Teoricas Neuromuscular

FISIOLOGA NEUROMUSCULAR. PRIMERA CLASE El tema de hoy es fisiologa de clulas excitables, ustedes vienen de un estudio de lquidos del organismo en el cual se ha planteado base para iniciar el estudio de este tema. Este tema si sirve para lo que vamos a ver de ahora en adelante en la materia. La fisiologa es la ciencia que estudia los fenmenos propios de los seres vivos y las leyes que los rigen. La fisiologa estudia a los seres vivos, y cuando vayamos a estudiar los fenmenos fisiolgicos debemos saber hasta cuando estudiar y hasta donde llevar ese estudio. Si estudiamos a un ser vivo, lo que nos importa es que es lo que sucede dentro de su organismo para que se relacione con el entorno, es decir, como funciona. En resumen la fisiologa trata del estudio de un conjunto de procesos, y esos procesos tienen sus bases fisicoqumicas muy claramente definidas. Estas bases fisicoqumicas son lo que nosotros vamos a conocer, por eso es que debemos tener un conocimiento del significado fsico, qumico y biolgico de los procesos que se estn estudiando, para entones entender la interaccin, regulacin e integracin de los mismos; adems se estudiarn los mecanismos de control de los procesos, en resumen es cmo funciona cada uno y su relacin no slo entre ellos sino tambin con el entorno. En ese cmo funciona tenemos por ejemplo aqu a la neurona, al soma de la neurona, las caractersticas de la neurona, en este caso est mielinizada.. les recomiendo por cierto que busquen en libros de materias que ya han aprobado las estructuras y funciones de muchos de estos temas que vamos a estudiar. Pero bueno, ah est la neurona, tiene su soma, ac esta la vaina de mielina, los nodos de ranvier; es decir, estructuralmente est compuesta la neurona por esas partes que estn all. No es un estudio de fisiologa sino una base que necesito para entender los procesos que ahora voy a ver ac. Esta imagen es otro punto de vista, es decir, una caracterizacin de la funcin de la neurona. Ac esta el soma de la neurona, aqu vemos un microtbulo de tamao exagerado, que no guarda proporcin al axoplasma que es el que encontramos aqu, pero para qu est indicado? En este caso el dibujo fue enfocado desde el punto del vista funcional para describir el movimiento antergrado de la neurona desde el soma hasta el axn, o para describir el retrgrado que va en el sentido contrario. Lo importante de esto es que hay un conjunto de protenas que garantizan la asociacin o el funcionamiento del cuerpo celular porque debe existir un flujo que ya existe; por un lado que la neurona sea alimentada, por otro lado las vesculas que se forman en la parte posterior cuando exocitan, es decir, vierten cierto contenido al medio, pueda reorganizarse la membrana, porque ellas no salen sino quedan en la membrana, y que la membrana de esas vesculas pueda reorganizarse y dirigirse de forma retrgrada hacia el soma de la neurona. Ese es un punto de vista diferente que establece la funcionalidad de la clula. Basta con esto? Esto es fisiologa? Qu otras cosas necesitamos saber? El funcionamiento esta asociado a dnde y cundo ocurren los procesos, vamos a darnos cuenta de que existen una relacin estructural y los mecanismos de control asociados a estos procesos. Bien hablando de la excitabilidad. Un conjunto de msculos que requieren la participacin de este sistema nervioso. El msculo est en constante movimiento nuestro, ahora con la corriente para que se produzca lo que es all la contraccin a nivel de vesculas, la contraccin de los tapones, otra contraccin y la relajacin que adquiere el tejido. Entonces, cules son los tejidos principales? Ustedes debern buscar en la bibliografa, primera tarea del da de hoy. Vamos a estudiar la direccin de la generacin y el mantenimiento de los potenciales biolgicos. por qu? Porque ustedes en el video vieron la seal, que es bsicamente una seal elctrica y que esa seal elctrica se traduce en un efector que va a realizar el trabajo. Por ah viaja la seal, luego de ser captada por un receptor (en este caso un nociceptor, que es receptor de dolor), a travs del sistema nervioso posiblemente a un centro integrador. A raz de esta seal se elabora una respuesta. Y quin va a hacer esa accin? (estn viendo el video, etc) esto debe pasar en un corto perodo de tiempo, porque sino (poniendo un ejemplo de que hay fuego en el pie de una persona) si no lo mueve a tiempo, se quema. Entre voltearnos y retirar el pie existe un reconocimiento del estmulo por parte del sistema defensor . Una seal que llama al centro procesador y una seal que llama desde el centro procesador a el cerebro. Viaja la seal por un nervio sensitivo hasta un centro procesador, que podra ser la mdula espinal, por ejemplo. Viaja la seal Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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elaborada ah en la mdula hacia el efector, la neurona inerva al msculo, y ste da la respuesta al estmulo. La seal lleg y desencadena un movimiento de partculas con carga en el msculo. En el nervio sensitivo entra corriente elctrica que en este esquema sera el potencial de accin, luego detallaremos un poco ms acerca de lo que es el potencial de accin. Hay diferentes tipos de potenciales (potencial a travs del msculo, potencial de placa motriz, no se entienden los nombres) hay que discriminar las caractersticas de los distintos potenciales. Esta corriente electrnica es la forma de seal que est viajando en diferentes localizaciones estructurales, en diferentes momentos, que definen rganos diferentes y tienen propiedades diferentes. Entonces, es importante recordar que el tipo de seal antes de llegar al msculo y despus que lo atraviesa. Aqu tienen mas de lo mismo, aqu en este dibujo est la neurona sensitiva con el impulso desde el receptor, y aqu la neurona motora y aqu el msculo esqueltico para que pueda realizar la accin. Ahora fjense ustedes, la excitabilidad habla de excitacin. Hay cambios en la diferencia del potencial elctrico en la membrana, (esto significa a ambos lados de la membrana). Valga la redundancia entonces se trata de un sistema en donde se ha sufrido un cambio de potencial en el interior celular y en el exterior celular. Es la diferencia que se crea entre el interior y el exterior lo que da el potencial de membrana que ya nombramos anteriormente. Por lo tanto, la excitacin, la propiedad en un tejido se expresar entonces ese cambio en la diferencia de potencial desde un nivel de reposo a un nivel excitado. Ahora la distribucin inica, como ustedes vieron en su clase de lquidos del organismo, es diferente en el interior y el exterior celular, vamos a explicarlo rpidamente porque ustedes ya lo vieron. Ah tenemos la clula, una proporcin bien elevada de potasio, una proporcin tambin elevada de aniones orgnicos, la diferencia es que los aniones orgnicos estn atrapados en el tejido intracelular, la barrera que constituye la membrana plasmtica los retiene all, mientras que el flujo del in potasio, que es el in que ms se mueve en estado de reposo como ya lo vieron ustedes en sus clases anteriores. La proporcin de electrones es muy elevada en el exterior con respecto al interior, y la de cloruro tambin. El flujo de cloruro en estado de reposo es muy bajo, casi cero. En estado de reposo tambin encontramos a la bomba sodio potasio, la cual lleva un gasto elevadsimo energtico para mantener la inclinacin diferencial de iones entre el interior y el exterior celular para ser cmplice de que el organismo pueda realizar sus funciones. All est la bomba y qu es lo que aparece aqu, una diferencia de cargas, es decir, hay una separacin de cargas de lado a lado de la membrana y tenemos que recordar reconocer que siempre que en el interior celular haya carga negativa, en el exterior celular hay positiva, siempre en estado de reposo. Cuando se produce la alteracin hay inversin de esta polaridad. Utilizando conocimientos de clases pasadas y de esta clase, resuelvan el potencial de membrana de la desviacin estndar a travs de la membrana celular; vara desde el tipo de clula. La ctedra habla de Potencial de membrana como diferencia de potencial transmembrana En reposo la clula se encuentra estacionaria el potencial de membrana es constante. La separacin de las cargas a travs de las membranas es constante. Existe un equilibrio en el flujo de cargas positivas en el interior y el exterior de la celular de modo que las cargas positivas producen la corriente elctrica. En reposo existen ms canales abiertos del ion K que para el Na, teniendo as una conductancia alta para el ion K en estado de reposo en las condiciones normales. Existe un flujo de ion K del exterior al interior celular para contrarrestar el flujo de Na, el flujo de Na y K se equilibra gracias a un conteo definido de iones a cargo de la bomba Na/K. El intercambio del potencial de membrana depende del gradiente electroqumico que se establece y de la permeabilidad relativa de la membrana al in. El potencial de membrana realmente se calcula con la ecuacin de goldman hodgkin y katz. Solo se calcula con respecto a los iones Na, K, y Cl. Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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El in calcio tambin juega un papel importante ya que si aumenta su concentracin en el medio extracelular esto causara que haya un incremento de cargas positivas que pueden conllevar a una alteracin del movimiento ionico El potencial de membrana disminuye en estado despolarizado En la hiperpolarizacion hay aumento en la separacin de cargas de modo que se confiere una diferencia de potencial mas negativa El estado de reposo esta determinado por diferentes canales inicos que estn abiertos en estado de reposo, mayor para el K, que para el Na Selectividad: expresa la proporcin de estos canales que se encuentran abiertos La excitabilidad celular depende del transporte activo de las membranas y la concentracin inica a ambos lados de la membrana El estado de polaridad se manifiesta como un flujo de partculas cargadas a travs de la membrana. Siempre que se mueven cargas de igual signo se establece una corriente elctrica FISIOLOGA NEUROMUSCULAR. SEGUNDA CLASE Axn Gigante de Calamar Permite los estudios generales.

