15 FISIOLOGÍA Sistema Nervioso Periférico La membrana plasmática tiene múltiples funciones:

FISIOLOGÍA Sistema Nervioso Periférico
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SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO
La membrana plasmática tiene múltiples funciones:
- Es una estructura dinámica, está permanentemente siendo cambiada y reconstruida
- Física: rodea a la célula y fija sus límites
- Cumple funciones de filtro.
- Su permeabilidad puede ser cambiada.
- Mantiene diferencias en las concentraciones de los iones entre el LIC y el LEC.
- Participa activamente en el transporte de sustancias entre las células y el LIS
- Es un sensor de señales externas, dando respuestas.
- Participa en mecanismos de transducción celular.
- Adhesión celular para formar epitelios
- Mecanismos de reconocimiento celular (Sistema inmune)
- Sus componentes más importantes son lípidos, proteínas y glúcidos.
- Las moléculas en lípidos y proteínas se mantienen juntas mediante enlaces o interacciones no
covalentes
- Son asimétricas, cada bicapa es distinta a la otra.
- El espesor es de alrededor de 7,5 nm.
- Presenta una diferencia de potencial eléctrico. (Sale K+ hasta que se logra un equilibrio entre el
gradiente químico, que hace que salga, y el eléctrico, que lo retiene).
Potencial de membrana.
La distribución iónica de los líquidos corporales se mantiene constante. Cada vez que esto se
modifica se debe volver rápidamente a los niveles normales.
El potencial de membrana se debe a difusión de iones, por lo que es un potencial de difusión. En
estado de reposo se debe principalmente al potasio. Esto se puede verificar aumentando el potasio
extracelular, con lo que disminuye la fuerza de gradiente y la diferencia de potencial; lo mismo se
puede hacer disminuyendo la concentración de potasio extracelular. La membrana se puede
hiperpolarizar aumentando la permeabilidad al potasio y depolarizar disminuyendo la permeabilidad
al potasio. La membrana modifica el potencial de membrana cambiando la permeabilidad a los
iones. La membrana siempre se va a acercar al Potencial de equilibrio del ion más permeable.
Características Potencial de membrana:
- Está determinado por múltiples especies iónicas.
- Depende de gradientes iónicos, los que siempre se mantienen gracias a la bomba de sodiopotasio que poseen todas las células.
- La permeabilidad selectiva determina el potencial
- Presencia de aniones, como las proteínas, que no pueden salir
- Es un fenómeno pasivo, porque los iones se mueven a favor de gradientes; sí se requiere energía
para mantenerlo en el tiempo por la bomba sodio-potasio.
- Potencial de equilibrio: es el potencial eléctrico de la membrana que se opone al gradiente
químico de modo que no hay flujo neto de los iones a través de la membrana.
- El potencial de membrana es directamente proporcional a la separación de cargas a través de la
membrana.
- Depolarización puede ser pasiva o activa.
- Hiperpolarización: es sólo pasiva
- Las lasivas se llaman electrotónicos
- Ecuación de Nernst:
Esteban Arriagada
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FISIOLOGIA DE LA CELULA NERVIOSA
Dentro de las estructuras de las neuronas destaca el axón de Hilock, zona del soma donde nace el
axon.
Tipos de neuronas (morfológica):
 Unipolares
 Seudounipolares (sensoriales)
 Bipolar (retina)
 Motoneurona del asta anterior
 Célula piramidal (hipocampo)
 Neuronas de cortezas.
Cumplen funciones diferentes:
 Sensorial (seudounipolar)
 Motora (motoneurona asta anterior)
 Interneuronas, muy abundantes en el SNC
 Función endocrina, en contacto con capilares sanguíneos; secretan hormonas.
Una neurona tiene áreas funcionales
 Soma: recibe la información
 Cono axónico: área de integración, allí se originan los impulsos.
 Axón: conducción de la actividad propagada.
 Zona terminal: transmisión de la actividad a otra célula.
Las neuronas también presentan concentraciones iónicas.
Esteban Arriagada
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POTENCIALES LOCALES Y POTENCIALES DE ACCIÓN
30
0
E1 E2 E3 E4
E1 E2 E3 E4
+++++++++++++++++++++++++++
--------------------------
-60
--------------------------
-80
+++++++++++++++++++++++++++
E1
E2
E3
E4
Con los 2 primeros estímulos los cambios del potencial de membrana dependientes de la intensidad
eléctrica se registran muy cerca del lugar donde se aplica el estímulo, pero no se propagan en la
distancia, son potenciales locales (los potenciales locales se pueden sumar).
Las últimas 2 respuestas son potenciales de acción, los que se propagan a distancia con las mismas
características de amplitud y duración. No son dependientes de la intensidad del estímulo; la
depolarización debe alcanzar a -60 mV (ley del todo o nada). Los potenciales de acción no se
pueden sumar y se propagan a distancia.
Los -60 se llama umbral de descarga, que es característica de la fibra nerviosa.
La TTX bloquea canales de sodio voltaje dependientes; si se bloquea, no se genera el potencial de
acción. El tetraetilamonio bloquea canales de potasio, al hacerlo se produce potencial de acción
(entrada de sodio) pero la velocidad de repolarización se hace muy lenta.
De lo anterior se deduce que las corrientes de sodio determinan la amplitud del cambio; los flujos de
potasio van a determinar la duración de este cambio.
