Receptores de Neurotransmisores

Clases
Fisiología I
Gershon Silva Diaz
Kinesiología
1
CLASE FISIOLOGIA N º1
HOMEOSTASIS
Etimología 
Palabra compuesta proveniente del griego  HOMEO = Igual
 STASIS = Quieto
Por lo tanto HOMEOSTASIS: A lo largo del tiempo tiende a mantenerse igual. No
significa necesariamente que en todo momento vaya a ser el mismo, sin embargo a lo largo
del tiempo tiende a mantenerse más o menos igual.
Conjunto de procesos activos que tienden a mantener estable las condiciones que permiten
la vida. La mantención de este estado estable o de quietud no se logra con métodos
pasivos, sino que se necesita agregar energía al sistema para mantener la homeostasis.
Los procesos pasivos no lograran mantener la homeostasis.
Este conjunto de procesos permite la adaptación a las condiciones cambiantes del entorno o
medio ambiente. Si medio externo cambia de la célula la homeostasis
Cuando la homeostasis mediante procesos activos no se puede mantener, la fisiología se
rompe (no se puede mantener) y puede conducir a procesos de enfermedad humana.
Si la célula no es capaz de mantener la homeostasis muere la célula, muere el tejido
completo…
Definición: en biología homeostasis es el estado de equilibrio dinámico…
En resumen  Homeostasis: se mantiene entonces con procesos activos y gasto de energía
y que principalmente logran separar dos grandes compartimentos, un medio externo de uno
interno. Las membranas celulares por ejemplo separan medio externo (líquido circulante
plasmático y líquido intersticial) del interno (dentro de la célula como moléculas y
organelos). La homeostasis se logra en la medida en que la membrana a través de procesos
activos pueda mantener separado el medio intracelular del extracelular, y logra movilizar
iones o solutos de un medio a otro.
Intercelularmente el catión más abundante, la molécula más abundante es el catión
Potasio (K) concentración intracelular de 140mM (mili molar) es por lejos el ion mas
abundante de la célula. En concentraciones mucho menores se encuentra el Sodio (Na) de 5
a 15mM y al ion calcio.
En extracelular el ion más abundante es el ion Sodio con una concentración extracelular de
145 mM y el potasio es mas bajo: 5 mM. El calcio también es más alto en extracelular que
en intracelular.
Los valores pueden variar pero esto se mantiene como regla general tanto para una neurona,
tejido muscular, célula del epitelio intestinal etc.
COMPONENTE
( ) INTRACELULAR
( ) EXTRACELULAR
2
Cationes
Na +
K+
Mg 2+
Ca 2+
H+
Aniones
Cl -
5–15
140
0.5
10-4
7 * 10-5 ó
-7.2
(10 M o pH 7.2)
5-15
145
5
1–2
1-2
4 * 10-5
(10-7.4 ó pH 7.4)
110
Estructura típica membranas biológicas: (dibujo)
COMPOSICION:
-Todas compuestas por bicapa lipidica se compone de dos monocapas de fosfolipidosy
otros lípidos..
-separa compartimentos celulares
-Lípidos, carbohidratos y proteínas  insertos en membrana
-lipidos mas importantes: fosfolipidos, glucolipidos, colesterol.
FUNCION:
-Barrera biológica
-Impermeable a moléculas de gran tamaño o harta polaridad
-Permeable a moléculas pequeñas o que logran tener un paso selectivo a través de proteínas
dentro de las membranas
LÍPIDOS
FOSFOLIPIDOS  uno de los lípidos mas comunes dentro de la membrana. Molécula
anfipática  parte polar y una apolar  2 colas apolares (hidrofóbicas) cabeza polar
(hidrofílica). Fosfato y alcoholes
Pueden formar una micela o también una bicapa lipídica (separan dos compartimentos de
agua)
NO pueden atravesar:
Moléculas de agua no atraviesan a través de los lípidos menos aun otra partícula hidrofilica.
Las que no pueden pasar deben ser ayudados por otras estructuras.
SI pueden atravesar:
-partículas de grasa (colesterol)  fármaco con derivados del colesterol, hormonas
esferoidales.
GLUCOLIPIDOS- Son similares a los fosfolipidos, poseen cadenas hidrcarbonadas
bastante extensas alrededor de 20 C, enlaces carbonos pueden ser saturado e insaturados
.tiene una porcion hidrofobica y una cabeza polar que esta compuesta por residuos de
azucar (galactosa, fructosa, glucosa) esto forma el dominio hidrofilico por lo tanto este
glucolipido tambien es una molécula anfipatica expone una cola hidrocarbonada hacia el
interior de la membrana y la cabeza polar donde esta el azucar hacia el exterior.
3
Las enzimas que adicionan esta moléculas azucar funcionan activas con la extracelular esto
hace que la gran cantidad de glucolipidos se encuentre en la monocapa que va hacia el
extracelular.
COLESTEROL  Molécula altamente hidrofóbica, tambien es débilmente anfipatica, tiene
una pequeña cabeza polar hacia dentro de la celula y el cuerpo hacia el extracelular. esta en
todas las membranas. Abundancia relativa provee a la membrana de cierta fluidez. Una
membrana con alto contenido de colesterol va a ser bastante poco fluida que una que tenga
menos. Esta consideración hay que tomarla en cuenta de acuerdo a la temperatura:
A temperaturas muy bajas las membranas son poco fluidas
A temperaturas más altas las membranas son mucho mas fluidas
Colesterol puede estar presente en ambos lados de la bicapa lipidica
Existen fofolípidos de distintos tipos:
Casi todos pueden estar ubicados en ambos lados de la bicapa lipidica sin embargo hay
algunos se ubican preferentemente en una de las bicapa  FOSFATIDILSERINA  se
ubica en la monocapa interna de la membrana.
- Lípidos no son estructuras estacionarias, son dinámicas tienen movimiento (entre lípidos
de una misma monocapa o entre monocapas)
- Tienen vidas medias estables, se degradan y se sintetizan a lo largo del tiempo.
FIGURA QUE MUESTRA:
- Fosfolipidos pueden ser intercambiados entre una membrana y otra como también pueden
ser insertados dentro de la membrana plasmática.
FIGURA QUE MUESTRA PROTEINA TRANSPORTADORA:
4
PROTEÍNAS
El hecho de que las membranas sean activamente el agente separador del intra y extra
celular, y mas aun que sea una vía comunicante pero de forma selectiva y controlada entre
un lado y el otro se basa en la inserción de proteínas en la membrana. Pueden ser proteínas
que atraviesan toda la membrana o que tengan dominios intra o extra celulares, pueden
tener componente trans membrana, o estar adosada a otra componente y no participar
físicamente de la membrana.
FUNCIONES:
-Receptores (de neurotransmisores, hormonas, etc.)
-Moléculas de adhesión (unión, sostén)
-Poros o canales
-Bombas
-Enzimas (proteínas que se unen a ligando para mandar señal), etc.
SINTESIS:
1-. Dinámica  vida media habitualmente es corta  se degradan muy rápido
2-. La densidad de cierta proteína en particular cambia a lo largo del tiempo y esta sujeta a
estímulos.
No siempre tengo las mismas proteínas en una membrana
3-. La síntesis de proteínas se basa en dos organelos intracelulares principales:
 Complejo de Golgi
 Retículo Endoplásmico
CITOSOL
NUCLEO
PEROXISOMA
MITOCONDRIA
PLASTIDIOS
RETICULO ENDOPLASMATICO
GOLGI
LISOSOMA
VESICULAS
ENDOSOMA
SECRETORAS
SUPERFICIE CELULAR
5
Las proteínas pueden insertarse en la membrana a través de vesículas secretoras y liberar su
contenido. Las proteínas que están en la membrana peden ser internalizadas por un
endosoma, el contenido puede ser  reciclado o degradado para formar otro tipo de
proteínas.
Las proteínas pueden estar insertas en la membrana o estar unidas a otra proteína inserta en
la membrana.
Algunas pueden tener 1 solo dominio dentro de la membrana mientras otras pueden tener
varios, pero lo que si es regla es que las porciones de las proteínas que estén insertas en esta
membrana deben ser hidrofóbicas. (Ya que la membrana en su interior es hidrofóbica).
Y las porciones que dan tanto al intracelular como al extracelular son principalmente
hidrofílicas, existen aminoácidos que son tremendamente polares orientados al extra o intra
celular pero nunca hacia dentro de la membrana.
VESÍCULAS SECRETORAS
Además de poder insertar proteínas la unión de las vesículas a la membrana plasmática
también puede tener el objetivo de liberar hacia el extracelular sustancias.
Sirven para:
-insertar proteínas
-secretar distintas sustancias (vesículas de hormonas, neurotransmisores, etc.)
A la membrana de la célula como a la de la vesícula cuando entran en contacto, les es muy
fácil fusionarse.
Tanto la inserción de una vesícula que puede tener la función de insertar proteínas, como la
endocitosis es un procesos que puede ser regulado  con un cierto estímulo en un
momento especifico en un tejido especifico logra insertar gran numero de vesícula en la
membrana para ubicar proteínas particulares en la membrana, y a través de otro estimulo o
la ausencia de éste, logro internalizar las proteínas.  ciclo habitualmente inducido
TRANSPORTE A TRAVÉS DE MEMBRANAS BIOLÓGICAS
PRINCIPALMENTE DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA (AUN CUANDO TAMBIEN
EXISTE TRANSPORTE ENTRE ORGANELOS, ETC.)
La membrana lipidica impide el paso de sustancias polares o de gran tamaño, las únicas
partículas que logran atravesar son los gases. Sin embargo estas partículas tienen que entrar
de alguna forma y lo hacen a través de las proteínas.
En una membrana sin proteínas, los gases y algunos alcoholes como el etanol son las únicas
moléculas que pasan libremente a través de las membranas, (simplemente se movilizan por
gradiente).
El agua por ejemplo o la urea no pasan con facilidad través de la membrana lipidica (tienen
una constante de difusión extremadamente baja, la urea quizás un poco mas alta que la del
agua)
6
La glucosa, iones o moléculas mas grandes como los aminoácidos tienen un paso = a cero
si no tienen otras moléculas accesorias. Iones por ejemplo Na o K no podrían pasar de un
lado a otro y generar potencial de acción.
 Por lo tanto necesitamos de estructuras que medien el paso de sustancias a través de la
membrana.
¿Como logra un soluto atravesar una membrana?
Debe primero libera las moléculas de agua  atravesar primero las cabezas polares 
atravesar las colas apolares (tremenda bicapa hidrofóbica)  pasar al otro lado, salir y rehidratarse.
Esta seria el trabajo que se debe conseguir sin embargo este proceso es IMPOSIBLE de
realizar a través de las membranas  Solución: Difusión Simple o Transporte mediado
DIFUSION SIMPLE:
Soluto logra atravesar la membrana lipídica sin ayuda de molécula accesoria. Siempre A
FAVOR de la concentración.
TRANSPORTE MEDIADO:
Cuando se necesita molécula accesoria para que se realice este movimiento (pasar de un
lado al otro de la membrana). SIEMPRE necesita de molécula accesoria para que se realice.
A FAVOR del gradiente químico o de concentración, de mas a menos.
Las moléculas que son cargadas deben considerar además del gradiente químico, el
gradiente electroquímico
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A FAVOR de la gradiente (química o electroquímica)  NO necesita gasto de energía,
solo de una vía de conducción
CONTRA gradiente siempre va a necesitar de energía para que ocurra
MECANISMOS DE TRANSPORTE
DIFUSION SIMPLE
Transporte solo a través de membranas
TRANSPORTE FACILITADO (PASIVO)
(A favor gradiente/sin energía)
 Transporte mediado por
estructuras (proteínas)
TRANSPORTE ACTIVO: PRIMARIO
Y SECUNDARIO
(Contra gradiente/con energía)
DIFUSION SIMPLE
- FACTORES QUE LO RIGEN:
1-. COEFICIENTE DE PARTICIÓN (K):
Índice (valor, cuociente) de la afinidad de una sustancia por la fase lipídica (hidrofóbica o
la membrana)
K = (Mb)
(Aq)
( ) soluto en fase lipídica o membranosa (membrana)
( ) soluto en fase acuosa
CONCLUSIONES:
- A mayor K  MAS hidrofóbico (mas inserta en fase membrana)
- A menor K  MAS hidrofílica (mayor concentración en fase acuosa)
- A mayor K  MAYOR probabilidad de atravesar membrana biológica
- A menor K  hidrofilica  muy baja probabilidad de atravesar una membrana
biológica
- Moléculas altamente hidrofóbica  va a estar en mayor concentración en la fase
membrana
EN RESUMEN:
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K = índice de la solubilidad de una sustancia en la fase membrana y de la capacidad de esta
sustancia de poder atravesar una membrana biológica.
Por tanto gases y moléculas u hormonas esteroidales  alto K logran pasar membrana.
Por lo tanto si un fármaco necesita crear un medicamento que atraviese la membrana y
llegue al núcleo por ejemplo  deberá estar compuesto por sustancias con un alto
coeficiente de partición para que no tenga problema en atravesar la membrana
2-. LEY DE FICK:
Serie de factores que definen el movimiento de un soluto a través de una membrana
dn =
dt
A * KD * (delta) C
X
A = Área total que la molécula tiene para atravesar la membrana. Área total o superficie
total que esta disponible para que un soluto la atraviese. (Ejemplo: muralla clase)
X = Mientras mas ancha sea la membrana mas le costara al soluto atravesarla, y viceversa.
Todas las membranas, sin embargo, tienen un tamaño estándar.
K = coeficiente de partición
D = Coeficiente de difusión de un soluto
C = Diferencia de concentración (en cada lado de la membrana). En ausencia de
diferencia de concentración el movimiento neto de un soluto es cero. Para que exista flujo
es necesario que exista diferencia de concentraciones.
CONCLUSIONES:
- A mayor grosor de la barrera  menor difusión o flujo del soluto
- Flujo inversamente proporcional al ancho de la barrera que tiene que atravesar (X).
- Flujo del soluto es directamente proporcional a K, A, C y D. Mientras más altos
sean estos 4 valores mas alto va a ser el flujo del soluto.
- CINÉTICA DE TRANSPORTE (cinética de difusión): Lineal
Flujo de moléculas que pasan por unidad de tiempo a través de esta barrera.
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Cinética de tipo LINEAL: A medida que aumento la diferencia de concentraciones
aumenta proporcionalmente la tasa de transporte. Esto se explica porque el área de
superficie que tiene para que el soluto atraviese la membrana se considera como infinita.
Siempre hay suficiente área de transporte para pasar todos los solutos que se necesiten de
un lado de la membrana hacia el otro. Sin nunca llegar a un estado estacionario o de
saturación.
EN RESUMEN
1-. Transporte es generado por la gradiente de concentración, debe existir gradiente de
concentración para que haya flujo neto.
2-. El transporte ocurre a través de la membrana lipidica en forma independiente de
estructuras accesorias.
3-. NO necesita energía porque es a favor de la gradiente de concentración
4-. Cinética de tipo lineal
LEY DE FICK:
dn = A * KD * (delta)C
dt
X
LEY DE FICK:
Flujo = A * KD * ()C
X
LEY DE FICK:
Flujo = A * P * ()C
dn = razón de difusión
dt
()C = (delta) C = (C1 aq – C2aq )
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TRANSPORTE FACILITADO (PASIVO)
Transporte facilitado por una proteína que media el paso de sustancias de un lado a otra sin
la cual no podrían atravesar la membrana.
CONCEPTOS IMPORTANTES:
1-. Estructura selectiva o específica por un soluto en particular. No transporta cualquier
soluto que se presente solo un tipo específico
 TRANSPORTE SELECTIVO
2-. Proteína que transporta debe producir un cambio conformacional. Estructura se
modifica para captar molécula ingresarla a la proteína y atravesarla hacia al otro lado de la
membrana. No es como un túnel, sino que de forma más compleja debe moverse para
unirse a la molécula en su sitio activo o sitio de unión, cambiar su forma conformacional e
ingresar la molécula y pasarla al otro lado de la membrana.
TRANPORTADORES: Moléculas  proteínas que logran pasar un determinado soluto de
un lado de la membrana al otro. (Sitio de unión del transportador afín a un solo tipo de
soluto).
Existen casos muy excepcionales en los que un transportador puede transportar más de un
tipo de molécula.
 Por lo tanto en la membrana tiene que haber un gran numero de transportadores distintos
para cada tipo de molécula.
Existen distintos tipos:
-Uniporter: Transporta un soluto de un lado a otro
-Symporter: Transporte acoplado o co-transportadores. Un soluto acompañado por el
transporte de otro soluto distinto. Soluto que se quiere transportar y soluto que lo acompaña
van en la misma dirección.
-Antyporter o Contratransportador: Transporte acoplado o co-transportadores . Un soluto
acompañado por el transporte de otro soluto distinto. Un soluto va en una dirección y el
soluto que lo acompaña va en la dirección opuesta.
¿De que depende la tasa (velocidad) de transporte?
Del tipo y fundamentalmente del número de transportadores. Los transportadores tienen
habitualmente una tasa de transporte (tal cantidad de moléculas por unidad de tiempo) y
que puede variar dentro de ciertos márgenes. Pero para aumentar la tasa de transporte de
glucosa o un ion por ejemplo necesariamente debemos aumentar el número de
transportadores. Del mismo modo para disminuir la tasa de transporte debemos disminuir
el número de transportadores.
- A mayor número de transportadores  más alta va a ser la tasa de transporte
- La tasa de transporte es finita, tiene un límite. Tengo número finito de áreas por las que
puedo transportar el soluto. (Ejemplo sala clase y paso por puertas  finito)
- Aumentando número de transportadores puedo aumentar tasa de transporte
- Tiene número finito de transportadores
Velocidad o tasa de transporte del ion también va a depender del número de canales.
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CINÉTICA DE TRANSPORTE: de saturación
En un principio es lineal pero a medida que aumento cantidad de soluto lleno los
transportadores y llego a la velocidad máxima de transporte  estado estacionario 
CINÉTICA DE SATURACIÓN (aunque aumente mucho la diferencia de concentración el
transporte llega a un máximo y no aumenta más.)
Tasa relativas de transporte: la tasa de transporte a una misma cantidad de soluto es mucho
más alta cuando veo la cinética de un transporte mediado que cuando veo una difusión
simple. Las tasas de transporte elevadas siempre se obtienen con transportes mediados por
proteínas. Por lo tanto cuando quiero transportar en forma eficiente gran cantidad en un
tiempo corto habitualmente ocupo el tipo de transporte mediado  las proteínas ayudan
teniendo una acción catalítica potenciando el paso de una sustancia a otro  aumentan
muchísimo la eficiencia del paso de un ion de un lado a otro. Tasa de transporte en difusión
simple: pequeña
Grafico
Caso típico: transporte facilitado de glucosa ver ejemplo en diapositivas:
En extracelular existe sitio de unión al cual no se va a unir otra molécula que no sea glucosa
 se une  cambia conformacionalmente  internaliza la glucosa  se separa glucosa
de sitio de unión  la libera al espacio intracelular donde hay una menor concentración de
glucosa   proteína transportadora vuelve a cambiar de conformación a su estado inicial
para poder volver a tomar otra molécula de glucosa del extracelular y repetir la acción
Otro ejemplo: canales iónicos: pueden transportar iones específicos de un lado al otro: solo
Ca+, solo Na+, solo K, etc SIEMPRE a FAVOR de gradiente. Habiendo casos puntuales en
los que un canal puede trasportar más de un tipo de ion, pero la generalidad indica que son
selectivos.
Canal iónico cerrado, impide paso de iones  se abre, para permitir paso de un ion en
particular a favor de su gradiente electroquímico  *Canales iónicos no son poros que
siempre se mantienen abiertos, además son selectivos.
Se abren (su estado conductor) es mediado por estímulos: ligando (neurotransmisor,
hormonas,etc.), diferencia de potencial, etc. Apertura o cierre, estado conductor o no
conductor va a estar entonces mediados por estímulos particulares. Por lo tanto no siempre
van a estar abierto, no siempre conducen. Solo cuando se abren producen movimiento de un
ion.
Habitualmente la selectividad de los canales iónicos es similar a la de las proteínas
transportadoras, por lo tanto tienen sitio de afinidad a un determinado ion o molécula. En la
región mas externa tienen aminoácidos que logran estabilizar de mejor manera a un ion en
particular  de esta manera los canales de potasio estabilizan mucho mejor al ion potasio
que es al que logra transportar sin embargo el mismo canal de potasio no estabiliza de la
misma forma al ion sodio.
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- Transporte A FAVOR de gradiente (de mayor a menor)
- SIN gasto de energía pero
- CON molécula facilitadora
CANALES DEPENDIENTES DE LIGANDO:
Los canales que se abren por la unión de un ligando (hormona, neurotransmisor, etc.). En
ausencia de este ligando están cerrados.
CANALES DEPENDIENTES DE POTENCIAL (DE MEMBRANA O DE REPOSO):
Cuando se abren por cambios en el potencial de membrana generalmente despolarizándolo
(haciéndolo mas negativo). Habitualmente los canales iónicos están cerrados en el potencial
de reposo pero cuando por algún motivo el potencial cambia  este cambio es el estímulo
para abrir el canal  estado conductor deja pasar al ion especifico a favor de su
gradiente electroquímico
EN RESUMEN
1-. Transporte generado por gradiente de concentración: a favor de gradiente de
concentración química o electroquímica
2-. Transporte ocurre a través de una estructura presente en la membrana (proteína: ya sea
un transportador o un canal iónico)
3-. Velocidad de transporte es mayor que en la difusión simple  eficiencia mediante
transporte facilitado siempre es mayor q dif. Simple
4-. No necesita de energía
5-. Cinética de Saturación
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO – SECUNDARIO
PRIMARIO
Transporte mediado. Contra gradiente.
Aunque igual que el transporte facilitado o pasivo es mediado por una proteína que se
inserta en la membrana, el transporte activo es contra la gradiente química o electroquímica
y por lo tanto requiere gasto de energía.
Ejemplo más claro en transporte activo primario: las bombas. Van a poder transportar un
ion de una zona de menor concentración a una de mayor concentración, contra gradiente.
Bombas ATPasas
Ejemplo Bomba Sodio-Potasio:
Transportador que logra pasar 2 potasios y 3 sodios en contra gradiente ambos (sodio
mayor concentración en extracelular y potasio mayor concentración en intracelular). Este
movimiento necesita de energía para producirse y se obtiene a través de la hidrólisis de una
molécula de ATP = ADP + P. Por lo tanto estas bombas son ATPasas degradan ATP y de
ahí obtienen la energía necesaria para producir el movimiento contra gradiente.
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Extracelular
2K+
Membrana
CONTRA GRADIENTE
Intracelular
3Na+
Bomba pasa 2 potasios (contra gradiente) del citosol al intracelular concentrándolo adentro,
también saca sodio del intracelular y lo mantiene en el extracelular en una concentración
elevada de sodio extracelular de 145 mili molar.
¿Cómo es la energética de este transporte?
Tanto el transporte del potasio como del sodio tienen una cierta cantidad de energía 
cantidad de energía positiva (cosa que no ocurre de forma simultanea)  a la cual es
necesario adicionar una cantidad extra de energía (E) al sistema para que ocurra el
transporte, una energía igual o superior a la del transporte del sodio o del potasio. Esta
energía es la que se obtiene de la hidrólisis del ATP (ADP + P) y la sumatoria total da un
()G negativo que en esta condición hace que el proceso sea espontáneo.
Sin la adición de esta energía este proceso no podría ocurrir
Transporte Na+
= 12500 Joule/mol
Transporte K+
= 6000 Joule/mol
Transporte del ATP =
E
= -() G
Entonces el transporte activo primario es contra gradiente y la energía se saca de la
hidrólisis del ATP en forma directa
SECUNDARIO
- Transporte contra gradiente
- Acoplado al transporte de otro ion donde este ion se transporta a favor de gradiente
(cotransportadores)
- Requiere de energía adicional
- La energía entonces para mover este ion o molécula que va contra gradiente no se obtiene
de la hidrólisis del ATP directamente, sino de la energía proporcionada por el movimiento
acoplado de este otro ion que si se esta moviendo a favor de la gradiente. Este movimiento
libera energía suficiente para producir el movimiento de la otra molécula o ion que va
contra gradiente
- Se llama TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO porque:
ACTIVO: Porque hay que proporcionar energía al sistema ya que va contra gradiente, y
SECUNDARIO: Porque ocupa la energía liberada por el transporta de otro soluto que si va
a favor de la gradiente. Por lo tanto si ocupa energía pero NO de forma directa.
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- El transporte activo secundario sí ocupa energía pero no de forma directa que sería la
hidrólisis de ATP. Lo hace de forma indirecta.
Ejemplo: Transporte activo secundario de glucosa (existen 2 tipos de transportadores que
transportan glucosa: facilitado pasivo y por el activo)
Glucosa en baja concentración en el extracelular y alta en el intracelular  y hacia ese lado
(contra gradiente) debo moverla  como lo hago?  la energía la obtengo de otro soluto
que se mueve a favor de la concentración  en este caso el ion Sodio (Na+) (habitualmente
sodio). Moléculas cotransportadoras.
Dato: Negativo se refiere a que es espontánea en el sistema ocurre sin perturbar el sistema.
Positiva no es espontánea.
Transporte Na+
=
Transporte Glucosa =
-12500 J/mol
2 J/mol
=
-() G
CINETICA DE TRANSPORTE : De saturación
EN RESUMEN
1-.Transporte contra gradiente
2-.Transporte mediado, ocurre a través de una estructura presente dentro de la membrana
3-. Necesita de energía ya sea de forma directa o indirecta. SIEMPRE
4-. Cinética de Saturación: ya que el número de transportadores es finito
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TRANSPORTE DE AGUA A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
El agua tiene un transporte bastante bajo a través de la membrana ya que tiene una
permeabilidad difusiva (capacidad del agua de transportarse a través de una membrana)
bastante baja.
Necesita de moléculas que medien su paso a través de la membrana, proteínas
especializadas  necesita de una permeabilidad hidráulica  permeabilidad del agua a
través de moléculas facilitadoras  solo en este caso en presencia de permeabilidad
hidráulica existe movimiento de agua que ayuda para el funcionamiento de la célula.
OSMOSIS: Paso de agua de un lado a otro.
Agua se mueve desde donde hay menos soluto hacia donde hay más soluto, de donde haya
una presión osmótica menor a una presión osmótica mayor.
La presión que se pueda medir de un lado a otro. El movimiento no se produce solo a través
de la membrana sino que a través de estructuras especializadas que mueven el agua de un
lado a otro  “APOCORINAS” tienen sitio afín al agua y se expresan de manera
diferencial de acuerdo a cada tejido y a que lado de la membrana este. Media paso agua a
favor de concentración a favor de su diferencia de presiones hidrostáticas
PRESION OSMOTICA:
Presión que se ejerce en el soluto de solución o la presión que se debe ejercer para impedir
el paso de agua de un lado a otro
OSMOLARIDAD:
Forma de poder expresar la presión osmótica en términos de los solutos.
I * C = os moles/L
I = Número de partículas en que estas se disocian en la solución
C = Concentración de los solutos en una solución (concentración molar)
Ejemplo: cloruro de calcio o sodio al caer al agua se separan el sodio en 2 y el calcio en 3
Solución de
i=
c=
Osmolaridad =
NaCl
cloruro de sodio
2
100 mM
200 mos moles/L
CaCl2
cloruro de calcio
3
100mM
300 mos moles/L
 Soluciones de igual concentración pueden generar osmolaridades distintas. Porqué es
importante: porque soluciones con distinta osmolaridad pueden generar distintas presiones
osmóticas  difusión de un lado a otro.
Para mantener homeostasis celular debo tener mecanismos regulatorios de estos porque si
entrara infinita agua reventaría.
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Es importante porque al tener cada molécula o soluto una osmolaridad particular generan
entonces presiones osmóticas particulares y entonces cuando muevo una molécula de sodio
o glucosa, estoy moviendo necesariamente moléculas de agua que acompañan el
movimiento  Esto generaría problema porque cada vez que mueva molécula genero
osmosis  por lo tanto debo tener estructuras especializadas para mantener porte o
tonicidad de la célula
Osmolaridad constante  para que así osmosis tenga limite y se regule para mantener la
homeostasis
SIEMPRE QUE MUEVO UN SOLUTO ESTOY MOVIENDO PARTICULAS DE AGUA
CON EL
TRANSPORTE A TRAVÉS DE EPITELIOS
Transporte que considera paso a través de 2 membranas.
Células se ubican una al lado de la otra formando epitelios.
Este transporte se basa en la ubicación asimétrica de transportadores en distintos lados de
la membrana
Factores:
-Gradiente de concentración
- Potencial eléctrico trans epitelial (diferencia de cargas entre un lado del epitelio y el otro
Ejemplo clásico: glucosa
Por lo tanto para que glucosa que cómo en un chocolate por ejemplo pase del lumen del
intestino a la sangre debe pasar dos membranas, la primera apical que da al lumen del
intestino y la segunda vaso lateral que da al vaso sanguíneo.
Glucosa tiene concentración más baja que en el intracelular gástrico  por lo tanto debo
usar un transporte activo contra gradiente  transporte activo secundario acoplado a sodio
 debo mover glucosa desde el lumen del intestino a la célula  debo mover la glucosa
desde la célula al capilar sanguíneo (lumen plasmático) donde hay baja concentración de
glucosa por lo tanto a favor de la gradiente concentración pero mediado  transporte
pasivo
EXPRESION ASIMÉTRICA DE TRANSPORTADORES 
Cuando no tengo el mismo transportador en ambas membranas. Esto impide que la glucosa
por ejemplo se devuelva.
Potencial trans epitelial tiene importancia cuando moléculas son cargadas por ejemplo un
ion o un aminoácido.
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CLASE FISIOLOGÍA N º2
“POTENCIAL DE MEMBRANA”
¿Por qué ES IMPORTANTE?
Porque en el curso se aborda la parte de fisiología celular.
Las células especialmente las células excitables tienen un lenguaje a través del cual se van a
comunicar  estas son: señales eléctricas y químicas. Estas se generan en la célula y tienen
que transmitirse a otras células que pueden ser otras neuronas fibras musculares
esqueléticas, musculares lisas o otras células que secreten por ejemplo hormonas, etc. De
esta forma la información que se genera en un determinado lugar (sistema nervioso central)
sea traspasada a la periferia o lugar que puede ser muy distante de donde se origino.
Para que la célula excitable, neuronas y fibras musculares, sean capaces de generar señales
que se transmitan (potenciales de acción) es necesario que exista en la membrana celular
una diferencia de potencialidad, y esta diferencia de potencial eléctrico que tiene la
membrana en reposo sin que uno le añada ningún estimulo es lo que se conoce como
“POTENCIAL DE REPOSO O POTENCIAL DE MEMBRANA”. TODAS las células
tienen potencial de membrana.
¿Qué hace diferente a una célula común de una excitable?
La célula excitable es capas de generar una respuesta eléctrica de un estimulo, como son los
potenciales de acción o impulsos nerviosos.
¿Como se establece este potencial de reposo?
Potencial de membrana o de reposo: Es una diferencia de potencial entre el lado interno y
externo de la membrana. Es el resultado de la separación de cargas a través de la membrana
celular. (V=potencial)
Vm = Vi – Ve
Ve = 0
Vr = Vi
Por convención el potencial fuera de la célula es igual a cero. Por lo tanto siempre que nos
refiramos al potencial de membrana como “el potencial de membrana es -70mV por
ejemplo, estamos indicando que el interior es negativo con respecto al exterior. O si
decimos que el potencial de membrana es +30 mV significa que el interior es positivo con
respecto al exterior en una magnitud de +30 mV.
SIEMPRE EL INTERIOR CON RESPECTO AL EXTERIOR (POR CONVENSION)
Si medimos esta diferencia de potencial en una neurona estando en reposo eléctrico, sin
estimulo, podemos registrar un potencial de membrana o una diferencia de potencial de
alrededor de unos -70 mV.
Esto es variable no significa que todas las neuronas tengan el mismo potencial de
membrana es aproximadamente en neurona tipo.
18
¿Cómo se sabe de esta diferencia de potencial en los distintos tipos de células?
Es fácil de hacer cuando células son grandes (en células chicas es difícil de registrar).se
toma célula ejemplo neurona. Se les acercan electrodos (de vidrio generalmente) llenos con
solución electrolítica generalmente cloruro de potasio, una solución que sea capaz de
conducir en forma eficiente la corriente eléctrica. (Diagrama)
Se tienen 2 electrodos en extracelular  se tiene sistema que permite ver cambios de
voltaje. Si los 2 electrodos están fuera de la célula la diferencia de potencial es cero. Lo
mismo ocurre si se ponen los 2 en el interior de la célula porque el potencial es el mismo.
Se acerca uno de los electrodos y se pincha la célula se mete electrodo al interior de la
célula. Cuando esto ocurre la diferencia de potencial que era cero se hace mas negativa. En
este caso que es neurona aproximadamente -70 mV. Por lo tanto si no se esta dando
estimulo esta diferencia de -70 mV se va a mantener en el tiempo. Esto ocurre en la gran
mayoría de las neuronas que tienen potencial de reposo que se mantiene en el tiempo.
Esto indica, si la diferencia de potencial se mantiene constante por ejemplo -70 mV indica
que el interior es negativo con respecto al exterior en una magnitud de -70 mV.
LAS DIFERENCIAS QUE SE ESTABLECEN EN LAS CÉLULAS SON EL ORDEN DE
LOS “mV”.
60
30
Inserción electrodo
0
-30
Potencial de reposo
-60
-90
Tiempo
19
CAMBIO EN EL POTENCIAL DE REPOSO
¿SE PUEDE CAMBIAR?
SI se puede cambiar si le damos un estimulo.
Con el mismo sistema experimental anterior, si no ponemos ningún estimulo el potencial de
membrana se mantiene.
Mismo sistema en el cual le damos un pulso eléctrico:
Le inyectamos una corriente a través de un generador de corriente. Si le inyectamos carga
positiva el potencial de la membrana se va a desplazar durante el tiempo que dure este
estimulo. (Pulsos cuadrados)  potencial de la membrana se hace menos negativo se
aproxima al cero. Esta respuesta se denomina DESPOLARIZACION
Al dar estimulo de mayor intensidad pero de misma duración que la anterior ocurre una
despolarización mayor. Y si sigo aumentando la intensidad del estimulo este potencial de
membrana se convierte en una respuesta distinta que se denomina potencial de acción
Si al revés metemos cargas negativas  el potencial de membrana se hace mas negativo 
esta respuesta se denomina HIPERPOLARIZACION (SE ALEJA DE SU POTENCIAL
DE REPOSO)

