EXCITABILIDAD NERVIOSA

-Musculatura estriada:

1.- tipos de musculo estriado, anatomía fisiología del músculo esquelético, mecanismo molecular de la contracción muscular.2.- interacción de los filamentos de actina y miosina para que ocurra la contracción, potencial de acción de un musculo, fuentes de energía para el proceso de contracción.3.- características de una contracción simple, mecanismo de la contracción muscular.

-Musculatura lisa:

4.- tipos de musculo liso, proceso de contracción del musculo liso, potencial de membrana y acción del musculo liso.5.- excitabilidad y contracción, función del calcio, la unión neuromuscular en el musculo liso.6.- contracción del musculo liso sin ocurrir un potencial de acción; efecto de factores tisulares y hormonales, características mecánicas de la contracción múscular.

Actividad práctica

EXCITABILIDAD NERVIOSAPermite establecer la

relación del organismo con el medio externo y el interno.

Los cambios en el medio son captados por células especializadas conocidas como receptores.

Los nervios tienen lapropiedad de

EXCITABILIDAD, Los impulsos

electroquímicos en sus membranas los utiliza

para transmitir señales.Esto ocurre en 2 estados:

REPOSO y ACCIÓN

POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO

• Es el estado cuando aun no ha ocurrido el estimulo.

• Este potencial es la diferencia eléctrica entre las cargas negativas del interior (citosol) y las cargas positivas fuera de la membrana cercana al liquido extracelular.

+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + + + + + + + + - + - + - + - + - + - +´+ - - - - - - - - - + - + - + - + -

+ - ++ - - + - + - + - + - - + - + - + - + - + - - - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - - + - + - + -

+ - + - + - - + + - + - + - - - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + + - - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -+ - + - + -

+ - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - - - + + + - + - + - + - + - + - + - + + + + + + + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + - + -

+ - + - + - + - + - +

Fisiología del impulso nerviosoLa fibra nerviosa tiene la capacidad para

propagar activamente un impulso.Potencial de membrana potencial de reposo

de la membrana plasmática de la célula y sus prolongaciones

Potencial de acción la fibra nerviosa es capaz de convertir estímulos mecánicos y químicos en energía eléctrica

POTENCIAL EN REPOSO Es el resultado de tres

determinantes: 1.La bomba de sodio- potasio

3.- Los aniones intracelulares no pueden atravesar la membrana:

Debido a su gran tamaño los aniones orgánicos no son difusibles.

2.La permeabilidad diferencial de la membrana para la difusión de los iones:

POTENCIAL DE MEMBRANA La célula en reposo se encuentra

eléctricamente polarizada, cuando se reduce la diferencia de cargas a ambos lados de la membrana, haciéndose su potencial de membrana menos negativo, se dice que sufre una despolarización.

POTENCIAL DE ACCIONUn estimulo suficientemente grande (estimulo umbral),

despolariza el potencial de reposo y provoca que el nervio produzca un potencial de acción.

Este potencial de acción se convierte en un impulso nervioso, que es una onda de cambio eléctrico o despolarización que se mueve a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa.

• Estimulo umbral• Potencial

despolarizante• Repolarización• Hiperpolarización

Bases iónicas del potencial de acción:Estimulo umbral produce un

estimulo despolarizante, que va a abrir los canales operados por voltajes y se incrementa la permeabilidad para el Na+ y la entrada del mismo a favor de un gradiente de concentración.

• La entrada de Na+ sobrepasa a la salida de K+ produciéndose una entrada neta de cargas positivas. El pico del potencial de acción alcanza el valor aproximado de +50 mv.

Bases iónicas del potencial de acción: Esta fase es seguida por la

repolarización para regresar al estado de reposo, se cierran los canales de Na+ de manera gradual y los canales de K+ se abren de la misma forma lo que permite que salga una mayor cantidad de iones de K+.

Continua la salida de K+, el potencial de membrana regresa temporalmente a un nivel de reposo mucho mayor para representar un estado de hiperpolarización y por ultimo vuelve a su estado de reposo habitual.

Velocidad de conducción: Las fibras nerviosas de

diámetro grande propagan los impulsos a mayor velocidad que las fibras de

diámetro pequeño.

Las fibras nerviosa mielinizadas conducen impulsos mas rápidamente que las no mielinizadas: conducción saltatoria

Neurotransmisor:

sustancia originada

en la neurona,

ejerce el efecto

fisiológico de la vía

neural

El Nt debe ser sintetizado y almacenado por la neurona presinaptica.El estimulo neural fisiológico que llegue a las terminaciones presinapticas bebe liberar sustancias.La sustancia debe actuar sobre la neurona postsinapticas .Deben existir sistemas eficaces para la inactivación rápida.La aplicación local de esta sustancia ó fármacos similares beben producir efectos funcionales semejantes

1: aminas biogenas.2: aminoácidos.3: nucleótidos purinicos.4: neuropétidos.