Esteban Arriagada
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FLUJOS IÓNICOS
Cambio de amplitud de –70 milivoltios a +15 dura 2 milisegundos y está determinada por los flujos
iónicos.
La salida de potasio es responsable de la repolarización de la membrana.
Hay otros potenciales de acción, como el de la fibra muscular cardíaca en que participan otros iones,
pero aquí los responsables son el sodio y el potasio.
Canal de sodio
En reposo, las compuertas de activación están cerradas y las de inactivación abiertas; al
depolarizarse la membrana se abren las compuertas de activación hasta una diferencia de +30,
momento en el que se cierra la compuerta de inactivación.
Los canales pueden estar cerrados, abiertos o inactivado.
Cuando la concentración de calcio (carga positiva) citoplasmático aumenta, éste se une a los
canales de sodio (con carga negativa), disminuyéndose de esta manera la excitabilidad de la célula;
lo mismo pasa a la inversa. Los anestésicos locales bloquean los canales de sodio.
Si se alcanza el nivel de descarga, se produce una apertura masiva de los canales de sodio, lo
que invierte las cargas de las células. Esto impide que aplicando otro estímulo, por muy grande que
sea, se produzca una inversión de cargas mayor. Solo es posible generar otro potencial de acción
cuando se ha alcanzado una cierta repolarización (lo que produce en el canal de sodio que la
compuerta de activación se cierre y la de inactivación se abra).
POTENCIAL DE ACCIÓN
En
el
período
+35
refractario
absoluto
la
membrana es inexcitable (la
Período Refractario
duración de este período
absoluto
0
depende de la fibra nerviosa).
En el período refractario
Espiga
relativo el potencial de
Período Refractario
membrana se recupera y la
relativo
excitabilidad dependerá de la
Período de
intensidad del estímulo, ya que Adhesión -60
Posdepolarización
sólo algunos canales están latente
-70
Poshiperpolarización
activados.
Cuando
la
repolarización pasa muy cerca
del umbral, al aplicar un
Tiempo
pequeño estímulo se produce
un potencial de acción, este
período se conoce como postdespolarización. En un período la membrana está hiperpolarizada, por
lo que es más difícil producir un potencial de acción, período conocido como posthiperpolarización.
La posthiperpolarización se produce porque la bomba sodio potasio se activa apenas entra sodio, lo
que hace aumentar la concentración de potasio intracelular, haciendo que el potasio salga de la
célula, lo que hiperpolariza a la membrana.
Esteban Arriagada
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Los períodos refractarios permiten un período de tiempo que repolariza a la célula. Durante
este período de tiempo no se pueden generar potenciales de acción, lo que determina una frecuencia
máxima de potenciales de una determinada célula. Estos códigos de frecuencia son importantes para
el sistema nervioso (la sensación es mayor mientras mayor es la frecuencia). La fibra muscular
cardíaca tiene períodos refractarios que duran 250 milisegundos, lo que evita que el músculo
cardíaco se tetanice (contraiga sostenidamente).
PROPAGACIÓN DE LOS POTENCIALES DE ACCIÓN.
En el punto donde se aplico el estímulo aparecen cargas de sentido opuesto, lo que genera
corrientes iónicas. Esta zona activa comienza a atraer cargas de sentido contrario de las zonas
vecinas (las que son llevadas por flujos iónicos); esto hace disminuir el potencial de membrana en el
punto vecino y se genera otro potencial de acción. Por eso se dice que es una respuesta
autopropagada; es como si el potencial de acción fuera el estímulo para el lugar vecino. La
propagación del impulso se puede dar en cualquier sentido, incluso en ambos sentidos, es
bidireccional en la fibra nerviosa.


Membrana amielínica: la depolarización se va produciendo punto a punto; esta conducción se
llama conducción continua o punto a punto.
Fibras mielínicas: como la mielina es aislante y mal conductor, un potencial de acción salta al
nodo siguiente, donde ejerce la corriente, incluso a veces se salta nodos. Se llama conducción
saltatoria.
(ortodrómica: conducción desde soma
Antidrómica: conducción hacia el soma)
Las fibras nerviosas se encuentran formando paquetes de nervios. La amplitud del potencial
de acción de un nervio crece a medida que aumenta la intensidad del estímulo, distinto a lo
observado en la fibra nerviosa. A medida que aumenta la intensidad del estímulo se van excitando
las que tienen un umbral más alto. Con esto se verifica que hay fibras nerviosas con distintos
umbrales de excitación. Esto se llama potencial de acción compuesto.
Hay distintos tipos de fibras con distintas características, a modo de ejemplo en el cuadro se
muestran las características de dos tipos de fibras.
Tipo de
fibra

A
C


Función
Propiocepción
(percepción
del cuerpo y el espacio)
Motora músculo esquelético
Dolor crónico y lento (A
conduce el dolor agudo)
Diámetro
fibra (m)
12-20
Velocidad
(m/seg)
70-120
Duración de
la espiga
0,4 – 0,5
Período
refractario
0,4 – 1
0,3 – 1,3
0,7 – 2,3
2
2
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TRANSMISIÓN SINAPTICA
Es la base de funciones como el aprendizaje y la memoria.
Existen 2 tipos de transmisión:
 Eléctrica: músculo cardíaco, músculo liso.