no todas las células tienen potencial de membrana estable pero aquí estamos
hablando de las neuronas y células musculares tipo que si lo tienen.
IMPORTANTE:
1-. A pesar de que hay una diferencia de potencial eléctrico entre ambos lados de la
membrana no se esta violando el principio de electro neutralidad que existe en todas las
células (que la cantidad de cargas – que hay en el interior y exterior de la célula son iguales
al igual que las cargas +; lo otro se refiere a lo que esta pasando alrededor de la membrana
celular).
¿De que manera contribuyen los gradientes iónicos al potencial de reposo?
En todas las células existen gradientes iónicos: esto significa que la concentración para los
distintos iones es distinta en el lado intracelular que el extracelular.  Para TODOS los
iones.
20
La concentración de potasio en el intracelular es mayor en el extracelular
El sodio, calcio y cloruro esta más concentrado en el exterior de esta.
ION
Neurona de Calamar
Potasio (K+)
Sodio (Na+)
Cloruro (Cl-)
Calcio (Ca2+)
Intracelular
Extracelular
400
50
40 – 150
0,0001
Neurona Mamífero
Potasio
Sodio
Cloruro
Calcio
140
5 – 15
4 – 30
0,0001
20
440
560
10
5
145
110
1–2
¿Como se mantienen estos gradientes iónicos?
EQUILIBRIO IONICO
La diferencia en la energía potencial de un ion a través de la membrana depende de la
diferencia de concentración y de la diferencia del potencial eléctrico.
2 soluciones electrolíticas separadas por una membrana y membrana con permeabilidad
selectiva
¿Qué rol juegan los componentes de la membrana en la manutención de estos gradientes
iónicos?
¿Cómo se mueven los iones a través de la membrana? ¿Cómo se genera esta diferencia de
potencial?
Ejemplo:
A
B
-+
-+
1M
X+
-+
-+
0.1M
X+
- +
21
2 soluciones separadas por una membrana permeable al soluto X.
En compartimiento A concentración de soluto X = a 1M y en compartimiento B misma
solución pero mucho menos concentrada = 0.1M
Si suponemos que molécula X no tiene carga eléctrica, molécula no cargada si la membrana
es selectivamente permeable solo a esta molécula ¿habrá flujo de esta molécula a través de
la membrana?  SI hay flujo de A a B a favor de su gradiente de concentración por lo
tanto la fuerza que mueve a esta molécula es la gradiente de concentración  este flujo se
mantiene hasta que llegue a su equilibrio.
Cuando alcanza el equilibrio NO HAY FLUJO NETO pero sigue habiendo flujo, hay
movimiento. El flujo neto es ser igual cero, es decir la misma cantidad de moléculas que se
mueven de A hacia B se mueven de B hacia A
Si ponemos carga eléctrica :
X es un catión porque tiene carga eléctrica positiva.
Si se mueve de A a B es la carga positiva la que se esta transfiriendo por lo tanto a ambos
lados de la membrana se genera diferencia de potencial eléctrico.
Se mueve de A hacia B por gradiente química. Va a quedar un exceso de cargas positivas
en B. se produce diferencia de potencial lo que hace que la membrana se polarice. Las
cargas opuestas se atraen por lo tanto el potencial eléctrico que se ha generado tiende a
mover la molécula de B hacia A.
¿Cuando el flujo neto va a ser igual a cero?
Cuando este en equilibrio electroquímico eso significa que en este caso el equilibrio
electroquímico se va a alcanzar cuando el gradiente químico sea igual al eléctrico. Que la
fuerza que tiende a mover la molécula de A hacia B sea equivalente a la que mueve la
molécula de B hacia A.
Diferencia de potencial electroquímico (energía/mol)
Delta u = uA (X) – uB (X) = RT ln XA/XB XZF (EA-EB)
Cuando se equiparan químicamente y eléctricamente tengo flujo neto igual a cero
Cuando
Potencial Químico
RT ln XA / XB
=
Potencial Eléctrico
ZF (EA – EB)
= EQUILIBRIO ELECTROQUIMICO
ECUACION DE NERNST:
RT ln XA/XB + ZF (EA-EB) = 0
=
(EA – EB)=RT/ZF ln XA/XB
22
1-. Permite predecir el potencial reequilibrio de un ion
POTENCIAL DE EQUILIBRIO DE UN ION:
Nos indica cual es el potencial que tiene que tener una membrana para que el flujo neto a
través de la membrana sea igual a cero
EX = RT/Zf
ln (Xe)/(Xi)
R: Constante de los gases : 8,314 Joule/°K
T: Temperatura absoluta
Z Valencia ion
F: Constante de Faraday 96500 coulomb/mol
(Xe)/(Xi)= Concentración ion
LA ECUACION DE NERNST SOLO SE CUMPLE PARA IONES EN EQUILIBRIO
ELECTROQUIMICO
EL POTENIAL DE EQUILIBRIO SE PUEDE CALCULAR PARA CUALQUIER ION
PARA LA CUAL LA MEMBRANA SEA PERMEABLE SI NO ES PERMEABLE NO
TIENE NINGUN SENTIDO
Ejemplo Potasio
A la temperatura en grados kelvin se le suman los grados celsius
Supongamos que potencial de equilibrio de potasio es K=-60 mV esto significa que cuando
la membrana tiene un potencial de -60 mV el flujo neto va a ser cero
Si por ejemplo nos da -60 mV pero al medirla nos damos cuenta que esta en -90mV no esta
en equilibrio el potasio, la fuerza eléctrica es mayor que la fuerza química y entonces existe
flujo neto que va de B hacia A. si por el contrario lo medimos y nos da flujo neto igual a 40 mV tampoco esta en equilibrio el potasio, la fuerza eléctrica es menor que la fuerza
química por lo tanto se mueve de A hacia B
SI NO DAN TEMPERATURA ASUMO CERO GRADOS CELSIUS OSEA 273 KELVIN
2-.Predecir el sentido en el que tienden a fluir los iones
Ver ejemplo guías
EJEMPLO
Nos da +100 mV
23
CONCLUSIONES
1-. Si la diferencia de potencial medidos a través de la membrana es igual al calculado en la
ecuación nernst para un Ion en particular entonces el Ion esta en equilibrio electroquímico a
través de a la membrana y entonces el flujo neto es igual a cero
2-. Si el potencial eléctrico medido da el mismo signo que el calculado pero es de mayor
magnitud entonces la fuerza eléctrica es mayor
La fuerza eléctrica es mayor que la fuerza de concentración y el flujo neto se producirá en
sentido de la fuerza eléctrica
3-. Si el potencial eléctrico medido es de igual signo que el calculado pero es de menor
magnitud entonces la fuerza eléctrica es menor que la fuerza de concentración y el flujo
neto se producirá entonces en el sentido de la fuerza química
4-. Si la diferencia de potencial eléctrico medido es opuesta a la calculada entonces la
fuerza eléctrica y química van en el mismo sentido. En este caso el Ion no esta en equilibrio
24
CANALES
Por donde pasan los iones a través de la membrana
Existe una gran diversidad de canales iónicos. Hay familias de canales iónicos y que
pueden ser modulados por distintas variables. En términos generales los canales iónicos
tienen a lo menos 2 estados conformacionales:
Estado abierto
Estado cerrado
Son proteínas integrales de membrana muy complejas, compuestas por una serie de
aminoácidos con disposiciones particulares.
Tiene dentro de su estructura lo que se conoce como “compuertas”:
- Compuerta de activación
- Compuerta de inactivación
Pueden ser:
-Selectivos
-Modulados por variables (diferencias de potencial en la membrana o sea por voltaje, por
ligando cuando molécula se une a canal este se cierra o se abre, o por tensión de la
membrana)
-No modulados por variables. Estos se llaman canales de reposo porque son canales que
están abiertos cuando la membrana esta en reposo eléctrico ejemplo: canales de potasio
mayoritariamente
TIPOS
- CANALES NO REGULADOS: En reposo
- CNALES REGULADOS O ACTIVABLES: Por
voltaje: sodio voltaje
dependiente
Por ligando:
Cuando molécula se une al canal este se
cierra o se abre
Por tensión de la membrana
Existen millones de canales de distintos tipos (sodio, potasio, cloruro, etc.)en la membrana.
Los canales que permanecen abiertos en reposo eléctrico son los canales de potasio
mayoritariamente.
25
¿Cómo se generan estas diferencias de potencial en la membrana y como se pueden
cambiar con estímulos en la membrana celular?
Ejemplo canal iónico de potasio
Canal no modulado, es decir abierto en reposo, potasio pasa por el canal
En líquido intra y extracelular existen iones que no son difusibles es decir que no pueden
atravesar la membrana o no fácilmente
En reposo potasio esta mas concentrado adentro que afuera, (los canales están abiertos), por
lo tanto el potasio tiende a desplazarse hacia fuera a favor de su gradiente químico. Cuando
potasio se desplaza al extracelular a favor de su gradiente química, lleva carga positiva
hacia fuera, el interior de la membrana queda más negativa. Como tenemos aniones con
carga negativa queda exceso de cargas negativas al interior de la membrana por lo tanto la
membrana esta polarizada tiene diferencia de potencial negativo el interior con respecto al
exterior.
Tenemos ahora que la fuerza eléctrica tiende a mover el potasio hacia adentro, si solo
tenemos canales de potasio este si puede alcanzar su potencial de equilibrio. ¿Cuándo?
Cuando el potencial eléctrico sea de la misma magnitud que el potencial químico.
En este caso son de dirección opuesta por lo tanto llega un minuto en el que alcanza su
potencial de equilibrio que en este caso es de -90mV.
Esto significa que cuando el potencial de la membrana sea -90mV, el interior negativo con
respecto al exterior, el flujo neto del potasio va a ser cero
Esto se complica porque son muy pocas las células que tienen solo canales de potasio
abiertos en reposo. Ejemplo las neuronas y las células musculares, tienen otros canales que
también están abiertos
¿Qué pasa entonces si le agregamos poquitos canales de sodio?
Si agregamos sodio este se va a mover hacia adentro por su gradiente química. Y la
eléctrica también se mueve hacia adentro ya que es un Ion positivo y adentro esta negativo
con respecto al exterior.
El potasio trata de llevar a la membrana a su potencial de equilibrio
Potencial equilibrio sodio es +60 mV. Si solo tuviéramos solo sodio el potencial de la
membrana se movería hacia adentro hacia o hasta tratar de igual el potencial de equilibrio
del sodio.
Sodio compite con el potasio
Cuando la neurona esta en reposo eléctrico el potencial de la membrana entendiendo que
existe mas de un tipo de canal y que la membrana es permeable a mas de un tipo de especie
iónica, el potencial va a ser mas o menos -70mV. ¿Por qué las neuronas tienen potencial de
equilibrio de -70mV? ¿Porque potencial de la membrana esta mas cerca del potencial de
equilibrio del potasio? Porque en la membrana en reposo hay mayor cantidad de canales de
potasio que están abiertos por lo tanto flujo de potasio es mayor.
Si la membrana fuera más permeable al sodio entonces el potencial de equilibrio de la
membrana estaría más cerca del potencial de equilibrio del sodio. Por que cada Ion tiende a
llevar el potencial de membrana a su potencial de equilibrio.
Potenciales de equilibrio son relativamente variables ya que dependen de su gradiente de
concentración y de las temperaturas a las cuales se encuentren los tejidos.
26
Es incorrecto decir por ejemplo que el potencial de equilibrio para el sodio ES +55 mV.
Están alrededor de + 60mv.
Potencial de reposo es estable sin que se le de estimulo
¿Por qué gradientes de concentración no se disipan?
Si la membrana tiene una diferencia de potencial que no corresponde al potencial de
equilibrio para el ion va a haber flujo neto del ion. Si membrana esta en reposo va a haber
flujo neto de potasio.
¿Cómo no se disipan y se mantienen en el tiempo entonces los gradientes si esta saliendo
potasio y saliendo potasio?
Por la acción de la bomba Sodio Potasio ATPasa. Mueve iones contra gradiente de
concentración. Ingresa 2 Potasio y saca 3 Sodios.
Con esto se mantienen las gradientes.
En este caso por ejemplo el de la neurona en que la célula no es solo permeable a un tipo de
ión , NO se puede usar la ecuación de nernst permite determinar el potencial de reposo ya
que la ecuación de nernst solo se puede aplicar para un ión.
Cosa que ocurre en las neuronas y en las células musculares
27
ECUACIÓN DE GOLDMAN
ECUACION QUE CONSIDERA MAS DE UN ION
Además de considerar los gradientes iónicos considera la permeabilidad de esta membrana
para los distintos iones
Vm = RT ln PK(K)e + PNa (Na)e + PCl (Cl)i
PK (K)i + PNa (Na)i + PCl (Cl)e
Permite predecir el potencial de la membrane. ¿De que depende entonces el valor del
potencial de la membrana? De la permeabilidad relativa de la membrana a los distintos
iones y a los gradientes de concentración para los distintos iones.
La bomba también hace una contribución al potencial de la membrana pero es
cuantitativamente minoritario.
ESTA ECUACION ES VALIDA SÓLO PARA MOVIMIENTOS IONICOS PASIVOS.
Siempre y cuando la corriente iónica total a través de la membrana sea cero. Por lo tanto
solo se aplica en condiciones de reposo. No es aplicable durante las fases de
despolarización o hiperpolarización.
¿Que pasa si experimentalmente aumentamos la concentración de potasio extracelular?
Interior: 145 mM
Exterior: 4,7 mM
Que pasa si subimos la concentración de potasio extracelular a 6 mM o 7 mM. Le pasa algo
al potencial de la membrana, si, la membrana se despolariza porque la gradiente química es
de menor magnitud aun cuando sigue existiendo, la fuerza que tiende a sacar el potasio
hacia fuera es de menor magnitud. El potasio se queda dentro, la membrana se despolariza
porque el potasio tiene carga positiva, osea el potencial se hace menos negativo.
Si potasio extracelular cae: si hiperpolariza el potencial de la membrana se aleja más
todavía del cero.
BOMBA SODIO-POTASIO ATPasa
La bomba Sodio potasio ATPasa mantiene los gradientes iónicos a través de la membrana
pero además como la bomba mueve mas sodio que potasio entonces genera una diferencia
de potencial en la membrana. Mete potasio y saca sodio contra gradiente pero saca mucho
más sodio (3) por cada ATP que consume la bomba lo que genera diferencia de potencial
por esto se le llama Bomba electrogénica: porque es capaz de generar esta diferencia de
potencial. Que por lo demás es muy pequeña no más de 5mV en la mayoría de las células.
Genera diferencia de potencial que contribuye al potencial de la membrana.
28
GENERACION Y CONDUCCION DE POTENCIALES DE ACCIÓN
Si doy estímulo a la membrana en reposo con características apropiadas las células
excitables pueden generar respuestas que se llaman potencial de acción.
Solo cuando llego al potencial umbral puedo generar un potencial de acción.
Los otros son potenciales locales, potenciales eletrotónicos o respuestas sub umbrales, son
pequeñas despolarizaciones pero que no alcanzan a llevar al potencial de la membrana al
umbral y generar potencial de acción.
Umbral
Despolarizacion
Sobretiro o overshoot: interior positivo con respecto al exterior
Repolarizacipo
Hiprpolarizacion tardía
Reposo
Todo esto ocurre con un solo estímulo
Para generar pot de accion necesito estimulo que lleve al umbral
Si doy estímulo de mayor magnitud o intensidad genero la misma respuesta, una vez
llegado al umbral genero potencial de acción.
GENERALIDADES DE UN POTENCIAL DE ACCIÓN
¿Porque estas respuestas pueden ser distintas? Porque los mecanismos involucrados en la
generación de estos potenciales de acción son distintos, los canales involucrados son
distintos
1-. Un potencial de acción es una respuesta que se propaga con la misma forma y tamaño a
lo largo de un axón o una fibra muscular
2-. El potencial de acción es la base de la capacidad que tienen las neuronas para llevar
señales eléctricas.
3-. En las fibras musculares el potencial de acción permite que la célula entera se contraiga
casi simultáneamente. En condiciones normales las fibras musculares generan potenciales
de acción
4-. Los canales iónicos modulados por voltaje son los responsables que se produzcan los
potenciales de acción.
¿Como surgen los potenciales de acción cuando doy estimulo a la célula?
Lo que hace que se genere un potencial de acción en la membrana es el cambio de
permeabilidad en la membrana a los distintos iones. Estando en reposo la celula es mas
permeable al potasio que a cualquier otro ion, y esto hace que el potencial de reposo este
muy cerca del potencial de equilibrio del potasio, pero cuando damos un estímulo de
intensidad umbral cambia la permeabilidad de la membrana y se hace mas permeable al
sodio. Esta aumenta porque se abren canales de sodio, que cuando la membrana esta en
reposo están cerrados. Estos son canales de sodio rápidos modulados por voltaje. Tambien
29
aumenta permeabilidad al potasio pero con tros canales no los involucrados en el potencial
de reposo ahora se abren canales de potasio modulados por voltaje.
Entonces tenemos cambio de permeabilidad al sodio y al potasio por apertura de canales de
sodio voltajes dependientes y potasio voltajes dependientes.
Si se abren los canales El sodio se mueve hacia adentro por lo tanto llevo carga positiva
hacia adentro de la membrana lo que la despolariza
Si se abren canales de potasio este se mueve hacia fuera por lo tanto hiperpolariza la
membrana, vuelve a sus valores iniciales e incluso se pasa un poco y potasio trata de
alcanzar su potencial de equilibrio.
Membrana cambia permeabilidad transitoriamente.
Cambio transitorio de permeabilidad de la membrana
El potencial surge cuando la membrana neuronal se torna transitoriamente permeable al
sodio.
Como se sabe que es así? Experimento técnica de parche
Se conecta electrodo a sistema de registro de corriente que permite estudiar pedacito de
membrana de una sola célula. Entonces dentro de pipeta queda 1 o 2 canales.
Se puede registrar corriente que pasa por los canales. Cuando canal esta cerrado esta en
estado no conductor cuando se abre da pequeños saltos de corriente que se registran.
Cuando no están abiertos probabilidad de apertura es menor no hay corriente. Cuando esta
pasando corriente la probabilidad es mayor.
¿Como se sabe que es de sodio?
Corriente va hacia adentro por gradiente química y potencial eléctrico.
Sacando gradiente de sodio, anulándola. Otra froma es usando bloqueadores de canales.
En gráficos de corriente todas las corrientes que aparezcan sobre cero son corrientes de
salida.
Corriente de entrada: corriente de sodio en etapa de despolarización
Corriente de salida: corriente de potasio, en etapa de repolarización
BLOQUEADORES
TTX Tetrodotoxina
BLOQUEADORES DE CANALES DE SODIO
(TTX EN PEZ GLOBO
SAXITOCINA EN DINOFLAGELADOS MAREA ROJA)
Saxitocina
Tetraetilamonio
BLOQUEADOR CANAL DE POTASIO
30
Potencial de acción es respuesta toda o nada o explosiva: independiente del estímulo
El aumento de la conductancia al sodio es mas rápido y de mayor magnitud, la del potasio
es mas lenta y de menor magnitud; esto hace que las corrientes no se anulen porque tienen
sentido inverso.
Si damos mas de un estimulo puede caer en periodo refractario.
El potencial de acción dura en 1 neurona o un axon aproximadamente 1 a 2 mili segundos.
Si doy estímulo respetando este tiempo gatillo potenciales de acción. Si doy estímulos cada
vez mas rápido, estado en que célula no responde periodo refractario absoluto
PERIODOS REFRACTARIOS
Célula no responde
- Absoluto: no responde aunque se aumente intensidad
- Relativo: Cuando si doy 2 estímulos y el segundo es de mayor magnitud y si
responde. Necesito aumentar intensidad al segundo estímulo
Las células pueden caer en estos periodos refractarios porque canales de sodio voltaje
dependientes tienen 3 estados: abiertos, cerrados e inactivados. El único conductor es
abierto. )Compuerta de activación y de inactivación). Cuando canal se abre queda en estado
inactivado aminoácidos cambian configuración. Después se cierra.
Abre Inactiva Cierra
Si damos segundo estimulo puede que haya parte de canales que están en estado inactivado
para que responda
Periodo refractario se explica porque la mayor cantidades canales de sodio están
inactivados y no responden frente a estimulo
Se necesita cierto humero critico de canales para dispara potencial de acción. Todos los
canales son voltajes dependientes pero no todos se abren a l mismo potencial entonces
cuando logro reclutar este numero crítico logro generar potencial de acción.
Potencial de acción no se pierde con la distancia y tiempo. Se va auto generando punto a
punto mediante circuitos locales.
Membrana mal conductor de corriente. Despolarizaciones locales se pierden a través de la
membrana.
Se puede modificar velocidad a la cual viaja el potencial?
SI
Fibras nerviosas conducen a diferentes velocidades
Diámetros (mayor diámetro mayor velocidad menor resistencia)
Vainas de mielinas
Conducción saltatoria en fibras mielínicas, ayudan a mantener la corriente para que no se
pierda. Existen nodulos de Ramvier. En nodos de ranvier se despolariza
Corriente puede viajar hacia ambos lados (axon tiene propiedad de conducir en ambos
lados) pero tiene direccionalidad está dada por la sinapsis
31
Clase 3 Fisiología
En células excitables:



