Fisiología de Sistemas: Regulación Endocrina, Sentidos Especiales y Mecanorreceptores

Regulación del Equilibrio Hídrico y Electrolítico

Sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (SRAA)

• Mantiene la volemia y la presión sanguínea del LEC (Líquido Extracelular) dentro de valores normales.
• La renina es producida por los riñones en respuesta a un contenido tubular de sodio disminuido o a una presión de perfusión baja.
• La renina determina la liberación de angiotensina, que a su vez motiva la secreción de aldosterona.
• La angiotensina también provoca vasoconstricción periférica.
• La aldosterona hace que se reabsorba el sodio.

Regulación de la Sed

• La ingestión de líquidos depende de la sensación de sed.
• La sed se estimula en el centro hipotalámico que contiene osmorreceptores.
• La sed también es estimulada directamente por la angiotensina y la aldosterona.

Regulación Renal del Equilibrio Hídrico

El equilibrio hídrico se regula en los riñones modificando dos elementos:

1. Reabsorción de sodio.
2. Permeabilidad de los túbulos al agua.

Hormona Antidiurética (ADH)

Es la principal hormona que controla el volumen de orina producido.

• La ADH regula el equilibrio hídrico modificando directamente los desplazamientos de agua.
• La ADH actúa sobre los riñones conservando el agua.

Importancia Fisiológica del Agua y el Sodio

Importancia del Agua

El agua se utiliza para numerosos procesos fisiológicos y para todas las reacciones bioquímicas.

• Intracelular: Da cuenta de aprox. 2/3 del agua corporal total.
• Extracelular: Da cuenta de aprox. 1/3 del agua corporal.

Importancia del Sodio

• El equilibrio hídrico está íntimamente ligado con el sodio.
• Los iones de sodio poseen actividad osmótica.

Control Endocrino General

Es imprescindible para mantener una perfusión adecuada de los órganos vitales, establecer las concentraciones de los electrolitos y satisfacer la demanda de agua del organismo.

• La presión arterial está modificada por el equilibrio hídrico.

Hormonas principales que regulan el equilibrio hídrico son las siguientes:

• Hormona Antidiurética (ADH): De la neurohipófisis.
• Renina: De los riñones.
• Aldosterona: De la corteza suprarrenal.

Fisiología de los Sentidos Especiales

Oído y Equilibrio

Núcleos de los Nervios Craneales y Equilibrio

Núcleos de los Nervios Accesorios (XII):

Ayudan en el control de los movimientos de la cabeza y el cuello para mantener el equilibrio, tracto vestibuloespinal, núcleo ventral posterior y área vestibular.

• Integran información proveniente de receptores vestibulares, visuales y somáticos y envían señales a los núcleos de los nervios craneales.

Mecanismos del Equilibrio

A medida que la cabeza rota en una dirección, la endolinfa presiona sobre la cúpula y la desplaza, lo que hace que la cabeza se incline en dirección contraria.

• Los otolitos son pequeñas piedras de material sólido, formadas concretamente por carbonato de calcio y proteínas que se encuentran en el sistema vestibular y ayudan a regularlo.

Estructuras del Oído Interno

Utrículo y Sáculo

Contienen las máculas, sitio que utilizan las células ciliadas para monitorizar el equilibrio estático y el dinámico.

• El oído interno también se denomina laberinto por su complicada serie de conductos.

Conductos Semicirculares

Contienen crestas acústicas, sitio que utilizan las células ciliadas para monitorizar el equilibrio dinámico.

Anatomía y Función Auditiva

• Huesecillos del Oído: Transmiten y amplifican las vibraciones desde la membrana timpánica hasta la ventana oval.
• Conducto Auditivo (Trompa de Eustaquio): Iguala la presión del aire a ambos lados de la membrana timpánica.
• Pabellón Auricular: Recoge las ondas sonoras.
• Conducto (Meato) Auditivo Externo: Dirige las ondas sonoras hacia el tímpano.
• Membrana Timpánica (Tímpano): Las ondas sonoras producen su vibración, que por su parte, causa la vibración del martillo.

Visión: Fotorreceptores y Percepción del Color

Conos y Pigmentos Visuales

Los conos son células con forma de cono que funcionan mejor en iluminación de alta intensidad (fotópico) y son responsables de la percepción de los colores.

Los tres tipos de conos son:

• Eritropsina (Tipo L): Tiene mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas (alrededor de 700 nanómetros, luz roja).
• Cloropsina (Tipo M): Para longitudes de onda medias (unos 530 nanómetros, luz verde).
• Cianopsina (Tipo S): Con mayor sensibilidad para las longitudes de onda cortas (unos 430 nanómetros, luz azul).

Gusto y Olfato: Sentidos Químicos

El Gusto

Es un sentido químico, más simple que el olfato porque solamente distingue 5 gustos primarios: agrio, dulce, amargo, salado y umami.

1. Las papilas fungiformes son elevaciones con forma de hongo, que se distribuyen en toda la superficie de la lengua y contienen alrededor de 5 corpúsculos gustativos cada una.
2. Las papilas foliadas se localizan en pequeños surcos en los bordes de la lengua, pero la mayoría de sus botones gustativos se degeneran en la infancia temprana.