 Química
En la sinapsis eléctrica el espacio sináptico es muy estrecho; en el sector presináptico no hay
vesículas sinápticas; en la química hay vesículas y espacio mayor. En la sinapsis eléctrica hay
proteínas que establecen nexos que permiten continuidad citoplasmática entre pre y postsináptica; el
potencial de acción llega a la membrana presináptica y pasa la corriente iónica a la postsináptica (no
hay resistencia); la transmisión es bidireccional. En la química, como hay neurotransmisor, la
membrana postsináptica debe tener receptores capaces de reconocer al neurotransmisor, cuando se
forma el complejo se generan flujos iónicos; el proceso siempre se produce en una dirección; aquí se
demora más en el tiempo, lo que se llama retardo sináptico.
Propiedades
Distancia entre la membrana pre
y postsináptica
Continuidad
Componentes ultraestructurales
Agente
Retardo
Dirección
Sinapsis eléctrica
Sinapsis química
3.5 nm
30-50 nm
Si
Gap Juntction (uniones nexo)
Corrientes iónicas
Virtualmente ausente
Bidireccional
No
Vesículas y zonas activas
Transmisión química
1-5 milisegundos o más
Unidireccional
SINAPSIS QUIMICA
En el soma de una motoneurona del asta anterior se puede encontrar una gran cantidad de
fibras nerviosas. Se han descrito 10.000 contactos sinápticos alrededor de una motoneurona, un 60%
excitatorio y un 40% inhibitorio. Esto permite clasificarl las sinapsis en axosomática, axoaxónica,
axodendítrica, etc. Los cerca de 60 neurotransmisores que se conocen permiten también clasificar
las sinapsis.
ETAPAS TRANSMISIÓN SINÁPTICA.
 Llegada del potencial de acción a la membrana presináptica.
 Apertura de canales de calcio voltaje-dependientes
 Entrada de calcio.
 El calcio hace que las vesículas se movilicen hacia la membrana.
 Las vesículas se fusionan con le membrana alrededor de las zonas activas. Como consecuencia
de esa fusión, se produce un poro exocitótico, a través del cual el contenido de la vesícula es
vaciado al espacio sináptico.
 Liberación del neurotransmisor.
 Formación del complejo neurotransmisor-receptor; como consecuencia de ello se abren canales
iónicos, lo que permite flujos iónicos.
Esteban Arriagada
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Todas las sinapsis siguen este esquema.
Según el neurotrasmisor que se libere, la sinapsis recibe su nombre; por ejemplo, si es gaba, se
hablará de sinapsis gabanérgica.
En una motoneurona se pueden establecer muchos contactos sinápticos, algunos excitatorios y otros
inhibitorios; la respuesta de la célula va a depender del balance de ambos.
Las etapas de la sinapsis excitatoria e inhibitoria son las mismas, la diferencia es el efecto que en la
célula produce el neurotransmisor.
 En la sinapsis excitatoria la formación del complejo neurotransmisor-receptor abre un canal por
donde entra sodio, entonces el potencial de membrana disminuye transitoriamente; este potencial
se llama potencial postsináptico excitatorio.
 Si el neurotransmisor abre canales por donde entra cloruro o sale potasio, el potencial de
membrana aumenta en forma transitoria; este potencial se llama potencial postsináptico
inhibitorio.
Las amplitudes de estos potenciales no van más allá de 1 a 2 milivoltios. Al sumarse todos los
potenciales excitatorios, la depolarización que se alcanza es mayor, generando un potencial de
acción en el cono axónico. Estos potenciales sinápticos tienen las mismas características de los
potenciales locales: se pueden sumar, no se propagan a distancia, etc.
Existen dos tipos de receptores para neurotransmisores:
 Receptores ionotrópicos: cuando se une un ligando se abren canales a iones.
 Receptores metabotrópicos: producen segundos mensajeros que pueden abrir canales de iones.
ALGUNOS NEUROTRANSMISORES
SINAPSIS NORADRENÉRGICA
La noradrenalina comienza a ser sintetizada por la tirosina, que es transformada en dopa,
(por tirosina hidroxilasa), luego pasa a dopamina (por acción de una descarboxilasa) esta es
incorporada a la vesícula, donde la dopamina beta hidroxilasa la transforma en noradrenalina.
Existen 2 familias de receptores: los alfa y beta adrenérgicos (1, )
Los receptores de noradrenalina son metabotrópicos. Es un neurotransmisor del Sistema
Nerviso simpático, actuando en todas las vísceras.
El efecto de la noradrenalina va a depender del tipo de receptor que se encuentre en la
membrana postsináptica. Se habla de las acciones alfa y beta de las catecolaminas. En el corazón,
por ejemplo, se une a un receptor 2 y produce aumento de frecuencia cardíaca.
Al difundir al espacio intercelular la noradrenalina puede ser inactivada enzimáticamente por
la COMT, que degrada a la noradrenalina. Este mecanismo no es muy rápido. La mayor parte de la
noradrenalina es recaptada por unos carrier de la presináptica, pudiendo reincorporarla a las
vesículas y ser secretada nuevamente. Esto implica que la acción de la noradrenalina es prolongada
en el tiempo. Para cuando la secreción de noradrenalina es muy alta existen autoreceptores de tipo
2, que regulan su secreción. Dentro de la célula, la MAO puede degradar la noradrenalina si es que
la encuentra en el citoplasma, pero esta enzima no es muy rápida. Cuando se produce mucha
noradrenalina, la tirosina hidroxilasa puede detener la producción.
