Los sentidos son las capacidades del cuerpo para percibir información del entorno, siendo los cinco principales la vista (ojos, para ver), el oído (orejas, para oír), el olfato (nariz, para oler), el gusto (lengua, para saborear) y el tacto (piel, para sentir textura, temperatura y presión).
El sistema nervioso debe recibir y procesar información sobre el mundo exterior a fin de reaccionar, comunicarse y mantener el cuerpo sano y seguro. Mucha de esta información proviene de los órganos sensoriales: los ojos, los oídos, la nariz, la lengua y la piel. Células y tejidos especializados en estos órganos reciben los estímulos sin procesar y los traduce en señales que el sistema nervioso puede utilizar. Los nervios transmiten las señales al encéfalo, que las interpreta como imágenes (visión), sonidos (audición), olores (olfato), gustos (gusto) y percepciones táctiles (tacto).
Los Cinco Sentidos Clásicos y sus Órganos
¿Cómo funcionan?
Receptores: Cada sentido tiene receptores específicos (fotorreceptores en los ojos, mecanorreceptores en la piel, quimiorreceptores en nariz y lengua) que convierten la energía del estímulo en señales nerviosas.
Los receptores son estructuras (principalmente proteínas) que detectan y responden a señales específicas (ligandos) del entorno celular (como hormonas, neurotransmisores) o estímulos físicos, transmitiendo esa información al interior de la célula para generar una respuesta, pudiendo encontrarse en la membrana, citoplasma o núcleo celular.
Los receptores sensitivos o receptores sensoriales son el medio a través del cual percibimos el mundo que nos rodea. Estas células excitables especializadas convierten los estímulos físicos en señales eléctricas que el sistema nervioso puede interpretar. Este proceso se denomina transducción de estímulos sensitivos.
Es importante entender la distinción entre los términos «sensación» y «percepción»: la sensación se refiere a la estimulación de los receptores sensitivos, mientras que la percepción corresponde al procesamiento central de dichos estímulos. La sensación es un prerrequisito para la percepción, pero no todas las sensaciones se perciben.
Los receptores sensitivos se pueden clasificar estructuralmente según el tipo de célula y su ubicación, así como funcionalmente según el tipo de estímulos que transducen.
En Biología y Medicina (Receptores Celulares):
Los receptores y ligandos son de muchas formas, pero todos tienen algo en común: vienen en pares combinados en los que un receptor solo reconoce uno o algunos ligandos específicos y un ligando que solo se une a uno o algunos receptores diana. La unión del ligando al receptor cambia su forma o actividad, lo que le permite transmitir una señal o producir directamente un cambio dentro de la célula.
De Membrana: Canales iónicos, acoplados a proteínas G (GPCR) y receptores tirosina quinasa.
Un receptor de superficie celular típico tiene tres diferentes dominios o regiones proteicas: un dominio extracelular («fuera de la célula») que se puede unir al ligando, un dominio hidrofóbico que se extiende a través de la membrana y un dominio intracelular («dentro de la célula») que transmite la señal. El tamaño y la estructura de estas regiones puede variar mucho de acuerdo al tipo de receptor y la región hidrofóbica puede constar de varios tramos de aminoácidos que entrecruzan la membrana.
Intracelulares:
Los receptores intracelulares son proteínas receptoras que se encuentran al interior de la célula, generalmente en el citoplasma o en el núcleo. En la mayoría de los casos, los ligandos de los receptores intracelulares son moléculas pequeñas e hidrofóbicas (que odian el agua), ya que deben poder cruzar la membrana plasmática para alcanzar a sus receptores. Por ejemplo, los receptores principales de las hormonas esteroideas hidrofóbicas, como las hormonas sexuales estradiol (un estrógeno) y testosterona, son intracelulares.