Axon de Gran Diametro Cada punto en el nervio del mamfero representa un solo axn. Velocidad de conduccin mucho mayor en el calamar que en mamferos. Estimulo de Baja intensidad Despolarizacin de la membrana transitoria Corriente ELECTROTONICA Se disipa rpidamente No es capaz de generar un respuesta todo o nada POTENCIAL DE ACCION Estimulo de Alta intensidad Genera una corriente de sodio significativa Se genera un potencial de accin Potencial umbral

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Cmo cesa el potencial de accin?Se produce la activacin y cierres de los canales de sodio, canales de sodio voltaje dependientes, se da la apertura ms lenta de los canales de potasio, tambin sensibles a voltaje. Esto hace que disminuya el influjo de entrada del sodio y con esto se logra la repolarizacin ya que disminuye esta diferencia de potencial Potencial de accin Respuesta todo o nada Se propaga sin disminuir su magnitud Se produce un cambio en la polaridad de la membrana Origina un periodo de excitabilidad en la membrana Periodo refractario Intervalo durante el cual es imposible desencadenar un segundo potencial de accin en una clula excitable. Se clasifica en dos grandes tipos: Absoluto y relativo Membrana refractaria No responde. Periodo Refractario Relativo Se puede obtener una respuesta todo o nada, potencial de accin, incrementando la intensidad del estimulo (cuando se hiperpolariza la membrana) se necesita una mayor intensidad para vencer el umbral. Es menos susceptible pero si responde todo o nada

Estimulos

Sub-umbrales

Umbrales

Supra-umbrales

-No genera respuesta (PA) -Honda de despolarizacion activa -Respuesta Local -Apertura pocos canales de sodio -Desaparece rapidamente en tiempo y distacia

-Generan respuesta todo o nada

Tren de estimulacin

Serie sucesiva de estmulos

El periodo de latencia: es el tiempo entre el estmulo y el comienzo del potencial.Debe existir una combinacin efectiva entre la intensidad del estimulo y su duracin.


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Los tejidos bilgicos excitables tienen: deferente conduccin y diferente magnitud a la hora de la liberacin de un potencial todo o nada, lo que da la capacidad de poder reconocer una curva de potencial en cualquier tejido: corazn, nervio, musculo liso o esqueltico. Todas las clulas excitables de un mismo tejido presentan las mismas caractersticas de: conduccin, magnitud y duracin. Cono Axonico en neuronas sensitivas su umbral es menor, es decir son las reas ms sensibles. (Canales de sodio voltaje dependientes ms sensibles) Ndulos de Ranviere Potencial de accin Mayor distribucin de canales inicos, mayor sensibilidad. Duracin depende de cunto tiempo estn abiertos los canales voltaje dependientes

Membrana Plasmatica: Proteinas integrales que constituyen canales para el paso de iones (voltaje dependientes) Canales proteicos: protenas con funciones transportadoras Canales tipo compuerta

Canales de sodio voltaje dependientes:

Bomba Sodio-Potasio

Mantiene el gradiente

La conductancia de la membrana depende del nmero de canales existentes y de cuantos canales sensibles a voltaje estn abiertos y cuantos estn cerrados. FISIOLOGA NEUROMUSCULAR. TERCERA CLASE SINAPSIS: Ustedes han visto hasta ahora lo q es el potencial de accin (PA), que no es ms que una despolarizacin de la membrana y su finalidad es transmitir informacin en entre dos clulas excitables, ahora: Cmo se transmiten las seales elctricas de una clula a otra? A travs de la sinapsis: conexin funcional entre dos clulas, q permite el intercambio de informacin. El objetivo principal del tema es proporcionar las bases fisiolgicas para facilitar la comprensin de fenmenos elctricos en las membranas plasmticas de todos los tejidos excitables y la mecnica muscular. Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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El objetivo final de esta clase es comprender como se transmiten las seales elctricas de una clula a otra, y esto se hace a travs de la sinapsis. Breve resea histrica de la sinapsis: Claude Bernard (1856): Fisilogo, es el primero q describe que entre las clulas nerviosas y el musculo hay sitios de unin y sugiere q es por all donde se transmite la informacin entre ellas. S. Ramn y Cajal: Histlogo, describi por primera vez los contactos funcionales entre dos clulas C. Sherrington: Ingles, es el 1ero que utiliza el termino sinapsis para describir la entidad anatmica y fisiolgica que esta especializada en el SNC y que se encarga de trasmitir la informacin entre las Neuronas. Arquitectura de la sinapsis: Esto lo van a ver en todos los tipos sinapsis, que vamos a estudiar, siempre va haber: Una clula pre-sinptica que es la que va transmitir la informacin,(es el emisor de la informacin), la cual siempre va ser una clula excitable, luego vamos a tener Una clula postsinptica que es la que se encarga de recibir la informacin, las cuales pueden ser clulas excitables, como neuronas, o efectoras como las clulas musculares, as como tb pueden ser glndulas, entre las dos clulas hay un espacio: Hendidura sinptica: varia dependiendo del tipo que sinapsis; hay una trasmisin de la seal a travs de esta Hendidura, desde la clula presinptica a la clula postsinptica. Dependiendo del tipo de seal, la sinapsis clsica en el SNC son dos de dos tipos: Elctrica cuando la seal que se transmite es una seal elctrica Qumica cuando el mensajero entre las dos clulas es una sustancia qumica.

