso (el húmero) actúa como palanca de ese movimiento; una glándula (la sudorípara) segrega sudor en un partido de pelota con calor.
Toda respuesta sigue la misma cadena: el receptor capta el estímulo, una vía sensitiva lleva la señal al centro nervioso (encéfalo o médula), este elabora una orden, una vía motora la conduce y el efector responde. En la figura, las cajas van numeradas del 1 al 5 en el orden en que viaja la señal.
Ahora aplícalo a un caso concreto. Ante un ruido brusco, el esquema se simplifica a cuatro cajas, porque la señal se reparte desde el centro nervioso hacia dos efectores:
Medir el tiempo de reacción
El tiempo de reacción es lo que tarda la cadena completa, desde que el receptor capta el estímulo hasta que el efector responde. Se mide con el test de la regla: un compañero suelta una regla y tú la atrapas; la distancia de caída $d$ (en metros) da el tiempo con $t = \sqrt{2d/g}$, con $g = 9{,}8\ \text{m/s}^2$. Con el esfuerzo físico o un susto, la adrenalina (hormona de la suprarrenal) suele acortar ese tiempo y acelera el pulso: es la integración nervioso-hormonal.
Cita los tres tipos de órganos efectores de la función de relación y pon un ejemplo de respuesta coordinada por cada uno.
Cita los tres tipos de órganos efectores de la función de relación y pon un ejemplo de respuesta coordinada por cada uno.
Ante un ruido brusco se dilatan las pupilas y se acelera el corazón, como resume el esquema. Indica qué elemento de la cadena (receptor, centro nervioso o efector)…
Ante un ruido brusco se dilatan las pupilas y se acelera el corazón, como resume el esquema. Indica qué elemento de la cadena (receptor, centro nervioso o efector) representa cada caja numerada (1 a 4) y qué parte del sistema nervioso (voluntario o autónomo) controla cada paso.
Reto del tema. ¿Cómo responde tu cuerpo ante una alerta o esfuerzo? Diseña una investigación casera sobre el tiempo de reacción y la integración neuroendocrina. 1. Toma…
Reto del tema. ¿Cómo responde tu cuerpo ante una alerta o esfuerzo? Diseña una investigación casera sobre el tiempo de reacción y la integración neuroendocrina.
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Toma de datos: Con ayuda de un familiar que viva contigo, realiza el test de la regla en reposo y tras $1\text{ min}$ de actividad física intensa (como saltar o hacer sentadillas). Mide la distancia de caída ($d$, en metros) cinco veces por condición y calcula el tiempo de reacción medio mediante la fórmula $t = \sqrt{2d/g}$ (con $g = 9,8\text{ m/s}^2$). Registra también tu pulso en reposo y activo.
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Procesamiento: Diseña una tabla con los promedios obtenidos y elabora una gráfica de barras que compare el tiempo de reacción y la frecuencia cardiaca en ambas situaciones.
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Informe fisiológico: Redacta un informe breve razonando los resultados: identifica los receptores sensoriales activados, describe las vías nerviosas aferentes y los efectores musculares implicados, y explica la modulación endocrina ejercida por la adrenalina sobre la respuesta cardiaca y el estado de alerta.
Se valorará:
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Rigor en la obtención de datos empíricos y cálculo matemático adecuado con coma decimal.
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Representación gráfica clara, ordenada y correctamente rotulada.
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Integración conceptual precisa de receptores, efectores y la coordinación entre el sistema nervioso y el endocrino.
La piel, la vista y el oído
Sales del cine Yara, en el Vedado, a plena luz del día y te deslumbras. Al entrar a otra sala a oscuras, tardas minutos en distinguir los escalones y no distingues el color de las butacas. ¿Cómo se organizan los fotorreceptores para funcionar tanto de día como casi a oscuras?
La piel es un órgano sensorial con varios receptores: de tacto, de presión, de calor, de frío y de dolor. Esta integración tiene ventaja: con un solo roce sabes qué es un objeto, y el dolor te avisa del peligro. Si tocas algo frío, rugoso y punzante, cada tipo de receptor se activa por separado y el encéfalo combina las señales en una sola sensación.
Discriminación de dos puntos
En la prueba de discriminación de dos puntos (propia del estudio de la piel) se tocan dos puntos de la piel a la vez y se mide la distancia mínima a la que la persona siente dos y no uno. En las yemas de los dedos basta un milímetro; en la espalda, varios centímetros. Dos factores lo explican: la densidad de receptores (muchos en los dedos, pocos en la espalda) y el territorio de la corteza cerebral dedicado a esa zona (grande para los dedos). Así, una zona con más receptores y más corteza es más sensible.
Miopía e hipermetropía
En un ojo sano la imagen se enfoca justo en la retina. En el ojo miope el globo es muy largo y la imagen se enfoca delante de la retina: se corrige con una lente divergente. En el hipermétrope el globo es corto y la imagen se enfoca detrás de la retina: se corrige con una lente convergente. La miopía aumenta en los jóvenes con mucho trabajo de cerca (celular, computadora, estudio independiente) y pocas horas al aire libre.