UNIÓN NEUROMUSCULAR ó

PLACAMOTORA

Una sinapsis especializada

Placa motora: sinapsis entre axones de motoneuronas y fibras musculares esqueléticas.

El cuerpo celular de las motoneuronas está dentro del asta ventral de la médula espinal y en el tronco del encéfalo (SNC).

Conjunto de n. motoras

UnidadMotora

Los nervios que transmiten las señales desde el SNC a los músculos esqueléticos se llaman nervios Motores

El axón de una neurona motora se ramifica inervando varias fibras musculares: Unidad motora

La transmisión de una señal desde un nervio motor hasta el músculo esquelético induciendo la contracción se llama transmisión neuromuscular.

Neuronas motoras: Emite el impulso, origina contracción muscular.

• Unidad MotoraConformada por neurona motora (1) y conjunto de fibras musculares (150).

              

                                                                                                                                                                        

Características de la unidad motora: 1 neurona produce contracción simultanea de aprox. 150 fibras musculares que se contraen y relajan al mismo tiempo.Músculos responsables de movimientos potentes y poco precisos (bíceps braquial) pueden tener hasta 2000 fibras musculares por unidad motoraLa fuerza total de una contracción se puede controlar ajustando el número de unidades motoras activadas.

Axón de neurona motora

Unión neuromuscular

Fibra muscular

capilar

Cerca de la unión neuro-muscular, el nervio pierde su vaina de

mielina y se ramifica en finas ramas terminales ensanchadas en el

extremo: botón terminal, que se extienden sobre la superficie de la

membrana muscular por los surcos ó fosas sinápticas. Cada botón

terminal hace sinapsis con una célula (fibra) muscular.

Las neuronas motoras usan el NT

acetilcolina (Ach)para comunicarse

con la fibra muscular

Neurona motora

Mielina

Fibras musculares

Músculo

AxonTerminacionespresinápticas

Placa motora

Unión neuromuscular

Hendidurasináptica

Receptores en el extremo

de la placa

Vesículas con Ach

UNIÓN NEUROMUSCULAR O PLACA MOTORA

La apertura de canales operados químicamente por Ach produce

cambios en el Potencial de Membrana en Reposo y produce :

•Son canales iónicos que atraviesanSon canales iónicos que atraviesantoda la membrana y se ubican cerca detoda la membrana y se ubican cerca dela abertura de los plieguesla abertura de los plieguespostsinapticos.postsinapticos.

• Son complejos proteicosSon complejos proteicoscompuestos por 5 subunidadescompuestos por 5 subunidadessimilares.similares.

• Permanecen cerrados hasta que sePermanecen cerrados hasta que seune la ACh y cambia la conformaciónune la ACh y cambia la conformacióndel canal y se abre.del canal y se abre.

• Por él pueden pasar iones positivosPor él pueden pasar iones positivoscomo Na+, pero no ionescomo Na+, pero no ionesnegativos por la fuerte carga negativanegativos por la fuerte carga negativaque hay en la entrada que hay en la entrada del canaldel canal

••El RS está compuesto por losEl RS está compuesto por lostúbulos longitudinales y lastúbulos longitudinales y lascisternas terminales (Ca ycisternas terminales (Ca y

calcisecuestrina)calcisecuestrina)

••Los túbulos T se disponen deLos túbulos T se disponen deforma transversal a la miofibrilla y forma transversal a la miofibrilla y

penetran al interior de la fibrapenetran al interior de la fibradesde el sarcolema.desde el sarcolema.

••Las cisternas terminales y elLas cisternas terminales y eltúbulo T forman la tríada.túbulo T forman la tríada.

En mamíferos las tríadas seEn mamíferos las tríadas selocalizan en la unión de lalocalizan en la unión de la

banda A con la Ibanda A con la I..

•Los túbulos T y las cisternas adyacentes parecen estar Los túbulos T y las cisternas adyacentes parecen estar comunicadas por unas estructuras denominadas pies de unión, comunicadas por unas estructuras denominadas pies de unión, proteínas de arco o complejos de canal de la unión, que se proteínas de arco o complejos de canal de la unión, que se disponen en la superficie de la cisterna formando 2 o 3 filas disponen en la superficie de la cisterna formando 2 o 3 filas paralelas al eje longitudinal del túbulo T.paralelas al eje longitudinal del túbulo T.