Sinapsis Elctrica: Tenemos dos clulas, la membrana de la clula presinptica esta arriba, la de la clula postsinptica esta abajo, la hendidura sinptica es el espacio que esta entre la dos clulas, las se encuentran muy juntas, pero no se tocan, por eso se habla de una conexin funcional, No es una conexin fsica y la hendidura sinptica de una sinapsis elctrica varia, la parte mas ancha es de unos 20 nm y en la parte mas angosta es de unos 3,5 nm y vemos entre las dos clulas unos canales, unos poros q -atraviesan la membrana plasmtica de ambas celulas- se encargan de conectar sus citoplasmas, en este caso, estos poros se abren o se cierran de dependiendo de algunas seales; entonces se abren o se cierran para que pasen las seales, que como bien dice esta tipo de sinapsis, es una seal elctrica, es decir hay un paso de iones de una clula a otra.


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Img de la explicacin anterior. Muestra unos grficos de potencial de membrana en milivotios, con respecto al tiempo, donde tenemos a una neurona presinptica en uno de los grficos y una postsinptica en el otro, y lo que los graficas indican es q si se estimula la membrana en la clula presinptica, vamos a tener una seal elctrica; tb va a ver una seal elctrica en la clula postsinptica, pero el retraso es muy pequeo, no hay practicante retraso entre la seal elctrica q hay en la presinptica y la que se produce en la postsinptica. Al principio se pensaba que todas las sinapsis del SN eran elctricas xq no tenan un retraso entre las dos seales.

Sinapsis elctrica: estructura de las uniones gap En la figura anterior vimos que las membranas estn conectadas por unos poros, los cuales forman un canal intracelular y la mitad de ellos -forman en cada clula-un Conexon, el cual no es mas que la unin 6 conexinas- que son las protenas que forma los conexones-; y cuando llega una seal q principalmente elctrica, aunq puede haber otro tipo de seales como cambio de PH, estos conexones se ubican unos con otros en la membrana presinptica, ? y en la postsinptica se forma una canal intracelular q se abren y dejan pasar la seal elctrica. Las conexionas son protenas que tienen 4 dominios transmembranas, tiene 1 dominio extracelular, 2 dominio citoplasmtico y los terminales aminos se encuentran hacia el citoplasma y ellos tb pueden sufrir cambios como fosforilaciones que pueden tb activar o desactivar estos canales.

Img de la explicacin anterior. Microscopia electrnica de las uniones gap en hepatocitos de ratn:


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En el recuadro de arriba lo que vemos son las membranas plasmticas de dos clulas, que se estn comunicando a travs de la hendidura y en el recuadro de abajo se observan unos puntos que son los canales intracelulares de las uniones. Las protenas que conforman canales en las uniones gap estn ampliamente distribuidas, en los invertebrados se denominan Inexinas, en los vertebrados Conexinas y las mas conocidas en el SNC son Cx 26, Cx 30, Cx 43, Cx 29; Cx 32; Cx 47; Cx37 y tb se han descrito unos protenas similares a las Cx que se llaman Panexinas, pero todava no se ha demostrado que puedan forman canales intracelulares.

Estructura tridimensional de la Cx 26: La primera es un corte perpendicular a la membrana, donde se ve parte de la conexina y una estructura que es como un tapn que esta ocluyendo el canal intracelular, y en las tres siguientes tenemos cortes paralelos a las membranas en tres niveles, en los 2 primero ponemos ver la estructura de las 6 conexinas, como se ensamblan y forman el canal, y la especie de tapn que se encarga de ocluir el poro, en el ultimo vemos el poro del canal, este poro tiene un dimetro entre 2 a 3 nm y deja pasar no solo a iones, tb deja pasar metabolitos, y segundos mensajeros.

Hiptesis del mecanismo de apertura de los canales formado por Cx26 Estos mismos investigadores sugieren que cuando viene el potencial de accin por la clula presinptica en reposo, ese tapn esta ocluyendo el poro del canal, pero cuando llega el potencial de accin el canal sufre un cambio conformacional y ese tapn se desplaza y se conecta el citoplasma de las dos clulas

Sucesos en una Sinapsis elctrica: En la figura lo tenemos es una Neurona pre sinptica arriba, y una neurona postsinptica abajo; la parte que esta ensanchada abajo no es mas que una magnificacin de las dos membranas y como se encuentran ubicados los canales. Lo primero q tiene que pasar 1)un Potencial de accin viaja por la clula Presinptica (o por el axn de una neurona), Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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Una vez que llega a los canales estos, como son dependientes a gap, se abren 2) Los canales de unin gap dependientes de voltaje se abren comunicando los citoplasmas de las dos clulas, es decir hay un flujo de iones de una clula a otra. Lo q permite 3) La seal elctrica es transmitida desde la clula presinptica a la postsinptica Nota: las sinapsis elctricas son Bidireccionales, es decir, no solo pueden ir de la presinptica a la postsinptica, sino tb puede ser al revs. Imagnense un montn de clulas que estn conectadas y que ustedes necesitan que trabajen al mismo tiempo, la sinapsis elctrica al ser tan rpidas permiten q esta clulas se encuentren sincronizadas. Durante muchsimo tiempo se pens que la Sinapsis elctrica estaba restringida a muy pocos tejidos, pero las ltimas investigaciones han demostrado que se encuentran, Localizadas principalmente en el SNC: Clulas gliales; Regiones enceflicas, como: *cerebelo, *Olivia inferior, *Neocortex, *tlamo, *Retina, *Medula Espinal; Tejidos como: *Hgado y *corazn. Funciones: Universales: Transmisin de seal elctrica por uniones de baja resistencia y muy rpidas. Especializadas: los canales permiten una Sincronizacin de actividades en red. Ejemplo: Neuronas Olivia inferior, acopladas por Cx 36, que muestran patrones de actividad rtmica altamente sincronizados, y estos patrones son muy Importantes para los movimientos finos. Sinapsis qumica: Al principio no se saba bien como se transmita, cual era la seal que se encargaba de transmitir la informacin, hay un experimento que hizo Otto Leevi, que tomo un corazn intacto (con el nervio vago) y lo coloco en una solucin, y estimulo al N. vago, de forma que el ritmo cardiaco disminuyo y luego tomo la solucin con las que se estaba prefundiendo este corazn y se la puso a un 2do corazn y sin estimulacin el encontr que el ritmo cardiaco disminua; por lo cual l dedujo que lo que hacia que el ritmo cardiaco disminuyera era una sustancia qumica, que inicialmente se denomino la sustancia del vago, pero despus se descubri que era la Acetil colina, que es el neurotransmisor mas estudiado tanto en el SN como en el S. perifrico.

Arquitectura de la sinapsis Qumica: Es bastante similar a la sinapsis elctrica, siempre hay una clula presinptica que en este caso es el axn de una neurona, siempre hay una clula postsinptica, y tenemos una hendidura sinptica, que en este caso es un poco mas amplia que en la sinapsis elctrica, tiene entre 14 y 50 nm.