se necesita una diferencia de potencial para generar un respuesta frente a un
estímulo
estimulo adecuado o umbral  genera una respuesta eléctrica llamada potencial de
acción
Esta se propaga desde una zona del sistema nervioso a distintas zonas con mucha
rapidez y eficacia
¿Dónde se genera generalmente los potenciales de acción?
 Potencial de acción se genera con mayor frecuencia en el axón (eso no significa que
no se genere en el soma o dendritas)
 Fundamentalmente se genera en el cono axónico
 Luego se propaga a otra neurona o a una célula efectora
-
Las neuronas no solo se comunican con neuronas que están en su alrededor o neuronas
en otras zonas del encéfalo
También se comunican con células efectoras
Ejemplos células efectoras:
-
células capaces de secretar hormonas
células que generan respuesta de tipo mecánica (como las fibras musculares)
células que por si mismas son capaces de generar actividad eléctrica (modulado por
el sistema nervioso), como las del marcapaso cardiaco
Neurona presináptica  neurona donde se genera la información sináptica
Neurona postsináptica  neurona que recibe la información de la célula
Presináptica (neurona o célula efectora)
Entonces, la información tiene que pasar de esta célula presináptica a esta célula que es
postsináptica. Y puede ser de dos maneras:
-
Sinapsis Eléctrica: cambio en el potencial de la membrana de una célula; se
transmite a la siguiente por el flujo directo de corriente.
Sinapsis Química: un neurotransmisor es liberado por una célula presináptica
provoca una respuesta eléctrica en una célula postsináptica
Sinapsis  zona en la que se transmite una señal eléctrica de una célula a otra.
32
Sinapsis Eléctrica





bastante común en los invertebrados, pero en los vertebrados no son muy frecuentes
comunicación muy rápida, muy importante para respuestas rápidas
Flujo de corriente directo es a través de una comunicación estructural entre ambas
células.
Gracias a esto hay muy poco retardo en la transmisión de la información.
Flujo de corriente es en ambos sentidos
Ejemplo: - sistema autonómico cuando inerva al corazón
- corriente pasa de una célula a otra y permite entonces que el músculo
cardiaco se contraiga como un todo
- esa respuesta ocurre muy rápido y de forma sincrónica porque la célula
ventricular y las células auriculares están pasando información.
Gap Junction: unión comunicante en la membrana presináptica y en la membrana
postsináptica. A través de los conexones.
Conexones  proteínas de membrana bastante complejas que tienen un hemicanal en la
membrana presináptica y un hemicanal en la membrana postsináptica.
-
Dentro de la proteína hay un canal, que puede estar abierto o cerrado
No son tan selectivos como los canales que ya vimos (Na+, Ca2+, K+, etc.)
Son modulados (se abren o se cierran según un estímulo o molécula)
Importancia que sea bidirreccional:
 permite que un grupo de células que están acopladas eléctricamente puedan generar
cierta corriente y dispersarse en muchos sentidos
 esto hace que funcione como un todo
Sinapsis Química



Mas frecuente de nuestro sistema
Es unidirreccional
Presencia de un neurotransmisor
Neurotransmisor  sustancia química que media la comunicación entre una célula y otra





El neurotransmisor es almacenado en una vesícula, y serán liberados desde el
terminal sináptico, por exocitosis.
En la membrana postsináptica deben haber proteínas que reconozcan
específicamente a un neurotransmisor específico para generar un cambio en la
permeabilidad de la membrana a un ion
Puede gatillar una corriente despolarizante o una hiperpolarizante
Espacio Sináptico es mayor que en la sinapsis eléctrica.
A esta hendidura o espacio sináptico son liberados los neurotransmisores
33
¿Cómo opera una sinapsis química?
-
Se le da un estímulo umbral a una neurona, lo que va a llevar a su potencial de reposo al
umbral
Se reclutan canales de sodio y se gatilla un potencial de acción
Este potencial se auto propaga por el axón.
Al llegar al final, cambia la permeabilidad de la membrana a Ca2+ , que esta más
concentrado afuera que adentro
Se abren los canales voltaje dependiente de Ca2+
El calcio entra al botón sináptico, y aumenta transitoriamente la concertación de Ca
citosólico.
Esto hace que el neurotransmisor que esta almacenado en las vesículas sea liberado al
espacio sináptico, por fusión de la membrana de la vesícula con la membrana
plasmática
La liberación de un neurotransmisor es una liberación cuantica.
Con el potencial de acción  liberación masiva de neurotransmisores
¿Qué hacemos con el neurotransmisor que esta en el espacio sináptico?
 En la membrana postsináptica hay proteínas que reconocen al neurotransmisor
 El neurotransmisor se une a los receptores de membrana y se gatilla una respuesta
 Puede abrir o cerrar los canales iónicos postsinápticos

