UNIDAD TEMÁTICA N 2: FISIOLOGÍA DE LOS TEJIDOS EXCITABLES MÚSCULO Y NERVIO PERIFÉRICO. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Conocer las particularidades de la membrana celular que permiten el pasaje a través de ella. Conocer cuáles son los tejidos excitables y la morfología de los diferentes potenciales de acción. Comprender la función de la sinapsis, los potenciales locales, la placa neuromuscular como generadores de la contracción muscular. CONTENIDOS: Membrana celular: mecanismo de pasaje. Tejidos excitables. Potenciales de reposo y acción Neurona. Sinapsis. Potenciales locales Placa neuromuscular. Fenómenos eléctricos y mecánicos del músculo esquelético. Fenómenos eléctricos y mecánicos del músculo liso: vascular y visceral Potenciales de reposo, locales y de acción de los tejidos excitables. Fisiología de la contracción muscular. Fuerza de contracción; tensión del músculo y velocidad de contracción. Contracciones isotónicas e isométricas. TRABAJOS PRÁCTICOS: Nº. 2: Potenciales de acción. Contracción muscular. PREGUNTAS PARA PRECEPTORES: 1)- Qué es el potencial de membranas? 2)- Explicar mecanismos de transporte activo y pasivo. 3)- Cómo pueden ser transmitidos los impulsos? 4)- Qué dice la ley del todo o nada? 5)- Cómo se llaman los canales Na/K? 6)- Explicar cuáles son los pasos por los que se transmite el estimulo desde la neurona Al músculo? 7)- Cómo está constituida la sarcómera? 8)- Cómo actúan los filamentos de actina y miosina en la contracción muscular? 9)- Escriba la definición de - Actina - Sarcoplasma - Tetenizacion - Miosina - Despolarización - Repolarizacion 10)- Graficar la sarcómera. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 1
Células Excitables: Ud. sabía cómo se producen los fenómenos eléctricos en nuestro organismo? Alguna vez pensó como percibe Ud. los cambios de temperatura, el dolor, la conciencia de estar sentado, o parado, de acelerar los latidos cardíacos? Este sistema está constituido por células especiales, las células excitables. Significa que pueden transmitir un Potencial de acción o corriente eléctrica, mediante el cual se produce el acortamiento muscular (o contracción muscular), así como desencadenar otras funciones. Células Comunes: Ud. debe conocer después de estudiar los otros capítulos, que una célula común del organismo, posee una composición química diferente de uno y otro lado de la membrana. Esa diferente concentración de solutos, está mantenida por las características de la membrana plasmática. Todas las células poseen entonces una carga eléctrica que se denomina: Potencial de Membrana Se lo define como el voltaje que se genera a un lado y otro de la membrana celular por la movilización de iones. Los epitelios son células que poseen un potencial de reposo, pero no transmiten un potencial de acción Células Excitables: ante determinado estímulo, dicho potencial de reposo, se invierte, dando a lugar el potencial de acción, el cual se propaga. Son las llamadas células excitables. Representadas por células nerviosas, neuronas, y células musculares. Las señales, sus sensaciones de calor, frío, dolor, se transmiten por estos potenciales de acción. Bomba de Na/K: Continuamente saca 3 Na de la célula e introduce dos K. Se denomina bomba electrogénica pues actúa contra un gradiente eléctrico, pues deja menor cargas positivas dentro de la célula (electronegativo el interior). Crea la condición para que haya diferencias de concentración a un lado y otro de la membrana. El potencial generado por la difusión de iones se puede calcular por la Ecuación de Nerst: EMF (milivoltios)= ± 61 log Concentración por dentro de la membrana Concentración por fuera de la membrana El potencial de Membrana, se explica entonces por: a) Gradiente de Concentración de iones de un lado y otro de la membrana plasmática. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 2