Diferencias con las sinapsis elctricas: La sinapsis qumica tiene vesculas en el terminal presinptico, estas vesculas estn llenas de una sustancia q se denomina Neurotransmisor, que es el que se encarga de transmitir la seal de una clula a otra. Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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La presencia de receptores especficos para ese neurotransmisor, en la membrana plasmtica. Hay direccional en la seal, 100pre va de la clula presinptica a la postsinptica. Hay una zona que al Microscopio se va ver ms coloreada que es la zona activa y es en esa zona donde las vesculas liberan el neurotransmisor a la Hendidura, se ven mitocondrias y muchas vesculas. Unin Neuromuscular como Modelo: Para seguir con la clase se va utilizar la unin Neuromuscular como Modelo de la sinapsis qumica; esta sinapsis tiene una cantidad de pasos muy elaborados, pero en todas estn en la misma cantidad de pasos. En una microscopia de barrido: vemos: zonas ms claras serian los terminales del axn que cuando llegan a la unin neuromuscular se ramifican, los axones pierden toda la capa de mielina y se colocan sobre las fibras musculares, que se ven ms oscuras. El terminal axonico q se ensancha y tb es conocido como botn sinptico, tenemos el botn presinptico, la membrana plasmtica de la clula muscular, las protenas contrctiles del musculo, tenemos una gran cantidad de vesculas, y mitocondrias.

Se ve a la fibra motora, que pierde la capa de mielina y como se ensancha para formar el botn presinptico, vemos las vesculas, las mitocondrias, y lo que esta de rojo (las rayitas) son las zonas activas, que es donde se van a colocar las vesculas para poder liberan su contenido, y tenemos la membrana de la clula postsinptica, que es una clula muscular, y se forman surcos que se llaman surcos Funciones o postsinpticos, y en estos surcos se van a colocar o va a ver una alta densidad delos receptores del neurotransmisor.

Eventos en la unin neuromuscular: En la Img, Tenemos el botn pre sinptico, la clula postsinptica que en este caso es una neurona, tenemos las vesculas en el terminal pre sinptico, la hendidura sinptica y una magnificacin de lo q sucede cuando el neurotransmisor se libera a la hendidura sinptica y se une con su receptor especifico. 1) Potencial de accin viaja por el axn de la neurona motora. 2) Activacin de canales de Ca2+ dependientes de voltaje, en la membranas de las clulas presinpticas (Ca2+)e > (Ca2+)i 3) Incremento del Ca2+ en el citoplasma produce la liberacin de las vesculas hacia la Hendidura sinptica, por lo cual hay un flujo neto de calcio del exterior al interior. 4) El NT (ACh) es liberado al espacio sinptico, y difunde hacia la membrana de la clula postsinptica. 5) ACh se une a su receptor en la membrana de la clula postsinptica. 6) El receptor de ACh se abre y altera la permeabilidad de la membrana plasmtica. 7) La ACh es degradada por la accin de la enzima acetilcolina esterasa. 8) Recuperacin de la membrana de las vesculas de ACh. Entendieron?, No, repito otra vez, tenemos un potencial de accin q llega al Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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terminal pre sinptico, en este terminal hay canales de calcio voltaje dependientes, cuando llega el potencial de accin se abren y hay un flujo neto de calcio del exterior al interior del terminal postsinptico xq? xq las concentraciones del calcio en el exterior son mayores que en el interior, este incremento transitorio de calcio en el interior de la clula causa que las vesculas sinpticas liberen su contenido por exocitosis a la hendidura sinptica, las vescula sinpticas contiene al NT, en el caso de la unin-neuromuscular es la ACh, este difunde por todo el espacio hasta legar a donde esta su receptor especifico, que se encuentra ubicado en la membrana postsinptica, en el caso de la Acetil colina el receptor es un canal inico, entonces cuando el Acetil colina se une a esta protena, cambia su conformacin y abre el canal, y hay un intercambio de iones, alterndose la permeabilidad de la membrana; una vez q la acetilcolina cumple cierto tiempo unido a su receptor, se libera y vuelve al espacio sinptico y all es degradada por una enzima q es la Acetil colina esterasa, y finalmente hay una recuperacin tanto de las membranas que forman las vescula, como de ciertos precursores de neurotransmisores. Iones que se intercambian? Potasio y sodio, xq potasio y sodio? Nadie respondi. Ms adelante ella dice: Lo que se genera cuando el acetilcolina se une con su receptor, es que se abre un canal que deja fluir iones, los cuales son efectivamente Na y K, el flujo de sodio es del exterior al interior y el de potasio es del interior al exterior, y lo que se genera cuando esos iones son intercambiados en la membrana en esta parte de la membrana es lo que se conoce como Potencial de placa motora o terminal. Potencial de placa terminal (PPT) Comparndolo con el PA, tenemos que decir, que la PPT NO es un potencial de accin, es sencillamente una despolarizacin transitoria que ocurre en una parte especfica de la membrana postsinptica Cuando yo estimulo el axn motor, voy a tener una despolarizacin, que tiene una magnitud menor q la del PA, si esta despolarizacin q va viajando x la membrana postsinptica, llega a la parte de la membrana muscular que es elctricamente excitable, es decir, que tiene que canales de Na y K voltaje dependientes, si llega al umbral, en esta parte de la membrana se va generar el PA, cuyo fin nico va ser la contraccin de la clula, entonces diferencias con los PA: Los potenciales de placa motora no son potenciales de accin porq No se cumple todo o nada, xq tiene una magnitud menor, se da en la parte de la membrana donde NO hay canales de Na y K voltaje dependientes. Estos PPT pueden ser de dos tipos, pueden ser de tipo Inhibitorios (PIPS), estos hiper-polarizan la membrana y es mucho mas difcil que se genere el potencial de accin, disminuyen esa probabilidad; o excitatorios (PEPS), son aquellos que aumentan la probabilidad de que se genere un potencial de accin en la clula postsinptica. Teora de liberacin **** del neurotransmisor: Se realizaron unos experimentos en los cuales se empez a ver q sin presencia de estimulacin se poda obtener un registro donde haban unas pequeas despolarizaciones, similares al PPT, pero mucho menores en magnitud, la magnitud de estas es era menos o = 2 mV, despus de hacer hasta lo imposible por saber q estaba pasando, llegaron a la conclusin q hay una liberacin espontanea de una vescula de NT, que es lo que se denomina la teora de liberacin prospantica ?, al espacio sinptico y casusa entonces unas despolarizacin pequeita de la membrana postsinpticas, a estos potenciales se les denomin Potenciales de placa motora en miniatura, funcin: buscar.


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Resumen de eventos de la unin neuromuscular:

En el caso de la ACh el PPT siempre llega a la parte elctricamente excitable de la clula, es decir al umbral, se da el PA. Neurotransmisores: Seales qumicas que se encargan de trasmitir la informacin desde el terminal pre sinptico hasta el terminal postsinptico. La clasificacin clsica de los neurotransmisores, o los 4 grupos principales son: La Acetilcolina (Mol. Pequea), la Adrenalina (Catecolamina), peptidicos: endorfinas y los aminocidos: GABA o Glutamato. Hay ciertos criterios que permiten definir a un neurotransmisor, xq No todas las sustancia no es neurotransmisor, estos son: 1) Debe estar presente en el interior de la neurona presinptica. 2) Debe ser liberado por una despolarizacin presinptica, principalmente dependiente de Ca 2+. 3) Debe unirse a receptores especficos en la clula postsinptica. Ciclo de la Acetil colina (ACh): cuando esta en los terminales

Hay 4 pasos principales, q son: la sntesis, el almacenamiento, la liberacin y la eliminacin por reciclaje... la acetilcolina por ser un neurotransmisor de molcula pequea es sintetizado locamente en el terminal presinptico y se forma a travs de una enzima q es la acetilcolina transferasa, q une la Acetil CoA y la colina, formando la ACh, Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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una vez formada es llevada a las vesculas presinpticas a travs de un transporte dependiente de energa y estas vesculas se ubican en las zonas activas para ser liberadas, luego que son liberadas la ACh se une a su receptor especifico en la membrana postsinptica y luego de cumplir su funcin ella es degrada por la ACh esterasa, que se puede encontrar en la hendidura o en la membrana de la clula postsinptica (su parte activa se encuentra hacia la hendidura sinptica) en acetato y colina; la colina es reciclada (llevada en forma activa) en el terminal pre sinptico para volver a formar Acetil colina. Tipos de receptores en las clulas postsinpticas: Receptores Ionotrpicos: es un canal inico en si mismo, q es el caso de la ACh. Tenemos una protena trasmembrana, que adems es un canal, que cuando el neurotransmisor se une con su receptor especfico se abre un canal y permite el flujo de iones a travs de la membrana.

