Context
En aquest capítol farem una aproximació senzilla a les cèl·lules neurosensorials, d’origen epitelial generalment, que alliberen mediadors (neurotransmissors) en ser estimulades per transmetre la informació a la primera neurona d’una cadena. La transducció que realitzen és el procés essencial mitjançant el qual una forma d’energia, senyal o informació es transforma en una altra (aquí elèctrica). Ens fixarem en l’algorisme (o algoritme) simple que segueixen per la transformació (transducció) de fenòmens externs i interns.
Un algorisme és un conjunt finit d’instruccions o passos ordenats que se segueixen per resoldre un problema o acomplir una tasca determinada. En les cèl·lules neurosensorials, es tracta d’un algorisme per a la transformació (transducció) de fenòmens físics i químics, externs al i interns de l’organisme en patrons de senyals elèctrics. En el sistema nerviós tot gira al voltant de la gestió de senyals elèctrics. Detecció de fenòmens electromagnètics (visió d’una petita banda de l’espectre), compressions i ondulacions de l’aire i també de mitjans aquosos interns, contacte amb molècules molt variades, contacte amb objectes i deformacions dels òrgans.
L’algoritme bàsic implicat en la detecció i transducció d’informació exteroceptiva i propioceptiva és molt simple encara que amb diverses variants de dispositius cel·lulars i canals iònics. Implica l’increment (per exemple en l’oïda) o disminució (vista) de la probabilitat d’obertura de canals iònics en regions diferenciades de la membrana de cèl·lules especialitzades (que poden ser neurones directament o bé cèl·lules neurosensorials). Els senyals elèctrics produïts són passius, graduals (anomenats generalment potencials receptors) i 1) modulen la secreció de neurotransmissors (en les cèl·lules neurosensorials) que actuen sobre les terminacions nervioses de les neurones que les innerven o bé 2) activen directament canals en les mateixes neurones.
En aquest capítol parlarem de les cèl·lules neurosensorials destacant solament els aspectes més essencials del seu funcionament.
Visió
En l’evolució de la visió de llums, colors, perfils i formes en els vertebrats, la transducció fotoelèctrica implica el tancament (i per tant cessament de corrent d’entrada portada per cations) de canals iònics que estan oberts en la foscor (generant corrent elèctric d’entrada, passiu) en les cèl·lules neurosensorials fotosensibles que són els conus i bastons. D’aquesta manera es poden percebre els límits entre zones il·luminades (canals tancats) i fosques (canals oberts) que influencien a diferents cèl·lules neurosensorials més o menys il·luminades i no il·luminades. La visió del color la dona el tipus d’Opsina (OPS) influenciable per fotons més (sensació blava) o menys (sensació vermella) energètics.
En la figura, la molècula fotosensible és un complex de Retinal (Ret, aldehid de vitamina A) i una opsina (OPS). En els bastons la molècula s’anomena Rodopsina. PG (proteïna G), PDE (fosfodiesterasa) i cGMP (guanosina monofosfat cíclic).
Equilibri
En aquest cas, moviments del cap en les tres direccions de l’espai acceleren més o menys l’endolimfa en l’interior dels canals semicirculars (disposats en les tres direccions en la regió vestibular de l’oïda intern). El desplaçament del líquid fa oscil·lar i acosta o separa les vellositats apicals de les cèl·lules sensorials d’un cili fix afavorint l’obertura o bé el tancament de canals iònics de potassi situats en la cúpula de les vellositats (cal remarcar que l’endolimfa és similar al líquid cefalorraquidi molt ric en potassi i pobre en sodi). L’entrada de les càrregues positives portades pels ions de potassi despolaritza passivament a la cèl·lula sensorial, cosa que conclou amb l’activació de canals de calci que responen al voltatge, l’entrada de calci i la secreció de glutamat. Aquest neurotransmissor excitador activa a la vegada (despolaritza) a la primera neurona de la via vestibular, la via de l’equilibri. En una primera instància, l’equilibri d’un organisme vertebrat depèn de la posició i dinàmica de moviment del cap.
Audició
En aquest cas, les vibracions produïdes per les ones sonores sobre el timpà i la cadeneta dels tres ossets de l’oïda mitjà, es transmeten a la perilimfa en aquest cas. Aquestes ondulacions aplicades a la regió basal de les cèl·lules neurosensorials les fan ballar amb el resultat de fregar les seves vellositats apicals amb una llengüeta fixa (feta de material connectiu) en la paret lateral anomenada membrana del sostre. El resultat és similar al descrit respecte a l’equilibri amb entrada de potassi, despolarització passiva, entrada de calci i transmissió glutamatèrgica.
Gust
Hi ha 5 gustos principals: salat, àcid, dolç, amarg i umami. Les cèl·lules neurosensorials posseeixen un o alguns mecanismes receptors pels 5 gustos. La sal (el sodi del clorur de sodi) i els protons (àcids) utilitzen directament canals iònics força específics per aquests ions que en entrar a favor dels seus gradients electroquímics generen corrents passius despolaritzants. Les substàncies productores de les altres sensacions de sabor actuen sobre diferents receptors metabotròpics acoblats a vies intracel·lulars i segons missatgers. En tots els casos, però, l’entrada final d’ions de calci per canals de calci sensibles al voltatge (CCSV) o canals transitoris com els (TRPM) conclou amb la secreció del neurotransmissor serotonina.
