Quimiorreceptor

Quimiorreceptor Concepto: Los quimiorreceptores son células especializadas que perciben y reaccionan a las variaciones en la composición química del medio interno y externo del organismo. Estas células son esenciales para diversas funciones fisiológicas, incluyendo la regulación de la respiración y la percepción del gusto y el olfato.

Los quimiorreceptores son receptores sensoriales especializados que detectan y responden a estímulos químicos en el entorno interno y externo. Estos receptores juegan un papel crucial en varios procesos biológicos, incluyendo el gusto, el olfato, y la regulación de funciones vitales como la respiración y la homeostasis.

Clasificación

Se pueden clasificar de diferentes formas

Algunas:

Por su ubicación y función

• Quimiorreceptores de contacto: Detectan químicos en contacto directo con la superficie del organismo.
• Quimiorreceptores de distancia: Detectan químicos en el ambiente a distancia, como los receptores olfativos y gustativos
• Quimiorreceptores internos: Detectan cambios en el ambiente interno del cuerpo, como los cuerpos carotídeos que monitorean los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre.

Por el tipo de estímulo químico que detectan

• Quimiorreceptores ionotrópicos: Detectan cambios en los iones, como los receptores de sal (Na+) y de ácido (H+).
• Quimiorreceptores metabotrópicos: Detectan moléculas más complejas, como los receptores de glucosa o de ciertos aminoácidos.

Por su estructura celular

• Receptores de células ciliadas: Como los del gusto y olfato, que tienen estructuras especializadas como cilios para detectar estímulos.
• Receptores de células no ciliadas: Células que detectan estímulos químicos sin estructuras ciliadas especializadas.

Por su mecanismo de transducción

• Receptores con acoplamiento a proteínas G: Utilizan proteínas G para transducir señales químicas, como muchos receptores olfativos.
• Receptores con canales iónicos: Funcionan directamente como canales iónicos, abriéndose o cerrándose en respuesta a la unión de un químico.

Por la duración del estímulo

• Quimiorreceptores fásicos: Responden rápidamente a cambios en el estímulo, pero se adaptan rápidamente.
• Quimiorreceptores tónicos: Responden de manera sostenida a un estímulo prolongado sin adaptarse rápidamente.

Por la ubicación en el cuerpo

• Quimiorreceptores periféricos: Localizados en la periferia del cuerpo, como en la piel o membranas mucosas.
• Quimiorreceptores centrales: Localizados en el sistema nervioso central, como en el cerebro o médula espinal.

Por el tipo de señal que transducen

• Quimiorreceptores metabólicos: Involucrados en la detección de moléculas relacionadas con el metabolismo, como la glucosa.
• Quimiorreceptores ambientales: Detectan cambios en el ambiente externo, como contaminantes o sustancias tóxicas.

Localización

• Quimiorreceptores de contacto: Se encuentran en la superficie de la piel y las membranas mucosas, como las papilas gustativas en la lengua.Detectan químicos en contacto directo con el organismo.
• Quimiorreceptores de distancia: Se ubican en órganos sensoriales especializados, como el bulbo olfativo en la cavidad nasal y las papilas gustativas en la lengua, detectan químicos en el ambiente a distancia.
• Quimiorreceptores internos: Se encuentran en el interior del cuerpo, como los cuerpos carotídeos en la arteria carótida, que monitorean los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre. También hay receptores en el aparato digestivo y en el sistema cardiovascular.
• Quimiorreceptores centrales: Se localizan en el sistema nervioso central, como en el bulbo raquídeo en la base del cerebro, donde detectan cambios en los niveles de dióxido de carbono y pH en el líquido cefalorraquídeo.

También:

• Quimiorreceptores en la piel y mucosas: Detectan sustancias irritantes y nocivas.

Ejemplo: Receptores del dolor (nociceptores) que responden a químicos liberados por el tejido dañado.

• Quimiorreceptores en el sistema digestivo: Monitorean la composición química del contenido gastrointestinal.

Ejemplo: Receptores en el estómago y el intestino que detectan niveles de ácido y nutrientes.

• Quimiorreceptores en el sistema respiratorio: Detectan cambios en los niveles de gases en los pulmones.

Ejemplo: Receptores en los pulmones que detectan niveles de dióxido de carbono y contribuyen al reflejo de la tos.

• Quimiorreceptores en el sistema inmune: Detectan la presencia de patógenos y sustancias químicas liberadas por células inmunes.

Ejemplo: Receptores de citoquinas que juegan un papel en la respuesta inmune inflamatoria.

Mecanismo de acción

Funcionan mediante la transducción de señales químicas en señales eléctricas: cuando una molécula química se une al receptor, desencadena una serie de eventos que resultan en la generación de un potencial de acción, que es transmitido al sistema nervioso central.

Funciones biológicas

Algunas:

Gusto y olfato

Fundamentales para los sentidos del gusto y el olfato. Permiten la detección de sustancias químicas en los alimentos y en el ambiente, lo que es crucial para la identificación de sabores y aromas. Esto no solo influye en las preferencias alimentarias, sino que también juega un papel vital en la detección de sustancias tóxicas y en la búsqueda de alimentos nutritivos.