Cuando una hormona entra a una célula y se une a su receptor, hace que este cambie de forma, lo que permite que el complejo receptor-hormona entre al núcleo (si no se encontraba ya ahí) y regule la actividad génica. La unión de la hormona expone regiones del receptor que pueden unirse a secuencias específicas del ADN. Estas secuencias se encuentran junto a ciertos genes en el ADN celular y, cuando el receptor se une ellas, altera sus niveles de
Canales iónicos activados por ligando
Los canales iónicos activados por ligando son canales de iones que abren en respuesta a la unión de un ligando. Para formar un canal, este tipo de receptores de superficie celular tiene una región que atraviesa la membrana con un canal hidrofílico (que ama el agua) en medio. El canal permite que los iones crucen la membrana sin tener que tocar el centro hidrofóbico de la bicapa de fosfolípidos.
Cuando un ligando se une a la región extracelular del canal, la estructura de la proteína cambia de tal manera que los iones de un tipo en particular, como el {2+} o el {Cl}, pueden pasar a través de él. En algunos casos sucede, al contrario: el canal generalmente está abierto y la unión del ligando hace que se cierre. Los cambios en los niveles de iones dentro de la célula pueden cambiar la actividad de otras moléculas, como las enzimas que se unen a iones y los canales sensibles a voltaje, para generar una respuesta. Las células nerviosas, o neuronas, tienen canales activados por ligando que se unen a neurotransmisores.
Imagen modificada de «Moléculas señalizadoras y receptores celulares: Figura 4», de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0).
Receptores acoplados a proteína G
Los receptores acoplados a proteína G (GPCR) son una gran familia de receptores de superficie celular que comparten una estructura y métodos de señalización similares. Todos los miembros de la familia GPCR tienen siete segmentos de proteína diferentes que cruzan la membrana y transmiten señales dentro de la célula mediante un tipo de proteína llamada proteína G (ve más adelante para más detalles).
Los GPCR son diversos y se unen a muchos tipos de ligandos diferentes. Una clase particularmente interesante de GPCR son los receptores olfativos (de olor). Hay alrededor de [800\] de ellos en los humanos y cada uno se une a su propia «molécula de olor», como un químico particular en un perfume o cierto compuesto producido por el pescado en descomposición, y produce una señal que se envía al cerebro, ¡lo que nos hace percibir los olores.
Cuando su ligando no está presente, el receptor acoplado a proteína G espera inactivo en la membrana plasmática. En algunos tipos de GPCR el receptor inactivo ya se encuentra unido a su blanco señalizador, una proteína.
Las proteínas G son de diferentes tipos, pero todas se unen al nucleótido trifosfato de guanosina (GTP), al que pueden degradar (hidrolizar) para formar GDP. Una proteína G unida a GTP está activa o «encendida», mientras que si está unida a un GDP, estará inactiva o «apagada». Las proteínas G que se asocian a GPCR son de un tipo compuesto por tres subunidades conocido como proteínas G heterotriméricas. Cuando se unen a un receptor inactivo, están en su forma «apagada» (unidas a un GDP).
Imagen modificada de «Moléculas señalizadoras y receptores celulares: Figura 5», de OpenStax College, Biología (CC BY 3.0).
Sin embargo, la unión con un ligando cambia el panorama: el GPCR se activa y hace que la proteína G cambie el GDP por GTP. La proteína G activada se divide en dos piezas (una de ellas se denomina subunidad α, la otra consiste de las subunidades β y γ), que se separan del GPCR. Las subunidades pueden interactuar con otras proteínas, lo que desencadena una vía de señalización que conduce a una respuesta.
Finalmente, la subunidad α hidroliza el GTP a GDP, lo que inactiva la proteína G. Luego la proteína G inactiva se reensambla como una unidad de tres partes asociada al GPCR. La señalización celular que utiliza receptores asociados a proteína G es cíclica y puede repetirse una y otra vez en respuesta a la unión con el ligando.
Los receptores acoplados a proteína G tienen diferentes funciones en el cuerpo humano y la alteración de la señalización por GPCR puede provocar enfermedades.
Receptores tirosina-quinasa
Los receptores ligados a enzimas son receptores de superficie celular con dominios intracelulares asociados a una enzima. En algunos casos, el dominio intracelular del receptor es realmente una enzima que puede catalizar una reacción. Otros receptores asociados a enzimas tienen un dominio intracelular que interactúa con una enzima.