PARA QUE HAYA LIBERACIÓN DE NEUROTRANSMISORES TIENE
QUE HABER UN AUMENTO EN LA CONCERTACIÓN DE CALCIO
PRESINAPTICO.
 PODEMOS NO TENER UN POTENCIAL DE ACCION PERO SI SE
LIBERA CALCIO, SE PUEDEN LIBERAR NEUROTRANSMISOERES
Una neurona puede recibir muchos contactos sinápticos.
La respuesta gatillada puede ser excitatoria o inhibitatoria
Potencial postsináptico excitatorio (PPE): respuesta generada es excitatoria
Potencial postsináptico inhibitatorio (PPI): respuesta generada es inhibitatoria
¿Qué significa que sea excitatorio?
 Esta provocando una respuesta despolarizante o sea acerca el potencial de reposo a
cero.
 Se hace mas excitable
34
¿Qué significa que sea inhibitatorio?
 Esta provocando una respuesta hiperpolarizante, o sea el potencial de reposo se
aleja del cero.
 Se hace menos excitable
¿Qué significa que sea excitable?
 Significa que tiene mas posibilidades de alcanzar el umbral gatillando un potencial
de acción.
 Esto es porque el estímulo ha gatillado una respuesta que es despolarizante, por lo
tanto, la célula va a quedar con un potencial de membrana más cerca del umbral
¿Qué significa que sea menos excitable?
 Lo contrario
 El potencial de reposo se aleja del cero
 Y para gatillar una respuesta hay que darle un estímulo mucho mayor
Respuestas locales  cambios en el potencial de membrana que ocurren en la zona de
contacto sináptico y no en otra. Es un potencial electrotónico.
-
Tanto las respuestas excitatorias como las inhibitatorias son locales.
Las respuestas locales se pueden sumar, a diferencia de los potenciales de acción
Al sumarse generan una respuesta despolarizante o hiperpolarizante mayor.
Si las respuestas PPE se suman y llegan al umbral se genera un potencial de acción y se
propaga.
Las respuestas locales son cambios pequeños en la polaridad de la membrana, no mas
que 2mv.
Por lo tanto una respuesta local sola no puede gatillar un potencial de acción. (Para
llevar la membrana desde –70mv a –30 mv se necesita la suma de varias respuestas)
Los PPI nunca van a llevar a la célula al umbral aunque se sumen, porque son
respuestas hiperpolarizantes.
A diferencia de los PPE, que si pueden llevar a la célula al umbral por ser respuestas
despolarizantes.
35
La suma de respuestas puede ser temporal o espacial:
Suma espacial  ejemplo en la diapositiva, yo la esquematize jeje


Una neurona recibe 2 sinapsis excitatorias de 2 neuronas
Si estimulas una de las neuronas se genera un PPE

Si estimulas la otra neurona también se va a generar un PPE

Si estimulamos a las 2 al mismo tiempo, se genera una respuesta de mayor
magnitud


También es un PPE, solo que aquí se sumaron ambas respuestas.
Así nos vamos acercando al umbral, claro que para alcanzarlo hay que sumar
muchos PPE espacialmente
Suma temporal  ejemplo en la diapositiva, yo la esquematize

tengo una neurona presináptica y le doy un estímulo


se gatilla un PPE
pero ahora le doy 2 estímulos muy seguidos.

se obtiene la suma de las respuestas individuales
36
¡ ESTO NO OCURRE EN LOS POTENCIALES DE ACCION, SOLO EN LOS
POTENCIALES LOCALES !
¿ Porqué los potenciales de acción no se suman cuando hay estímulos repetitivos?
Porque están en período refractario y aunque le de un estímulo muy fuerte no se genera
potencial de acción.
-
El sistema nervioso codifica la intensidad del estímulo por la frecuencia en que se
generan los potenciales de acción.
Facilitación (ver diapositivas)






Se le dan estímulos de alta frecuencia a una neurona
Al aumentar la frecuencia de los estímulos, la respuesta que se genera es mayor
(tiene mayor amplitud)
Esto tiene que ver con la disponibilidad de calcio.
Mientras mas alta la frecuencia, hay mayor presencia de calcio citosólico, por lo
tanto se siguen liberando los neurotransmisores.
Cuando le doy el segundo estimulo, no ha sido tiempo suficiente para que el calcio
vuelva a sus valores iniciales.
Por lo tanto, permanece elevado y se siguen liberando los neurotransmisores.
Potenciación Post-tetánica







A una preparación le doy estímulos de 10 por segundo (por ejemplo) y provoco una
facilitación
Poco después corto la estimulación
Y luego le doy un estimulo único
Se genera una respuesta de mayor magnitud
La respuesta al estímulo único se llama potenciación post tetánica
También se cree que es por el aumento permanente que hay por estímulos
repetitivos, del calcio .
La potenciación post tetánica persiste en el tiempo (incluso unos minutos) y luego
desaparece
Inhibición Presináptica
-
Tenemos una neurona presináptica excitatoria y una postsináptica
Al gatillar un potencial de acción en la neurona presináptica, este viaja hasta el terminal
y libera neurotransmisores
Se genera un PPE en la neurona postsináptica
Pero voy a tener que en la neurona presináptica tiene otra conexión sináptica de tipo
inhibitatorio
Entonces esta neurona hace sinapsis con la neurona presináptica.
37
-
Si se estimulan los 2 sistemas a la vez:



voy a estar sumando una respuesta que es excitatoria pero que esta siendo inhibida
en forma presináptica
Esto hace que la liberación de neurotransmisores sea menor
Y eso se llama inhibición presináptica
Facilitación Presináptica
-
Se tiene en mismo sistema neuronal, pero la neurona que hace contacto con la neurona
presináptica es de tipo excitatoria.
Si estimulo solamente el sistema presináptico – postsináptico, se va a gatillar un PPE
Pero si estimulo los 2 sistemas a la vez:



Se produce una facilitación porque llegan estímulos de ambas neuronas
Por lo tanto la corriente de calcio es mas prolongada y se liberan mas
neurotransmisores
Por lo tanto la respuesta en la neurona postsináptica es de mayor magnitud
¿ Qué es lo que permite esto?
Si hay varios de estos sistemas funcionando, me permite gatillar con mayor
facilidad un potencial de acción.
Ejemplo de sinapsis excitatoria e inhibitatoria
Tipo de sinapsis excitatoria e inhibitatoria que opera a nivel de medula espinal

en la medula hasta un movimiento simple esta mediado por un circuito neuronal que
opera en la periferia
Ver diapositiva:
-
en el músculo hay un receptor sensorial, que al darle un estimulo se genera un potencial
de acción
este viaja por una neurona aferente sensitiva y entra por el asta dorsal de la medula
asta dorsal  donde entran la mayoría de las aferencias o sensaciones
-
En la medula existen células que se llaman interneuronas, que pueden ser excitatorias o
inhibitatorias.
Y además están las motoneuronas que se encargan de sacar del hasta ventral hacia la
periferia la información
38
-
Entonces, el impulso nervioso llega a la medula espinal y hace sinapsis con 2 neuronas:
una excitatoria y otra inhibitatoria
Por un lado, se genera una sinapsis excitatoria, y si el estímulo es adecuando un
potencial de acción
Este viaja hasta el músculo y produce una contracción muscular
La información que siguió por el otro lado, (por la inhibitatoria), es una señal
inhibitatoria donde la motoneurona va a inhibir al músculo antagonista o sea lo relaja.
Circuitos neuronales  múltiples sinapsis excitatorias y múltiples sinapsis inhibitatorias
¿Quién define si una sinapsis es inhibitatoria o excitatoria?
No es el neurotransmisor, sino que el receptor con el cual interactúa ese
neurotransmisor.
En la membrana postsináptica:
-
un neurotransmisor se une o reconocido por una proteína de membrana que esta en la
neurona o célula efectora postsináptica
esa proteína puede ser simple o compleja  hay 2 grandes grupos de receptores para
neurotransmisores os sustancias liberadas en la sinapsis en general:


-
Su puede unir directamente a una proteína que tiene en su interior un canal
O el neurotransmisor se une a un receptor en la membrana pero este no tiene un
canal, y para ejercer su acción necesita gatillar una serie de eventos metabólicos
asociado a esta unión y se traduce en la apertura o cierre de un canal.
El sistema en el cual el receptor tiene n canal es un sistema de transmisión de canal
mucho mas rápido que el otro sistema
Neurotransmisores
Hay varios ejemplos de neurotransmisores:
Neurotransmisores de molécula pequeña  acetilcolina
Aminoácidos  glutamato, aspartato, Gaba, glicina
Catecolaminas  dopamina, noradrenalina, adrenalina
Aminas biógenas  serotonina, histamina
Neuropéptidos o neuromoduladores
39
Neuropéptidos:

Péptidos opiodes
-
Aquí están todas aquellos que modulan las sensaciones de dolor
Se llaman péptidos opiodes, porque los receptores con los cuales interactúan se
describieron primero como derivados del opio (dato anexo de doris.. jajaja)
Las sustancias opiodes son todas de naturaleza peptídica y tienen gran cantidad de
aminoácidos
Hay 3 grandes grupos: encefalinas
Betaendorfinas
Dinorfinas (no estoi segrura pero aquí Doris habla chino
mandarin y no se entendió nada)
Son energésicos endogenos que disminuyen el dolor
Se sintetizan en distintas zonas del SNC y SNP
-

Hay otras sustancias que actúan en la relación de sistema nervioso con el sistema
endocrino
-
hay muchas sustancias que están descritas como hormonas y que en el sistema nervioso
actúan como neurotransmisores
Por ejemplo somatoestatina :
-
 sistema nervioso: neurotransmisor
 endocrino: efecto paracrino (actúa como inhibidor de la secreción de
hormonas)
otras
Mecanismo de acción: en el páncreas, no solo sintetiza insulina y glucagon, sino que
tiene también células que son capaces de sintetizar somatoestatina y esta es un
regulador de la secreción de la insulina y glucagon

Vasopresina y ocitocina
-
amabas se sintetizan en grupos específicos hipotalámicos
tienen acción hormonal porque se sintetizan en el hipotálamo pero se almacenan en
otras células, específicamente de la neurohipófisis
luego son liberadas al torrente sanguíneo y desde aquí ejercen sus acciones en distintos
tejidos efectores
-
Principales Sistemas de Neurotransmisores
 acetilcolina
 noradrenalina
 adrenalina
 dopamina
 péptidos opiodes
 histamina
 serotonina
 glutamato
 gaba
 glicina
 sustancia P
40
Sustancia P: mediador del dolor
Péptidos Opiodes: inhibidor del dolor

Adrenalina:
-
Es un tipo especial de neurotransmisor porque no se libera en la sinapsis neuronal
Es liberada en la medula suprarrenal y ejerce sus acciones como hormonas
Alcanza los diferentes tejidos efectores por el torrente sanguíneo
Pero la sinapsis esta mediada fundamentalmente por noradrenalina y no adrenalina
Por lo tanto, la sinapsis entre neuronas son noradrenérgicas
Todos los neurotransmisores se almacenan en vesículas
Solo hay un neurotransmisor que no se almacena  oxido nítrico:
-
Este media muchos eventos celulares
Se almacena en el sistema nervioso, tubo digestivo y vasos sanguíneos
Rol importante en la regulación cardiovascular
Tampoco actúa con receptores específicos, porque es un gas y puede atravesar la
membrana fácilmente
Distintos tipos de síntesis de Neurotransmisores
Hay 2 maneras de síntesis:
-
-
Soma neuronal : moléculas grandes como neuropéptidos
Viajan al terminal sináptico por medio del flujo axoplásmico
Luego se almacena en vesículas
Terminal sináptico: moléculas pequeñas, aminoácidos, catecolaminas
Sus precursores se sintetizan en el soma
Y viajan al axón donde se sintetiza el neurotransmisor

Las vesículas que almacenan moléculas pequeñas son distintas a las de las moléculas
grandes.
 Las neuronas por lo general no tienen uno solo tipo de neurotransmisor en su terminal
 Generalmente también hay vesículas con neuromoduladores y que muchas veces se
libera con el neurotransmisor
 Este neuromodulador va a ser un “modulador” del neurotransmisor
Receptores de Neurotransmisores

Para cada uno de los neurotransmisores ya mencionados hay distintos tipos de
receptores
 Esto significa que hay varias familias de receptores
 Por ejemplo en el caso de Acetilcolina (Ach):
41
-
Existen los receptores muscarinicos y nicotínicos
Dentro de esas divisiones hay subdivisiones
Por ejemplo en los receptores muscarinicos hay descritos por lo menos 5 receptores
para Ach

Que hayan familias de receptores es importante porque depende de la unión del
neurotransmisor con determinado tipo de receptor el efecto que se va a generar
 Esto le da especifidad al sistema, tanto en el punto de vista funcional como en el punto
de vista terapéutico
¿ Porqué desde el punto de vista terapéutico?
-
Porque la zona de la sinapsis es una zona de intervención farmacológica.
Hay muchos medicamentos que se han desarrollado para modular (aumentar o
disminuir) la liberación de un neurotransmisor.
Por lo tanto, si tenemos un solo tipo de receptor para un neurotransmisor y damos un
medicamento que simula la acción del neurotransmisor uniéndose a su receptor.
Vamos a tener el efecto del medicamento en todas las células donde este receptor
O sea va a ser un medicamento que puede tener acciones con amplio efecto en
distintos sistemas
Y precisamente eso es lo que se evita desde el punto de vista terapéutico
Lo que se necesita es un medicamento ojalá lo mas especifico posible para evitar los
efectos colaterales

Receptores para neurotransmisores hay en células presinápticas y en células
postsinápticas
 Los de la células presináptica se denominan autoreceptores: su función es modular la
liberación y acción de un neurotransmisor en la sinapsis
 Los receptores se pueden desensibilizar
Importante desde el punto de vista terapéutico:
-
Desensibilizar: significa que no responde con la misma eficacia frente a una dosis
determinada de neurotransmisor
Es por esto que hay veces en que una persona empieza a tomar un medicamento y
ejerce el efecto deseado, pero después de un tiempo ya no hace efecto
Esto puede ocurrir cuando hablamos de medicamentos que actúan a nivel de sinapsis
Frente a estas dosis permanentes hay una exocitosis fisiológicamente masiva y
permanente de un neurotransmisor
Y el receptor se desensibiliza y no responde frente a ese neurotransmisor
Este es un fenómeno que luego se recupera, no queda por siempre desensibilizado
Mecanismos de eliminación de un Neurotransmisor
42
Luego que ocurre un potencial de acción, aumente transitoriamente el calcio, se
libere un neurotransmisor, actúa con sus receptores postsinápticos y se produce una
respuesta transitoria, el neurotransmisor no puede permanecer permanentemente en la
sinapsis.
Hay 3 tipos de eliminación de neurotransmisores:
a) Difusión del neurotransmisor:
- el neurotransmisor es captado por las células gliales
- estas están cerca de la sinapsis
b) Degradación enzimática:
- También denominada hidrólisis enzimática
- El neurotransmisor actúa con el receptor
- Pero en la sinapsis hay enzimas que están hidrolizando al neurotransmisor
- Esto hace que cese la actividad de ese neurotransmisor
- Ejemplo: la acetilcolina es hidrolizada a través de la acetilcolinaresterasa
c) Recaptación:
- método mas común, sobre todo en las aminas biógenas
- Consiste en que la misma neurona que libero el neurotransmisor, una vez que esta en
el espacio sináptico, lo vuelve a meter al terminal sináptico y lo recicla
- Ejemplos: noradrenalina, dopamina, serotonina, glutamato, gaba, glicina
Hay neuronas que utilizan hasta los 3 sistemas.
Ejemplo: en el caso de las catecolaminas
Mecanismo mas importante recapatación
Mecanismo secundario  hidrólisis enzimática
Principales Mecanismos de Neurotransmisores y sus receptores
Acetilcolina
-
Se distribuye en el sistema nervioso central y también media la sinapsis
neuromuscular
Se sintetiza en el terminal sináptico a partir de Acetil CoA y Colina
Por acción enzimática de una transferasa se forma esta molécula y se almacena en
vesículas
¿Dónde hay acetilcolina? En todos los axones motores procedentes de la medula
espinal.
Todas las neuronas motoras operan con Acetilcolina
También abundante en el sistema nervioso autonómico, todas las neuronas
preganglionares son colinérgicas, o sea, usan Acetilcolina como neurotransmisor
En la corteza motora, en los ganglios basales en la zona del hipocampo hay
abundancia de neuronas colinérgicas.
43
-
Las neuronas colinérgicas se supone que están implicadas en los mecanismos de la
memoria.
Personas con enfermedades degenerativas (ej alzheimer):
-
es una neurodegeneración de neuronas de tipo colinérgico
tratamiento: eliminar enzima que degrada acetilcolina, o sea se da un
anticolinesterasico
Entonces:
-
Se despolariza la membrana
Se abren los canales voltaje-dependiente
Si la sinapsis es de tipo colinergico  libera acetilcolina al espacio sináptico
Esta actúa con sus receptores colinérgicos
Y en el espacio sináptico esta la enzima acetilcolinesterasa
Esta enzima esta permanentemente hidrolizando a la acetilcolina
Se degrada en acetato y colina
La colina se difunde por el espacio sináptico y se recicla mediante un transportador
que la devuelve al terminal sináptico.
¿Cómo se llama las neuronas que utilizan como neurotransmisor o son capaces de sintetizar
Acetilcolina?
 Neuronas colinérgicas
Receptores de Acetilcolina: hay 2 grandes grupos muscarinicos y nicotínicos

Receptores Muscarinicos:
-
Se bloquean con atropina, o sea no responden a la acetilcolina
Ejemplos:
Los medicamentos con atropina seca la boca. Esto es porque la atropina bloquea los
receptores muscarinicos y no deja que la acetilcolina del sistema nervioso
autonómico estimule la secreción salival.
Una comida rica en grasas hace que se produzcan espasmos de la vesícula biliar y
aparece un dolor en la zona media que se irradia desde la zona media hasta la
espalda, hombro y todos lados. Esto es porque la vesícula no es capaz de emulsionar
la cantidad de grasas que uno come. Por lo tanto, una forma de disminuir esos
dolores es dando atropina. Así se inhibe la contracción del músculo liso de la
vesícula biliar a través de bloque de los receptores muscarinicos y queda fuera la
acción de la acetilcolina
-
Hay químicos que tienen el efecto contrario, y simulan la acción de la acetilcolina
En este caso la muscarina, y esto le da el nombre al receptor
44

La muscarina es un agonista de estos receptores
Los receptores muscarinicos están en muchos tejidos y órganos
Receptores Nicotínicos
-
estos están en las uniones neuromusculares
toda emisión neuromuscular liberan acetilcolina y los receptores son nicotínicos
¿Por qué se llaman nicotínicos? Porque un agonista de estos receptores es la nicotina
Cuando una persona fuma mucho, le tiemblan las manos, Esta es una acción típica de
la nicotina. La nicotina se une a los receptores nicotínicos y generan respuestas
musculares que se traducen como temblores.
-
También se puede bloquear, por ejemplo con el curare
El curare es un veneno que sale de una planta y que produce parálisis. Esto lo usaban
los indios para cazar. Usaban el veneno en la punta de sus flechas y así paralizaban al
animal que estaban cazando.
Los Aminoácidos
-
hay varios que actúan como neurotransmisor
pueden ser excitatorios e inhibitorios según el receptor con el que interactué
OJO PESTAÑA Y CEJA:
Cuando uno dice que el glutamato es el neurotransmisor excitatorio
mas abundante del S.N.C o que la glicina es el neurotransmisor inhibitorio
mas importante en la medula espinal, no significa que el neurotransmisor sea
excitatorio o inhibitatorio. Significa que la respuesta que genera al interactuar
con su receptor es de tipo excitatorio o inhibitatorio. Cuando se generaliza
así, es porque todos los receptores para ese neurotransmisor generan
respuestas excitatorias o inhibitatorias.

