1 Fisiol Hum Farmacia. (2008-2009) Dr. Guadalberto Hernández Dr. Juan Vicente.Sánchez Práctica: Fisiología del Músculo Estriado Características de la preparación que se usará en los experimentos. 1. Se realiza una disección del nervio ciático y el músculo gastronecmio (equivalente a los gemelos en el humano) de la rana. 2. Una vez disecada, la preparación se mantiene en un baño de órganos con Kreb s Ringer (solución que permite el mantenimiento e intercambio de la preparación con el medio de incubación). 3. Sin dañar el nervio se realiza la fijación de la longitud del músculo de tal manera que garantice la adecuada ejecución de los experimentos. 4. La estimulación eléctrica del nervio, se realiza de manera que la intensidad del estímulo y la frecuencia de estimulación es regulable. El rango de estimulación oscila entre 0-10V, la duración es de 50 s, y la frecuencia de estimulación de 0.1 Hz. 5. Puede aplicarse un estímulo aislado o varios estímulos agrupados. 6. También puede estimularse directamente el músculo. Experimento 1: Relación entre intensidad del estímulo y tensión. Demostrar la relación entre la intensidad del estímulo que se aplica en el nervio ciatico y la tensión desarrollada en el músculo. Procedimiento: Cuantificar el valor de la tensión desarrollada en respuesta a cada estímulo aplicado. Intensidad del Estímulo (V) Tensión Muscular (g) 0.6 0.8 1.0 1.4 1.6 1.8 2.0 2.6 3.0 4.0 Representar gráficamente la relación entre tensión muscular en g (eje Y) y la intensidad del estímulo en V (eje X). Describir brevemente los resultados obtenidos. 6 líneas como máximo.
2 Experimento 2: Efecto del segundo estímulo. Comprobar la sumación El nervio ciático es estimulado mediante pares de estímulos. El segundo estímulo se aplica a diferentes tiempos durante la contracción provocada por el primer estímulo. Los intervalos de aplicación han sido tal que el segundo estímulo se ha aplicado (1) durante la fase de relajación, 130 ms; (2) en el pico de la contracción, 70 ms y (3) durante la contracción, 25 ms. Represente la respuestas obtenidas Primer estimulo Segundo estímulo en (1), (2), y (3). Qué importancia tiene en los resultados de este experimento el período refractario del nervio? Experimento 3: Tetanos Comprobar los efectos de la estimulación nerviosa de alta frecuencia sobre la respuesta muscular. Provocar una estimulación nerviosa de alta intensidad y frecuencia: Comenzar a 1 Hz, aumentar hasta 10 hz durante 4 s y volver a 1 Hz; Comenzar a 1Hz, aumentar hasta 10 Hz en 1s, incrementar gradualmente cada 3 s hasta 70 Hz, volver hasta 10Hz y después hasta 1 Hz Frecuencia de estimulación (Hz) Tensión Muscular (g) 10 70 Explicar porque la contracción tetánica desarrolla una tensión muscular mayor que durante una contracción aislada. Cuál es la forma en la que el músculo actúa normalmente: mediante contracciones aisladas o mediante contracciones tetánicas?
3 Experimento 4: Efecto del curare. Investigar la acción del curare sobre el potencial de acción y la tensión muscular Provocar estimulación del nervio a 1 Hz. Observar y medir el POTAC y la tensión muscular antes y después 50 y 10 ms de la aplicación de curare a la preparación. Tiempo tras curare Amplitud del POTAC Tensión Muscular Antes de curare 50 100 Explicar los efectos del curare. Experimento 5: Efecto del prealargamiento sobre la fuerza muscular. Estudiar la tensión desarrollada dependiendo de la longitud del músculo. Medir la tensión isométrica desarrollada por el músculo dependiendo de la longitud muscular. 1. Durante el estiramiento pasivo, con incrementos de 1 mm a partir de la longitud sin tono muscular (Tensión pasiva). 2. Tras la estimulación tetánica en cada longitud (Tensión activa) Longitud muscular (mm) Tensión Pasiva Tensión Activa 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Explique las diferencias entre tensión activa y pasiva molecular y morfológicamente.