La serotonina tiene un mecanismo parecido a la noradrenalina. Se dice que la depresión está
asociada a bajos niveles cerebrales de serotonina. Para ayudar a estos pacientes existen fármacos que
bloquean el mecanismo de recaptación de la serotonina.
Esteban Arriagada
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DOPAMINA
El sistema de formación de dopamina es igual al de la noradrenalina, solo que estas neuronas
no tienen dopamina beta hidroxilasa, por lo que la dopamina pasa a las vesículas. Hay 5 receptores
de dopamina, van de D1 a D5. También puede difundir y una parte ser degradada por COMT; pero
la mayor parte puede ser reincorporada. También hay receptores que frenan la producción de
dopamina y cuando hay mucha también la TH puede frenar su producción. La MAO también la
puede degradar si la encuentra en el citoplasma.
La dopamina se encuentra asociada al control del movimiento voluntario; la falta de
dopamina o de receptores para ella genera el mal de parkinson.
ACETILCOLINA
Su síntesis se inicia a partir de la colina y acetilcoenzima A, que en presencia de colina
acetiltransferasa produce acetilcolina, la que es incorporada a las vesículas sinápticas. Existen 2
tipos de receptores:
 Receptores nicotínicos: la nicotina inhibe las acciones de …………………………………….; se
encuentran en ganglios simpáticos y placas motoras.
 muscarínicos: la muscarina cuando se une ……………………………..; en el corazón produce
bradicardia, se encuentra en el músculo liso y tejido glandular.
Las acciones de la acetilcolina van a depender del tipo de receptor al que se una.
La acetilcolina es degradada por la enzima acetilcolinaesterasa, la que actúa muy
rápidamente, por lo que la acción de la acetilcolina es breve y corta. La acetilcolina se transforma en
colina y en acetato. El acetato difunde y la colina es recaptada por una proteína carrier e incorporada
al interior de la terminal nerviosa y reutilizada para sintetizar más acetilcolina.
Farmacológicamente se puede bloquear la proteína carrier que reincorpora colina, lo que va a
disminuir la producción de acetilcolina. Si se bloquea la acetilcolinoesterasa se prolonga la acción
de la acetilcolina.
La capacidad de síntesis de un neurotransmisor es limitada; por eso cuando la frecuencia de la
actividad es muy alta, se puede superar la velocidad de producción del neurotransmisor, el que
finalmente se agota.
FENÓMENOS QUE MODIFICAN LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA.
SUMACIONES
Una motoneurona recibe contactos de tipo excitatorio y de tipo inhibitorio. Recordemos que la
actividad eléctrica se inicia en el cono axónico y que la neurona nunca deja de descargar, aunque su
actividad puede aumentar o disminuir. Cada botón sináptico no es capaz de generar un potencial de
acción, pero los potenciales sinápticos se pueden sumar, lo que hace aumentar la depolarización;
esta actividad sumada puede aumentar la actividad eléctrica:
 Si se suman los efectos excitatorios de distintos botones sinápticos se habla de sumación
espacial.
 En los lugares donde no se da esta gran convergencia y donde hay un solo terminal que hace
sinápsis no se puede dar una sumatoria espacial. Un potencial de acción llega seguido de otros
los que se pueden sumar siempre y cuando la separación de tiempo sea breve de tal forma que
todavía dure el efecto del potencial anterior, esta es la sumación temporal.
La actividad generada en un cono axónico puede distribuirse en muchas neuronas postsinápticas,
caso en que se habla de divergencia.
Esteban Arriagada
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INIBICIONES Y FACILITACIONES PRESINÁPTICAS E INHIBICIONES POSTSINÁPTICAS.
La inhibición presináptica lleva a disminuir la cantidad del neurotransmisor liberado; la facilitación
presináptica tiene por propósito aumentar la cantidad de neurotransmisor liberado.
INHIBICIÓN PRESINÁPTICA: una neurona hace sinapsis con la presináptica liberando gaba:
 Si se une a su receptor del tipo A (ionotrópico) se produce un aumento de la conductancia al
cloruro y, como consecuencia de ello, disminuye la amplitud del potencial de acción que viene
por la presináptica; el efecto de este potencial será menor y hará disminuir el número de canales
de calcio voltaje dependiente abiertos, con ello disminuye el número de vesículas que se
fusionan, la cantidad de neurotransmisor liberado y, finalmente, disminuye la amplitud de los
potenciales postsinápticos.
 Si se une a su receptor B (metabotrópico), activa a una proteína G, y a través de un segundo
mensajero produce una disminución de la duración del potencial de acción, con lo que el tiempo
de apertura de los canales de calcio disminuye, entra menos calcio y disminuye el número de
vesículas que se fusionan, etc. Lo que hace este receptor es aumentar la velocidad de
repolarización (flujo de potasio).
INHIBICIÓN POSTSINÁPTICA: se libera glicina, la que aumenta la permeabilidad al cloruro, caso
en que se produce una hiperpolarización de la postsináptica, con lo que disminuye la excitación.
