Estados básicos y propiedades de los sistemas biológicos
Cualquier sistema biológico puede encontrarse en uno de dos estados fundamentales. El reposo fisiológico se caracteriza por una constancia relativa del medio interno. En este momento, no actúan estímulos específicos externos sobre el sistema y este no manifiesta sus funciones específicas. Por el contrario, el estado activo implica un cambio en las propiedades y la calidad del sistema cuando este responde a las fluctuaciones del medio externo o interno.
Para transicionar de un estado a otro, los tejidos poseen propiedades especiales:
- Irritabilidad: es una manifestación absolutamente universal de la actividad vital. Es inherente a todos los sistemas biológicos y consiste en la capacidad de responder a las influencias externas mediante un cambio en sus parámetros físico-químicos.
- Excitabilidad: es una propiedad más específica. Es la capacidad de responder a la estimulación no solo cambiando de parámetros, sino realizando una función específica activa. En el organismo humano, solo tres tipos de tejidos poseen esta capacidad: el tejido nervioso, el muscular y el glandular (secretor).
Excitación y el papel de los estímulos
Para que un tejido pase a un estado activo, se requiere un estímulo: cualquier influencia interna o externa. La condición principal es que dicha influencia tenga la fuerza y duración suficientes.
La respuesta a este impacto es la excitación. Este proceso siempre va acompañado de un conjunto de cambios que se dividen en dos grupos:
- Manifestaciones inespecíficas: son idénticas para todos los tejidos excitables. Estas incluyen la generación de un potencial de acción (PA) en la membrana celular, cambios en el metabolismo, alteraciones locales de la temperatura y de los parámetros fisiológicos generales.
- Manifestaciones específicas: dependen del tipo de tejido. Para el tejido nervioso es la conducción del impulso nervioso, para el muscular es la contracción de las fibras y para el glandular es la secreción.
La inhibición como proceso activo
En el sistema nervioso central y en los órganos internos, la excitación no existe de forma aislada; es reemplazada constantemente por la inhibición. No se trata de una extinción pasiva de la señal, sino de un proceso biológico activo y pleno. Su tarea principal es impedir el desarrollo de una nueva excitación o detener la que ya ha comenzado.
La inhibición tiene un carácter temporal y sirve como un regulador crucial del nivel de actividad de los tejidos. Puede desencadenarse como un proceso funcional independiente o surgir como resultado de la interacción de dos excitaciones diferentes.
Históricamente, el estudio de este fenómeno siguió dos direcciones:
- La inhibición periférica fue descubierta por los hermanos A. y E. Weber, quienes demostraron cómo la estimulación de los nervios vagos (n. vagus) deprime la actividad cardíaca.
- La inhibición central, que se desarrolla en las estructuras del SNC, fue descrita por primera vez por I. M. Séchenov.
Clasificación electrofisiológica de la inhibición
Dependiendo de los mecanismos que tienen lugar en las membranas celulares, se distinguen tres tipos principales de inhibición:
- Hiperpolarizante. Se desarrolla en las membranas postsinápticas bajo la influencia de mediadores inhibitorios. Como resultado, la membrana se hiperpolariza y la excitabilidad del tejido disminuye drásticamente.
- Despolarizante persistente. Surge con una frecuencia demasiado alta de señales entrantes. El mediador excitador se acumula en la sinapsis y evita que la carga de la membrana postsináptica regrese al estado de reposo. La diferencia entre la carga actual y el nivel crítico de despolarización (NCD) aumenta. Por sus mecanismos, este estado es similar a los fenómenos de parabiosis o acomodación. Cabe destacar que, debido a las propiedades específicas de las membranas, este tipo de inhibición a veces también puede ser provocado por mediadores inhibitorios.
- Estabilizadora (estabilización del potencial de reposo). Se debe a la acción de varias sustancias biológicamente activas (SBA). Estas bloquean la permeabilidad de las membranas celulares a los iones de sodio. Al mismo tiempo, el potencial de reposo no cambia, pero la aparición de una nueva excitación se vuelve imposible.
Para recordar fácilmente los tres tipos de tejidos excitables y sus funciones específicas, utilice la asociación: «El nervio conduce, el músculo contrae y la glándula secreta».
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué se diferencia la irritabilidad de la excitabilidad?
La irritabilidad es la propiedad universal de todos los sistemas vivos de cambiar sus parámetros físico-químicos en respuesta a un estímulo. La excitabilidad es un caso particular, inherente solo a tres tipos de tejidos, en el cual la respuesta es una función activa específica.
¿Qué es el reposo fisiológico?
Es el estado en el cual no actúan estímulos específicos externos sobre el tejido, el medio interno permanece relativamente constante y las funciones específicas no se manifiestan.
¿Puede la inhibición surgir por sí sola?
Sí, la inhibición es capaz de surgir como un proceso funcional independiente, así como resultado de la interacción de dos excitaciones diferentes.
¿En qué consiste la inhibición estabilizadora?
En este tipo de inhibición, las sustancias biológicamente activas bloquean la permeabilidad al sodio de las membranas celulares. El potencial de reposo permanece sin cambios, pero el tejido ya no puede generar una nueva excitación.
Qué más repasar sobre el tema
- Procesos iónicos en la membrana celular (neurona y cardiomiocito)
- Mecanismo de generación del potencial de acción (PA)
- Nivel crítico de despolarización (NCD) y su importancia fisiológica
- Fenómenos de parabiosis y acomodación en tejidos excitables
- El papel de los mediadores inhibitorios en la hiperpolarización de las membranas postsinápticas
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