En negrilla y mayor tamaño la opción correcta 1. La neurona motora y las fibras musculares que inerva constituyen una unidad motora V F 2. El desarrollo de tensión muscular constante en el músculo se debe a la activación asincrónica de la unidades motoras V F 3. Cuanto mayor es la intensidad del estímulo eléctrico menor es la fuerza desarrollada por el músculo en la contracción V F 4. La fuerza de la contracción muscular depende de la longitud del músculo en reposo V F 5. La fuerza desarrollada en la contracción depende del número de unidades motoras que se activen V F 6. La frecuencia de estimulación no afecta a la fuerza (tensión ) que el músculo es capaz de desarrollar V F 7. Cuando un músculo ejerce tensión sin acortamiento la contracción es isotónica V F 8. Cuando un músculo ejerce tensión con acortamiento la contracción es isotónica V F 4 9. El músculo estriado y el cardíaco poseen sistema de túbulos T V F 10. La fuerza desarrollada en la contracción es independiente de la longitud del músculo V F 11. En los músculos esquelético y cardíaco la actina es la principal proteína de los filamentos finos V F 12. Las miofibrillas del músculo esquelético están rodeadas de retículo sarcoplásmico V F 13. Cuando un músculo ejerce contracción sin acortamiento la contracción es isométrica V F 14. El retículo sarcoplásmico actúa como depósito de calcio para el proceso contráctil V F 15. Cuando el músculo permanece en reposo la concentración de calcio en el sarcoplasma es muy alta V F 16. Un músculo se relajará cuando aumente la concentración de calcio intracelular V F 17. Los potenciales de acción en los túbulos transversales inhiben la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico V F 18. El aumento de la concentración de calcio intracelular permite que la actina interaccione con la miosina V F
19. Con el músculo en reposo, la concentración de calcio en el sarcoplasma es muy baja V F 20. Cuando la concentración de calcio en el sarcoplasma es alta, los puentes cruzados no están unidos a la actina V F 21. Las bandas A contienen filamentos finos constituidos fundamentalmente por actina V F 22. La fatiga durante la contracción máxima puede deberse al aumento de la concentración extracelular de potasio V F 23. El ejercicio físico modifica las características de las fibras musculares V F 24. Las fibras musculares estriadas de contracción rápida desarrollan tensión y se relajan rápidamente V F 25. El músculo esquelético se contrae en más de dos tercios de su longitud de reposo V F 26. El músculo esquelético se contrae una quinta parte de su longitud de reposo V F 27. Las fibras musculares están acopladas eléctricamente. Así, una fibra nerviosa puede controlar la actividad de varias fibras musculares V F 28. Las motoneuronas gamma inervan las fibras intrafusales de los husos musculares V F 29. El potencial de acción muscular no interviene en el mecanismo de acoplamiento entre la excitación y la contracción muscular V F 30. Si se bloquean o eliminan los receptores DHP de la fibra muscular aumenta la concentración de calcio intrafibrilar V F 31. Los receptores de los órganos tendinosos de Golgi detectan la tensión promedio del músculo V F 32. Los receptores de los husos musculares detectan el grado y velocidad de estiramiento del músculo V F 33. El desarrollo de anticuerpos contra el receptor nicotínico afectaría a la contracción muscular estriada V F 34. La liberación insuficiente de acetilcolina en la placa motora no afecta a la contracción muscular estriada V F 35. El potencial de acción del músculo esquelético tiene una duración equivalente al del músculo cardíaco V F 36. Las fibras musculares de contracción lenta mantienen la tensión durante períodos de tiempo más prolongados que las rápidas V F 5
