Quimiorrecepción
Definición y clasificación quimiorreceptores
Desde un punto de vista evolutivo la quimiorrecepción es uno de los sentidos más antiguos. Los animales primitivos sin sistema nervioso organizado utilizan la quimiorrecepción para localizar el alimento y para aparearse. La investigación realizada en bacterias indica que éstas utilizan la quimiorrecepción como una parte integral para detectar y responder a sustancias específicas de su ambiente; algunas de ellas se mueven hacia o se alejan de determinados compuestos químicos, comportamiento denominado quimiotaxis.
La necesaria intercomunicación entre los diversos niveles de organización biológica se basa primordialmente en la capacidad de detección de determinadas sustancias químicas y en las reacciones derivadas. La "quimiosensibilidad" está presente en la comunicación célula-medio y entre los orgánulos subcelulares, posibilitando la regulación de la actividad celular; explica la interconexión de las células de un organismo pluricelular que posibilita su unidad funcional, y en la relación animal-medio se manifiesta desde simples fenómenos de quimiotactismo a complejas formas de comportamiento.
La mayoría de las células responden a una gran variedad de moléculas señalizadoras; por ejemplo, señales químicas tales como las hormonas provocan cambios en los patrones metabólicos de muchos tipos celulares. Los organismos utilizan algunos de estos mismos mecanismos para responder a estímulos químicos del ambiente externo. En las bacterias da lugar a la quimiotaxis, anteriormente mencionada. En los animales pluricelulares, las células denominadas quimiorreceptores están especializadas en la adquisición de información sobre el ambiente químico y en su transmisión a las neuronas.
Según un esquema de clasificación tradicional, los quimiorreceptores pueden dividirse en dos categorías: receptores gustativos, que responden a moléculas disueltas, y receptores olfativos, que responden a moléculas volátiles. Sin embargo esta dicotomía rápidamente se viene abajo. Según estas definiciones, los organismos acuáticos, como los peces, no podrían tener receptores olfativos; todas sus sensaciones químicas serían gustativas. Además, incluso en los organismos terrestres, las moléculas volátiles deben atravesar primero una capa de solución acuosa, antes de que alcancen los receptores olfativos. Por tanto, si el gusto y el olfato son realmente sentidos diferentes, debe existir una distinción más útil entre ellos que la hasta aquí expuesta. De hecho, como veremos, los receptores del gusto y del olfato se diferencian claramente entre ellos a nivel celular y molecular.
La quimiorrecepción representa sólo una forma de sensibilidad química de las células, puesto que muchas de ellas son sensibles a hormonas y neurotransmisores. Excluyendo a estas células, los quimiorreceptores se pueden CLASIFICAR en:
- Sensores químicos generales. Son relativamente insensibles (umbral de estimulación alto); son receptores no discriminativos, que cuando se estimulan producen respuestas protectoras del organismo. Por ejemplo, la estimulación de la piel de una rana con sal o soluciones ácidas activa terminales de este tipo que producen movimientos de escape de las patas.
- Quimiorreceptores internos. Responden a estímulos químicos dentro del organismo, controlando varios aspectos de su composición química vitales para el organismo. Los receptores de glucosa de los vasos sanguíneos, los quimiorreceptores de presión osmótica del encéfalo y los quimiorreceptores carotídeos que responden a la concentración de oxígeno en sangre, son ejemplos de este tipo de quimiorreceptores.
- Quimiorreceptores de contacto o gustativos. Tienen umbrales relativamente altos y responden a agentes químicos disueltos procedentes de una fuente próxima o que contactan directamente con la estructura receptora. Normalmente juegan un papel en el comportamiento alimenticio, como ocurre con los receptores del gusto de vertebrados.
- Quimiorreceptores de distancia o receptores olfatorios. Son más sensibles y específicos que los quimiorreceptores de contacto y están adaptados a responder a agentes químicos externos procedentes de una fuente distante.
La distinción entre quimiorrecepción de contacto y de distancia es relativamente clara para los animales que viven en el aire. Para los animales que viven en el agua esta distinción no es tan clara, al estar todos los posibles estímulos disueltos en el ambiente acuático, tanto si la fuente es distante como cercana. A pesar de todo, la distinción sigue siendo útil, ya que muchos animales acuáticos responden de forma bastante diferente a estímulos diluidos o distantes y a estímulos concentrados y próximos. Por ejemplo, las langostas se orientan en respuesta a una baja concentración de agentes químicos que estimulan quimiorreceptores de distancia de las anténulas, mientras que producen movimientos alimenticios en respuesta a altas concentraciones de agentes químicos, por estimulación de quimiorreceptores de contacto localizados en la boca.