Receptores Metabotropicos: acoplados a Protena G, en este caso el receptor NO es un canal, es una protena integral de membrana que esta acoplada a protena G y una vez q el ligando se une esta protena se genera un cambio conformacional que activa la protena G, y posteriormente una subunidad de la protena G se encarga de modular la apertura de un canal, y finalmente tb permite el flujo de iones.

Receptor de ACh: Receptor colinrgico Nicotnico (xq la nicotina tb se une a este receptor): Esta figura es la representacin del receptor a travs de la membrana, fjense que el receptor debe unirse a 2 molculas de ACh para que cambie su conformacin y permita la apertura del canal, y con ello el flujo de iones a travs de la membrana. Esta formado por 4 sub (me da la impresin q son 5), 2 alfa, 1 beta, 1 gamma y 1 delta,


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Aqu se puede ver como es la disposicin de las unidades a travs de la membrana y q su poro q tiene 2 nm de dimetro.

Ciclos de Neurotransmisores y vesculas sinpticas en los terminales presinpticos: Cuando hay una exocitosis de la clulas presinpticas estas vesculas se van unir a toda esa unin presinptica, entonces se quiere q todas las membranas q forman las vescula y las protenas de estas membrana, sean recapturadas para volver a usarlas.

1) El neurotransmisor es formado en el terminal presinptico y es almacenado dentro de las vesculas, 2) La vescula (una vez que esta llena y x transportes q requieren energa) esta se mueve hasta la zona activa.

3) La vescula es atracada, x unas protenas que se encuentran en esa zona. 4) La vescula libera el neurotransmisor (Cuando llega la seal adecuada, q es el aumento transitoria de calcio). 5) Una vez que la vescula queda libre ella se vuelve a endocitar, es cubierta por una protena q se llama clatrina. Pierde esa cubierta de clatrina y es utilizada nuevamente para almacenar neurotransmisores.

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Algunas de la protenas involucradas en la liberacin del NT son: SNAP25, Synatotagmin y Synaptobrevin, y ellas cuando interaccionan- lo que hacen es atracar a la vescula en la zona activa, hacen mas rpida la liberacin del neurotransmisor. Sinapsis elctrica y Qumica: Elctrica: Qumica:


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Sinapsis elctrica: No tiene vesculas. La conexin se dan directamente a travs de canales, que se encargan de conectar los citoplasmas de las dos clulas. Por aqu pueden pasar molculas como iones, 2do mensajeros. Es muy rpida y bidireccional. Sinapsis qumica: Presencia de vesculas. Receptores especficos para neurotransmisores que se encuentran en las membranas postsinptica. En el caso de la unin neuromuscular estos receptores son canales inicos que permiten el intercambio de iones.

FISIOLOGA NEUROMUSCULAR. QUINTA CLASE ACOPLAMIENTO EXCITACIN CONTRACCION Dnde y como ocurre? Cul es el mecanismo involucrado? La excitacin es un proceso bsicamente elctrico para el musculo esqueltico que es lo que hemos venido estudiando. La contraccin es un proceso mecnico ya que hemos venido estudiando como efector al musculo esqueltico. En el musculo esqueltico estn representados en estas graficas los 2 tipos de eventos. Esto que esta representado ac es un potencial de accin; y eso que esta representado como 0 en el evento elctrico en una clula muscular debe ser de -90mV, pero vamos a quedarnos con esta escala que lo que quiere representar es el ascenso que se da. En la parte inferior se ve el evento mecnico (esto es la contraccin muscular), de modo que en el musculo esqueltico nosotros podemos revisar los 2 eventos. El elctrico especialmente en la membrana, el sarcolema o la membrana del musculo y el mecnico a nivel del aparato contrctil de este tejido muscular. Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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Entonces si nosotros observamos una seccin transversal a nivel de la placa motora, esto que esta ac representa el terminal axonico en donde ocurre una serie de eventos que trae como consecuencia la liberacin de la acetil colina. Nosotros vamos a centrar nuestra atencin, esto que esta ac es una invaginacin de la membrana que se llama Tbulo T, que es importante para nosotros porque una vez que se genera un poco ms all de la placa terminal el potencial de accin este repone por el tbulo T hasta zonas mas profundas del aparato contrctil. Entonces esto que tenemos ac es la cisterna terminal del retculo y la otra es la otra cisterna. Otra cosa importante es que hay un acoplamiento excelente para que una seal pueda ser transducida hacia el elemento mecnico. Entonces retomando; en el tbulo transverso existen esos canales que son ms bien receptores sensibles al voltaje que traen en consecuencia que la seal sea programada hacia otros canales que estn acoplados con ellos que son ms bien transportadores o liberadores de calcio. Ya vamos a ver como hacen eso Los receptores de Dihidropiridina (DHPR) acoplados a Rianodina, en este caso en el musculo esqueltico el acoplamiento significa simplemente adyacencia, cuando es sensado un cambio de voltaje se produce induccin hacia los receptores de Rianodina y estos canales se empiezan a abrir para la liberacin del calcio. Entonces ocurre algo importante, el echo que se libere el calcio induce a su vez a la liberacin de calcio en receptores que no estn acoplados que se observan en la adyacencias que no estn acoplados con los receptores de DHPR del sarcolema o membrana. De donde se esta liberando el calcio? Del retculo sarcoplasmico. la calsecuestrina ayuda a la funcin de la captura de calcio por que es altamente afin al calcio, el calcio se asocia all y parecera que la concentracin de calcio es mas baja que la real, puesto que esta asociado a esa molecula de calsecuestrina. Cuando se produce un potencial de accin esos elementos cambian se abren una serie de canales y el calcio puede ser liberado al sarcoplasma. Ahora; cuando se libera calcio al sarcoplasma, que ocurrir?, el calcio se asocia a la troponina C, entonces mientras mas calcio halla en el medio mas asociacin con troponina C, abra el desplazamiento de troponina y asociacin actina miosina. Ahora noten ustedes las diferencias en el estado excitado (del lado derecho) en cuanto a la proporcin de calcio en el interior de las cisternas. El verde representa los sensores del receptor de DHPR y lo azul claro representa los canales de Rianodina. Papel del calcio en la generacin de la tensin muscular. El calcio necesita ser reconocido por que ayuda a que los sitios de reconocimiento de la actina queden expuestos para que se pueda formar la actomiosina.