FACILITACIÓN PRESINÁPTICA: interneuronas que hacen sinapsis con la presinapsis liberan
serotonina; la serotonina tiene 5 receptores distintos; hay 2 mecanismos que producen facilitación:
 La serotonina se une a un receptor que activa a una proteína G, este activa a la adenilciclasa para
que transforme ATP en AMPc, el que activa a una proteína quinasa A AMPc cíclico
dependiente, la que cierra canales de potasio; con esto aumenta la duración del potencial de
acción y los canales de calcio voltaje dependiente permanecen abiertos más tiempo, por lo que
entra más calcio, etc. Independiente de lo anterior, la proteína quinasa puede movilizar vesículas.
 Receptor asociado a una proteína G que activa a una fosfolipasa C, que forma IP3 y DAG; el
DAG es liposoluble y se queda en la membrana activando a una proteína quinasa C, la que
aumenta la movilización de vesículas y, con ello, del neurotransmisor.
Uno de los mecanismos que participan en la memoria se llama potenciación de largo plazo, donde
participa el neurotransmisor glutamato. El glutamato puede unirse a 3 tipos distintos de receptores
moleculares ionotrópicos:
 quiscualato/kainato: tienen asociados canales para sodio o potasio (entra sodio o sale potasio).
 NMDA (N-metil D-aspartato): tienen un canal de sodio o potasio, pero también entra
preferentemente calcio; este canal está normalmente bloqueado por magnesio y para que pueda
desbloquearse la depolarización de la membrana debe ser alta; entonces entra calcio, el que
colabora a una mayor depolarización. Al aumentar la concentración del calcio intracelular, puede
unirse a una proteína (calmodulina) formando un complejo calcio-calmodulina, el que puede
activar a una quinasa, lo que termina en la liberación de acido araquidónico u óxido nítrico, los
que llegan a la presinapsis y aumentan la producción de glutamato, facilitando la sinapsis.
Esteban Arriagada
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SINAPSIS NEUROMUSCULAR ESQUELÉTICA.
La fibra muscular esquelética posee una serie de pliegues o invaginaciones donde hace
contacto con la fibra nerviosa, esto constituye la placa motora. La célula muscular posee además
túbulos en T, que junto con dos retículos sarcoplásmico forman las tríadas. En la placa motora la
célula no tiene mielina.
La consecuencia de la sinapsis es aquí desencadenar la contracción muscular. El
neurotransmisor en este caso es la acetilcolina (colinérgica). El neurotransmisor es reconocido por
receptores de tipo nicotínico, que son ionotrópicos, entrando sodio (canales de sodio ligando
dependientes), con lo que la membrana se depolariza. Estos potenciales tienen las mismas
características que los potenciales locales (dependen de la intensidad del estímulo, se pueden sumar,
etc). Este potencial se llama potencial de la placa motora. La amplitud de este potencial depende
finalmente del potencial de la presináptica; como aquí no hay facilitaciones, se producen sumaciones
temporales, las que hacen aumentar la cantidad de neurotransmisor liberado. La amplitud del
potencial de la placa motora es de alrededor de 20 milivoltios. El potencial de acción se produce en
la membrana que rodea la placa motora, llamada membrana de conducción.
Una fibra nerviosa puede inervar varias fibras musculares, lo que se conoce como unidad
motora; pero una fibra muscular solo se contrae si hay sinapsis en la fibra que lo inerva.
En reposo se registran micropotenciales de placa, producidas por liberación espontánea de
neurotransmisor.
La fusión de las vesículas con neurotransmisor se realiza alrededor de una zona llamadas
zonas más electrodensas de la membrana presináptica, que son las zonas activas. Esto porque aquí
existen proteínas capaces de reconocer proteínas de la membrana de la vesícula sináptica, lo que
ancla la vesícula. La liberación del neurotransmisor está dirigida hacia las crestas (donde se
encuentra la mayor densidad de receptores) y no hacia las invaginaciones, donde hay una enzima
que degrada a la acetilcolina (acetilcolinesterasa; la colina es recaptada y reutilizada), degradación
que es muy rápida.
En este tipo de sinapsis se habla de cuantam, que equivale al contenido de una vesícula, que
posee 10.000 moléculas de acetilcolina. En una sinapsis se liberan miles de vesículas.
El receptor nicotínico está formado por 5 subunidades; la acetilcolina se une a las
subunidades alfas, por lo que se necesitan 2 moléculas de acetilcolina por receptor.
La miastemia gravis es una enfermedad autoinmune donde el organismo genera anticuerpos
en contra de los receptores nicotínicos y comienza a degradarlos. Esto es gradual. Los pacientes
sufren debilidad muscular, afectándose finalmente las placas motoras de los músculos respiratorios,
por lo que el paciente muere por asfixia. Una manera de aliviar a estos pacientes es administrarles
anticolinoesterasa, de tal manera de prolongar el tiempo de acción de la acetilcolina en la placa
motora.
Los receptores nicotínicos se pueden bloquear con el curare. En clínica se curariza al
paciente para que se relaje y no se mueva, pero después hay que descurarizarlo inyectando
acetilcolina para que por competencia desplace al curare. El curare no es absorbido por el sistema
digestivo.
Los potenciales de acción que se desplazan por la fibra muscular se propagan con las mismas
características de los potenciales de la fibra nerviosa, introduciéndose en los túbulos en “T” de la
fibra muscular.
Esteban Arriagada
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Para que se genere la contracción de un músculo se necesita calcio en el citoplasma. El
retículo sarcoplásmico es un gran almacenador de calcio (tiene una calcio ATPasa que guarda calcio
por transporte activo). En el caso del músculo esquelético no hay ingreso de calcio del LEC a la
célula.
