Excitabilidad CIENCIA

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Ciencia

Concepto. Es la propiedad que todo ser viviente tiene para responder con ciertas manifestaciones (reacciones) a determinadas acciones que sobre él actúan (estímulos). Algunas de estas reacciones son procesos morfogenéticos, que afectan a la estructura del organismo y lo modifican de forma permanente o al menos duradera; p. ej., anormalidades producidas por avitaminosis, pigmentación de la piel por efecto de los rayos ultravioleta, etc. Tales casos no se consideran típicos ejemplos de e., sino simples fenómenos de modificabilidad producidos por condiciones ambientales. Los verdaderos fenómenos de e. son cíclicos, es decir, reacciones transitorias de los organismos, que una vez desaparecido el estímulo vuelven a su estado primitivo. Un claro ejemplo de lo expuesto sería el estrechamiento de la pupila provocado por una luz intensa, o la secreción salivar originada por la presencia de una sustancia ácida en la boca. En los vegetales existen también fenómenos de e. (v. TROPISMOS). Dentro del reino animal hay reacciones hemicíclicas, que se presentan en aquellos grupos de organización más perfecta y compleja; éstas dejan como una huella sobre las células nerviosas, de forma que los nuevos estímulos provocan sobre el individuo reacciones algo diferentes de las primitivas.

Mecanismo de la excitación. En los fenómenos de excitación es interesante estudiar los estímulos y su forma de acción sobre el organismo. La recepción del estímulo tiene lugar en un determinado punto o zona del organismo, cuyas células adquieren un estado fisiológico especial llamado de excitación. Los órganos encargados de recibir el estímulo se denominan receptores (v.) y son especialmente los sensoriales. A continuación, el estímulo recibido se propaga hasta los puntos del organismo que han de responder. Dicha propagación está a cargo, en los animales superiores, de los nervios. Por último, se produce la respuesta o reacción del organismo al estímulo recibido, labor llevada a cabo por unos órganos llamados efectores, que son principalmente los músculos y las glándulas, y que responden mediante una contracción muscular o una secreción glandular. Los estímulos capaces de producir e. pueden ser de muy variada naturaleza. Los hay mecánicos (golpes, vibraciones, contactos, presiones), químicos, osmóticos, térmicos (provocados por cambios en la temperatura), eléctricos y lumínicos.

Ante la presencia de un estímulo, existe un receptor y transmisor del mismo y otro efector o ejecutor de la respuesta, que es generalmente un músculo, de aquí que éstos, tengan excepcional importancia en los fenómenos de e. La respuesta de los músculos a un estímulo es una contracción. Para estudiar ésta, existen aparatos especiales (miógrafos), que recogen en una gráfica (miograma) la contracción muscular. Estudiándola con detalle, podemos distinguir en ella tres fases: latencia, contracción y relajación o expansión. La primera transcurre entre el momento en que sobre el músculo se aplica un estímulo y el tiempo que éste tarda en responder. La segunda es una fase en la que el músculo responde al estímulo con una brusca sacudida y la tercera es un periodo durante el cual el músculo se relaja, descansa y vuelve a su posición primitiva, quedando nuevamente en condiciones de recibir otro estímulo. En la e. los efectos producidos por el estímulo no dependen de éste, sino del órgano estimulado. Así, p. ej., un estímulo mecánico, como puede ser un golpe, produce sobre la piel una sensación táctil dolorosa o no, según su intensidad, sobre el ojo una sensación lumínica y sobre el oído un zumbido. Tampoco existe relación entre la intensidad o naturaleza del estímulo y los efectos que provoca: un débil cosquilleo en las fosas nasales produce una espectacular respuesta (estornudo).

Umbral de excitación. El proceso de excitación en sí consiste en alteraciones físico-químicas de ciertas sustancias que hay en los centros receptores. Posteriormente, este estado de excitación es propagado por los nervios conductores como una onda de electronegatividad, que constituye en esencia la corriente nerviosa. Para que un estímulo sea capaz de producir una excitación en un órgano receptor, debe alcanzar determinada intensidad conocida como umbral de excitación. Este umbral varía de unos seres vivos a otros; así, un sonido de determinada intensidad puede ser captado por unos individuos, mientras otros necesitan que ésta sea mayor. Una vez que se alcanza este umbral, la respuesta aumenta cuando lo hace el estímulo, hasta llegar a una excitación máxima, alcanzada la cual, un aumento del estímulo ya no provoca mayor respuesta, e incluso en algunos casos ésta es negativa- una luz demasiado intensa nos ciega y anula la visión.

Algunas estructuras excitables se denominan sistemas isobólicos, porque en cuanto el estímulo alcanza su umbral de excitación, la respuesta es máxima. Se dice que estos sistemas responden a la ley del todo o nada, porque en ellos el estímulo o no produce efecto ninguno o, si lo producen, éste es máximo (músculo cardiaco). Otros sistemas son heterobólicos, porque entre el umbral de excitación y el estímulo máximo hay toda una gradación de intensidades en la respuesta. Podría esperarse que un aumento continuo del estímulo provocase también un aumento continuo de la respuesta, pero no es así. Para que podamos apreciar un aumento en una sensación es necesario que el estímulo experimente un incremento determinado. E. H. Weber estudió el fenómeno en 1831 y lo puso de manifiesto con un sencillo experimento. A intervalos de 30 seg. sobre la mano de una persona colocaba diferentes pesos pidiéndole que le indicase cuando notaba una variación en ellos. Vio que si el peso era de 29 gr. era necesario aumentar 1 gr. para que notase diferencia, pero si era de 58 gr. eran precisos 2 gr. para notar un aumento. La proporción se mantiene de tal forma, que se nota aumento de sensación siempre que el incremento del estímulo sea 1/29 del valor anterior.

Tanto los centros receptores como los efectores se fatigan después de un trabajo prolongado. Esto se traduce en un descenso en la e. y por la elevación del umbral estimular. La recuperación de estos órganos se consigue con reposo y con aumento de oxígeno. La causa de la fatiga se debe a un mayor consumo de sustancias necesarias para realizar este trabajo y por una acumulación de productos tóxicos, resultantes de la combustión de dichas sustancias.

V. t.: BIOCOMUNICACIóN; FISIOLOGÍA 1, 2; RECEPTORES; TROPISMOS; NERVIOSO, SISTEMA.

D. FERNÁNDEZ-GALIANO.

BIBL.: S. ALVARADO, Biología, II, Madrid 1967; C. A. VILLEE, Biología, Buenos Aires 1962; B. T. SCHEER, Fisiología animal, Barcelona 1963.