Notemos los que acurren ac. Donde dice potencial de accin, suponemos que fue la llegada de un potencial de accin a la estructura muscular, entonces se produce la liberacin de calcio, incrementa la concentracin de calcio Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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en el mioplasma. La proporcin de puentes activados asociados o lo que es lo mismo la proporcin de actomiosina formada es elevada por unidad de tiempo, entonces la fuerza generada se incrementa por un periodo determinado y luego decae. Por eso vemos que se incrementa la tensin en la grafica en la medida en la que hay una suficiente concentracin de calcio en el mioplasma. Ahora qu pasa si incrementados la frecuencia de la estimulacin? cuando se dan varios impulsos por unidad de tiempo esa estimulacin repetitiva hace que sigan llegando potenciales de accin y que es lo que ocurre entonces con el calcio liberado? De alguna manera se sigue liberando por sigue actuando esa accin de los receptores acoplados y se sigue liberando calcio, entonces se mantiene la contraccin y esa contraccin sostenida es una contraccin tetnica, y lo que significa es que la tensin desarrollada se va incrementando es decir se hace cada vez mayor hasta que llega un punto mximo donde no se incrementa mas; OJO: esto no significa que los puentes cruzados estn totalmente asociados en una forma rgida NO, recuerden el ciclo de los puentes cruzados, entonces lo que hay es una proporcin de puentes unidos muy elevada que se asocian y se disocian constantemente a una alta taza. Entonces hemos visto entonces que si se estimula de forma continua a un musculo y no se deja que los niveles de calcio retorne a un nivel basal citoplasmtico se desarrollara una tensin mayor, por que la cantidad de calcio libre es mayor entonces se pueden asociar a la troponina C dejando ms sitios activos expuestos. Papel del retculo sarcoplasmico en el acoplamiento de excitacin-contraccin: liberacin, almacenamiento y recaptura del calcio en la cisterna terminal. Debe haber una recaptura de calcio para que el musculo vuelva a su estado de reposo. El calcio se recaptura del citosol y ser llevado de nuevo a la cisterna terminal por lo cual se incrementara la concentracin de calcio de la cisterna. Papel del sarcolema en el acoplamiento de excitacin-contraccion: conduccin de la excitacin (seal elctrica) a zonas ms profundas de la fibra muscular (tubulo T). Cmo disminuye la concentracin de calcio en el medio intracelular? 1- Actividad CaATPasa del Reticulo (SERCA): transporta calcio desde el citosol a la cisterna. Introduce calcio contra gradiente a la cisterna terminal. 2- Accin del intercambiador Na-Ca del sarcolema: entra 1Ca y salen 3Na. Es una bomba de calcio asociada a sodio. 3- Actividad del Ca ATPasa (PMCA) del sarcolema: transporta calcio fuera de la clula. Aspectos mecnicos de la contraccin muscular. Para estudiar las caractersticas de la contraccin muscular, se estudia el desarrollo de tensin en funcin de la longitud del musculo o fuerza desarrollada en base a una carga que se le daba al musculo. Entonces se estudio que un musculo poda desarrollar tensin bajo ciertas condiciones , por ejemplo se le aplicaba una tensin constante y se media la longitud del musculo, o se someta al musculo a una longitud constante y se estudiaba el desarrollo de tensin dndole estimulacin elctrica . Contraccin ISOMETRICA: Se desarrolla una fuerza para sostener ese peso, pero la longitud del musculo no se modifica con la contraccin. Cuando se activa el musculo se incrementa la tensin del musculo y es una sacudida simple por que luego baja a su nivel basal. No se acorta la longitud del musculo. Contraccin ISOTONICA: El individuo levanta la pesa, logra generar tensin para levantar ese peso y en ese desarrollo de tensin hay un acortamiento en la longitud del musculo. Aqu se genera tensin de una forma constante, aqu lo que esta modificado es la longitud del musculo. Esta generando una tensin constante para poder levantar la carga. Desde el momento de la activacin del musculo, la tensin es variable hasta que llega a la tensin requerida para mover la carga, no hay una cada, hay un incremento Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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gradual que llega al tope mximo y all se estar generando la tensin que permitir levantar la carga, y esa tensin se mantendr constante durante todo el periodo en el cual se este levantando la pesa. Hay un componente contrctil un componente elstico y uno viscoso en la contraccin muscular: desde el punto de vista funcional el componente contrctil es el sarcomero. El elstico son todos los componentes que ofrecen una resistencia pasiva para el movimiento (no participan en el deslizamiento de los filamentos) es como cuando yo jalo los extremos y estos me oponen resistencia, en este caso el componente elstico seria el retculo las membranas del retculo, el sarcolema, los vasos sanguneos, entonces lo que quiero decir es que parte de la fuerza que se desarrolla en la contraccin muscular se invierte un poquito en contrarrestar esa resistencia al movimiento. El componente viscoso es el sarcoplasma. Investigar cuales son los componentes elsticos paralelos a la estructural contrctil y cuales estn en serie. Cmo se discrimina el tipo de tensin generada en el musculo esqueltico? tensin pasiva, generada por el componente elstico pero tambin esta la contraccin activa que es la que hemos venido estudiando en base al deslizamiento del componente contrctil.

Vemos el musculo sujeto a dos extremos y un nervio motor que esta asociado en la 2 fase a un estimulador, notemos entonces que cuando el musculo esta sujeto en sus dos extremos el transductor de fuerza esta en cero, en cambio si se le da un estimulo elctrico se produce una contraccin y se registra una tensin. Si nosotros ahora partimos de un nivel diferente, es decir el musculo esta ms estirado, estamos registrando una cierta tensin, que es una tensin pasiva ya que en el experimento no se registro liberacin de calcio.. En el dibujo D la fuerza registrada es la sumatoria de las dos d C y de D, por q estamos partiendo de un nivel en el cual el musculo esta generando una tensin pasiva por el estiramiento. Entonces la tensin total que estamos midiendo tiene 2 componentes: el componente generado por el componente contrctil y el dado por el componente elstico. En la prctica vamos a medir tensin total, no tensin activa. Curva longitud tensin.


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En la parte superior tenemos un cierto nivel de estiramiento y notemos que esta pasando algo que normalmente no se observa y es que el filamento delgado esta como superpuesto, eso no se observa en condiciones normales de reposo, estn como forzada esa posicin, estn como agrupados y entonces la tensin que genera el musculo cuando se le da un cierto estimulo en ese nivel de estiramiento es el punto negro que se ve all, ex una tensin que es buena pero no es la mxima. En el segundo caso se estira un poco el musculo y pone como se va a ver en las contracciones isomtricas, la tensin generada es el punto negro que esta all, en el tercer caso se estira un poco as el musculo y se obtiene mas o menos la misma tensin. Pero en el ultimo caso, cuando el estiramiento es mucho mas exagerado, por que cae la tensin?: no hay posibilidad de generacin de fuerza es decir de tensin activa, la tensin cae por q hay una superposicin de los filamentos muy pequeos o casi no existe por lo tanto no puede haber formacin de actomiosina, Y dijimos que eso era directamente proporcional a la capacidad de contraer el musculo. Entonces esto nos indica que abra un punto de estiramiento ptimo en el cual se generara la tensin pasiva. Pasado ese nivel de estiramiento ptimo la tensin cae.

La curva morada de arriba es la curva de la tensin total. El musculo se contrae eficientemente del lado izquierdo de la curva pero del lado derecho presenta problemas .


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Esto representa en que llegara un momento en el cual yo no pueda levantar la carga. Cuando no tengo ninguna carga puedo alcanzar la velocidad mxima. A medida que aumenta la carga se reduce la velocidad.