Existe una relación entre el túbulo en “T” y el retículo sarcoplásmico. La membrana del
retículo tiene un receptor de rianodina, que es un canal de calcio. En la membrana de los túbulos en
T hay proteínas que son canales para calcio voltajes dependientes. Cuando se abren estos canales, al
cambiar su configuración por voltaje activan a una fosfolipasa C (transforma el PIP 2 en IP3 y DAG),
produce IP3 el que se une a un receptor del retículo sarcoplásmico con lo que sale calcio,
aumentando la concentración de calcio de 10-7 a 10-5 m. La dihidropiridina bloquea a la proteína del
túbulo T impidiendo que el potencial de acción produzca contracción. Este mecanismo se llama
acoplamiento excitación contracción (triada).
CONTRACCIÓN MUSCULAR.
Una vez que aumenta el calcio, se contrae el músculo.
El músculo esquelético es estriado porque presenta bandas claras y oscuras. Entre líneas Z
hay sarcómeros, que es la unidad contractil. La zona más clara son filamentos delgados (actina); en
la parte central además de filamentos delgados existen filamentos gruesas (miocina). Los
sarcómeros forman miofibrillas.
Al contraerse el músculo se deslizan los filamentos delgados entre los filamentos gruesos,
acercándose las lineas Z. Para volver a su posición, el calcio debe ser guardado nuevamente, por lo
que la bomba de calcio del retículo sarcoplásmico juega un papel importante y se consume energía.
Los filamentos gruesos están formados por moléculas de miocina (500 moléculas) que tienen
una cabeza y un largo tallo; en las cabezas existen sitios que hidrolizan ATP, pero para ello
necesariamente tiene que unirse con la actina G, que tiene sitios de unión para actina.
Los filamentos delgados están formados por 3 filamentos:
 actina G, proteínas globulares que se ordenan formando una doble banda en cadena y en forma
espiralada.
 A lo largo del surco que queda entre las 2 bandas se ubica la tropomiosina (filamentosa).
 Cada cierto trecho se encuentra troponina, proteína formada por 3 subunidades:
 La subunidad c une calcio.
 La t se une a la trombomiosina.
 La i se une a la actina.
El calcio se une a la troponina c, con lo que la troponina cambia su configuración,
desplazando a la tropomiosina, con lo que los sitios de unión de la actina quedan libres y se une a la
cabeza de la miosina, formándose el complejo actomiosínico. Este complejo tiene actividad
ATPasica; al hidrolizarse la miosina se fosforila, con lo que gira, desplazando a los filamentos
delgados; al girar, se defosforila y se vuelve a formar el complejo, etc. Esto hasta que bajen las
concentraciones de calcio.
En los músculos rápidos la formación del complejo es rápida, hasta 5 complejos por
milisegundos.
Esteban Arriagada
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FISIOLOGIA MUSCULAR
Los músculos insertados están estirados; si se desinsertan se contraen y alcanzan una
longitud de equilibrio. Si a este músculo desinsertado se le aplica un estímulo, el músculo se
contrae, pero no genera tensión.
En cambio, si estiramos el músculo de su longitud de equilibrio y lo estimulamos, aumenta la
tensión. Esto es así hasta una cierta longitud, a la cual desarrolla la máxima tensión, de tal manera
que si se sigue estirando, la capacidad para producir tensión vuelve a disminuir. El músculo es capaz
de desarrollar máxima tensión cuando está a una longitud llamada de reposo, que corresponde a la
longitud del músculo insertado.
A la longitud de reposo la posición del sarcómero permite que se realice el mayor número de
interacciones actomiosínicas posibles. Si se acorta el músculo o se estira demasiado, las
interacciones actomiosínicas disminuyen.
Al aumentar la frecuencia de un estímulo se produce una sumación de sacudidas musculares
(con o sin relajación) y aumenta la tensión. Al aumentar más la frecuencia, se produce una
contracción sostenida y sin períodos de relajación, lo que se conoce como tétanos. El tétanos
completo no tiene períodos de relajación, el incompleto, sí. El tétanos genera gran tensión.
TAREA para seminario.
Contracción isotónica:
Contracción isométrica:
RECEPTORES Y REFLEJOS
Una sensación es la manifestación objetiva de la transmisión de una señal. Tiene las
siguientes características:
 Modalidad o cualidad, lo que nos permite nombrarlas. Existen submodalidades, como salado y
dulce. Esto depende de los receptores estimulados y el lugar del sistema nervioso donde esta
información es analizada.
 Las sensaciones son altamente localizadas; se forman en el centro reflejo (cerebro), pero la
sensación se proyecta al lugar donde está siendo estimulado el receptor.
 Intensidad: dada por la frecuencia de los potenciales de acción que llegan al centro reflejo, esto
depende de la intensidad del estímulo y número de receptores activados (reclutamiento).
 Duración: es la relación entre intensidad del estímulo y la intensidad percibida. Hay sensaciones
que se sienten al principio y luego se dejan de sentir (reloj, ropa), otras se mantienen
permanentemente, como el dolor.
RECEPTORES SENSORIALES
Son estructuras nerviosas asociadas o no a estructuras no neuronales. Traducen un cambio de
energía ambiental (estímulo) en potenciales bioeléctricos, por lo que son transductores.