Regulación de la respiración

Los cuerpos carotídeos y aórticos contienen quimiorreceptores que monitorean constantemente los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre. Estos receptores envían señales al cerebro para ajustar la tasa de ventilación, asegurando que el cuerpo mantenga niveles adecuados de gases sanguíneos para un funcionamiento óptimo. Esta regulación es esencial para la homeostasis respiratoria, especialmente durante el ejercicio o en altitudes elevadas. Homeostasis

Homeostasis

Ayudando a mantener el equilibrio interno del cuerpo. Detectan y responden a cambios en el ambiente interno, como variaciones en la concentración de glucosa en sangre o los niveles de iones. Estas respuestas son críticas para la regulación de procesos como la liberación de insulina, la función renal y el equilibrio ácido-base, lo que permite al organismo adaptarse a diversas condiciones fisiológicas.

Sistema inmunológico

Detectan la presencia de patógenos y señales químicas liberadas por las células inmunes, lo que desencadena respuestas inflamatorias y de defensa contra infecciones. Permiten al cuerpo reaccionar rápidamente ante amenazas externas y mantener la integridad del organismo.

Sistema digestivo

Monitorean la composición química del contenido gastrointestinal, ayudando en la regulación de la digestión y la absorción de nutrientes. Detectan niveles de ácido, glucosa y otros componentes, y ajustan la secreción de jugos digestivos y hormonas para optimizar el proceso digestivo.

Función cardiovascular

Juegan un papel en la regulación cardiovascular. Detectan cambios en la concentración de gases y metabolitos en la sangre, contribuyendo a la modulación del tono vascular y la presión arterial. Esto es vital para garantizar un suministro adecuado de oxígeno y nutrientes a los tejidos del cuerpo.

Importancia evolutiva

Son uno de los sentidos más antiguos en la evolución, presentes en una amplia variedad de organismos, desde bacterias hasta mamíferos. La capacidad para detectar y responder a estímulos químicos ha sido crucial para la supervivencia y adaptación de los organismos.

Trastornos asociados a los quimiorreceptores

Trastornos respiratorios

Los quimiorreceptores juegan un papel crucial en la regulación de la respiración. Las alteraciones en su funcionamiento pueden llevar a trastornos respiratorios como la hipoxia (bajo nivel de oxígeno en la sangre) y la hipercapnia (alto nivel de dióxido de carbono en la sangre). Estos trastornos pueden resultar en dificultades respiratorias y, en casos graves, en insuficiencia respiratoria.

Trastornos metabólicos También están involucrados en la regulación de procesos metabólicos. Enfermedades como la diabetes pueden afectar la función de estos receptores, lo que puede llevar a una mala regulación de los niveles de glucosa en sangre y otros metabolitos.

Trastornos del gusto y el olfato

Los quimiorreceptores en la lengua y el bulbo olfativo son esenciales para el sentido del gusto y el olfato. Trastornos como la ageusia (pérdida total del sentido del gusto) y la anosmia (pérdida del sentido del olfato) pueden estar asociados con problemas en estos receptores. Estos trastornos pueden afectar significativamente la calidad de vida, ya que alteran la percepción de sabores y olores.

Trastornos neurológicos

Enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson pueden afectar los quimiorreceptores, llevando a una disminución en la capacidad de detectar estímulos químicos. Esto puede ser uno de los primeros signos de estas enfermedades y puede preceder a otros síntomas más evidentes.

Trastornos cardiovasculares

En el sistema cardiovascular ayudan a regular la presión arterial y el flujo sanguíneo. Alteraciones en su funcionamiento pueden contribuir a trastornos como la hipertensión y la insuficiencia cardíaca.

Etimología

El término "quimiorreceptor" proviene de la combinación de dos palabras griegas: "Quimio-": Este prefijo deriva de la palabra griega "χημεία" (khemeía), que significa "química" o "relativo a sustancias químicas". "-receptor": Este sufijo proviene del latín "recipere", que significa "recibir" o "captar".

Por lo tanto, "quimiorreceptor" se refiere a una estructura biológica o celular especializada en detectar y responder a sustancias químicas.

Historia

Comienza a finales del siglo XIX y principios del siglo XX. Un destacado pionero en este campo fue el científico español Fernando de Castro. Discípulo de Santiago Ramón y Cajal, de Castro fue el primero en mostrar que el cuerpo carotídeo, situado en la bifurcación de la arteria carótida, estaba formado por un seno vascular y el glomus caroticum, ambos inervados por una rama del nervio glosofaríngeo.

En 1938, el fisiólogo belga Corneille Heymans fue galardonado con el Premio Nobel de medicina y fisiología por su trabajo sobre el papel del cuerpo carotídeo en la regulación de la respiración. Heymans demostró que los quimiorreceptores en los cuerpos carotídeo y aórtico detectan variaciones en los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre, ajustando así la ventilación.

El desarrollo de herramientas como el quimógrafo, inventado por Carl Ludwig en el siglo XIX, permitió cuantificar y registrar los cambios en la presión arterial, lo cual fue clave para entender la función de los quimiorreceptores en la regulación cardiovascular.

Véase también

1. Olfato
2. Órganos sensoriales
3. Sistema nervioso
4. Neurona sensitiva
5. Inervación sensitiva
6. Dendritas
7. Nicetamida
8. Fisiología del corazón

Enlaces externos

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Fuentes

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