En una sacudida simple la tensin se incrementa y luego cae. En la suma de ondas: aqu lo que ocurre es que se da un estimulo antes de que el musculo se termine de relajar y entonces la tensin se suma y se desarrolla una tensin un poco mayor, la respuesta aqu del musculo no es todo o nada por que se esta sumando. En la suma de ondas mltiples: las relajaciones parciales del musculo son cada vez ms pequeas. Y si seguimos incrementando la frecuencia de la estimulacin obtenemos la contraccin tetnica en la cual no hay relajacin del musculo. Este efecto de escalera se debe a que: uno da una frecuencia de sacudida simple y llega un momento que cuando da una estimulacin por sacudida simple la tensin liberada es mayor por una potenciacin. El incremento de k extracelular causa un aumento sostenido de calcio por lo tanto se generara una tensin sin darle ninguna estimulacin, uno coloca KCl, y observa que la tensin muscular empieza a decaer. Y la potenciacin post tetnica: si se da una estimulacin tetnica al musculo y luego se da una sacudida simple se observa que la tensin es mayor que en una que no tenga esa Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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estimulacin tetnica previa. FISIOLOGA NEUROMUSCULAR. SEXTA CLASE El tejido muscular, al verse tenido con coloraciones histoqumicas no se aprecia como un todo, sino como un mosaico de fibras que responden de maneras diferentes a la tincin histoqumica que se les d, de esta manera se puede apreciar que existen distintos tipos de fibras musculares, las cuales pueden ser clasificadas desde el punto de vista histoqumico segn el estado funcional del musculo. Tipos de fibras musculares en musculo esqueltico: Fibra tipo I: Contraccin lenta, sostenible por largos periodos de tiempo, fibra oscilativa y de metabolismo oxidativo. Es roja por su contenido de mioglobina, la cual indica la capacidad de dicha fibra de utilizar oxigeno, ya que su principal funcin es la de almacenar y transportar oxigeno. Presentan alta resistencia a la fatiga. Fibra tipo IIB: Velocidad de contraccin rpida pero no es sostenible por largos periodos de tiempo y de metabolismo glucoltico. Son blancas debido a una menor presencia de mioglobina en comparacin con las fibras de tipo I. Resistencia a la fatiga baja. Fibra tipo IIA: Son fibras mixtas, ya que poseen caractersticas de tipo II (blancas de contraccin rpida), pero su metabolismo es oxidativo, por lo tanto su respuesta es intermedia entre las fibras anteriores. Resistencia a la fatiga intermedia.

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En el humano, los msculos son mixtos, es decir conformados por distintos tipos de fibras, pero existen msculos que poseen predominantemente fibras de tipo I o IIB segn las funciones que tengan. Los msculos anti gravitatorios, que mantienen el equilibrio, son de contraccin lenta, es decir desarrollan contraccin por largos periodos de tiempo. Los msculos que incorporan a la marcha rpida, desarrollan una fuerza muscular mayor por periodos de tiempo ms cortos. Unidad motora: conformada por la motoneurona y el conjunto de fibras que inerva. En una lmina muscular con coloracin histoqumica para la ATPasa Miofibrilar, se pueden apreciar reas coloreadas de manera distinta (reas oscuras, conformadas por fibras tipo I. Intermedias, tipo IIB. Blancas, tipo IIA). Estos conjuntos tenidos con tonos distintos de coloracin son unidades motoras. Las unidades motoras se encuentran en distintos tamaos. Los de menor tamao (conformados por fibras de tipo I) presentan una velocidad de conduccin lenta comparados con los conjuntos de mayor dimetro (fibras tipo II), que tendern a una velocidad de conduccin de seales ms rpida, entonces efectuaran respuestas ms rpidas. Cuando se da una excitacin en el organismo, primero son reclutadas las unidades motoras ms pequeas, y sucesivamente se irn incorporando para el desarrollo de la fuerza muscular las unidades motoras con mayor tamao (fibras de tipo II). En caso de fatiga muscular, disminuye la generacin de fuerza (Ej. por efecto de una contraccin fuerte y prolongada), se produce una interrupcin del flujo sanguneo, ya que al prolongarse la contraccin el musculo causa un efecto de constriccin sobre los vasos sanguneos, disminuyendo el aporte sanguneo y por consiguiente de oxigeno, lo que a su vez contribuye a que haya una carencia energtica y con ello baje la capacidad de generar tensin del musculo. Cuando el metabolismo no depende del oxigeno, sino de la degradacin de glucgeno a glucosa y de all a la va glucoltica, y los niveles de glucgeno se encuentran bajos, la glucosa transportada va sangunea no cubrir los requerimientos energticos del musculo debido a la vasoconstriccin ejercida por el mismo, lo que producir una crisis desde el punto de vista energtico para la generacin de fuerza. En una grafica de tensin (y) sobre tiempo (x) el punto mximo de la curva ser el punto mximo de contraccin o mxima generacin de fuerza. Desde el inicio, hasta el punto mximo (la lnea se eleva) nos referimos a velocidad de contraccin, y desde el punto mximo hacia adelante (la lnea decae) el musculo se encuentra en estado de Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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relajacin. En una fibra lenta el tiempo de contraccin es ms largo, mientras que en una fibra rpida el tiempo de contraccin es ms corto, en el caso de una fibra intermedia el tiempo de contraccin puede ser largo o corto, dependiendo del musculo graficado. Para calcular el tiempo de relajacin es necesario medir la distancia en el eje del tiempo desde el punto mximo de contraccin hasta que la tensin ha disminuido a los niveles basales o de relajacin. Cuando se da un estimulo supramximo, a una frecuencia tal que las relajaciones parciales son incompletas (es decir que el musculo no llega a su estado de reposo antes que se vuelva a dar el estimulo) ocurre el ttanos imperfecto. La tensin desarrollada permanece constante o podra incrementarse. Esta situacin ocurre en las unidades motoras lentas. En el caso de las rpidas resistentes a la fatiga (donde la tensin desarrollada es mayor), se aprecia el mismo fenmeno que en el ejemplo anterior, pero eventualmente deja de soportar la estimulacin adecuadamente, hasta que cae la tensin y el musculo entra en periodo de fatiga. Las fibras rpidas entran en este ltimo proceso en un tiempo ms corto. Las unidades motoras grandes, desde su punto de vista constituyente presentan axones grandes, de velocidad de conduccin rpida y son poco excitables (por esto se integran en el reclutamiento mucho mas tarde con estmulos mas intensos). Sus fibras son principalmente rpidas, glucolticas. Reclutadas para trabajos que requieren ms fuerza. Las unidades motoras pequeas presentan axones pequeos de velocidad de conduccin lenta y son mas excitables (son las primeras en responder ante una estimulacin). En este caso el efector ser capaz de realizar movimientos ms finos, delicados debido al tipo de estimulacin que recibe. Son reclutadas primero. A modo de recuento: Progresivamente se van reclutando aquellas unidades motoras ms pequeas, y a medida que el estimulo va siendo mayor se va incrementando el nmero de unidades motoras activas que van respondiendo. Cuando se da una estimulacin pequea a una motoneurona se obtiene una respuesta parcial, es decir responden todas las fibras que inerva. Esta motoneurona est dando una respuesta todo o nada, es decir, el estimulo es suficiente para que la motoneurona responda, y con ella todo el conjunto de fibras musculares que inerva. Cuando es un estimulo muy pequeo, es posible que el resto del musculo no perciba esa respuesta, esto quiere decir que el musculo como un todo presenta una respuesta graduada, mientras que cada unidad motora presenta una respuesta todo o nada. Cuando se da una estimulacin adicional, mayor a la anterior responde el conjunto que ya haba sido reclutado, ms una nueva respuesta, entonces responden al estimulo las unidades que ya estaban reclutadas, y las nuevas, proceso al cual se le llama reclutamiento de unidades motoras. Con respecto a la mecnica muscular podemos darnos cuenta que la tensin (fuerza desarrollada por el musculo en una seccin transversal de longitud) depende del nmero de unidades motoras activadas. Si cada una de ellas responde de forma todo o nada hay una respuesta graduada general que depender del nmero de unidades motoras reclutadas en el movimiento, depende tambin de la descarga repetitiva de las unidades motoras individuales y de la longitud inicial de la contraccin. El musculo tiene una longitud ptima donde desarrolla ms tensin, y pasada esa longitud ptima la respuesta disminuye. En cuanto a energtica muscular, el ATP es utilizado para su metabolismo de reposo, lo cual trae consigo flujo axnico, mantenimiento, transporte, nutricin, fabricacin de protenas, fabricacin de estructuras en general para la activacin de los potenciales de accin. La energa qumica debe ser expresada en forma de trabajo mecnico (tensin muscular desarrollada). Las fuentes energticas en el musculo, fosforilcreatina posee un enlace fosfato de alta energa, la cual es una energa rpida que se obtiene para mantener la potencia entre 5 y 8 segundos de algn estimulo, el cual, cuando se prolonga ms del tiempo empiezan a activarse otros mecanismos para el suministro energtico como el glucgeno, que es degradado a glucosa (obtenida tambin del exterior por va sangunea) y utilizada en la glucolisis para la produccin de ATP. Cuando la degradacin se realiza hasta acido pirvico o acido lctico, es posible lograr una cierta duracin de la contraccin muscular, pero no puede ser mantenida solo por este proceso, sino que debe haber participacin del metabolismo oxidativo para generar una mayor cantidad de ATP. Los cidos grasos libres provenientes de la circulacin sangunea pueden participar en este ltimo proceso para suministrar suficiente energa.