b) Membrana selectiva al paso de determinados iones. c) Mecanismos de transporte Un estimulo, ya sea químico, eléctrico o físico, es capaz de inducir en la célula una respuesta, y esa respuesta en la modificación del potencial de membrana en reposo (-90 mv habitualmente) y su transformación en lo que se conoce como POTENCIAL DE ACCION. Todo potencial de acción tiene una fase inicial que llamamos DESPOLARIZACION, que se debe a la entrada de Na en la célula; una fase de REPOLARIZACION que corresponde a la salida de K desde el interior celular, y una fase de REPOSO; en esta fase, la bomba Na y K ATPasa reacomoda nuevamente las concentraciones normales de los cationes a ambos lados de la membrana. Grafico 1 c a D b R Reposo D: despolarización R: repolarización A: estimulo b: pot. Refract. Relativo c: pot. Refract. Absoluto -90 mv Potencial de Acción El potencial de acción tiene un periodo en el cual la llegada de un nuevo estimulo no va a desencadenar en la célula ninguna respuesta; este corresponde a la despolarización e inicio de la repolarización y se llama PERIODO REFRACTARIO ABSOLUTO (graf. 1- c). Pero, transcurrido el inicio de la repolarización y durante esta fase, la aplicación de un nuevo estimulo puede llegar a producir, sin necesidad de llegar al reposo, un nuevo potencial de acción; para esto, dicho estimulo deberá tener una intensidad mayor que la del estimulo inicial en esa misma célula, este periodo se llama PERIODO REFRACTARIO RELATIVO (graf. 1- b). Nuestra célula, en estado de reposo, siempre mantiene sus cargas positivas (+) por fuera y las negativas (-) por dentro, a nivel de la membrana (graf. 2- a); cuando llega un estimulo, se produce la entrada abrupta de Na a la célula y se invierten las cargas en ese sitio ( + por dentro y por fuera) (graf. 2-b), ósea se produce el potencial de acción en un punto de la membrana, y si las condiciones fisiológicas de esas células o fibras son normales, ese potencial de acción se va a transmitir en todas direcciones y sentidos, pasándose a llamar entonces POTENCIAL DE ACCION PROPAGADO (graf. 2-c). Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 3
Gráfico 2 +++++++++ +++++ - - - - +++ - - - +++ - - - - - - - - - - - +++++ Na + - - +++++ - - Célul a Fibra nerviosa Fibra nerviosa (a) (b) (c) Propagación en las neuronas Se explica por el proceso de despolarización a lo largo de la membrana. Un estímulo que actúa en un lugar despolariza unos milímetros. Como vimos, una vez que se desencadena cambia el potencial y se activan nuevos canales de Na, y así se propaga. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 4
Placa neuromuscular FISIOLOGÍA LICENCIATURA EN ENFERMERÍA Contamos cuál es el proceso por el cual se transmite el estímulo desde la neurona al músculo: a) En el botón presináptico se forma acetilcolina que es acumulado en vesículas. b) Cuando llega el potencial de acción se abren canales de Ca que atraen la acetilcolina. c) La acetilcolina es eliminada por exocitosis. d) En la membrana del músculo se encuentran receptores de acetilcolina. e) El complejo Receptor acetilcolina abre canales para que ingrese Na, K y ca, que desencadenan el potencial de acción en las fibras musculares. f) La acetilcolina es rápidamente metabolizada en el espacio sináptico por la aceticolinesterasa El potencial de acción generado en la Placa Motora se denomina, Potencial local o de placa motora. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 5
Músculo Transmisión en el Músculo o acoplamiento excitación contracción. El músculo estriado se contrae de forma voluntaria. La musculatura lisa es la propia de las vísceras, vasos sanguíneos, etc. El miocardio es una forma especial de músculo estriado Está formado por numerosas fibras, que varían de 10 a 80 micras de diámetro. A su vez, cada una de estas fibras está integrada por centenares o millares de miofibrillas, que contienen cada una 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina. La estriación del músculo esquelético viene determinada por la alternancia de las bandas de miosina (bandas A) y las de actina (bandas I). Los filamentos de actina están unidos a las líneas Z. La porción entre dos líneas Z se denomina sarcómero. Cuando ocurre la contracción muscular, los filamentos de actina se aproximan por sus extremos hasta llegar a superponerse ambos. Las membranas z se aproximan unas a otras, disminuyendo así la longitud del sarcómero. El estimulo nervioso viaja hasta llegar a la membrana de la fibra muscular, provocando la liberación de grandes cantidades de iones calcio hacia el sarcoplasma que libera las miofibrillas. El calcio activa las fuerzas de cohesión molecular puenteando las cadenas de actina y miosina de esta manera: La miosina presenta "puentes" (constituido por cadenas polipeptídicas).en condiciones de "reposo", presenta cargas negativas en las extremidades; Cuando se produce el potencial de acción se libera Ca y se unen los puentes de miosina a la actina, acortando la miofibrilla. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 6
Una enzima especial presente en la miosina, la adenisintrifosfatasa (ATP asa ), separa el ATP en ADP y fosfato; el ion calcio se separa, mientras la actina y la miosina se alejan entre ellas. El mecanismo de la contracción seguirá ocurriendo mientras haya iones calcio. TRABAJOS PRÁCTICOS: Nº. 2: Potenciales de accion. Contraccion muscular Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 7
PREGUNTAS PARA EVALUACION PREVIA AL PRACTICO 1) Qué entiende por potencial de membrana en reposo, y quiénes la poseen? A. es una diferencia de cargas eléctricas entre el interior y el exterior de la membrana plasmática, y todas las células del organismo la poseen. B. es un potencial electroquímico capaz de recibir un estímulo y generar una respuesta, y la poseen las células excitables C. es un impulso capaz de transmitir señales a lo largo de las membranas, y todas las células del organismo la poseen. D. ninguna es correcta 2) Marque la correspondencia CORRECTA con respecto a los potenciales locales y la estructura anatómica a la que corresponde: A. potencial de placa motora músculo liso B. potencial de unión neurona C. potencial postsináptico músculo esquelético D. potencial generador receptor 3) Las siguientes son características de los potenciales locales, EXCEPTO una: A. es subumbral B. no se transmite a lo largo de la membrana C. incapaz de producir potencial de acción D. está producido por proteínas canales mediados químicamente o por ligandos 4) Cuál es la morfología del potencial de acción en las neuronas? A. en onda B. en meseta C. en espiga D. ninguna de las anteriores 5) Qué función realiza la bomba de sodio potasio ATP asa de la membrana celular? A. Saca al líquido extracelular 3 moléculas de Na+. B. Introduce al líquido intracelular 2 moléculas de K+. C. Consume energía (ATP). D. Todas son correctas. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 8
6) Si se produce la entrada rápida de sodio al interior de la célula, a través de la membrana plasmática? Usted qué piensa que está ocurriendo? A. La célula se está Despolarizando. B. Se está Repolarizando. C. Esta en reposo. D. Se está movilizando por medio del acortamiento de sus fibras. 7) Qué es la sinapsis? A. Transmisión del impulso nervioso a través de la placa neuro muscular. B. Equilibrio del medio interno. C. Porcentaje de glóbulos rojos de la sangre. D. Ninguna es correcta. 8) Cuál es el neurotransmisor, que se encuentra en la placa neuro muscular? A. Actina. B. Miosina. C. Acetilcolina. D. Bilirrubina. 9) Las proteínas que se encuentran en la fibra muscular, y que son responsables de la contracción muscular son. A. Actina y Fibrinogeno. B. Miosina y Acetilcolina. C. Sodio y Potasio. D. Actina y Miosina. 10) La entrada de calcio dentro de la fibra muscular provoca? A. Relajación muscular. B. No tiene ninguna función. C. Despolarización de la membrana. D. Inicio del acoplamiento de la actina y miosina. Profesora Titular: Dra. María Eugenia Victoria Bianchi Pág. 9