LA UNIDAD NEUROMUSCULAR

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1 LA UNIDAD NEUROMUSCULAR UNIÓN NEUROMUSCULAR o PLACA MOTORA : es la 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). * Los nervios que transmiten las señales desde el SNC a los músculos esqueléticos se llaman nervios motores * El axon 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. Médula espinal unidad motora 1 unidad motora 2 Unión neuromuscular Unidad motora pequeña cuerpo de la motoneurona axón de la motoneurona Unidad motora grande músculo Fibras musculares El número de fibras musculares por unidad motora puede llegar hasta varios cientos; los músculos que controlan los movimientos finos (dedos, ojos) tienen unidades motoras pequeñas Las fibras musculares de una unidad motora están ampliamente repartidas por todo el músculo, por tanto la estimulación de una única unidad motora origina una débil contracción de todo el músculo

2 soma de una motoneurona La unión neuromuscular boton terminal fosas sinápticas axon mielinizado ramas terminales del axon Miofibrillas placa motora fibras musculares inervadas fibra muscular 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 o fosas sinápticas. Cada botón terminal hace sinapsis con una célula (fibra) muscular. La unión neuromuscular La llegada de un potencial de acción al botón terminal axónico de la motoneurona induce la entrada de Ca+2 y liberación por exocitosis del contenido de las vesículas sinápticas, el NT: acetilcolina

3 La membrana de la fibra muscular que da a la fosa sináptica posee unos pliegues donde se sitúan los receptores nicotínicos a los que se une la acetilcolina en esta sinapsis neuromuscular. UNION NEUROMUSCULAR O PLACA MOTORA Las neuronas motoras usan el NT: Acetilcolina (Ach) para comunicarse con la fibra (célula) nuscular

4 Como en una sinapsis neuronal, la llegada de un potencial de acción al terminal axónico origina la apertura de canales de Ca 2+ activados por voltaje en la terminación nerviosa. Entrada de Ca 2+ a favor de gradiente electroquímico Fusión de las vesículas de acetilcolina con la membrana de la terminación nerviosa Liberación de la acetilcolina a la hendidura sináptica (exocitosis) Acoplamiento Excitación-Contracción explica el mcs 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) Tras la liberación de ACh por la neurona motora se termina generando un PA en la fibra muscular que conduce a la Contracción

5 Acoplamiento: Excitación-Contracción detalles 1 Llega un Potencial de acción a la terminal axónica 2 Entrada de Ca ++ En el terminal axónico Los cambios en la polaridad de la membrana abren los canales de Ca ++ operados por voltaje 3 Las vesículas sinápticas liberan acetilcolina (Ach) Botón sináptico Vesículas sinápticas El Ca ++ que entra en la neurona hace que las vesículas sinápticas se fusionen con la membrana celular liberando Ach spills into the synapse su contenido, el NT Acetilcolina (Ach) (just like the pre-synaptic neurons discussed earlier)

6 4 La acetilcolina (Ach) se une a sus receptores nicotínicos en el sarcolema sinapsis Receptor Nicotínico de ACh LEC Canal iónico Acetilcolina Sitio de unión Membrana celular sarcolema Citoplasma Se puede bloquear la transmisión neuromuscular usando fármacos que se unen a los receptores y no provocan apertura de canales o sea BLOQUEAN a los receptores. Estos fármacos se usaban junto con los anestésicos: CURARE La apertura de canales operados químicamente por Ach produce cambios en el potencial de membrana: potencial acción??? 5 Los canales iónicos en los receptores de Ach se abren: entra Na + y sale K + creando el Potencial de Placa Motora: ppm El ppm es un potencial graduado su magnitud depende de la cantidad de acetilcolina liberada. En la unión neuromuscular no se desencadena un potencial de acción sino que las corrientes locales despolarizan la membrana muscular a cada lado de la unión neuromuscular, abriendo canales de Na+ dependientes de voltaje ADYACENTES. LOS PPM SÓN COMO PPS! Las proteínas receptoras están muy concentradas en la membrana postsináptica mientras que en cualquier otra zona de la membrana plasmática del músculo hay muy pocos receptores para acetilcolina.