Fisiología del Olfato (Olfación)

Dentro del tejido conectivo de sostén del epitelio olfatorio se encuentran las glándulas olfatorias (glándulas de Bowman), las cuales producen moco que se desplaza hasta la superficie del epitelio a través del conducto.

• Los sitios en los que se produce la transducción olfativa son los cilios olfatorios, que se proyectan desde las dendritas.
• Las células de sostén son células epiteliales cilíndricas de la mucosa que reviste la cavidad nasal.
• Las células basales son células madre, localizadas en la base de las células de sostén.
• Se cree que los seres humanos pueden reconocer aproximadamente 10,000 olores diferentes.
• La nariz contiene entre 10 y 100 millones de receptores del olfato u olfacción en una superficie llamada epitelio olfatorio.

Sistema Somatosensorial: Propiocepción, Tacto y Dolor

Propiocepción y Cinestesia

El término propiocepción deriva del latín «proprius» (que pertenece a uno mismo) y «cepción» (percibir). Fue introducido en 1906 por el Premio Nobel de Medicina Sir Charles Scott Sherrington, quien lo aplicó a las sensaciones originarias en áreas profundas del cuerpo humano.

Sensaciones Propioceptivas

Es el sentido que nos permite percibir la ubicación, el movimiento y la acción de las partes del cuerpo. Abarca un conjunto de sensaciones, incluyendo la percepción de la posición de las articulaciones y su movimiento, la fuerza muscular y el esfuerzo.

La cinestesia es la percepción de los movimientos corporales. Las sensaciones propioceptivas se generan en receptores denominados propiorreceptores.

Clasificación de Propiorreceptores

Existen 3 tipos de propiocepción:

1. Los husos musculares: localizados dentro de los músculos esqueléticos.
2. Los órganos tendinosos dentro de los tendones.
3. Receptores cinestésicos articulares: dentro de las cápsulas sinoviales de las articulaciones.

Fisiología del Dolor (Nocicepción)

Tipos de Dolor

• Dolor Rápido: Se siente en cuestión de 0,1 segundos después de haber aplicado el estímulo correspondiente. También se describe con otros muchos nombres como dolor intenso, dolor punzante, dolor agudo y dolor eléctrico. Este tipo de dolor se siente cuando se clava una aguja en la piel, cuando se corta con un cuchillo o cuando se sufre una quemadura intensa.
• Dolor Lento: Se siente en cuestión de 1 segundo y a continuación crece con lentitud a lo largo de muchos segundos y en ocasiones hasta minutos. El dolor lento también se designa con muchos nombres, entre ellos dolor lento urente, dolor sordo, dolor pulsátil, dolor nauseoso y dolor crónico. Este tipo de dolor suele ir asociado a una destrucción tisular.

Mecanismos de Nocicepción

Los nociceptores (nocere = dañar), los receptores del dolor, son terminaciones nerviosas libres que se localizan en todos los tejidos del organismo, excepto en el encéfalo.

• Los estímulos intensos de tipo térmico, mecánico o químico pueden activar nociceptores.
• La irritación o la lesión tisular liberan sustancias químicas, como prostaglandinas, cininas e iones potasio (K+), que estimulan los nociceptores.

Mecanorreceptores y Sensaciones Táctiles

Tacto y Presión

Las sensaciones del tacto se deben a la estimulación de receptores táctiles de la piel o del tejido subcutáneo.

• Las sensaciones táctiles consisten en: tacto, presión, vibración, prurito y cosquilleo.

Receptores Táctiles Específicos

• Corpúsculos de Ruffini: Mecanorreceptores cutáneos de tipo 2. Son receptores encapsulados, alargados, localizados en la dermis profunda, y en ligamentos y tendones. Presentes en las manos y abundantes en las plantas de los pies.
• Discos de Merkel: Conocidos también como discos táctiles o mecanoreceptores cutáneos de tipo 1. Son terminaciones nerviosas libres aplanadas, de forma discoide, que están en contacto con las células de Merkel del estrato basal.
• Corpúsculos de Meissner: Corpúsculos del tacto suave. En particular, tienen la mayor sensibilidad (el umbral de respuesta es más bajo) cuando reciben vibraciones de menos de 50 Hz.
• Plexos de los Folículos Pilosos: Son receptores táctiles de adaptación rápida, hallados en la piel con vello; consisten en terminaciones nerviosas libres que envuelven los folículos pilosos.

Vibración y Presión

• Vibración: Se deben a señales sensitivas de recepción rápida originarias en receptores táctiles, siendo los corpúsculos de Meissner y los corpúsculos de Pacini los principales.
  • Meissner: Detecta vibraciones de baja frecuencia.
  • Pacini: Detecta vibraciones de alta frecuencia.
• Presión: Sensación sostenida que se siente sobre una superficie más grande que el tacto. Se produce por la deformación de los tejidos más profundos. Involucra a los corpúsculos de Meissner, discos de Merkel y corpúsculos de Pacini.