Hay muchos tipos de clasificación: según capta información del medio interno o externo,
según la calidad del estímulo, etc. (ver hojas profe). Si los clasificamos por tipos anatómicos de
receptores, encontramos no encapsulados y encapsulados. Al hacerlos por tipos funcionales,
tenemos: mecanoreceptores, termoreceptores, nocireceptores, receptores electromagnéticos y
quimioreceptores.
Esteban Arriagada
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FISIOLOGÍA Sistema Nervioso Periférico
Los receptores sensoriales se caracterizan por ser específicos, esto es, responden con muy
bajo umbral al estímulo adecuado. Sin embargo, pueden responder a otros estímulos, siempre y
cuando este sea de muy alta intensidad o alto umbral (ej: al refregarse el ojo se ven luces).
Frecuencia Pot. acción
Frecuencia Pot. acción
Potencial Generador
FUNCIONAMIENTO (Corpúsculo de Paccini)
Es un receptor de tacto y presión, es un mecanoreceptor. La terminación nerviosa ha perdido
su mielina y como toda fibra está polarizada; rodeando la terminación
hay una capa de tejido conjuntivo distribuido en laminillas
concéntricas. Al aplicar un estímulo se deforma la cápsula, lo que hace
que la permeabilidad de la membrana al ion sodio cambie y entra sodio,
con lo que se depolariza la membrana, lo que se llama potencial de
receptor o potencial generador (El potasio puede salir y repolarizar);
estos potenciales son similares a los potenciales locales, con sus
mismas características. Los potenciales de acción se originan en el
primer nodo de Renvier, por lo que deben ocurrir corrientes iónicas
hasta el primer nodo.
Existen, entonces,
3 variables: intensidad del estímulo,
Intensidad Estímulo
amplitud del potencial de receptor o potencial generador y frecuencia
del potencial de acción.
Existe una relación directamente proporcional entre la
intensidad del estímulo y la amplitud del potencial de receptor; este
último debe tener una amplitud mínima que le permita alcanzar el
umbral de descarga del primer nodo de Renviere; entonces se
comienzan a generar potenciales de acción, hasta una frecuencia
máxima, dada por los períodos refractarios de la célula.
La relación entre la intensidad del estímulo y la frecuencia del
potencial de acción se relaciona con la intensidad de la sensación. Los
Potencial Generador
receptores pueden generar varios potenciales de acción, dependiendo
de la amplitud del potencial de receptor. Con un estímulo, se pueden
generar varios potenciales de acción.
Existen receptores de adaptación lenta y otros de rápida. Al
aplicar el estímulo, inicialmente se presenta una alta frecuencia de
potenciales de acción, la que con el tiempo comienza a disminuir, a
pesar de que el estímulo está presente. En los receptores de adaptación
lenta la frecuencia disminuye, pero el receptor se mantiene
descargando por largo tiempo.
Los receptores de adaptación rápida le permite al sistema
nervioso filtrar cierto tipo de información que no tiene significación
Intensidad Estímulo
relevante para el organismo. La adaptación se define entonces como
una disminución de la frecuencia de descarga ante un estímulo constante y sostenido.
Esteban Arriagada
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HUSO MUSCULAR
Formado por una capa de tejido conjuntivo que tiene forma de huso y en su interior tiene
unas fibras intrahusales, son fibras musculares esqueléticas modificadas, con sus núcleos al centro
(fibras con saco nuclear o con cadena nuclear); alrededor de los núcleos se encuentra la terminación
anulo espiral, que es la terminación nerviosa. Se ubican en la fibra muscular y en forma paralela a
ellas.
En los tendones hay receptores que responden a la tensión (órganos tendinosos de Golgi)
generada en ellos.
El uso muscular responde al estiramiento del músculo; cuando el músculo se acorta deja de
descargar; el organo de Golgi descarga en ambos casos.
REFLEJOS
Es la actividad básica integrativa y funcional del sistema nervioso; son respuestas
automáticas, involuntarias y estereotipadas.
En el organismo hay distintos tipos de reflejos. De acuerdo al receptor existen reflejos
somáticos cuando el efector es el músculo esquelético; y reflejos autonómicos cuando el efector es
el músculo liso, cardíaco y tejido glandular.
De acuerdo al número de sinapsis entre la neurona sensorial y la motora existen reflejos
monosinápticos, bisináptico y polisináptico (ver hojas y dibujos profe).
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FISIOLOGÍA Sistema Nervioso Periférico
El funcionalmente el Sistema Nervioso puede dividirse en Somático y Autónomo o vegetativo o
visceral.
SOMÁTICO
1. Receptores sensoriales
 Tacto-presión
 husos musculares
 organo de Golgi
 Nocireceptores
2. Vía Aferente
Ambos sistemas son iguales: fibras A
3. Arcos reflejos
 Corteza motora
 Cerebelo
 Ganglios basales
 Medula espinal.
4. Vía motora
El contacto nace en el asta anterior y llega
al efector, es una sola neurona. En la placa
motora se libera acetilcolina, con receptores
nicotínicos; por eso aquí la acetilcolina
solamente tiene acciones excitatorias.
5. Efectores
 Músculo esquelético
AUTÓNOMO




Osmoreceptores
Volorreceptores
Quimiorreceptores.