Glutamato
-
El glutamato deriva de la glutamina
Se sintetiza en el terminal por acción de la glutaminasa
Y se libera al espacio sináptico donde va a interactuar con receptores para el
glutamato que están en la membrana postsináptica
Mecanismo de eliminación: Recaptación mediante receptores que están en la
membrana presináptica
También lo hace a través de células gliales que es una forma mas indirecta
La interacción del glutamato con sus diversos receptores genera respuestas
excitatorias
Es lejos el neurotransmisor mas importante del sistema nervioso.
45
Receptores de Glutamato: hasta ahora hay descritos 5
AMPA:
- receptor ionotrópico
- ampliamente distribuidos en el sistema nervioso central
- aumentan la permeabilidad al Na+ y al K+
- ¿Entonces porque son excitatorios ?
 como se abren los dos canales , para que sea excitatorio debe haber una mayor
permeabilidad al sodio. Esto fundamentalmente ocurre porque la gradiente de Na es
mayor que la de K.
NMDA:
-
Receptor ionotrópico
ampliamente distribuido en el sistema nervioso
deja pasar Na, K y Ca
Kainato:
-
Receptor ionotrópico
Localización más restringida
L-AP4:
-
Receptor ionotrópico
Pueden funcionar como receptores presinápticos
Metabotrópicos:
-

moviliza IP3
Y aumenta el Ca++ intracelular
Gaba:
-
neurotransmisor inhibitorio importante
sobretodo a nivel de ganglios basales, células de purkinje en el cerebelo
Se sintetiza a partir del glutamato en el terminal sináptico
¿ Qué es los que pasa en el caso de Gaba?
-
cuando se une gaba a receptores gabanergicos , produce una hiperpolarización en la
neurona postsináptica
por eso se dice que es inhibitatorio
Cuando interactúa con receptores Gaba A:
 se hiperpolariza porque abre los canales de Cl –
46
 hay un aumento de la corriente de Cl –
 mecanismo importante en las células de purkinje: cuando esas células no
funcionan bien se producen fenómenos motores anormales como
temblores y movimientos incoordinados.
 los ganglios basales también tienen neuronas gabanergicas
 Este es un sitio de acción de algunos medicamentos como la anestesia
general (aumentan la sinapsis que aumenta la permeabilidad de Cl –)
 otros medicamentos son las benzodiazefinas como el diazepam. Se usan
como anestésico para disminuir el estado de estrés. También aumenta la
permeabilidad del Cl – . Esto hace que la persona ande mas plana

Cuando interactúa con Gaba B: también se produce una hiperpolarización pero esto
es por aumento de potasio
Glicina:
-
También es un neurotransmisor inhibitatorio
Esta ampliamente distribuido en interneuronas medulares
También esta presente en el tronco encefálico
Se sintetiza a partir de serina y glicina en el terminal sináptico
¿Qué es lo que pasa en el caso de la glicina?
-
también se produce un aumento en la permeabilidad del Cl –
Aquí hay presencia de algunos venenos como: estricnina, toxina tetánica
Estricnina:
 Lo que hace es bloquear los receptores de glicina
 Entonces a nivel medular lo que pasa es que quedan fuera todas las
interneuronas que son inhibitatorias
 Por lo tanto le da una parálisis de tipo espástico (contracción muscular
permanente)
-
Toxina Tetánica
 también produce parálisis espástica
 Al igual que la toxina rotulinica, inhiben la secreción de acetilcolina
 una produce una paralizas laxida y la otra una parálisis espástica
 la toxina rotulinica en baja concentración produce una disminución en la
liberación de acetilcolina en las uniones neuromusculares.
 se usa mucho en tratamientos de pacientes espásticos
Catecolaminas
Dopamina  neuronas dopaminergicas
Noradrenalina  neuronas noradrenergicas
Adrenalina  medula suprarrenal
47
-
-
Todas derivan de la tirosina, o sea tienen una vía de síntesis común
Toda la síntesis es enzimática:
 las neuronas dopaminergicas tienen 2 enzimas: tirosina hidroxilasa y
dopa-descarboxilasa. Y hasta ahí llega el proceso
 las neuronas noradrenergicas tienen 3 enzimas: las 2 anteriores mas la
dopamina beta-hidroxilasa
Por lo tanto si la neurona es noradrenergica la dopamina pasaría a ser un precursor y
no un neurotransmisor
Es por eso que en algunos textos no mencionan a la dopamina como un
neurotransmisor
Finalmente en la medula espinal actúa una transferasa que transforma la
noradrenalina en adrenalina.
La adrenalina es liberada al torrente sanguíneo y nos ayuda a mantener la
homeostasis corporal frente a situaciones de estrés tanto físico como mental
Supongamos que tenemos una neurona Noradrenergica:
-
hay presencia de vesículas de almacenamiento
una vez que aumenta el Ca citosólico y se fusiona en la membrana se libera al
espacio sináptico la noradrenalina y dopamina
Fundamentalmente salen del espacio sináptico por Recaptación
Pero también lo hacen por hidrólisis enzimática.
Aquí se incorporan 2 enzimas que degradan catecolaminas:
 COMT: catecol orto metil transferasa
esta en la membrana postsináptica
 MAO: mono amino oxidasa
ésta esta en la membrana presináptica
Resumiendo: derivan de un aminoácido común  tirosina
Tienen una vía de síntesis común
Una vez en el espacio sináptico: son recaptados o hidrolizados
enzimaticamente
Desde el punto de vista terapéutico:
-
-
hay medicamentos que inhiben la MAO, para que la noradrenalina y la dopamina
permanezcan mas tiempo en el espacio sináptico
Así su efecto es mas prolongado.
Esto se usa en enfermedades como en el caso del Parkinson donde existe una
degeneración de las neuronas dopaminergicas de los ganglios basales
Al inhibir la MAO, permite que la poca dopamina que se libera al espacio sináptico
tenga su efecto.
Hay otros medicamentos que inhiben la recaptación de noradrenalina y dopamina
Ejemplo: la cocaína
48
-
Son medicamentos que se utilizan como antidepresivos
Lo que hacen es potenciar la liberación o permanencia de algunos neurotransmisores
en el espacio sináptico como la noradrenalina y la serotonina
Los receptores de noradrenalina y adrenalina se llaman receptores adrenergicos
Estos se dividen en 2: alfa-adrenergicos y los beta-adrenergicos
Ambos también se dividen en subgrupos.
-
La noradrenalina tiene mayor afinidad por los alfa- adrenergicos
La adrenalina tiene mayor afinidad por los beta – adrenergicos
Los receptores de dopamina se llaman receptores dopaminergicos (también tienen
subgrupos)
Clasificación de Receptores

Receptores Ionotrópicos:
-
son aquellos en los cuales cuando un neurotransmisor se une al receptor se abre
directamente un canal iónico
Para que ocurra esto el canal debe ser parte del receptor
Ejemplos: nicotínicos, receptores de gaba, glicina, serotonina y glutamato
Son más rápidos porque tienen el canal incorporado
Mecanismo de acción:

-
el neurotransmisor se une al receptor que lo reconoce
esta unión hace que el receptor cambie su conformación dentro de la membrana
puede hacer una configuración de abierto o cerrado
como tiene un canal iónico, que es permeable a un ion determinado, va a dejar pasar
al ion a favor de la gradiente de concentración
Receptores Metabotropicos:
son aquellos que activan indirectamente un canal iónico
significa que el receptor que reconoce específicamente a ese neurotransmisor no
tiene como parte de su molécula a un canal ionico
El canal esta en otra parte de la membrana
Ejemplos:
 receptores asociados a proteína G:  y  adrenergicos
receptor muscarinico
neuropéptidos
receptor de radopsina
 receptores asociados a tirosinquinasa: algunas hormonas
neuropéptidos
49
Mecanismos de Acción:
-
al unirse el neurotransmisor al receptor, se activan una serie de mecanismos los
cuales la mayoría están acoplados a proteína G
La proteína G cuenta con tres subunidades: ,, y 
La proteína G es la que va a ir a ejercer los efectos mediante diferentes mecanismos.
Por ejemplo:
 cuando se activa la proteína G , en este caso la subunidad  se va a unir a
otra proteína que estaba en la membrana
 Esta proteína al activarse va a actuar sobre otros sistemas que
generalmente son sistema de 2° mensajeros
 los cambios a nivel de 2° mensajeros van a determinar por ejemplo que
aumente la actividad de otras proteínas intracelulares como son las
proteincinasas
 y esa proteincinasa que se activo va a ir a fosforilar un canal
 al fosforilarze el canal se abre o se cierra
 por lo tanto la permeabilidad al ion cambia y se produce un PPE o PPI
Ejemplo de Receptor Metabotrópico de la Noradrenalina (ver ejemplo en diapositivas):
-
La molécula se une al receptor
Cambia la conformación de la molécula y se libera la subunidad alfa de la proteína g
Esta se une a una molécula que esta en la membrana, por ejemplo, la adenilatociclasa
Esta proteína o enzima de membrana interviene en la formación de AMPc, activa la
proteincinasa
Esta fosforila un canal y este se abre o se cierra
-
Ejemplo:
 En el corazón la noradrenalina produce taquicardia
 en el corazón aumentan la frecuencia con las cuales se gatilla un
potencial de acción de la célula del marcapaso
 ¿ Que es lo que hace que la adrenalina o noradrenalina produzca ese efecto?
Lo que hace es gatillar este mecanismo y hace que un canal se fosforile. Este canal
es para el calcio. Entonces, este entra a la célula y la despolariza y aumenta la
frecuencia con la cual la célula se despolariza y produce taquicardia
Dentro de los segundos mensajeros mas importantes están:
 IP3 – diacilglicerol
 Ca2+ (interacción con otras proteínas citosolicas)
 AMPc
50
No siempre la proteína G va a cambiar los niveles de los 2° mensajeros
Pueden haber otros mecanismos involucrados en la acción del neurotransmisor
¿ Como esa proteína que esta activa se desactiva?
Por acción de otras enzimas que son las fosfatasas. Lo que hacen es desfosforilar. Por lo
tanto, en las células hay sistemas de proteincinasas y de fosfatasas.
51
CLASE N ° 4
“SINAPSIS NEUROMUSCULARES”
SISTEMA MUSCULAR: SISTEMA MUSCULAR ESQUELÉTICO – Fisiología
neuromuscular – unión neuromuscular. Estudio sistemas motores. Receptores sensoriales
musculares y todo lo que tiene que ver con movimientos reflejos.
Uno siempre se refiere a que en el asta dorsal ingresa la información y esta información es
de tipo sensitivo por lo tanto son aferencias; esto no signifique que no entre información de
tipo aferente por el asta ventral. La mayor parte de las aferencias o información sensorial
entra por las astas dorsales. La información eferente sale por las raíces ventrales de la
medula espinal.
El cuerpo de la motoneurona esta en el asta ventral y su terminal sale a la periferia pasando
a formar parte de un nervio periférico hasta llegar al músculo esquelético (cualquiera que
sea este).
El sistema nervioso periférico abarca desde la motoneurona inferior localizada en el asta
anterior de la medula espinal, las raíces nerviosas, nervio periférico, unión neuromuscular,
hasta el músculo.
Fibras musculares al igual que las neuronas son células excitables por lo tanto producen o
son capaces de generar potenciales de acción.
Unión neuromuscular:
-
Motoneuronas alfa (distintas a las Motoneuronas gamma que también están en el
músculo esquelético pero que son mas chicas)
Fibras nerviosas de conducción rápidas mielínicas, cuando uno de los terminales de
esta fibra se acerca a la membrana de la fibra muscular pierde su vaina de mielina.
Terminal de fibra se une con parte de célula muscular.
Membrana fibra muscular (membrana post-sináptica, sarcolema)
Botón pre sináptico corresponde a la motoneurona y la otra zona que forma parte de la
membrana post sináptica corresponde a la membrana de la fibra muscular (sarcolema). En
zona de unión neuromuscular se encuentra plegada.
Si entramos en zona de unión neuromuscular en el caso de la unión músculo esquelética el
neurotransmisor la acetilcolina es molécula pequeña por lo que se sintetiza y almacena en
vesículas en el botón sináptico en el terminal sináptico.
Una vez que se genere el potencial de acción y entre el calcio la acetilcolina es liberada al
espacio sináptico y en los plegamientos que hay del sarcolema están ubicados los
receptores colinérgicos.
52
¿Que gatilla la liberación de la acetilcolina y su interacción con los receptores colinérgicos?
Un cambio en el potencial de la membrana post sináptica. La célula muscular esta en
reposo eléctrico mientras no le llegue un impulso desde la motoneurona, en condiciones
fisiológicas los impulsos siempre van a llegar a través de las motoneuronas, esto no
significa que en condiciones experimentales se puede estimular el nervio motor
directamente ya que si la célula es una célula excitable esta ve a responder generando
potenciales de acción.
En condiciones normales siempre el cambio que se produce tanto en la unión
neuromuscular como los cambios en el potencial de membrana que ocurran a lo largo de la
célula muscular van a ser producto de un tren de potenciales de acción que llegan a través
de la motoneurona
Acetilcolina se libera a espacio sináptico por la acción del potencial de acción que se
producen en el cono axonico, se autopropagan hacia el terminal y generan entonces en el
botón apertura de canales de calcio voltaje dependientes (muy abundantes en el terminal), y
con lo cual se activa todas la s proteínas que están encargadas de fusionar la membrana de
la vesícula con la membrana del terminal pre sináptico con la consiguiente liberación de
acetilcolina.
Los neurotransmisores son sacados de el espacio sináptico mediante distintos mecanismos.
El mecanismo mas importante que opera en las sinapsis neuromusculares, en las sinapsis
colinérgicas es mecanismo de hidrólisis a través de la asetilcolinesterasa.
Por lo tanto en membrana post sináptica esta esta enzima que se encarga de hidrolizar a la
acetilcolina con lo cual la acción de la acetilcolina es de tipo transitoria.
Esto solo cuando existe estimulación!!
En unión neuromuscular entonces hay:
- Axon motor
- Motoneurona
- Múltiples contacto que hace motoneurona alfa con fibra muscular
En cada botón hay acetilcolina
En membrana post sináptica
Pliegues: aumentan superficie de contacto entre axon motor y la membrana de la fibra
muscular. Además tenemos receptores para acetilcolina (que en uniones neuromuscular son
de tipo nicotínicos, son colinérgicos), se ubican en zonas de plegamientos de la membrana,
del sarcolema, cercana a la membrana pre sináptica.
Receptores nicotínicos para acetilcolina en uniones musculares son IONOTROPICOS:
activan directamente el canal porque lo tienen en su estructura. Cambia permeabilidad de la
membrana cuando la acetilcolina se una al receptor.
53
Además en este plegamiento de la membrana post-sináptica existen otro tipo de canales
ubicados en el fondo de estas hendiduras: canales de sodio voltaje dependientes (zonas que
NO están en contacto con terminal sináptico).
POTENCIALES EN MINIATURA
Si registramos zona en zona de la unión sin estimular axon motor se puede observar que en
la célula muscular se producen estas pequeñas diferencias de potencial que son azarosas, no
tienen secuencia bien establecida, normalmente cuando la fibra muscular esta en reposo el
potencial de la membrana es de alrededor de -90mV.
Sin embargo sin estimular el axon motor tenemos estas pequeñas fluctuaciones que
corresponden a lo que se llaman POTENCIALES EN MINIATURA, son diferencias de
potencial pequeñísimas (pequeñas despolarizaciones) que se generan en la membrana post
sináptica, en el sarcolema, y que se producen por la liberación quántica de acetilcolina
desde el terminal axonico.
Esta liberación no necesita de estimulación (potenciales de acción). Hay permanentemente
fusión de membranas de vesículas con el sarcolema y exositosis de acetilcolina. La
magnitud de estos potenciales es pequeñísima, menor a 1mV. Potencial de reposo fibra
muscular en reposo es de -90mV, entonces esta liberación quántica está muy lejos de llevar
la membrana al umbral y generar potencial de acción. Potenciales umbral están cerca de los
– 30mV - 50mV, por lo tanto estas pequeñas diferencias de potencial nunca van a llegar a
generar un potencial de acción en la fibra muscular.
POTENCIAL DE PLACA
Si se estimula el axon motor, se genera potencial de acción en el axon motor lo que
produce una liberación masiva de acetilcolina, (1 solo potencial de acción puede ocasionar
la fusión de muchas vesículas de acetilcolina), y por lo tanto se genera una respuesta de
mayor magnitud pero que tiene formas muy parecida a los potenciales en miniatura, esta
respuesta que se genera cuando se produce un potencial de acción son los POTENCIALES
DE PLACA.
Cuando se libera esta gran cantidad de acetilcolina, la unión de la acetilcolina con sus
receptores, colinérgicos, va a generar una respuesta en la membrana post sináptica osea en
el sarcolema, esta respuesta que es muy parecida en la forma a los potenciales en miniatura
pero que es de mayor magnitud, son locales y se observan solo en uniones neuro
musculares. Estos son los potenciales de placa.
Cualitativamente los potenciales de placa son muy parecidos a los potenciales post
sináptico excitatorios pero tienen una gran diferencia: la magnitud de los potenciales. Los
potenciales de placa son de gran amplitud, tienen amplitudes tan grandes como 70mV y los
potenciales post sinápticos excitatorios: 2 a 3 mV, a veces menos de 2mV.
54
En el caso de la unión neuromuscular un potencial de acción genera una salida masiva de
acetilcolina y esa unión de acetilcolina a sus receptores provoca esta respuesta o
despolararización en la membrana post sináptica que se llama potencial de placa y que es
obviamente una respuesta de tipo excitatorio de gran magnitud. Por lo tanto cada vez que
demos un estímulo a un axon motor, se genera un potencial de placa pero que además como
es de gran magnitud cada vez que se genere un potencial de placa se genera un potencial de
acción en la célula muscular.
El potencial de acción no se genera en la unión neuro muscular, lo que se genera ahí es una
respuesta de tipo local, un potencial de placa.
No es necesario sumar las respuestas en la membrana post sináptica como en las sinapsis de
las uniones neuronales que se suman temporal o espacialmente porque la magnitud del
potencial de placa es tan grande que con un potencial de placa que se produzca va a llevar
la fibra al umbral, y se va a generar un potencial de acción.
El potencial de acción se genera en las vecindades de la placa motora, en los extremos de la
unión neuro muscular, y se autopropagan a lo largo de toda la fibra.
En la zona cercana a la membrana presináptica están ubicados los receptores de acetilcolina
y en el fondo hay canales de sodio voltajes dependientes.
Potencial de placa que se genera es despolarizante y lleva la membrana a su umbral.
El potencial de acción se va a generar cuando se abran los canales de sodio voltaje
dependientes, estos son los responsables en las fibras musculares y en las neuronas de
generar los potenciales de acción.
Para que ocurra la exositosis de acetilcolina y la acetilcolina se una a sus receptores
nicotínicos en el terminal pre sináptico debe ocurrir entrada de calcio (evento fundamental
para que ocurra la liberación de neurotransmisor).
Se puede tener generación de potencial de acción en el axon, pero si tenemos bloqueada la
corriente de calcio no va a haber liberación de neurotransmisor.
Experimento con bloqueador de canales de calcio: cadmio.
Se tiene control sin bloqueo se da pulso eléctrico cuadrado para estimular. Se produce
corriente de calcio que se grafica hacia abajo porque es una corriente de entrada se genera
respuesta de tipo excitatorio. En cambio si se tiene bloqueada esta corriente no se genera
ningún tipo respuesta.
Evento que gatilla la liberación o fusión de vesículas con la membrana entonces es la
entrada de calcio.
Cuando la acetilcolina se une al receptor se abre el canal. El canal que tiene el receptor de
acetilcolina es un canal que deja pasar sodio, potasio y también un poco de calcio, osea no
es muy selectivo.
Sodio se mueve hacia adentro y potasio hacia fuera. La membrana se despolariza porque
entra más sodio que el potasio que sale. Y eso tiene que ver con que la gradiente para el
sodio es mayor. Por lo tanto la fuerza que mueve al sodio hacia adentro es más grande.
RECEPTOR ACETILCOLINA
55
Modelo propuesto. Receptor nicotínico que esta en uniones neuromusculares. Proteína
compleja que tiene 5 subunidades, dos alfas, una beta una gamma y una delta. Lo
interesante es que este receptor tiene 2 sitios de ligamen para acetilcolina, por lo tanto
cuando se libera acetilcolina al espacio sináptico simultáneamente se unen 2 moléculas de
acetilcolina a las subunidades alfa del receptor. Y esto hace entonces que esta proteína
cambie su estado conformacional y deje abierto el poro central que tiene entre las
subunidades y deje pasar sodio y potasio se hace permeable al sodio y al potasio. Este
receptor esta en la membrana de la fibra muscular.
Motoneurona estimulada -- Impulso nervioso -- Potencial de acción que viaja – se auto
propaga a alta velocidad porque es axon motor – cuando llega al terminal abre los canales
de calcio voltaje dependientes – se libera acetilcolina – la acetilcolina se une a las
subunidades alfa del receptor nicotínico que esta en la membrana post sináptica o
sarcolema – este aumenta su permeabilidad a los cationes sodio y potasio pero es mas
permeable al sodio por lo tanto la membrana se despolariza
Cuanto: alrededor de 70mV,
Donde: en las zonas de las sinapsis
Esta despolarización se llama potencial de placa y como es tan grande en las vecindades de
las sinapsis se abren canales de sodio voltajes dependientes y al abrirse estos canales de
sodio la membrana de la célula genera potencial de acción – se autopropaga por todos lados
a lo largo de la célula. – EVENTO DE TIPO ELÉCTRICO PREVIO AL EVENTO
MECÁNICO.
Receptores de acetilcolina están concentrados en las uniones musculares, en las placas
motoras, en zonas cercanas a la membrana pre sináptica. Aquí se generan los potenciales de
placa. Sin embargo si por alguna razón, cualquiera sea esta, se produce denervación de la
musculatura esquelética osea se pierden los axones motores, estos receptores se empiezan a
esparcir por toda la membrana de la fibra muscular y por lo tanto la célula se hace
hipersensible a la acetilcolina – HIPERSENSIBILIDAD POR DENERVACIÓN.
Receptores para acetilcolina ya no se concentran en el botón sináptico ya no se concentran
en las placas motoras, sino que emigran por toda la membrana y se empiezan a ubicar a lo
largo de toda la célula muscular.
Puede producir contracciones musculares asincrónicas. La denervación es la degeneración
del axon motor.
Hay varias patologías que pueden afectar las uniones neuromusculares:
- MIASTENIAS GRAVIS
56
MIASTENIAS GRAVIS
Características clínicas:
Paciente consulta por debilidad muscular progresiva. En ocasiones sus párpados caen, se
cansa con facilidad, incluso al realizar tareas cotidianas como cepillarse el pelo, se ha caído
varias veces al subir las escaleras, sin embargo todos estos síntomas mejoran con el reposo.
Uno de los exámenes de sangre revela una alta concentración de anticuerpos para
receptores de acetilcolina, al estimular en forma repetida las motoneuronas, los músculos
esqueléticos presentan respuestas contráctiles disminuidas.
Normalmente amanecen bien pero a medida que pasa el día empiezan a cansarse.
TRATAMIENTO: Piridogstimina
Experimentan PTOSIS PALPEBRAL: Párpados se empiezan a caer.
Tratamiento: Edrofonio
Enfermedad que en la mayor parte de los casos es autoinmune. Mismas personas generan
anticuerpos contra sus receptores nicotínicos.
Produce debilidad principalmente en los músculos de la cara, boca y deglución.
Estas personas tienen menos plegadas las membranas de la fibra muscular, y tienen
entonces menos receptores para acetilcolina. No tienen problemas de liberación de
acetilcolina, es normal. Los nervios motores están normales. El problema que tienen es que
tienen menos receptores para acetilcolina.
POTENCIALES DE ACCIÓN COMPUESTOS
Aquellos que se registran cuando se esta estimulando un paquete de neuronas o de fibras
musculares.
Por ejemplo: nervio ciático aislado y se esta estimulando con pulsos eléctricos. Se generan
potenciales de acción pero estos potenciales de acción que se observan son potenciales de
acción compuestos porque son la sumatoria de todos los potenciales de acción de cada una
de las fibras que forman parte del nervio ciático.
Electrodo no ingresa dentro de la célula si no que están puestos por fuera del nervio. Lo
mismo se puede hacer en fibras musculares – si registramos potenciales de acción
correspondientes a varias fibras musculares a la vez se esta haciendo un registro de
potenciales de acción compuesto.
En persona con miastenias gravis los potenciales en un principio son muy parecidos a los
de una persona normal, pero a medida que se van estimulando van desapareciendo, se dijo
anteriormente que la actividad eléctrica de un músculo es previa a la actividad mecánica y
esta es consecuencia de la actividad eléctrica, por lo tanto en este caso la contracción es
cada vez mas débil, y puede llegar el momento en que una persona no pueda generar una
contracción muscular.
A personas con miastenias gravis se les da inhibidor de asetilcolinesterasa: degrada
acetilcolina por lo tanto acetilcolina permanece mas tiempo en la unión neuromuscular, lo
que hace que haya mas probabilidad de que pueda interactuar con los pocos receptores que
hay para actuar con la acetilcolina.
57
Normal:
Factor de seguridad de la transmisión umbral
-45
-90
Miasténico: se pierde factor de seguridad. Potenciales de placa tienen magnitud apenas
suficiente para llegar al umbral, pero en algunos casos ni siquera se llega al umbral, no se
va a generar potencial de acción y por lo tanto se reclutan menos fibras musculares para un
actor motor que se traduce en una disminución de la actividad motora y fatigablidad a
medida que se genera el movimiento.
-45
Umbral
-90
SÍNDROME MIASTÉNICO DE LAMBERT-EATON
También hay debilidad principalmente a nivel de la cintura pélvica, fatigabilidad,
problemas para tragar, disfagia, boca seca y también posible ptosis palpebral. Enfermedad
autoinmune pero donde están afectados los canales de calcio del terminal pre sináptico de la
neurona motora, aquí la persona lo que hace es formar anticuerpos contra los canales de
calcio voltaje dependientes, por lo tanto esta afectada la liberación de acetilcolina.
¿Cómo vuelve el calcio al extracelular después de que se produce un potencial de acción en
la terminal?
Por la bomba de calcio (saca calcio de terminal sináptico)
58
FÁRMACOS QUE AFECTAN EL CONTROL NERVIOSO DE LOS MÚSCULOS
ESQUELÉTICOS:
FÁRMACO
ORIGEN
EFECTO
TOXINA BOTULÍNICA #
Clostridius Botalinum
Inhibe liberación de ACh
CURARE
Resina arbol sudamer.
Inhibe interaccion ACh
receptor
ALFA – BUNGAROTOXINA
Veneno serpiente Beng. Inhibe interaccion ACh
receptor
SAXITOCINA
Marea roja
Bloquea canales de Na V.D.
TTX
Pez Globo
Bloquea canales de Na V.D.
GAS NERVIOSO
Artificial
Inhibe Acetilcolinesterasa
NEOSTIGMINA
Arubia Mag.
Inhibe Acetilcolinesterasa
ESTRICNINA
Inhibe formación PPSI en
medula
e
espinal impide contracción
antagonista
#ENFERMOS ESPÁSTICOS
FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
¿Que pasa en fibra muscular cuando se generan estos potenciales de acción?
Salimos de la unión neuromuscular y vamos a entrar en la unidad funcional del músculo
propiamente tal.
ORGANIZACIÓN MORFO-FUNCIONAL:
- Poco menos de la mitad de la masa corporal esta compuesta por músculo
esquelético
- La mayoría de los músculos se unen al hueso a través de tendones, a través de los
cuales se transmiten fuerzas y movimiento desarrollados durante contracciones
hacia el esqueleto
Célula o fibra muscular:
- núcleos
- sarcolema
- miofibrillas: corren a lo largo de una fibra muscular; estriaciones miofilamentos que
le da característica estriada a músculos esqueléticos
- túbulos T
- banda A
- banda I
- línea Z
- cisternas terminales
59
-
retículo sarcoplasmático: muy desarrollados que prácticamente envuelven a las
miofibrillas. Estructura longitudinal que cada cierto trecho cercano a los túbulos T
tiene abultamientos que se llaman cisternas terminales. Estos son sitios de
almacenamiento de calcio.
Cada cierto trecho la membrana plasmática tiene especie de agujeros y se mete al interior
de las miofibrillas – túbulos transversos (colocadas transversalmente a lo largo de las
células musculares)
1 triada:
2 cisternas terminales + 1 túbulo T
Miofibrilla mirada sin retículo –Z se ven estructuras que son los sarcómeros. Se extienden
entre 2 bandas Z con disposición de los miofilamentos gruesos y delgados. Le dan aspecto
estriado a las fibras musculares, (dependiendo de la densidad de las proteínas).
Sarcómero: Unidad funcional del músculo estriado.
Dibujo: estructura tipo cilíndrica no plana.
1 filamento grueso está rodeado por 6 filamentos delgados.
MIOFILAMENTOS
- FILAMENTOS GRUESOS:
MIOSINA
Proteína bastante compleja. Es la molécula motora del sarcómero. Tiene parte filamentosa:
doble hélice y que forma la cola de la miosina. Cabeza de la miosina: parte globular.
Siempre en un Sarcómero la cabeza de la miosina esta hacia los extremos del sarcómero,
hacia las bandas Z.
En cada sarcómero hay miles de estas moléculas, y en cada filamento grueso hay miles de
moléculas de miosina.
La cabeza de la miosina es la parte mas importante porque tiene casi todas las funciones
motoras de la miosina (capacidad de producir movimiento y fuerza).
¿Por qué en la cabeza de la miosina?
1-. Porque aquí están los sitios de unión o ligamen de la actina (proteína del filamento
delgado)
2-. Actividad ATPasica de la miosina (capacidad de la miosina para degradar ATP)
2 funciones importantes en el mecanismos de contracción y relajación de la musculatura
- FILAMENTO DELGADO:
ACTINA-TROPOMISOSINA-TROPONINA
Formado por tres tipos de moléculas, proteínas. Rodea filamento grueso.
60
Formado por doble hélice de ACTINA que cada ciertas moléculas va rotando y que esta
rodeada por otras proteínas: una proteína globular y una filamentosa.
TROPOMIOSINA: Proteína filamentosa: dos hélices que acompañan a la actina a lo largo
de todo su trayecto.
TROPONINA: Proteína globular, cada cierto trecho.
Cada 7 moléculas más o menos rota y se da vuelta
TROPONINA
Tiene 3 subunidades:
- I: Inhibitoria
- T: Une troponina con tropomiosina
- C: Liga calcio. Cada subunidad liga 4 calcios.
I
C
T
COMO TRABAJA EL MÚSCULO ESTRIADO: TEORÍA DEL DESLIZAMIENTO DE
MIOFILAMENTOS
¿Como generamos contracción y fuerza, movimiento?
Cuando musculatura esta relajada filamento relajado con grueso no interactúan. Miosina
tiene capacidad de degradar ATP
Se estimula motoneurona – se libera acetilcolina – potencial de placa – potencial de acción
en la fibra muscular – autopropagación del potencial de acción – cuando se genera
potencial de acción en la fibra muscular se libera calcio del retículo srcoplasmático – calcio
pasa al citosol que es donde están estos miofilamentos, miofibrillas -- la troponina C tiene
avidez por calcio por lo tanto cuando este sale se une a la subunidad C – filamento delgado
cambia conformación y por lo tanto los sitios activos de la actina que estaban tapaditos
quedan al descubierto
La miosina tiene actividad ATPasica en su cabeza, por lo tanto cuando el músculo esta