• Hay 2 proteínas implicadas en la transducción de la señal en la Hay 2 proteínas implicadas en la transducción de la señal en la unión:unión:

1)1)RyR1(rianodina) - libera CaRyR1(rianodina) - libera Ca2+ 2+ del RSdel RS

2) DHPR (1,4-dihidropiridina) - canales de Ca2) DHPR (1,4-dihidropiridina) - canales de Ca2+ 2+ voltaje voltaje dependientes en los pies de la unión, que realizan la transducción dependientes en los pies de la unión, que realizan la transducción de la señal eléctrica a RyR1 porque están acopladas físicamente.de la señal eléctrica a RyR1 porque están acopladas físicamente.

POTENCIAL DE ACCIÓN MUSCULAR

1.- PMR: -80 a –90 mV en fibras esqueléticas

2.- Duración del PA: 1-5 ms en músculo esquelético unas cinco veces mayor que en fibras mielínicas grandes

3.- Velocidad de conducción: 3 a 5 m/s ( 1/3 de la velocidad de conducción de las grandes fibras mielínicas que excitan el músc. esquelético)

Explica el mecanismo por el que tras la generación de un PA en el axón de una motoneurona se obtiene como respuesta la contracción del sarcómero (de la fibra muscular)

Acoplamiento Excitación-contracción

Acoplamiento excitación contracción

CONTRACCION DEL MUSCULO ESQUELETICO

Contracción del Musculo Esquelético

En mamíferos los músculos comprenden conjuntos de células. Altamente especializadas.

Transforman energía química en energía mecánica como respuesta a excitaciones que ocurren en la membrana celular. Esta característica determina que los músculos se contraigan generando tensión y produciendo movimiento.

Esto permite al animal realizar actividades tan opuestas como estar parado o correr, así como sustentar (soportar) los diferentes sistemas orgánicos. En animales domésticos existen: m . Estriado y m . Liso.

Organización del músculo esquelético

Tipos de Músculos

ESTRIADO: Presenta bandas transversales visibles al microscopio

*Insertado a través de tendones en las estructuras óseas= M . Esquelético.

El m. esquelético esta inervado por moto neuronas que establecen conexiones con el, a través de uniones neuromusculares. Esto permite un control por el SNC .

*Formando parte del corazón =M . CardiacoLIS0: forma parte de la pared de muchos

órganos y de los vasos sanguíneos.

Diferencias entre los Músculos

Contracción del Musculo Esquelético

• La contracción del m. esquelético es un proceso complejo se inicia con un PA lo que determina la liberación de un neurotransmisor en la motoneurona (Acetilcolina) en la unión neuromuscular

Axón de neurona motora Unión

neuromuscular

Mecanismo de la contracción muscular

En los últimos años se ha mantenido que la contracción muscular es el resultado de la interacción molecular entre las proteínas ACTINA y MIOSINA de los filamentos contráctiles.

Esto conlleva a un deslizamiento de los filamentos finos sobre los gruesos.

Proteínas contráctiles

Proteínas contráctiles

Mecanismo de la contracción muscular Así se aproximan las líneas Z y se acorta la

longitud del sarcómeros.Como cada miofibrilla esta formada por

numerosos sarcómeros la contracción de estos trae como resultado final, el acortamiento de las miofibrillas de la fibra muscular y el músculo.

Estructura de los sarcómeros

Filamentos delgados (actina)

Filamentos gruesos

(miosina)

Banda A

Línea M

Banda I

Disco Z

Disco Z

Disco Z

Banda H

Diferencias entre un sarcómero relajado y contraído

Mecanismo de contracción

¿EL ATP ES VITAL PORQUE?a) con la disociación ---> proporciona energía

para el movimiento del filamento fino.Cuando un nuevo ATP se incorpora a la

cabeza de la miosina . b) provoca la ruptura de la unión A-M.Por esto, cuando el nivel de ATP en la

células. Disminuye por debajo del limite (ej.: muerte del animal) los enlaces cruzados se hacen permanente (hasta la autolisis) y aparece la rigidez cadavérica (rigor mortis)

* La mayor parte del Ca++ esta débilmente unido a una proteína = calsecuestrina, que tiene capacidad de unir 40 iones/mol.

Importancia funcional del retículo sarcoplásmico

Suministra el Ca++ para la contracción y cuando ella finaliza lo capta hacia su interior, gracias a la acción de la bomba de Ca++.

Todo se inicia con la creación de un PA en la motoneurona, este llega a la unión neuromuscular donde hay liberación de acetilcolina esto origina un PA en la fibra muscular e induce la liberación de Ca++ del RS, desencadenando la contracción.

Importancia funcional del retículo sarcoplásmico

Para que llegue el potencial de acción generado en el sarcolema a la profundidad de la fibra muscular están presentes los túbulos T (invaginaciones del sarcolema), que esta en contacto cercano con el RS, a través de las cisternas terminales, las cuales se sitúan a cada lado = triada