7 6 El ppm abre los canales de Na+ y K+ operados por voltaje situados en regiones adyacentes del sarcolema iniciando el Potencial de Acción en la fibra muscular La apertura de los canales de voltaje individuales para el Na+ y el K+ (adyacentes al R nicotínico de ACh) dispara el PA en ambas direcciones a lo largo de la membrana de la fibra muscular para provocar su contracción. LA FIBRA MUSCULAR Retículo Sarcoplasmático (RE) Túbulos T Sarcolema (mp) Mitocondria Nucleo Filamento grueso Miofibrilla Sarcoplasma (citop) Filamento delgado

8 7 El PA se propaga a través de los túbulos T al interior de la fibra muscular Túbulos T: invaginaciones de la memb plasmática flanqueados por cisternas terminales del RE (retículo sarcoplasmático) que almacena Ca+2. La llegada del PA a Túbulos T dispara la liberación de Ca+2 desde las cisternas terminales del RS Mcs: interaccion directa de Receptores de voltaje de Tubulos T con canales de Ca+2 en cisternas terminales RESULTADO: SALIDA MASIVA DE Ca +2 AL CITOSOL 8 Las señales de la motoneurona cesan y cesa la liberación de Ach La ACh se pega y despega rapidamente de sus receptores, al despegarse (ha activado los receptores nicotínicos), es rápidamente degradada por la Acetil-colin-esterasa localizada en la membrana de la placa motora: ACh Acetil-colinesterasa colina + acetato La destrucción total de la ACh por la ACh-Esterasa TERMINA el ppm, permitiendo que la membrana de la célula muscular recobre su potencial de reposo y pueda volver a ESTIMULARSE Muchas drogas/fármacos inhiben a la ACh-Esterasa: Organo-fosfatos, Neostigmina

9 9 La ACh se disocia del R. Nicotínico en el sarcolema Si la ACh continuara los canales segurian abiertos el ppm continuaría el musculo seguiría contraído FATIGA No se podría CONTROLAR la actividad muscular * veneno de viuda negra: liberación masiva de ACh * Toxina botulínica: impide liberación ACh * Curare: compite por el R 10 La Ach libre se degrada por la Acetil-colinesterasa (AchE) El acetato y la colina pueden ser recaptadas en la motoneurona y resintetizadas en Acetil-colina Si se inhibe la AchE, La ACh permanece estimulando a sus R El ppm continúa la membrana muscular se despolariza y el músculo seguiría contraído: FATIGA se bloquea la transmisión neuromuscular No habría CONTROL de la actividad ACh unida a R: una billonésima de sg y en mili-sg desaparece por completo de la hendidura para que la fibra muscular pueda volver a excitarse

10 11 Termina el ppm, el Ca +2 se recoge y la fibra se relaja Se cierran los canales de Ca ++ en el Retículo Sarcoplásmico (RS) El Ca ++ se bombea (transporte activo) otra vez dentro del RS: [Bomba de Ca +2 /ATPasa] Bajan los niveles de Ca ++ en el sarcoplasma. RESUMEN Un nervio motor individual inerva una serie de fibras musculares formando una unidad motora. Los nervios motores liberan Ach activación de receptores colinergicos nicotínicos Despolarización del sarcolema: ppm El efecto termina por la acetilcolinesterasa El ppm desencadena un Potencial de acción en el sarcolema Contracción muscular

11 Detalles del Acoplamiento E/C Receptores Nicotínicos colinérgicos al final de la placa motora = canales Na + /K + La entrada neta de Na + crea un PPSE PA a los túbulos T Los receptors en los túbulos T registran la despolarización Los receptores de los túbulos T abren los canales de Ca 2+ en...? [Ca 2+ ] intracelular Cisterna terminal Sar colem a Mitocondrias Sarcoplasma Miofibrillas Contracción Filamento Delgado Filamento Grueso triada Ret. Sarcop. Túbulos T. Re-captura Ca 2+ Relajación liberado El [Ca 2+ ] se une a la troponina El filamento de Actina se mueve hacia la línea M La Tropomiosina expone el sitio de unión La cabeza de miosina ejecuta Miosina-filamento grueso el golpe de Línea M potencia Distancia recorrida por la actina

12 Una fibra muscular sencilla responde a la ley del todo-o-nada CONTRACCIÓN MUSCULAR Contracción muscular Fase de contracción Periodo de latencia Fase de relajación Ley del todo-o-nada= la célula responde al máximo o no responde. Estimulación Tiempo

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