relajado la miosina esta unida con ADP y P fosfato. Cuando esta en esta conformación la
cabeza de la miosina esta en un ángulo de 90° con respecto a su cola.
Cuando esta unida tiene alta afinidad por la actina, sin embargo si el músculo esta relajado
y no hay aumento de calcio citosólico, entonces los sitios activos están tapados, entonces
por mucha avidez que la miosina tenga hacia la actina no puede unirse a la actina.
Cuando aumenta calcio el filamento delgado cambia de conformación y quedan al
descubierto los sitios de la actina, como ésta tenía una alta afinidad se une con la actina y
forma lo que se denomina el PUENTE CRUZADO.
61
PUENTE CRUZADO: Unión de la cabeza de la miosina con la actina. Cuando la miosina
se une a la actina libera P y ADP, osea pierde la afinidad por ellos. Y cuando pierde la
afinidad por el ADP y P cambia su estado conformacional: cabeza esta en ángulo de 45°
con respecto a su cola hacia el centro del sarcómero.
Al cambiar el ángulo de inclinación los sarcómeros (y bandas Z) se acercan, osea se acortan
los sarcómeros: acción de tipo mecánico.
Calcio vuelve al retículo a través de una bomba Calcio ATPasa.
Durante la contracción por muy intensa que esta sea, siempre queda calcio dentro del
retículo por lo tanto sale un poco de calcio pero igual queda mucho calcio dentro. Así que
igual la bomba esta constantemente metiendo calcio en el retículo.
Cuando calcio vuelve al retículo la troponina C ya no esta unida con calcio – filamento
delgado vuelve a conformación original – sitios activos de la actina se tapan – miosina se
separa – para que se pueda separar necesita ATP. Por lo tanto cuando esta pierde el P y
cambia, queda libre este sitio para que se una otro ATP.
Para que se pueda separar se NECESITA ATP no se despegan las miosinas de las actinas,
sino que quedan unidos, quedan formados los puentes cruzados. Es lo que pasa en el
RIGOR MORTIS. En condiciones normales siempre hay ATP.
Por cada ATP degradado el sarcómero:
- 1 miosina mueve cabeza a centro sarcómero
- sarcómeros se acortan
- se genera fuerza (con o sin desplazamiento).
ACOPLAMIENTO EXITACIÓN-CONTRACCIÓN
2 eventos que en condiciones normales están acoplados:
1-. Eléctrico
2-. Mecánico (consecuencia)
62
Resumen
Potencial de acción viaja por las motoneuronas – sale a través del axon motor por asta
ventral de la medula espinal – llega a la placa motora – libera acetilcolina – unión de
acetilcolina con receptores nicotínicos – se genera potencial de placa – potencial de acción
(en vecindades de botones sinápticos de placa motora) – se autopropaga por toda la célula
muscular. (Las células musculares tienen orificios, invaginaciones que tiene la membrana
plasmática hacia el interior de las fibras muscular). Como se autopropaga lo hace hacia
todos los lados de la placa motora – se mete hacia los túbulos T al interior de la célula
muscular – ahí dentro están los sarcómeros donde ocurre la contracción muscular.
Entonces: el potencial de acción se autopropaga por lo túbulos T y estos se despolarizan.
Cuando esto ocurre el retículo sarcoplásmico libera calcio hacia el citosol (gradiente, en
citosol poco Ca) – como este es un deposito de calcio lo que hace la despolarización de los
túbulos T, es abrir los canales de calcio que hay en el retículo. Estos canales de calcio que
hay en el retículo sarcoplasmico se llaman RECEPTORES DE READONINA (voltaje
dependientes). Miofilamentos gruesos y delgados, aumento calcio citosólico – se une a
troponina C y se producen serie de cambios conformacionales que hacen que se produzcan
los puentes cruzados y la serie de eventos que ya se describieron. Bomba calcio reingresa
calcio al retículo permanentemente. Puente es cíclico.
Actina y miosina se liberan cuando ATP vuelve a unirse a la miosina y en ese momento se
pierde la afinidad entre actina y miosina
ATP hace que se suelten pero si hay calcio se van a seguir formando puentes hasta que
calcio vuelva a niveles basales.
UNIDAD MOTORA:
Neurona motora (o motoneurona) y las fibras musculares que inerva.
- la mínima cantidad de músculo o fibra que puede activarse voluntariamente son
aquellas que forman parte de una motoneurona. La mínima cantidad de fuerza que
se va a generar. Mientras mas unidades motoras se estimulan mayor es la fuerza que
se va a generar. la graduación de la fuerza en el músculo esquelético depende del
sistema nervioso central (sistemas de control motor). En condiciones normales,
fisiológicas, etc.
- el reclutamiento de unidades motoras es el factor más relevante en el control de la
tensión muscular. Como se puede controlar la tensión muscular, la cantidad de
fuerza que se va a generar: uno de los factores importantes es reclutar más unidades
motoras
- todas las fibras musculares de una unidad motora se contraen en forma simultánea.
63
1 fibra muscular recibe inervación de un solo tipo de motoneurona.
DESARROLLO DE TENSIÓN ACTIVA
Tensión que se genera en la unidad contráctil del músculo esquelético, osea en el
sarcómero.
Para aumentar la fuerza:
1-. Reclutar más unidades motoras que simultáneamente se activen mas unidades
motoras
2-. Aumentar frecuencia de descarga (fuerza-frecuencia) de las motoneuronas
AUMENTO EN LA FRECUENCIA DE DESCARGA DE LAS MOTONEURONAS:
Se puede hacer fisiológicamente o experimentalmente estimulando las motoneuronas.
El número de puentes cruzados que se forman dependen del calcio
Cuando se da un solo estimulo o impulso y se genera un solo potencial de acción – este
potencial de acción se genera en la motoneurona, libera acetilcolina y se genera un
potencial de acción también en la fibra muscular esquelética y como consecuencia de ese
potencial de acción en la fibra muscular esquelética se genera la contracción muscular
única que se denomina SACUDIDA MUSCULAR. Si se da otro igual se va a generar otra
sacudida muscular.
La fibra nerviosa, la motoneurona genera potenciales de acción
La fibra muscular genera potencial de placa, potencial de acción y contracción o respuesta
mecánica.
Si damos mas de un estímulo a diferentes frecuencias ejemplo 5HZ.
Potencial de acción – respuesta contráctil = sacudida muscular
(Respuesta eléctrica) (Respuesta mecánica)
A-. PULSOS INDIVIDUALES (5HZ)
B-. SUMACION (20HZ) Suma de contracciones, cuando se da 2do estimulo todavía no se
ha relajado completamente, esta semi contraído
C-. TÉTANO SIN FUSION O CONTRACCIÓN TETÁNICA INCOMPLETA (80HZ)
Tremenda tensión sin dejar que se recupere antes de estimular otra vez. Respuesta
mecánica.
D-. TÉTANO CON FUSION O COMPLETO (100HZ) Sigo aumentando frecuencia de
estimulación. Respuesta mecánica
Potenciales de acción NO se suman, lo que aquí se esta sumando son las respuestas
mecánicas.
En cada estimulación genero un potencial de acción. Genero mas tensión, porque el calcio
permanece alto en el citosol y por lo tanto se están generando mas puentes cruzados.
64
LONGITUD SARCOMÉRICA
-
El número de puentes cruzados que se forman dependen del grado de superposición
de Los filamentos de actina y miosina. (GRÁFICOS: tensión activa: lo que pasa en
los sarcómeros)
Longitud sarcomérica ideal = 2,2 micras en músculos esqueléticos. Desarrollan
máxima tensión.
A medida que aumenta longitud sarcomérica la tensión que se genera es cada vez mayor
hasta que se llega a un punto donde la tensión es máxima y luego si sigue aumentando la
longitud del sarcómero, la tensión empieza a bajar hasta que se puede hacer = a cero.
Longitud a la que se puede generar mayor tensión = longitud sarcomérica ideal. ¿Por qué?
Porque es posible formar la máxima cantidad de puentes cruzados porque la superposición
de filamentos de actina y miosina es ideal.
# SE HABLA DE LONGITUDES SARCOMÉRICAS INICIALES
Si acorto sarcómero algunos miofilamentos están chocando. Se tapan. Tensión que se
genera es menor
Si pasamos longitud ideal: se estiran mucho los sarcómeros, prácticamente hay
superposición. Tensión que se genera es menor.
En condiciones normales funcionamos con longitudes sarcoméricas ideales.
Un músculo tiene otros tejidos anexos además de los sarcómeros por ejemplo tejido
elástico.
Tensión Activa: solo en maquinaria contráctil = sarcómeros
Tensión Pasiva: tensión que generan los elementos elásticos
Tensión Total: suma de estas dos
65
LA FUERZA PRODUCIDA DEPENDE DE LA VELOCIDAD DE MOVIMIENTO LOS
PUENTES CRUZADOS
También depende de la carga impuesta a la musculatura
3 acciones potenciales durante contracción muscular
-Acortamiento del músculo en contracciones de tipo Isotónico
Contracción Isotónica: Acortamiento contra carga fija, la velocidad depende de la actividad
M ATPasa y de la carga impuesta. Acortamiento musculatura.
-Contracción Isométrica: hay contracción pero no hay acortamiento del músculo. Hay
generación de fuerza (Ejemplo: apoyada contra muralla). El que no haya acortamiento del
músculo se explica gracias a los tendones o tejidos elásticos que tiene la musculatura.
Sarcómeros se acortan pero tendones o tejido elástico se estiran.
-Alargamiento Muscular: Mayor probabilidad de daño muscular. Se estiran mucho
sarcómeros y tejidos elásticos.
UNIDADES MOTORAS
TIPO I
TIPO II A
-Lentas
-Rápidas
-Generan poca tensión
-Generan tensión
-Rojas (cdo. refiere a fibras musc.)
-Alta resistencia a la
-Fatigables Intermedia
fatiga
-Sirven para actividades
-Características
musculares permanentes
Intermedias
que no necesitan de
mucha tensión. Ex: musc. Postural
rápidos
Muchas mitocondrias
irrigación
Buena irrigación. Alto aporte d O2
Respiración celular. Metabolismo
Oxidativo.
TIPO II B
-Rápidas
-Generan mas tensión
-Altamente fatigables
-Actividad ATPasica
rápida. Isoforma 5
Alto consumo energético
Hacer movimientos
Fatiga.
Poca
Lentas = capacidad miosina hidrolizar ATP, isoforma con actividad ATPasica lenta
degradan ATP lentamente, desde el punto de vista energético son económicas, consumen
poco ATP. Esto permite mantener actividades musculares en el tiempo sin que se fatiguen.
IIB = actividad ATPasica rápida, isoforma de la miosina permite degradar ATP muy
rápido, alto consumo energético.
Sirven para hacer movimientos rápidos.
Inconveniente: alto consumo energético y aparición de fatiga rápida.
66
Poca irrigación por lo tanto pobre aporte de oxigeno -- Sacan el ATP que necesitan del
metabolismo anaeróbico (glicólisis -- Ácido láctico)
Estos tipos están mezclados en los distintos músculos. El que sean más o menos fatigables
tiene que ver con propiedades funcionales y estructurales de las fibras.
El que le da la característica a la fibra muscular es el tipo de inervación que recibe. Que una
fibra muscular sea lenta y roja se la da la motoneurona que la esta inervando. No es una
característica propia e independiente de la fibra muscular (experimentos reinervación
cruzado).
67
CLASE FISIOLOGÍA N ° 5
CONTINUACIÓN UNIDADES MOTORAS
UNIDADES MOTORAS: (REPASO)
En el hombre hay por lo menos 3 tipos de fibras musculares, sus características están dadas
por las características de las unidades motoras. Fibras motoras de un tipo están todas
inervadas por motoneuronas de un mismo tipo, o todas pertenecen a un mismo tipo de
unidad motora, por lo tanto cuando se habla de las características de las fibras musculares
se esta hablando de las características de las unidades motoras. Existen otras clasificaciones
en las que se pueden encontrar 5 tipos de fibras. Clasificación más simple de estas unidades
motoras:
- TIPO I
- TIPO IIA
- TIPO IIB
TIPO I:
-Unidades motoras lentas
-Fibras musculares rojas por el gran aporte de sangre y de la proteína mioglobina
(almacena O2)
-Desde punto de vista mecánico: con un solo estimulo (que lleve a esa unidad motora al
umbral) genera sacudida muscular que genera tensión pequeña
-En teoría no se fatigan, porque la fatiga es un concepto muy amplio.
-Siempre desarrollan misma tensión sin importar el tiempo que se este contrayendo.
-Metabolismo Oxidativo –) dependen de oxigeno (respiración celular). Saca mucho más
ATP que la glicólisis. Metabolismo Oxidativo --) Se lleva a cabo en las mitocondrias y es
dependiente de oxigeno.
-Gran cantidad de mitocondrias y muy capilarizadas para asegurar un buen aporte de
oxigeno, para reponer el ATP
-Sirven para actividades permanentes que no necesitan de mucha tensión. Ejemplo:
músculos de la postura
-Miosina con actividad ATPasica lenta. Con un ciclo largo de tiempo por lo tanto usa ATP
a bajas escalas
-Energéticamente económicas
-Mantención: económica de fuerza durante contracciones isométricas
TIPO II A:
-Unidades motoras rápidas
-Fibras musculares blancas
-Resistentes a la fatiga pero menos que las de tipo I
-Desde punto de vista mecánico: Generan mayor tensión, pero, a medida que pasa el tiempo
esta tensión va disminuyendo incluso pudiendo llegar a cero porque la fibra se esta
fatigando. (Esta aparición de fatiga tiene que ver con la actividad metabólica de los tipos de
fibras)
-Fatigables intermedias
68
-Características intermedias algunas de las rápidas y algunas de las lentas.
TIPO II B:
-Unidades motoras rápidas
-Fibras musculares blancas--)Poca mioglobina por lo tanto tienen aspecto blanco
-Desde el punto de vista mecánico: Generan mucha más tensión
-Muy fatigables
-Actividad ATPasica rápida isoforma de la miosina con alto consumo energético
-Para hacer movimientos rápidos
-Inconveniente: alto consumo energético y baja resistencia a la fatiga
-Poca irrigación, poco vascularizadas
-Metabolismo anaeróbico (no necesitan O2, pocas mitocondrias, poco vascularizada)
Todos estos tipos están presentes en un mismo músculo, lo que varia es la proporción de
fibras musculares rápidas y lentas que hay en un músculo. Depende fundamentalmente de
la función que cumpla el músculo en el acto motor.
(En general no existen los músculos blancos o rojas)
Las propiedades de las fibras musculares son en realidad propiedades de las fibras motoras.
¿Como se sabe que las características de una fibra muscular están dadas por la inervación
que reciben?
Se han hecho experimentos en los que se ha hecho reinervación cruzada. Es decir, que a
fibras musculares lentas por ejemplo se les ha sacado la inervación y se les ha colocado
inervación de una unidad motora rápida, y viceversa.
Al hacer esto las fibras musculares cambian sus características bioquímicas y metabólicas.
Las propiedades de las fibras están dadas entonces por la unidad motora
Las unidades motoras que tienen estas fibras lentas, son en general unidades motoras
pequeñas, es decir que la motoneurona que esta inervando estas fibras esta inervando pocas
fibras musculares. En cambio en las unidades motoras rápidas que tienen estas fibras
blancas o rápidas, la motoneurona inerva muchas fibras musculares, y eso repercute en que
generen más tensión.
Las Motoneuronas también son distintas en los 2 casos. En el caso de las unidades motoras
lentas la motoneurona es chiquitita, y en el caso de las unidades motoras rápidas las
motoneuronas son grandes.
Otra característica importantísima que señala un poco esta característica que se llamen
rápidas o lentas es la afinidad de la miosina ATPasa que tienen estas fibras.
En las lentas la actividad de la miosina ATPasica (necesaria para la formación de puentes
cruzados) es una actividad enzimática lenta. Consume menos ATP
En las rápidas –Z actividad ATPasica muy rápida por lo tanto cdo se activan estas fibras el
consumo de ATP es mayor.
DIAGRAMA:
69
Interneurona medular excitatoria hace sinapsis con 2 motoneuronas una rápida y una lenta.
La motoneurona chiquita (lenta) tiene menos canales en su membrana por área, y por lo
tanto si tiene menos canales tiene menos posibilidad que la corriente que se genera se
pierda. Y por lo tanto si se pierde menos corriente significa que tiene una resistencia mayor
a la corriente, y eso hace que conduzca más corriente. Por lo tanto es mas fácil que
potenciales de placa excitatorio generen un potencial de acción en estas que en las otras que
al tener mayor superficie y mayor numero canales hay mayor probabilidad de que la
corriente se pierda, y por lo tanto la resistencia al paso de corriente es menor.
Por lo tanto es más fácil que las chicas lleguen al umbral mas fácilmente que las otras.
En un acto motor las unidades motoras que se reclutan primero son las unidades motoras
lentas. Si individuo quiere generar mas fuerza recluta entonces las fibras rápidas,
solamente si quiere generar mas fuerza porque las unidades motoras son grandes y como
tienen mas fibras musculares generan mas tensión.
PROTEÍNAS DEL CITOESQUELETO – FIBRA MUSCULAR ESQUELÉTICA
Cuando se estimula motoneurona alfa o directamente el músculo se puede generar tensión.
No hay que olvidar que: Las fibras musculares no están compuestas solo por estas proteínas
contráctiles (que es donde se genera la tensión), sino que también hay algunas proteínas que
forman parte del citoesqueleto:
Integrinas (CREO), sarcoglicanos, histroglicanos, distrofinas, licinas (creo) (unen
filamentos gruesos a bandas Z)
: Sistemas complejos
Existen muchas patologías que afectan a los sistemas motores cuya disfunción no radica en
sistemas contráctiles, ni sinapsis (unión neuromuscular), o de sistemas anexos, sino que las
alteraciones radican en estas proteínas que forman parte del citoesqueleto.
La más estudiada a sido la DISTROFINA: porque un tipo de patología periférica frecuentes
es aquellas que afectan a este sistema de proteína.
FUNCIÓN: transmisión de fuerza a la matriz extracelular. Descubrimiento relativamente
nuevo, no se conocen bien sus funciones.
PREGENTAS HA DESARROLLAR:
1-. ¿Qué es la distrofia muscular de Duchenne?
2-. ¿Qué es la distrofia muscular de Becker?
3-. Buscar el significado de las siguientes palabras:
- Atrofia muscular
- Distrofia muscular
- Espasticidad
- Fibrilación
- Fasciculación
- Tono muscular
70
FUENTES ENERGÉTICAS DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
¿Desde el punto de vista molecular cuando se produce una contractura muscular, que es una
contractura muscular y desde el punto de vista molecular como se explica una contractura
muscular?
Cuales son los mecanismos mediante los cuales las fibras musculares generan tensión.
Entiendo que hay distintos tipos de fibras musculares
¿De donde sale el ATP para la contracción?
RECORDAR: El ATP se usa tanto para la contracción muscular como para la relajación
muscular.
Hay varias formas metabólicas a partir de las cuales las fibras obtienen ATP pero
finalmente lo que hay q entender es q a pesar de q cada fibra tiene distintos compuestos
ricos de energía y distintos sustratos a partir de los cuales obtiene energía lo que utiliza la
fibra como tal es LA MOLECULA DE ATP. El ATP es el que entra en la cabeza de la
miosina, es desdoblada y se genera entonces la presión a través de los puentes cruzados.
Por cada mol de ATP se liberan 7,3 kilocalorías.
Entonces para una contracción muscular tenemos ATP almacenado en las fibras
musculares, la cantidad de ATP almacenado es muy poquita, pero además de estas
moléculas de ATP existen otras moléculas que también se pueden almacenar: fosfocreatina.
Entonces la fuente inmediata: el ATP almacenado (muy escaso) pero sirve porque esta ahí,
lista para ser utilizada, por lo tanto cuando se necesita ejecutar un movimiento muy rápido
la disponibilidad de este ATP de almacén es fundamental.
También entonces esta la fosfocreatina: compuesto rico en energía. Se puede almacenar
pero también se encuentra en bajas cantidades, un poquito mas que el ATP pero también en
cantidades limitadas. Se puede degradar a través de la enzima CREATINQUINASA y esta
energía liberada es la que se usa para formar ATP. A pesar de ser un depósito de energía
primero debe formarse ATP y este es utilizado por la actividad muscular, NO LA
FOSFOCREATINA DIRECTAMENTE.
El ATP y la fosfocreatina son compuestos ricos en energía, de deposito y que en si
constituyen el sistema denominado de los “FOSFÁGENOS”: Sirven para contracciones
musculares rápidas pero de muy corta duración. (contracciones que no duran mas de 10
segundos)
FOSFATOS RICOS EN ENERGIA:
1-. FUENTE INMEDIATA: ATP
Reserva intracelular: escasa
5 x 10-6 (mol x g -1)
2-. PRODUCCIÓN DE ATP
- Fosfocreatina (fácil obtención de 2 a 3 minutos)
- Glicólisis
- Metabolismo Aeróbico
71
¿Que pasa si un individuo necesita hacer una contracción muscular mas prolongada?
Tiene 2 fuentes adicionales más:
GLICOLISIS y el METABOLISMO AERÓBICO O OXIDATIVO
Si la actividad es de alta intensidad se acabaron los fosfágenos, los sistemas recurren
entonces a la glicólisis, pero si es de muy alta intensidad la glicólisis actúa sin que
disminuya la tensión de 2 a 3 minutos (generando la misma tensión inicial). Después igual
se puede seguir utilizando glicólisis pero lo que ocurre es q empiezan a acumularse
metabolitos(¿?) indeseados que producen fatiga muscular.
GLICOLISIS:
- Genera misma tensión inicial
- Ventaja: Vía metabólica corta, obtención rápida de ATP a partir de glucosa
(hidratos de carbono)
- Desventaja o limitante: Cantidad de ATP producido es poco, además el producto
final es el piruvato es intermediario no es producto final como tal. En ejercicios de
alta intensidad no entra todo el piruvato el cual se acumula y se transforma en
lactato que es uno de los elementos asociados a la fatiga
- Sistema rápido aun cuando la cantidad de energía que se forma es poca. Ocurre en
el citosol
- No requiere presencia de oxígeno
- Gran limitante: ejercicios de alta intensidad van a producir alta concentración de
ácido láctico circulante, y fatiga
- La acumulación de lactato no es una acumulación gradual. Existe determinada
intensidad en la que se produce aumento exponencial de este lactato. Si un
individuo quiere retardar la aparición de la fatiga tiene que desarrollar actividad
muscular que este bajo el punto donde empieza esta subida exponencial.
72
PRODUCCIÓN AERÓBICA DE ATP Ó METABOLISMO OXIDATIVO:
A traves del metabolismo Oxidativo se pude obtener mucho mas ATP que en la glicólisis
(19 a 20 veces mas de lo que aporta la via glicolítica).
- Necesita de oxígeno (por lo tanto hay que involucrar otros sistemas.:
transportadores)
- Sistemas de transportadores:
Respiratorio
Cardiovascular
- Vía compleja, larga, y tiene muchos procesos involucrados por lo tanto es lenta.
Continuo energético
- Ventajas:
-Se obtiene mucho mas ATP (19 a 20 veces mas que en la vía
glicolítica)
- No solo utiliza hidratos de carbono, pueden ingresar como sustratos
metabólicos grasa y proteínas. (Aunque se utilizan poco las proteínas. Habitualmente se
usan hidratos de carbono y grasas). Vía glicolítica: solo pueden ingresar hidratos de
carbono.
NOTA:
Sistema respiratorio no produce limitante a la entrega de oxigeno, en condiciones
normales, fisiológicas, porque la capacidad que tiene va mucho mas allá de la necesidad
que pueda tener un músculo activo.
No así en el sistema cardiovascular donde si hay limitante, debe haber una buena
función cardiovascular para un buen aporte de oxigeno a los tejidos
SISTEMAS ENERGÉTICOS: Cuando un individuo esta haciendo ejercicio utiliza los 3
sistemas energéticos, dependiendo de la actividad que realice va a utilizar
preferentemente uno u otro, pero nunca un sistema solo, no existen los ejercicios….
puros).
Cuando la actividad física comienza y lo hace con una gran intensidad, lo primero que
se ve son sustratos de depósitos. Estos depósitos se agotan rápidamente en los primeros
segundos, por lo tanto simultáneamente con la utilización de estos sustratos, se esta
usando la vía glicolítica, y se esta activando mas la vía oxidativa (que ya estaba activa
durante el reposo). En la actividad muscular intensa esta vía glicolítica va a generar una
cantidad de ATP baja pero suficiente para mantener la tensión muscular, esto ocurre por
algunos minutos pero después la tensión muscular empieza a bajar. Durante este tiempo
la vía oxidativa a estado degradando mayor cantidad de hidratos de carbono, de grasas,
por lo tanto hay mayor posibilidad de obtener ATP a través de la vía oxidativa. El
problema es que la vía oxidativa es lenta, por lo que si uno quiere obtener mas ATP
porque la actividad muscular es intensa, va a tener que esperar un rato hasta que se
alcance un nuevo (CHINO MANDARIN) q se alcanza mas o menos después de 2 a 3
minutos.
73
Mientras tanto aparecen otros sistemas de energía: LOS SISTEMAS ANAERÓBICOS.
Pero una vez que la otra vía alcanza este aporte de oxígeno (fundamentalmente para que
funcione el metabolismo Oxidativo), el individuo se puede mantener con una cierta
intensidad de trabajo físico fundamentalmente por la vía oxidativa.
Obviamente que si se aumenta la intensidad de las contracciones, suponiendo un
corredor que va trotando a una cierta intensidad, usando metabolismo Oxidativo