Explica el recorrido de la luz en el ojo (córnea, pupila, cristalino, humor vítreo, retina) y la función de cada elemento, indicando dónde se forma la imagen y dónde se…
Explica el recorrido de la luz en el ojo (córnea, pupila, cristalino, humor vítreo, retina) y la función de cada elemento, indicando dónde se forma la imagen y dónde se transforma en señal nerviosa.
Diferencia bastones y conos de la retina: qué detecta cada tipo (luz tenue frente a color y detalle), dónde abunda (periferia frente a fóvea) y por qué de noche vemos en…
Diferencia bastones y conos de la retina: qué detecta cada tipo (luz tenue frente a color y detalle), dónde abunda (periferia frente a fóvea) y por qué de noche vemos en blanco y negro.
Describe el camino del sonido por el oído (pabellón, canal auditivo, tímpano, huesecillos, cóclea) y explica en qué estructura las vibraciones se convierten en impulsos…
Describe el camino del sonido por el oído (pabellón, canal auditivo, tímpano, huesecillos, cóclea) y explica en qué estructura las vibraciones se convierten en impulsos nerviosos.
La piel contiene varios tipos de receptores (tacto, presión, temperatura y dolor). Explica qué ventaja supone esa integración sensorial y describe qué ocurre cuando…
La piel contiene varios tipos de receptores (tacto, presión, temperatura y dolor). Explica qué ventaja supone esa integración sensorial y describe qué ocurre cuando tocas a la vez algo frío, rugoso y punzante.
Compara el ojo compuesto de un insecto con el ojo de un vertebrado: estructura básica de cada uno, tipo de imagen que forman y qué ventaja ofrece cada diseño al animal…
Compara el ojo compuesto de un insecto con el ojo de un vertebrado: estructura básica de cada uno, tipo de imagen que forman y qué ventaja ofrece cada diseño al animal que lo posee.
Explica en qué punto se enfoca la imagen en un ojo miope y en uno hipermétrope (delante o detrás de la retina), qué tipo de lente corrige cada defecto (divergente o…
Explica en qué punto se enfoca la imagen en un ojo miope y en uno hipermétrope (delante o detrás de la retina), qué tipo de lente corrige cada defecto (divergente o convergente) y qué factores se relacionan con el aumento de la miopía en los jóvenes (trabajo de cerca, pocas horas al aire libre).
Las yemas de los dedos distinguen dos pinchazos separados un milímetro; la espalda, solo si se separan varios centímetros. Explica la prueba de discriminación de dos…
Las yemas de los dedos distinguen dos pinchazos separados un milímetro; la espalda, solo si se separan varios centímetros. Explica la prueba de discriminación de dos puntos, qué la determina (densidad de receptores y territorio cortical) y qué dice sobre la sensibilidad de cada zona.
Equilibrio y propiocepción
Los médicos piden a veces a una persona que cierre los ojos y se quede quieta con los pies juntos. Esa prueba se llama de Romberg. ¿Qué sentidos te mantienen de pie?
| Fuente | Qué informa | Si falla… |
|---|---|---|
| Vista | Posición respecto al entorno | Se compensa con las otras dos |
| Propioceptores | Posición de cada parte del cuerpo | Hay inestabilidad aun con los ojos abiertos |
| Oído interno | Giros y posición de la cabeza | Hay vértigo y desequilibrio |
En la prueba de Romberg, al cerrar los ojos se elimina la vista y se obliga al cuerpo a depender solo de los propioceptores y del oído interno. Quien se tambalea al cerrar los ojos, pero está estable con ellos abiertos, usaba la vista para compensar una falla propioceptiva. Quien está inestable de ambas formas, sin mejoría visual, tiene una falla que la vista no logra compensar, como un problema vestibular o cerebeloso.
Marearse en una guagua por una carretera de curvas o en una lancha de la bahía (cinetosis) ocurre por un conflicto de información: el oído interno siente los giros y aceleraciones, pero la vista, al mirar el interior del vehículo, dice que estás quieto. El encéfalo recibe mensajes contradictorios y aparece el mareo.
El oído interno también es el órgano del equilibrio. Explica qué detectan los canales semicirculares y el utrículo (giros y aceleraciones, posición de la cabeza) y por…
El oído interno también es el órgano del equilibrio. Explica qué detectan los canales semicirculares y el utrículo (giros y aceleraciones, posición de la cabeza) y por qué marearse en un barco es un conflicto entre lo que dice la vista y lo que dice el oído interno (cinetosis).
Adaptación sensorial y sentidos de otros animales
Volvamos a la panadería de La Habana Vieja: al principio el olor es fuertísimo y después casi no lo notas. El olor sigue ahí, así que lo que cambia es la respuesta de tus receptores.
La neurona A (se silencia a los 0,8 s aunque el estímulo siga) es un receptor de adaptación rápida: detecta el inicio y el final del contacto y deja de gastar energía. La neurona B, que se mantiene casi constante, es un receptor de adaptación lenta: vigila una situación que dura, como la presión de la ropa sobre la piel o la posición de una articulación. Ambas estrategias son útiles: así puedes ignorar el reloj en tu muñeca pero notar un insecto que camina por tu brazo.