Los receptores tirosina quinasa (RTK) son una clase de receptores ligados a enzimas que se encuentra en humanos y muchas otras especies. Una quinasa es una enzima que transfiere grupos fosfato a una proteína o molécula diana, y un receptor de tirosina quinasa transfiere grupos fosfato específicamente al aminoácido tirosina.
¿Cómo funciona la señalización por RTK? En un ejemplo típico, las moléculas señalizadoras se unen primero a los dominios extracelulares de dos receptores tirosina quinasa vecinos. Los dos receptores se unen o dimerizan. Entonces los receptores pegan fosfatos a sus tirosinas en los dominios intracelulares de cada uno de ellos. La tirosina fosforilada puede transmitir la señal a otras moléculas en la célula.
Imagen modificada de «Moléculas señalizadoras y receptores celulares: Figura 7», de OpenStax College, Biología.
En muchos casos, los receptores fosforilados sirven como una plataforma de acoplamiento para otras proteínas que tienen dominios de unión específica. Varias proteínas tienen este tipo de dominios y, cuando una de ellas se une al receptor, puede iniciar una cascada de señalización corriente abajo que genera una respuesta celular.
Los receptores tirosina-quinasa son cruciales para muchos procesos de señalización en seres humanos. Por ejemplo, se unen a factores de crecimiento, moléculas señalizadoras que promueven la división y supervivencia celulares. Entre los factores de crecimiento se encuentran el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF), que participa en la sanación de heridas, y el factor de crecimiento nervioso (NGF), cuya provisión regular es necesaria para mantener vivos a ciertos tipos de neuronas\[^8\]. Debido a su función en la señalización por factor de crecimiento, los receptores tirosina-quinasa son esenciales en el cuerpo, pero su actividad debe mantenerse en equilibrio: los receptores de factor de crecimiento demasiado activos se asocian son algunos tipos de cáncer.
Tipos de ligandos
Los ligandos, que son producidos por células señalizadoras e interactúan con los receptores al interior o exterior de las células diana, son de muchos tipos diferentes. Algunos son proteínas, otros son moléculas hidrofóbicas como los esteroides y otros incluso son moléculas gaseosas pequeñas como el óxido nítrico. En esta sección veremos algunos ejemplos de los diferentes tipos de ligandos.
Ligandos que pueden entrar a la célula
Los pequeños ligandos hidrofóbicos pueden atravesar la membrana plasmática y unirse a receptores intracelulares en el núcleo o en el citoplasma. En el cuerpo humano, algunos de los ligandos mas importantes de este tipo son las hormonas esteroideas.
Entre las hormonas esteroideas comunes están la hormona femenina estradiol, que es un tipo de estrógeno, y la hormona masculina testosterona. La vitamina D, una molécula que se sintetiza en la piel mediante la energía luminosa, es otro ejemplo de hormona esteroidea. Debido a que son hidrofóbicas, estas hormonas no tienen problema para atravesar la membrana plasmática, pero deben unirse a proteínas acarreadoras para viajar por el torrente sanguíneo acuoso.
El óxido nítrico (NO) es un gas que actúa como ligando. Al igual que las hormonas esteroideas, puede atravesar la membrana plasmática de manera directa por difusión gracias a su pequeño tamaño. Una de sus funciones principales es activar una vía de señalización en el músculo liso que rodea los vasos sanguíneos, lo que provoca su relajación y permite que los vasos sanguíneos se expandan (dilaten). De hecho, el medicamento nitroglicerina trata las enfermedades cardíacas mediante la liberación de NO, lo que dilata los vasos sanguíneos para restablecer el flujo de sangre hacia el corazón.
El NO se ha vuelto más conocido en tiempos recientes debido a que la vía que afecta es uno de los objetivos de los medicamentos de prescripción para tratar la disfunción eréctil, como el Viagra.