6 37. El potencial de acción del músculo estriado y del músculo cardíaco son idénticos V F 38. Bloquear la capacidad de obtención de ATP a partir del glucógeno puede afectar la contracción muscular estriada V F 39. Durante la contracción anaeróbica el músculo acumula lactato e iones hidrógeno y fosfato V F 40. Si se produjera un trastorno genético por el cual los canales de sodio de la fibra muscular estriada sufrieran un defecto por el cual no se inactivaran durante un período finito de tiempo A) Todas los supuestos que se plantean son ciertos. B) El sodio ingresaría continuamente en el sarcoplasma. C) La célula muscular se despolarizaría. D) La célula muscular sufriría fatiga, e incluso parálisis. E) La célula muscular restablecería su condición fisiológica en cuanto los canales de sodio se inactivaran. 41. Indique la aseveración que considere correcta A) La inhibición de la liberación de neurotransmisor por los aferentes sensoriales musculares y cutáneos es uno de los mecanismos que regula la eficacia de los arcos reflejos B) La Titina y la nebulina son proteínas que no forman parte de la composición del músculo estriado. C) Las cisternas terminales actúan como reservorios de sodio para el desencadenamiento del potencial de acción muscular D) La membrana celular de las fibras musculares también se denomina sarcoplasma E) El citoplasma de las fibras musculares también se denomina sarcolema 42. Una despolarización supraumbral provocada en una célula miocárdica de cuyo medio extracelular hemos eliminado el calcio no genera contracción A) Cierto, porque aunque el 90% del calcio para la contracción procede del retículo sarcoplásmatico, es necesaria la contribución del calcio extracelular. B) Cierto, porque todo el calcio necesario para la contracción procede del medio extracelular. C) Falso, porque la despolarización siempre provocará contracción D) Falso porque la contracción sólo es provocada por acetil colina E) Falso, porque la contracción solo es provocada por noradrenalina 43. Una despolarización supraumbral provocada en una célula muscular estriada de cuyo medio extracelular hemos eliminado el calcio genera contracción A) Cierto, porque el 100% del calcio para la contracción procede del retículo sarcoplasmático. B) Falso, porque el 100% del calcio para la contracción procede del medio extracelular C) Cierto, porque no se necesita calcio para la contracción muscular D) Cierto, porque la despolarización siempre provocará contracción independientemente de la participación de calcio. E) Falso, porque la contracción depende de la amplitud del potencial de acción.
44. La lidocaina (bloqueante de los canales de sodio regulados por voltaje de la célula miocárdica) paraliza la contracción cardíaca A) Cierto, porque evita la fase rápida de la despolarización del potencial de acción. B) Cierto, porque bloquea la fase de despolarización mantenida del potencial de acción. C) Cierto, porque aumenta el período refractario absoluto del músculo cardíaco. D) Cierto, porque provoca contracciones tetánicas en el músculo cardíaco. E) Cierto, porque hiperpolariza la fibra muscular cardíaca 7 45. En una célula muscular en reposo los gradientes iónicos que se producen inducirían (A: entrada de potasio; B: salida de calcio; C: salida de sodio; D: entrada de cloro; E: ninguna de las anteriores); mientras que en una célula muscular en despolarización los gradientes iónicos que se producen inducirían (A: entrada de sodio; B: entrada de calcio; C: ambas) y en repolarización inducirían (A: salida de potasio; B: salida de cloro; C: ambas) A) E, C, C B) A, B, B C) D, A, A D) C, B, A E) D, B, A 46. La unidad motora está compuesta por (A: la neurona motora y las fibras musculares que inerva; B: el receptor sensorial que provoca la contracción refleja; C: todas las fibras musculares del músculo inervados por el nervio motor), que puede estar compuesta por (A: el mismo tipo de fibras musculares; B: diferente tipo de fibras musculares; C: fibras sensoriales y motoras entremezcladas), y u determinado músculo (A: puede tener muchas unidades motoras de diferente tipo de fibras; B: sólo tiene una unidad motora; C: se contrae sin necesidad de activar sus unidades motoras A) A, B, A B) C, A, B C) B, C, B D) B, C, C E) C, C, B 47. Un aumento de la frecuencia de descarga de la neurona motora provocará en la fibra muscular (A: facilitación; B: adaptación; C: sumación) generando (A: disminución de la tensión desarrollada; B: aumento de la tensión desarrollada; aumento del tono muscular) A) C, B B) A, C C) C, A, D) A, A E) B, C
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