Presorreceptores
 Hipotálamo: principal centro nervioso que tiene que ver
con el control visceral, cerebro visceral.
 Sistema límbico, que tiene que ver con las emociones y
el comportamiento. La salida del limbo es a través del
hipotálamo.
 Bulbo raquídeo: tiene centros cardiovasculares,
respiratorios.
La neurona que está en contacto con el efector no nace en
el SNC, sino que la conecta otra neurona, la que nace en
las astas intermedios laterales de la médula, sale por las
raíces anteriores y hace contacto en un ganglio periférico.
Esta vía está formada entonces por 2 neuronas: la neurona
que conecta se llama preganglionar y la que nace en el
ganglio se llama ganglionar o postgangliolar.
En el ganglio, las neuronas pregangliolares secretan
acetilcolina; las postgangliolares pueden secretar
acetilcolina o noradrenalina. La aectilcolina puede tener
acciones excitatorias o inhibitorias, igualmente la
noradrenalina.
En el efector la acetilcolina se une a receptores
muscarínicos (M1 a M5), por lo que su acción va a
depender del tipo de receptor al que se una (contracción en
músculo liso del tubo digestivo; en el corazón se une a M2
y produce inhibición, disminuyendo la frecuencia
cardíaca).
La noradrenalina se puede unir a los receptores alfa
(alfa1,2) o a los beta (beta1,2,3); la respuesta dependerá
del mecanismo de transducción de señales que tiene
asociado el receptor.
 Músculo liso
 Músculo cardíaco (incluyendo marcapasos cardíaco)
 Tejido glandular.
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6. En una desnervación de la vía motora (corte de axón)
Degenera cabo distal, por lo que el efector No produce ni atrofia ni discapacidad funcional, porque la
pierde su capacidad funcional y se atrofia el inervación regula el funcionamiento, pero el
músculo esquelético.
funcionamiento no depende de la inervación.
7. Tono
Mantiene
un
tono
muscular
o Mantiene un tono autonómico; es importante porque
semicontracción, lo que le permite realizar permite, por ej, producir vasocontricción y vasodilatación.
contracciones musculares rápidas.
8. Sinápsis
Una neurona para varias fibras musculares Las terminaciones nerviosas penetran a las fibras con
y
placa
motora;
el
efecto
del varicocidades, donde se libera neurotransmisor; el efecto
neurotransmisor se produce en puntos se produce en cualquier punto del efector. Se llaman
específicos
sinapsis en ruta. Existen uniones nexo, lo que permite
transmitir la actividad por sinapsis eléctricas; por eso estos
tejidos funcionan como un todo, lo que permite, por ej, al
corazón contraerse.
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El sistema nervioso autónomo posee una porción simpática y una parasimpática
SIMPÁTICO
PARASIMPÁTICO
1. Origen
Las neuronas pregangliolares nacen en las astas Las neuronas pregangliolares tienen 2 orígenes:
intermedias torácicas D1-L2; salen por las raíces - Núcleos motores neurales en la porción craneal
anteriores al ganglio periférico. Los ganglios de la médula: el ganglio está muy cerca del
están
organizados
formando
cadenas órgano. Se incorporan a los nervios craneales.
gangliolares: cadena paravertebral, una a cada - Astas intermedios laterales de segmentos sacros
lado de la médula, y una cadena prevertebral o de la médula espinal: se incorporan a los nervios
colateral.
pélvicos o sacros y se dirigen a la víscera; el
La neurona pregangliolar es corta, la ganglio está muy cerca de la víscera
postgangliolar es larga. Esto permite enviar No hay cadenas de ganglios.
neuronas a ganglios vecinos, distribuyéndose y La neurona pregangliolar larga y la postgangliolar
afectando el funcionamiento de muchos órganos; corta, por lo que aquí prácticamente no hay
esto se conoce como divergencia, lo que le divergencia, por lo que las respuestas son
permite al simpático dar respuestas masivas y localizadas.
amplificadas.
2. Neurotransmisores
Las pregangliolares liberan acetilcolina y son todas excitatorias
Las postgangliolares secretan en su mayoría Las postgangliolares secretan todas acetilcolina, es
noradrenalina, excepto las que inervan vasos exclusivamente colinérgico
sanguíneos de musculatura esquelética y de
glándulas sudoríparas, donde liberan acetilcolina.
Las neuronas pregangliolares simpáticas inervan
a la médula adrenal ubicada en la glándula
suprarrenal, para secretar adrenalina (80%) y
noradrenalina (20%). Esto hace que los órganos
receptores simpáticos reciban 2 acciones: directa
por la vía nerviosa y otra indirecta que va a llegar
por la sangre; lo que hace que la acción del
simpático sea además prolongada en el tiempo.
El hecho de que la noradrenalina sea recaptada y El hecho de que la acetilcolina sea degradada
vuelta a usar, explica porque la acción del explica porque la acción del parasimpático es más
simpático también es más prolongada.
corta.
Mecanismo de transducción de señales.
Todos los receptores beta producen AMPc; la fosfodiesterasa la degrada (FDE).
Los receptores alfa2 activan una proteína G inhibitoria, disminuyendo la actividad de adenilciclasa, y
disminuyendo la producción de AMPc.
Los receptores alfa1 o muscarínicos1 activan una proteína G, la que activa a una fosfolipasa, que
transforma el PIP2 en DAG y IP3.
Esteban Arriagada