Órgano Tendinoso de Golgi y Husos Musculares

Fibras de Colágeno y Órgano Tendinoso de Golgi

• Las fibras de colágeno están unidas en un extremo a las fibras musculares y en otro al tendón; el tamaño del huso semitendinoso es aprox. de la mitad.
• Está conectado a un solo tipo de fibra nerviosa sensorial aferente 1b, que es mielinizada y de conducción rápida.
• No cuenta con inervación eferente.

El Órgano Tendinoso de Golgi es una estructura especializada que se localiza en el punto de unión de los tendones y músculos, por lo tanto, tiene una función concreta de detectar cuando se produce una tensión excesiva en un músculo en particular.

Husos Musculares

El huso muscular es un sensor localizado en el músculo que proporciona información al SNC con respecto a la longitud del músculo y a la velocidad de cambio de esta longitud, permitiendo que este (SNC) controle la actividad muscular.

• En los músculos que efectúan movimientos finos, los husos musculares son abundantes.
• Los músculos que intervienen en movimientos más gruesos pero que requieren más fuerza, tienen menos husos musculares.
• Los únicos músculos esqueléticos que carecen de husos musculares son los pequeños músculos del oído medio.
• Cada huso muscular consiste en varias terminaciones nerviosas de adaptación lenta, que envuelven alrededor de 3 a 10 fibras musculares especializadas, denominadas fibras musculares intrafusales (dentro de un huso).
• Los propiorreceptores también permiten la discriminación ponderal, la capacidad para evaluar el peso de un objeto.

Funciones de la Médula Espinal y Nervios Espinales

1. La sustancia blanca de la médula espinal contiene tractos sensitivos y motores, las «carreteras» para la conducción de los impulsos de los nervios sensitivos hacia el encéfalo y los impulsos de los nervios motores desde el encéfalo hacia los tejidos efectores.
2. La sustancia gris de la médula espinal es un sitio de integración (suma) de Potenciales Postsinápticos Excitatorios (PPSE) y Potenciales Postsinápticos Inhibitorios (PPSI).
3. Los nervios espinales y los nervios que se ramifican a partir de ellos conectan el SNC con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de todas las partes del cuerpo.

Detalle de Husos Musculares

• Fibras Dinámicas (Tipo 1): Detectan el cambio del tamaño y la velocidad del vientre muscular.
• Fibras Estáticas (Tipo 2): Detectan el cambio en la longitud del músculo.

Termorreceptores y Sensaciones Térmicas

Termorreceptores

Son terminaciones nerviosas libres que tienen campos receptivos alrededor de 1 mm de diámetro en la superficie cutánea. Diferentes receptores detectan dos sensaciones térmicas distintas: calor y frío.

• Los receptores del frío se localizan en el estrato basal de la epidermis y están unidos a fibras mielínicas A de diámetro medio, aunque unos pocos se conectan a fibras amielínicas C de diámetro pequeño.
• Las temperaturas de entre 10 y 40°C activan los receptores de frío.
• Los receptores de calor, que no son tan abundantes como los receptores del frío, están localizados en la dermis, unidos a fibras amielínicas C de pequeño diámetro; son activados por temperaturas de entre 32 y 48°C.
• Las temperaturas inferiores a 10°C y superiores a 48°C estimulan los receptores del dolor.

Corpúsculos Específicos

• Corpúsculo de Krause: Detecta sensaciones de frío.
• Corpúsculo de Ruffini: Detecta sensaciones de calor.

Clasificación Funcional y Estructural de Receptores

Clasificación por Tipo de Estímulo

Mecanorreceptores

Detectan estímulos mecánicos; suministran sensaciones de tacto, presión, vibración, propiocepción, audición y equilibrio.

Termorreceptores

Detectan cambios de temperatura.

Nociceptores

Responden a estímulos dolorosos secundarios a daño físico o químico de los tejidos.

Fotorreceptores

Detectan luz que incide en la retina.

Quimiorreceptores

Detectan sustancias químicas en la boca (gusto), nariz (olfato) y líquidos orgánicos.

Osmorreceptores

Detectan la presión osmótica de los líquidos orgánicos.

Clasificación por Localización

Exterorreceptores

Localizados en la superficie corporal o cerca de ella, sensibles a estímulos que se originan fuera del organismo; transmiten sensaciones visuales, olfativas, gustativas, táctiles, de presión, vibratorias, térmicas y dolorosas.

Interorreceptores

Localizados en los vasos sanguíneos, órganos viscerales y sistema nervioso; aportan información acerca del medio interno; en ciertas ocasiones se pueden sentir como dolor o presión.

Propiorreceptores

Localizados en músculos, tendones, articulaciones y oído interno; aportan información acerca de la posición del cuerpo, longitud y tensión de los músculos, posición y el movimiento de las articulaciones.

Receptores Sensoriales Específicos (Resumen)

Receptores Táctiles: Corpúsculos de Meissner, plexos de los folículos pilosos, discos de Merkel, corpúsculos de Ruffini, corpúsculos de Pacini, receptores de prurito y cosquilleo.

Termorreceptores: Receptores del calor y receptores del frío.

Receptores del Dolor: Nociceptores.

Propiorreceptores: Husos musculares, órganos tendinosos, receptores cinestésicos articulares.