Ligandos que se unen al exterior de la célula
Los ligandos solubles en agua son polares o cargados y no pueden atravesar la membrana plasmática con facilidad, así que la mayoría de ellos se une a los dominios extracelulares de los receptores de superficie celular y permanece en la superficie exterior de la célula.
Los ligandos peptídicos (proteínas) son la clase más grande y diversa de ligandos solubles en agua. Por ejemplo, los factores de crecimiento, las hormonas como la insulina y ciertos neurotransmisores entran en esta categoría. Los ligandos peptídicos pueden tener desde unos pocos aminoácidos de largo, como las encefalinas analgésicas,
Como se mencionó anteriormente, algunos neurotransmisores son proteínas. Muchos otros, sin embargo, son moléculas orgánicas pequeñas e hidrofílicas (que aman el agua). Algunos neurotransmisores son aminoácidos estándar, como el glutamato y la glicina, y otros son aminoácidos modificados o no estándar.
En Sentidos (Receptores Sensoriales):
En Tecnología y Comunicación:
En resumen, la función del receptor es siempre la de detectar, recibir y procesar una entrada para generar una salida o respuesta.
Los nervios son como cables que transportan mensajes eléctricos entre el cerebro y el cuerpo, permitiendo el movimiento, la sensación y el control de funciones automáticas como la respiración; son haces de fibras nerviosas fuera del sistema nervioso central (SNC), clasificándose en sensitivos, motores o mixtos, y también pueden referirse a tensión o nerviosismo emocional, o a elementos estructurales en plantas y arquitectura.
En el cuerpo humano (Sistema Nervioso Periférico)
Sensitivos (aferentes): Llevan información (dolor, temperatura) al cerebro.
Los nervios sensitivos (aferentes) son los que transportan información sensorial desde los receptores del cuerpo (piel, órganos) hacia el Sistema Nervioso Central (SNC), es decir, hacia la médula espinal y el cerebro para ser procesada, llevando sensaciones como tacto, dolor, temperatura, y sentidos especiales (vista, oído, olfato), mientras que los eferentes llevan la respuesta motora hacia afuera.
Características y función
Relación con las neuronas eferentes
Ejemplo práctico
Cuando tocas algo caliente (estímulo), los receptores de la piel activan las neuronas sensitivas (aferentes) que envían la señal de dolor y calor a la médula espinal y luego al cerebro. El cerebro procesa esto y envía una orden motora (a través de neuronas eferentes) para retirar la mano.
Motores (eferentes): Llevan órdenes del cerebro a los músculos y glándulas.
Los motores (eferentes) son las neuronas y vías nerviosas que transmiten órdenes desde el sistema nervioso central (cerebro y médula espinal) hacia la periferia (músculos, glándulas y órganos) para ejecutar acciones, ya sean voluntarias (como mover un brazo) o involuntarias (como la digestión o la respiración). Se llaman «eferentes» porque «salen» del SNC, en contraposición a las aferentes (sensitivas) que «llegan» al SNC.
Función principal
Tipos de vías eferentes
En biología, «somática» se refiere a las células del cuerpo (piel, músculos, nervios, etc.) que no son células reproductivas (germinales), son diploides (tienen cromosomas de ambos padres) y forman los tejidos, siendo responsables del crecimiento y la función del organismo, mientras que las mutaciones somáticas no se heredan, a diferencia de las germinales. El término también alude a lo corporal o físico, como en el sistema nervioso somático (control voluntario) o trastornos psicosomáticos (emociones que afectan el cuerpo).
Células Somáticas
La anatomía autónoma se refiere al Sistema Nervioso Autónomo (SNA), una red nerviosa que controla funciones corporales involuntarias como la respiración, el latido cardíaco y la digestión, dividiéndose en sistemas simpático (respuesta de «lucha o huida») y parasimpático (relajación y digestión), con divisiones centrales (cerebro y médula espinal) y periféricas (nervios y ganglios) que regulan órganos internos como corazón, pulmones, estómago e intestinos.