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Efecto del ejercicio de resistencia en el musculo: cuando se realizan 8 minutos de ejercicio fuerte, se comienzan a acumular una cierta cantidad de metabolitos que empiezan a hacer que el pH descienda, y los procesos anaerbicos ya no rinden la energa necesaria para que la contraccin muscular se mantenga, entonces deben entrar en juego procesos oxidativos, que son de obtencin energtica ms lenta, pero de mayor proporcin energtica por unidad de molcula de glucosa procesada. Entonces al someter al musculo a ejercicio de resistencia se obtienen aumentos en:

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El contenido de mioglobina. Tamao y nmero de mitocondrias. Proporcin de energa obtenida de las grasas. Contenido intramuscular de triglicridos y lipoprotena lipasa. Disminuye la produccin de acido lctico (aumenta la produccin de acido pirvico y con ello la entrada a la cadena de fosforilacin oxidativa de la mitocondria). Disminuye la proporcin de fibras de tipo IIB, es decir el musculo se hace mas oxidativo y de mayor resistencia. Mejora la capacidad de obtener ATP por fosforilacin oxidativa y extraccin de oxigeno sanguneo.

MUSCULATURA LISA (Generalidades) Funciones: revisten o forman parte de las paredes rganos huecos. Comprimir el contenido de las cavidades. Ej. Regulacin de presin arterial, digestin, mantenimiento en el tero. Funciones de proporcin: en el tubo digestivo la musculatura circular interna lo constrie y la longitudinal externa lo acorta. Las fibras son de tamao muy variable, en general son ms pequeas que las del musculo esqueltico, siendo las ms pequeas las que se encuentran en las arteriolas y las ms grandes en el tero, donde tienen una orientacin irregular que permite que haya una mayor distencin (en la medida que aumenta de tamao en el embarazo). Reguladas por el sistema nervioso autnomo, por hormonas circulantes o por la propia distensin del tejido y toda esta regulacin est asociada con el movimiento del calcio. En el musculo liso vascular los canales de calcio que pueden ser activados por el estiramiento, provocan la contraccin muscular, entonces, la deformacin mecnica aumenta la conductancia al calcio lo cual trae como consecuencia una actividad miognica. La distensin trae como consecuencia la apertura de canales de calcio y una vez introducida la corriente de calcio es reconocida y se genera la contraccin. Predomina la activacin frmaco mecnica: vasoconstrictores que afectan el estado contrctil (noradrenalina, vasopresina, endotelina) que tienen funciones especficas dependiendo del tejido. Vasodilatadores (oxido ntrico, histamina, adrenalina). Inervacin en el musculo liso: no existen uniones neuromusculares completas. Las fibras del sistema nervioso autnomo se distribuyen de manera difusa sobre una capa de fibras musculares sin entrar en contacto directo con ellas, haciendo sinapsis sobre un conjunto muscular. Los axones terminales o varicocidades son el sitio desde donde son secretados los transmisores. La distribucin es distinta a la del musculo esqueltico, presenta ncleos centrales, filamentos intermedios (funciones de soporte), no presenta lnea Z sino cuerpos densos, los cuales realizan funciones anlogas pero no presentan una disposicin regular de filamentos finos y gruesos. La miosina tiene cabezas orientadas en todo lo largo de lo que sera un cuerpo denso (no hay simetra), no existe como tal un sarcmera. En un musculo liso de unidad nica o unitario no hay una sinapsis real, existe una especie de distribucin de sincitio donde hay conexin entre las diferentes fibras musculares (uniones comunicantes), entonces el impulso se transmite de clula a clula, es decir que cuando una se contrae todas reciben el mismo efecto. En el musculo liso de unidades mltiples o multiunitario no se observa comunicacin directa entre fibras musculares, cada fibra se comporta como una unidad independiente (similar al esqueltico), la estimulacin es autnoma y no se contrae espontneamente. Para el aporte unitario hay conduccin del calcio entre las fibras, reciben informacin desde los capilares sanguneos y tambin desde la neurona. Para el aporte multiunitario est tambin la informacin proveniente de los capilares Compilado por: Luis Alberto Isea M. Ciencias-fisiologicas.com 2011

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sanguneos pero en menor proporcin y principalmente la informacin o la regulacin vienen por va del sistema nervioso. La regulacin es ejercida por calcio. Acoplamiento excitacin-contraccin: la entrada de calcio, principalmente extracelular regula el acoplamiento, pero tambin hay liberacin de los depsitos internos de calcio. Tambin es regulada por receptores de segundos mensajeros voltaje dependientes y factores fsicos como la distensin (acoplamiento frmaco mecnico donde intervienen fuerzas fsicas, presin, estiramiento, agonistas o molculas inductoras de la contraccin). El ciclo de los puentes cruzados depende de que la miosina este fosforilada, la cual en el musculo liso tiene mayor afinidad con la actina para la contraccin muscular, entonces la fuerza de contraccin depender de la cantidad de miosina que se encuentre fosforilada. Existen enzimas reguladoras que traen como consecuencia la fosforilacin de la miosina asociado a una protena llamada calmodulina. La calmodulina, al unirse al calcio activa la enzima quinasa verdadera de actina-miosina(?), el calcio entra al citoplasma procedente del liquido extracelular, del retculo sarcoplsmico y quizs de la mitocondria, pero el ms importante es la entrada desde el exterior. Mantiene el todo en la ausencia de estimulacin nerviosa, el musculo liso visceral genera potenciales marcapaso por ejemplo, y cuando esta inervado se observa hipersensibilidad a la estimulacin. Por ltimo, existen numerosas uniones comunicantes.


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Teoricas Neuromuscular

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