Gusto, olfato y sabor
El gusto detecta en la lengua lo dulce, salado, ácido, amargo y umami; el olfato detecta sustancias volátiles en la nariz. El sabor es la combinación de ambos: parte del aroma sube por detrás de la boca hasta la nariz (olfato retronasal). Por eso, con un catarro fuerte el café o el ajiaco «no saben a nada»: la lengua sigue notando lo salado o amargo, pero el olfato está bloqueado.
La función protectora del dolor
Los nociceptores avisan del daño para que retires la mano de la hornilla antes de quemarte con la hornilla. Quienes nacen con insensibilidad congénita al dolor no reciben ese aviso: sufren quemaduras, fracturas e infecciones sin notarlas a tiempo.
Diferencia gusto y olfato, y explica por qué con un resfriado fuerte la comida «no sabe a nada», recurriendo al olfato retronasal y a la noción de sabor como combinación…
Diferencia gusto y olfato, y explica por qué con un resfriado fuerte la comida «no sabe a nada», recurriendo al olfato retronasal y a la noción de sabor como combinación de ambos sentidos.
Los nociceptores nos avisan del daño. Explica la función protectora del dolor y razona por qué las personas con insensibilidad congénita al dolor sufren quemaduras,…
Los nociceptores nos avisan del daño. Explica la función protectora del dolor y razona por qué las personas con insensibilidad congénita al dolor sufren quemaduras, fracturas e infecciones que no detectan a tiempo.
Estrategias reproductivas: gasto energético y éxito
Una tortuga carey deja en una playa de Guanahacabibes más de cien huevos y se va; una mujer o una vaca tienen una sola cría y la cuidan durante meses. Las dos estrategias funcionan. ¿Por qué hay tantas formas de reproducirse?
La reproducción asegura la continuidad de la especie, y cada estrategia es un equilibrio entre cuánta energía gasta el progenitor y cuántas crías llegan a adultas. Hay tres decisiones principales:
| Decisión | Opciones | Efecto |
|---|---|---|
| ¿Cuántos progenitores? | Asexual (uno solo, descendientes idénticos) o sexual (dos gametos, descendientes con nuevas combinaciones genéticas) | La asexual es rápida y barata; la sexual genera variabilidad |
| ¿Dónde se une el óvulo con el espermatozoide? | Fecundación externa (en el agua) o interna (dentro del cuerpo) | La externa necesita muchos gametos porque se pierden muchos; la interna protege los gametos |
| ¿Dónde se desarrolla el embrión? | Ovíparo (huevo fuera del cuerpo), ovovivíparo (huevo que eclosiona dentro de la madre) o vivíparo (el embrión crece en la madre y se nutre de ella) | El huevo es barato para la madre pero deja al embrión expuesto; la viviparidad protege más pero cuesta más energía |
Ejemplos: la tortuga carey es ovípara con fecundación interna y pone muchos huevos con poco cuidado; muchos peces tienen fecundación externa en el agua, mientras que los tiburones tienen fecundación interna; los mamíferos tienen fecundación interna, viviparidad y pocas crías muy cuidadas. Una mata de plátano se reproduce también de forma asexual con los hijuelos que brotan de su base. El cambio climático (subida de la temperatura y del nivel del mar) afecta a estas estrategias: la temperatura del nido de la carey determina el sexo de las crías y las playas de anidación se erosionan, como recoge la Tarea Vida.
Reto del tema. ¿Cómo responde tu cuerpo ante una alerta o esfuerzo? Diseña una investigación casera sobre el tiempo de reacción y la integración neuroendocrina. 1. Toma…
Reto del tema. ¿Cómo responde tu cuerpo ante una alerta o esfuerzo? Diseña una investigación casera sobre el tiempo de reacción y la integración neuroendocrina.
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Toma de datos: Con ayuda de un familiar que viva contigo, realiza el test de la regla en reposo y tras $1\text{ min}$ de actividad física intensa (como saltar o hacer sentadillas). Mide la distancia de caída ($d$, en metros) cinco veces por condición y calcula el tiempo de reacción medio mediante la fórmula $t = \sqrt{2d/g}$ (con $g = 9,8\text{ m/s}^2$). Registra también tu pulso en reposo y activo.
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Procesamiento: Diseña una tabla con los promedios obtenidos y elabora una gráfica de barras que compare el tiempo de reacción y la frecuencia cardiaca en ambas situaciones.
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Informe fisiológico: Redacta un informe breve razonando los resultados: identifica los receptores sensoriales activados, describe las vías nerviosas aferentes y los efectores musculares implicados, y explica la modulación endocrina ejercida por la adrenalina sobre la respuesta cardiaca y el estado de alerta.
Se valorará:
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Rigor en la obtención de datos empíricos y cálculo matemático adecuado con coma decimal.
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Representación gráfica clara, ordenada y correctamente rotulada.
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Integración conceptual precisa de receptores, efectores y la coordinación entre el sistema nervioso y el endocrino.