Divisiones principales
Los sentidos
Componentes anatómicos
Funciones clave
Ejemplos
En resumen, son el «saliente» del sistema nervioso, las que convierten pensamientos o estímulos en acciones físicas o respuestas corporales.
Mixtos: Hacen ambas funciones (ej. nervios raquídeos).
En anatomía, «mixtos» se refiere principalmente a nervios que combinan funciones sensoriales (aferentes, llevan información al SNC) y motoras (eferentes, llevan órdenes a los músculos), como los nervios espinales y varios pares craneales (Trigémino, Facial, Glosofaríngeo, Vago). Estos nervios mixtos son esenciales para integrar sensaciones (tacto, dolor) con movimientos voluntarios y reflejos en la cara, el cuerpo y los órganos internos, permitiendo una respuesta coordinada.
Nervios Mixtos Principales
Los sentidos
¿Cómo Funcionan?
Importancia
Los nervios mixtos son cruciales porque permiten que una sola estructura nerviosa maneje múltiples tareas simultáneamente, como sentir una caricia y mover la cara al mismo tiempo, o degustar la comida mientras se traga.
Otros significados
El cerebro humano es el órgano central del sistema nervioso, responsable de procesar información sensorial, coordinar funciones corporales y posibilitar el pensamiento complejo.
Estructura y Funciones Principales
Los sentidos
Datos Clave
Más allá de los cinco clásicos
La neurociencia moderna ha revelado que el cuerpo humano tiene muchos más sentidos, incluyendo:
Propiocepción: Sentido de la posición del cuerpo.
La propiocepción es el sentido que te permite saber la posición y el movimiento de tu cuerpo en el espacio sin necesidad de usar la vista, gracias a receptores en músculos y articulaciones que envían información al cerebro para coordinar movimientos, mantener el equilibrio y prevenir lesiones, siendo crucial en actividades deportivas y diarias. Se trabaja con ejercicios específicos, como superficies inestables o el equilibrio a una pierna, para mejorar la estabilidad y reducir el riesgo de recaídas tras lesiones.
¿Qué es y cómo funciona?
Los sentidos
¿Para qué sirve?
Importancia y entrenamiento
Equilibrio: Sentido del balance (ubicado en el oído interno).
En biología, el equilibrio se refiere principalmente a la homeostasis, que es la capacidad de los sistemas vivos para mantener una condición interna estable a pesar de los cambios en el entorno exterior.
Conceptos Clave
Mecanismos de Regulación
Termocepción: Sentido de la temperatura (parte del tacto, pero también propio).
Nocicepción: Sentido del dolor (también parte del tacto).
La termocepción (o termorrecepción) es el sentido que permite a los organismos percibir y reaccionar a las variaciones de temperatura (calor y frío) a través de receptores cutáneos e internos. Es crucial para la homeostasis y la termorregulación, detectando flujos de calor en lugar de temperaturas absolutas.
Aspectos clave de la Termocepción:
Esta capacidad sensorial varía según la edad, la salud y los hábitos de vida de cada persona.
Quimiorrecepción: Sentidos químicos más allá del gusto y olfato.
La Quimiorrecepción es el proceso biológico y sensorial primitivo mediante el cual organismos detectan sustancias químicas del entorno (externo) o interno, crucial para la homeostasis, alimentación, respiración y reproducción. Los quimiorreceptores transforman estímulos moleculares en señales eléctricas, regulando funciones vitales como la frecuencia respiratoria, el gusto y el olfato.
Aspectos Clave de la Quimiorrecepción
CO2, O2, pH, glucosa y aminoácidos en sangre y líquido cefalorraquídeo.
Ejemplos en el Cuerpo Humano
Se considera uno de los sistemas sensoriales más antiguos en la evolución, presente desde bacterias hasta animales complejos.
Estos sentidos trabajan en conjunto para crear una experiencia rica y detallada del mundo, como cuando el gusto y el olfato se combinan para formar el «sabor» completo de una comida.
Los seres humanos tienen cinco sentidos básicos que permiten percibir el mundo exterior:
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