Generación y Codificación del Potencial de Receptor

La transducción en cualquier receptor sensorial produce un cambio gradual en el potencial de membrana —el potencial de receptor o generador— cuya magnitud refleja la fuerza del estímulo. Para transportar esa información a largas distancias, la señal gradual debe convertirse en potenciales de acción de todo o nada. Este tema cubre cómo se genera el potencial de receptor y cómo la intensidad, el tiempo y la calidad del estímulo se codifican en la señal neural resultante.

Definition

El potencial de receptor (generador) es la despolarización o hiperpolarización gradual producida cuando se transduce un estímulo; la codificación es el proceso por el cual esa señal gradual se convierte y se representa mediante trenes de potenciales de acción, cuya frecuencia y temporalidad transportan información del estímulo.

Scope

La entrada cubre el potencial de receptor (generador) como la salida común de la transducción, la relación entre la intensidad del estímulo y la amplitud del potencial de receptor, la conversión del potencial gradual en trenes de potenciales de acción en la zona de inicio del potencial de acción, y los principios de codificación de intensidad, temporal y de línea marcada. Es un tema de referencia en fisiología sensorial y no ofrece orientación clínica.

Core questions

• ¿Cómo se genera el potencial de receptor a partir de un estímulo transducido?
• ¿Cómo se relaciona la amplitud del potencial de receptor con la intensidad del estímulo?
• ¿Cómo se convierte un potencial gradual en potenciales de acción?
• ¿Cómo se representan la intensidad, la temporalidad y la calidad en la señal neural?

Key concepts

• Potencial de receptor (generador)
• Señales graduales versus de todo o nada
• Relación estímulo-respuesta (intensidad)
• Zona de inicio (disparo) del potencial de acción
• Codificación de frecuencia (tasa) de la intensidad
• Codificación temporal
• Codificación de línea marcada de modalidad y calidad

Mechanisms

La transducción abre o cierra canales iónicos y produce un potencial de receptor gradual cuya amplitud crece con la intensidad del estímulo, a menudo de forma aproximadamente logarítmica en gran parte del rango. Loewenstein y Rathkamp demostraron en el corpúsculo de Pacini que este potencial generador surge en la terminación nerviosa sensorial y que, una vez que alcanza el umbral en la zona de inicio del potencial de acción, desencadena potenciales de acción en el axón aferente. Debido a que los potenciales de acción son de todo o nada, la intensidad del estímulo se representa en gran medida por su frecuencia: los estímulos más fuertes producen potenciales de receptor más grandes y tasas de disparo más altas. Adrian y Zotterman demostraron este código de frecuencia al registrar desde un solo órgano terminal sensorial y mostrar que la frecuencia de los impulsos aumenta con la fuerza del estímulo. Más allá de la intensidad, la temporalidad precisa de los impulsos puede transportar información temporal, y la calidad y modalidad del estímulo se señalan en parte por qué vía dedicada está activa (codificación de línea marcada).

Clinical relevance

Los principios de la generación del potencial de receptor y la codificación neural sustentan cómo la información sensorial llega al cerebro e informan la interpretación de las pruebas sensoriales y el diseño de prótesis sensoriales. Esta entrada describe mecanismos normales para referencia educativa y no es una base para el diagnóstico o tratamiento.

Evidence & guidelines

La descripción se basa en la electrofisiología clásica de unidad única de receptores sensoriales identificados, incluyendo el potencial generador del corpúsculo de Pacini y la codificación de frecuencia en las aferentes sensoriales. Estos son hallazgos mecanísticos más que recomendaciones clínicas, y no se implica ninguna guía de tratamiento.

History

Los registros de Adrian y Zotterman de la década de 1920 de órganos terminales sensoriales individuales establecieron que los nervios sensoriales señalan la intensidad del estímulo mediante la frecuencia de impulsos de todo o nada, un hallazgo central para el trabajo de Adrian, reconocido con el Nobel, sobre el sistema nervioso. Loewenstein y Rathkamp localizaron más tarde el potencial generador en la terminación nerviosa del corpúsculo de Pacini y mostraron cómo da lugar a potenciales de acción propagados, vinculando la señal de transducción gradual con la salida codificada y consolidando la imagen moderna de la codificación sensorial.

Key figures

• Edgar Adrian
• Yngve Zotterman
• Werner Loewenstein

Seminal works

• adrian-zotterman-1926
• loewenstein-1958

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre un potencial de receptor y un potencial de acción?

Un potencial de receptor (generador) es un cambio gradual en el potencial de membrana cuya magnitud refleja la fuerza del estímulo y que se propaga pasivamente; un potencial de acción es un impulso de todo o nada que se propaga sin decremento y se desencadena cuando el potencial de receptor alcanza el umbral.

¿Cómo se representa la intensidad del estímulo en el sistema nervioso?

Principalmente por la frecuencia de disparo: un estímulo más fuerte produce un potencial de receptor más grande y una mayor tasa de potenciales de acción en la aferente sensorial, una relación demostrada por primera vez al registrar desde órganos terminales sensoriales individuales.