fundamentalmente, sin generar cantidad de ácido láctico importante que produzca fatiga
muscular.(repito no solo usando metabolismo Oxidativo sino que también glicólisis).
Pero si esta cerca de la meta y aumenta la velocidad de la carrera, entonces la situación
se invierte, y entonces el individuo como necesita ATP, pero a una velocidad mas
rápida, entonces empieza a usar mas metabolismo anaeróbico, y por supuesto va a
ocurrir mas tempranamente la fatiga que si no hubiese aumentado la velocidad de la
carrera. Por eso es que los deportistas saben a que ritmo deben correr para no acumular
lactato y no generar fatiga en forma prematura, calculando incluso los tiempos (cuando
“yo” tengo que aumentar la velocidad para alcanzar a llegar a la meta sin que la fatiga
impida que se genere tensión muscular y que deba detener la carrera o bajar el ritmo de
contracción de la musculatura).
Todas las evaluaciones de estos factores energéticos relacionados a la fatiga muscular
se estudian y evalúan en la gente que practica deportes de forma regular, para evitar
justamente la fatiga temprana.
1-. SHORT TERM ENERGY SYSTEM: GLICOLISIS -------2-. LONG TERM ENERGY SYSTEM: AEROBIC ………….
3-. INMEDIATE ENERGY SYSTEM: ATP – CP _________
GRAFICO:
% capacidad energía del sistema / duración del ejercicio
10s
30s
2min
5min
LACTATO
74
Normalmente todos tenemos una concentración de lactato basal, en una persona normal
alrededor de 2 milimoles por litro de sangre. Esto esta en equilibrio con la
concentración de lactato que hay en la musculatura (lo que esta ocurriendo en la sangre
es el reflejo de lo que esta ocurriendo en las fibras musculares.
Si individuo hace ejercicio de intensidad creciente, y se le empieza a aumentar la carga,
se empieza a generar más lactato en la fibra muscular, y pasa a
.
Durante gran parte de esa intensidad del ejercicio el lactato se mantiene en valores
relativamente bajos, pero llega un momento en el cual el lactato se dispara, aumenta en
forma abrupta, este punto donde se produce este quiebre se conoce como umbral
láctico. En una persona normal, sedentaria, el umbral láctico se produce alrededor del
50% del consumo máximo de oxígeno (capacidad máxima de oxigeno que el individuo
es capaz de consumir frente a ejercicio de intensidad máxima). Obviamente que
depende la edad de la persona, peso, grado de actividad física, carga genética, etc.
A partir del umbral láctico empieza esta subida exponencial de lactato que puede llegar
a valores tan altos como 10 veces el nivel basal.
Este aumento de lactato esta asociado a fatiga muscular, pero no hay que perder de vista
que es UNO de los factores que genera fatiga muscular. Toda la gente que practica
deportes de resistencia (nadadores, corredores de fondo, esquiadores, etc.) tienen mayor
resistencia a la fatiga, porque entran precisamente sus sistemas aeróbicos. Es decir los
entrenamientos que realizan les permiten hacer adaptaciones cardiovasculares que
permiten hacer un mejor aporte de oxígeno a la musculatura, y por lo tanto caer en lo
que se conoce como “hipoxia tisular”. Además entran o mejoran las capacidades de sus
fibras musculares lentas, eso significa entonces aumentar su numero de mitocondrias,
actividad de las enzimas que participan en el metabolismo Oxidativo, después de
algunos años incluso pueden mejorar la irrigación en cuanto a que son capaces de
formar nuevos capilares en la musculatura y por lo tanto hay una mejor difusión del
oxígeno, etc.
Por lo tanto como mejoran sus capacidades oxidativas cuando realizan actividades
físicas de alta intensidad a lo largo del tiempo ellos ocupan de forma mas importante el
metabolismo Oxidativo.
Los deportistas que usan preferentemente el metabolismo anaeróbico (actividades de
potencia) es muy distinto. Ellos deben potenciar las fibras rápidas. Importantísimas las
enzimas de la vía de la glicólisis.
¿Qué conduce a que se produzca este aumento tan significativo de la concentración de
lactato en individuos que hacen una actividad muscular de intensidad creciente?
Existen varios factores que se postulan como causantes del umbral láctico. Lo que
habitualmente se mide es el lactato que hay en la sangre, pero este es un reflejo de
cuanto lactato se esta produciendo en la musculatura mas activa pero también cuanto
lactato esta siendo sacado del torrente sanguíneo por remoción (la remoción del lactato
la hace fundamentalmente el hígado).
75
Entonces siempre hay un balance entre producción y remoción del lactato.
Cuando un individuo hace una actividad muscular intensa y se produce este aumento
importante de lactato, se postula que junto con afectar la producción de lactato, también
disminuye la reducción del lactato.
Esto se cree porque cuando un individuo realiza un esfuerzo físico se produce una
redistribución del flujo sanguíneo, es decir la mayor parte del torrente sanguíneo se va
a la musculatura del ejercicio, pero la cantidad de sangre que un individuo tiene
circulando es la misma. Por lo tanto ¿de donde sale este mayor aporte de sangre a la
musculatura? De otros territorios musculares fundamentalmente las vísceras. Entonces
se produce una vaso contricción visceral.
Como hay una vaso contricción visceral la remoción de lactato por esas vísceras, queda
disminuida que junto con el aumento de la producción produce un desbalance en el
nivel de lactato sanguíneo.
¿Por qué aumenta la producción de lactato?
- La producción de lactato puede aumentar por hipoxia tisular, es decir que el sistema
cardiovascular no este entregando el aporte de oxígeno adecuado para los músculos del
ejercicio, y por lo tanto si no hay oxígeno suficiente el metabolismo Oxidativo tampoco
va a ser eficiente, y como la musculatura sigue realizando ejercicio saca el ATP de la
glicólisis (metabolismo anaeróbico). Por lo tanto puede ser por hipoxia tisular, donde va
a haber un mayor aporte de la glicólisis, y además porque cuando un individuo esta
realizando un ejercicio físico de alta intensidad, esta reclutando todas las fibras
musculares de que dispone. No solo se contraen las fibras lentas sino que además se
contraen las fibras o unidades motoras rápidas (que usan el metabolismo anaeróbico….
Generando piruvato y por lo tanto pudiendo generar mayor cantidad de lactato).
Todos estos factores contribuyen a que se genere el umbral láctico.
¿Por qué el lactato esta asociado a fatiga muscular?
Por la acumulación de protones. Lo que genera la fatiga del ácido láctico son los
protones. Son los protones los que están asociados a la fatiga. Significan cambios de pH
intracelular y por lo tanto ineficiencia de los sistemas enzimáticos que generan la
contracción.
Existen rangos de pH a os que las enzimas son óptimas. Pero si se salen de sus rangos
ya su actividad no es óptima y por lo tanto se empieza a disminuir la formación de los
puentes cruzados con la disminución de
Cuando un individuo realiza una actividad muscular intensa, y se ha quedado con el
lactato por los cielos, tiene que remover ese lactato. Ejemplo clásico: gente cuando
compite en carreras y sigue caminado después de haber cruzado la meta, lo hace para
remover el lactato que se le ha acumulado durante la carrera.
76
Aunque sea lento es una forma de remoción de lactato, cuando sigue con actividad
muscular bajita (alrededor de un 30 a 35 % de su consumo máximo de oxigeno).
Por lo tanto si el individuo sigue haciendo un ejercicio leve se recupera mas
rápidamente, o en menos tiempo, que un individuo que se queda tirado en la pista.
NOTA:
Las elongaciones lo que hacen es evitar que el músculo siga contraído, mas que
remover ácido láctico.
IDENTIFICACIÓN DEL LACTATO:
Umbral del lactato o umbral láctico: Al 50% del consumo máximo de oxigeno
GRAFICO:
Sin ejercicio: -----Con ejercicio: _____
Concentración lactato en la sangre / tiempo de recuperación (minutos)
12
10
8
6
4
2
0
10
20
30
40
UMBRAL
REDUCIR
REMOSCION
LACTATO
BAJO O2
MUSCULAR
AUMENTO GLICOLISIS
(aumento aporte
glicólisis)
RECLUTAR FIBRAS
RAPIDAS
77
RESUMEN:
BIOENERGÉTICA
¿Cuáles son las fuentes energéticas del reposo y de la actividad muscular intensa?
- Carbohidratos, grasa y proteínas. En mayor medida los carbohidratos y las grasas.
No más de un 5 % de energía para la actividad física o muscular se obtiene de las
proteínas (por lo menos en personas sedentarias).
- De las grasas lo que fundamentalmente se usan son los ácidos grasos libres
provenientes de los depósitos de triglicéridos.
- Las grasas son las que aportan más energía que todos.
GRASAS: 9 Kilocalorías por gramo
CARBOHIDRATOS: 4 Kilocalorías por gramo
PROTEÍNAS: 4 Kilocalorías por gramo
¿Dónde se almacenan estas grasas neutras, triglicéridos?
Fundamentalmente en los adipositos, pero también en la musculatura.
- Los mayores depósitos de glicógeno están en los músculos esqueléticos.
- Otra fuente de depósito importante es el glicógeno hepático.
- Carbohidratos que se usan para la actividad muscular salen de la glucosa (viaja
circulando por la sangre).
- La cantidad de grasa de depósito fundamentalmente en los adipositos. Persona
promedio normal 14 kilo de grasas.
- La cantidad de carbohidratos que una persona dispone para la contracción muscular
prolongada tiene que ver con la dieta. Las personas que tienen una baja ingesta de
carbohidratos tienen una baja cantidad de depósitos de carbohidratos, y viceversa
(depósitos de glicógeno).
El problema es cuando se almacenan muchos carbohidratos y no se gastan!!!
¿De que depende que una persona utilice grasas o carbohidratos en una actividad física?
Depende de varias cosas:
- Condición física del individuo
- Condición nutricional del individuo
- Intensidad del ejercicio
- Duración del ejercicio
INTENSIDAD:
Cuando un individuo trabaja a intensidades bajas, (20% consumo máximo oxigeno), usa
preferentemente como sustrato energético las grasas.
Si la intensidad del ejercicio sube el aporte de las grasas va disminuyendo de forma
progresiva y aumenta el aporte de carbohidratos.
Cuando la intensidad del ejercicio es máxima, osea cercana al 100% del consumo
máximo de oxígeno, el individuo esta consumiendo fundamentalmente carbohidratos.
78
Por lo tanto en conclusión:
-No sirve de nada ir al gimnasio a agotarse para bajar grasas.
-Para bajar las grasas la intensidad del ejercicio debe ser submáxima.
-Hay que tener en cuenta además que el gasto energético sea también importante.
-tampoco significa que trabajando al 50% del consumo máximo de oxígeno se utilice
mayor cantidad de grasas, no es una regla para TODOS los individuos.
-Para bajar grasas sin embargo la intensidad del ejercicio no puede ser inferior al 50%.
Por lo menos en un sujeto joven saludable.
Si el individuo tiene pocas reservas de hidratos de carbono al agotarlos se produce
FATIGA MUSCULAR ASOCIADA A LA DECLUSION DE GLICOGENO, y
probablemente otros problemas asociados a la disminución de la glicemia. Efecto que el
individuo debe evitar porque si no, no va a poder terminar de hacer el ejercicio. Y en la
medida que empieza a aparecer fatiga, no se puede cambiar el curso.
Así que los depósitos de glicógeno deben estar ojalá siempre completos
DURACIÓN:
La duración también es importante (revisar gráficos clases)
A medida que el individuo hace ejercicio por mas tiempo el % de grasas va
aumentando, significativamente, y va disminuyendo la utilización de hidratos de
carbono.
Por lo tanto para que un ejercicio sea efectivo en la utilización de grasas, el individuo
debe hacer un ejercicio que dure a lo menos 40 minutos.
Entonces actividades prolongadas y de intensidad sub-maxima. Con esto realmente se
están utilizando grasas porque se esta usando preferentemente para generar contracción
el metabolismo Oxidativo (no la glicólisis).
79
FATIGA MUSCULAR
- La fatiga se puede producir por trastornos implicados en cualquiera de los procesos
involucrados en la generación de tensión.
- Una causa de fatiga muscular puede ser la fatiga “placa”. Es la imposibilidad de que el
potencial de acción o impulso nervioso de la motoneurona genere una respuesta en la
fibra muscular esquelética por disminución de la liberación de Acetilcolina. Osea el
neurotransmisor se agota y la fibra muscular no se contrae.
Motoneuronas mandan señal a las fibras musculares.
Distinto es en el caso de pacientes con patologías neuro musculares donde para producir
una contracción debe estimularse directamente el músculo (daño en nervios motores,
nervios periféricos)
- Dificultad de transmisión sináptica
- Dificultad en la propagación del potencial de acción a través de la fibra muscular
- Pueden haber cambios metabólicos y de hecho ocurren cambios metabólicos locales
en la fibra muscular que alteran todos estos procesos voluntarios.
--) Alteración de la liberación o captación de calcio por el retículo sarcoplasmico.
- Depleción de sustratos metabólicos (una persona tiene depleción de glicógeno genera
fatiga muscular, por eso los deportistas consumen hidratos de carbono antes y durante la
actividad física (con hidratos de carbono y electrolitos) para mantener en un medio
adecuado su sistema musculoso.
Además hacen una dieta previa a la actividad muscular a base de hidratos de carbono
para mantener los depósitos de glicógeno y retardar la aparición de fatiga muscular.
- Acidosis local: generada por acumulación de protones provenientes del lactato
Todos estos son posibles factores que causan fatiga muscular
En el último tiempo se ha estado incorporando un nuevo concepto al fenómeno de la
fatiga: fatiga central
80
FATIGA CENTRAL
Se ha visto de que cuando un individuo hace un ejercicio intenso puede caer en fatiga
sin que sus músculos estén fatigados. Es decir, sus músculos pueden seguir generando
tensión si se los estimula directamente pero la persona esta desanimada y no puede
seguir haciendo la actividad física.
Tiene que ver con un desbalance a nivel de neurotransmisores. Es un concepto nuevo.
Individuo presenta:
- Falta de motivación
- Falta de ganas
- Falta de impulso
Se ha visto que en estos casos cuando se estimula directamente las fibras musculares o
bien las motoneuronas, no hay fatiga muscular, pero si se ha visto que hay un
desbalance en los niveles de serotonina y dopamina.
- Niveles centrales de serotonina aumentan progresivamente con la duración del
ejercicio y la aparición de la fatiga. Aumenta progresivamente a medida que aumenta
un ejercicio físico.
- Niveles cerebrales de dopamina (Da) se reducen progresivamente
En un individuo normal hay una relación estable entre los niveles de serotonina y
dopamina. Cuando un individuo enfrenta un ejercicio físico los niveles de serotonina
empiezan a aumentar progresivamente, y esto se ha visto que esta asociado con la
aparición de fatiga. Cambian las relaciones.
Disminuyen los niveles de dopamina.
Hay mucha gente asociada al área del deporte estudiando como se puede revertir esto.
Fundamentalmente se están haciendo estudios con aminoaci…. Que Comparten
intermediarios en la síntesis de la serotonina con transportadores de los aminoácidos y
esto hace que se usen estos transportadores y eviten que aparezca esta fatiga de tipo
central.
FATIGA CENTRAL NO ES = A LA FATIGA DE TIPO MUSCULAR
DATO: en anemias existe fatiga pero fundamentalmente por hipoxia tisular.
81
MUSCULATURA LISA Y CARDIACA
MÚSCULO LISO:
¿Por qué es importante analizar algunas características del músculo liso?
Fundamentalmente porque hay muchos órganos en los cuales existe el músculo liso. Es
de amplia distribución. Por ejemplo: en las paredes de los vasos sanguíneos (existen
muchas patologías asociadas con disfunción de los vasos sanguíneos en las cuales esta
asociada la musculatura lisa), sistema urinario (uréteres, vejiga urinaria,), sistema
genital, útero, todo el tubo digestivo tienen musculatura lisa.
Por lo tanto dependiendo del tipo de tejido, que constituyan estas fibras musculares lisas
va a hacer una función diferente como también la modulación de la actividad de estas
células.
En general existen dos disposiciones de musculatura lisa:
- MUSCULO MULTIUNITARIO: Cada una de las células funciona en forma
independiente y cada una de ellas esta recibiendo inervación. Por ejemplo el músculo
iris del ojo, depende de la descarga adrenérgica o colinérgica va a hacer que se
contraigan un tipo de fibras u otro tipo de fibras que forman el iris.
- MUSCULO UNITARIO: Todas las células responden como un todo, responden como
si fueran una sola funcionalmente, son células que están acopladas eléctricamente.
El más común y que es el que forma parte de las vísceras es el músculo liso unitario.
- Son células chicas a diferencia de las células musculares esqueléticas
- Forma de huso, se van estrechando hacia las puntas
- Tienen un solo núcleo central
- Se encuentran en la mayoría de las vísceras
- Músculo involuntario
- No tiene estriaciones transversales
- Tiene mecanismos a través de los cuales la fibra se contrae que son distintos a la
musculatura esquelética
- Las fibras musculares lisas no forman parte de la estructura esquelética, no se insertan
en los huesos, están libres.
- Habitualmente reciben inervación simpática y parasimpática a la vez (no todas pero la
mayoría si)
- Tiene la propiedad de producir contracciones tónicas (contracciones permanentes que
se producen por ejemplo en las zonas de los esfínteres) y fásicas (de repente generan
grandes contracciones y luego se relajan).
- Desde el punto de vista bioquímico tiene actividad ATPasica lenta. Músculo lento. Su
consumo de ATP es bajo.
En el caso de la inervación (que es de tipo autonómica), si tomamos un músculo liso
visceral unitario, a diferencia del músculo esquelético no están descritas las placas
motoras que describimos para las uniones neuromusculares esqueléticas.
82
No hay placas motoras. Tienen puntos más anchitos que son las varicosidades de la
fibra autonómica y aquí en estos puntos de ensanchamiento donde se produce la
liberación de los neurotransmisores.
Al ser células chicas es muy fácil que alcancen la membrana de la fibra y produzcan los
cambios de polaridad que se observan con la liberación de neurotransmisores.
IMPORTANTE: El sarcolema o membrana tiene especie de hendiduras que reemplazan
a los túbulos T. ESTAS FIBRAS NO TIENEN TUBULOS T. Tienen disposición
distinta de las proteínas que participan en la contracción muscular. No hay un
ordenamiento como hay en la musculatura esquelética, no están colocados uno al lado
de otros, tienen distintas direcciones por lo tanto la tensión que se genera va hacia
distintos sitios de la fibra. ( la tensión es distinta a la de las fibras musculares
esqueléticas).
MECANISMO DE CONTRACCION:
Lo que lo hace mas diferente a la musculatura esquelética es que
TIENEN TROPONINA, por lo tanto el mecanismo propuesto
esqueléticas en las cuales la troponina une calcio y se produce
conformacional no ocurre acá porque esta proteína no existe. Pero si
actina.
estas fibras NO
para las fibras
todo el cambio
existe miosina y
Básicamente el mecanismo de contracción ocurre por los cambios que ocurren en la
concentración del calcio citosólico.
Este calcio citosólico viene del retículo sarcoplasmático y del extracelular.
A diferencia del músculo esquelético, donde el calcio que hay y aumenta en el citosol, y
que inicia la contracción, es calcio que viene solamente del retículo.
Entonces: el fenómeno de la contracción se desencadena por el aumento del calcio
citosólico.
El aumento de calcio hace que se unan a proteínas pertenecientes a una familia de
proteínas ligadoras de calcio: CALMODULINA
No tienen troponina pero tienen calmodulina
Cada molécula de calmodulina tiene 4 sitios para ligamen del calcio.
Por lo tanto el mecanismo de contracción se gatilla por cambios en la concentración de
calcio intracelular. Estos cambios de calcio se producen por diversos mecanismos, en el
músculo esquelético estos cambios que se producían en el calcio eran porque se
producía un potencial de acción en la motoneurona etc. Etc., etc.
Pero acá no hay motoneuronas implícitas, hay diversos mecanismos que pueden ser o
no neurales que hacen que este calcio en el citosol aumenta y se gatille el mecanismo de
contracción.
Entonces en el citosol está esta proteína que es ligadora de calcio y que cuando este
aumenta se une a la calmodulina. Este complejo Calcio-Calmodulina lo que hace es
activar una quinasa (fosforilan), miosinaquinasa, por lo tanto fosforila a la miosina, y
cuando esta se fosforila por esta quinasa, se une a la actina.
83
Esto inicia ciclo de puentes cruzados entre actina y miosina.
Este ciclo para cuando la miosina se desfosforila, cuando baja l concentración de calcio
citosólico.
Para que se desfosforile la miosina tiene que haber otra enzima que la desfosforile: una
fosfatasa MIOSINAFOSFATASA. Miosina pierde afinidad que tenía con la actina.
RESUMEN:
LA GRAN DIFERENCIA DESDE EL PUNTO DE VISTA MOLECULAR CON EL
MUSCULO ESQUELETICO ES QUE AQUÍ NO HAY TROPONINA, HAY
CALMODULOINA QUE ES LA PROTEINA FIJADORA DE CALCIO Y PARA
QUE SE PRODUZCA EL PUENTE CRUZADO LA MIOSINA TIENE QUE ESTAR
FOSFORILADA POR ESTE COMPLEJO CALMODULINA QUE SE FORMA
CUANDO AUMENTA EL CALCIO CITOSÓLICO.
CUANDO LA MIOSINA ESTA DESFOSFORILADA NO SE FORMA EL PUENTEE
CRUZADO Y NO SE GENERA TENSIÓN EN LA FIBRA MUSCULAR LISA.
Es muy importante la tensión que se pueda generar ya que mantiene por ejemplo
mantiene la tensión dentro de las paredes de una víscera, o producir contracciones
fásicas (por ejemplo contracciones de tipo peristáltico, que hagan avanzar el bolo
alimenticio, o durante la actividad del parto en el músculo liso uterino).
EXISTE MODULACION DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONOMICO, NO ES QUE
PARA QUE LAS CELULAS FUNCIONEN TENGAN QUE ESTAR INERVADAS
POR EL SISTEMAS NERVIOSO AUTONÓMICO. EL AUTONOMICO MODULA
SU ACCIÓN, PUEDE AUMENTAR LA CONTRACCION O RELAJARLO, PERO
NO LO NECESITA PARA EL FUNCIONAMIENTO NORMAL.
Ejemplo: Transplantes corazón y tubo digestivo (acetilcolina en musculatura lisa tubo
digestivo tiene efecto estimulante, aumenta las contracciones la musculatura intestinal
por ejemplo; y la adrenalina al revés, ¿de que depende el efecto que tenga la acetilcolina
o la adrenalina? Dependen de los tipos de receptores que haya en ese tejido y los
cambios que van a producir en la membrana en la interacción del neurotransmisor con
su receptor).
Control neural (sistema nervioso autonómico) es MODULADOR. En cambio en la
esquelética no es así, si no hay acción de las motoneuronas alfa no hay contracción
muscular.
Los efectos que tiene la estimulación ya sea colinérgica o adrenérgica en los músculos
lisos de los distintos tejidos, dependen de los tipos de receptores con los cuales
interactúen. Por eso es que no son efectos generales, no es que la adrenalina por
ejemplo, aumente la fuerza de contracción de la musculatura lisa en todos los
territorios. Puede generar contracción en algunas fibras musculares lisas pero en otros
tejidos la misma adrenalina puede generar relajación de la musculatura lisa. Esto
84
entonces va a depender de los tipos de receptores con los que interactúe y de los
mecanismos que se desencadenen al interactuar el neurotransmisor con su receptor.
La fibra muscular lisa a diferencia del músculo esquelético además puede generar
contracciones sin que se generen potenciales de acción. Osea sin que haya cambios
significativos en su potencial de membrana.
Revisar gráficos clases
El potencial de reposo de las fibras musculares lisas es menor que el de las esqueléticas,
alrededor de -60mV (esqueléticas: -90mV). Y es un potencial de membrana no tan
estable como el de las fibras esqueléticas, potencial con cierta fluctuación, cuando esa
fluctuación llega al umbral se gatilla un potencial de acción.
Los potenciales fluctuantes son ondas lentas, son fluctuaciones del potencial de reposo.
(No son potenciales de acción). Solo cuando llega al umbral puede gatillar potencial de
acción.
Varios potenciales de acción --) mayor contracciones --) mayor tensión
REVISAR GRAFICOS
En algunos casos la contracción se puede generar por potenciales de acción pero en
otros casos se va a generar por otros mecanismos distintos que lo que hacen finalmente
es aumentar el calcio citosólico para generar la contracción.
Existen factores que no son neurales que también modulan la musculatura lisa:
- Factores químicos locales
- Hormonas
MECANISMOS QUE PRODUCEN TENSIÓN EN FIBRA MUSCULAR LISA:
1-. Cambios en el potencial de la membrana. Potencial de alrededor de -60mV, célula
llega al umbral gatilla un potencial de acción y la célula se contrae. Como el evento que
desencadena la contracción es un cambio del calcio citosólico, obviamente que el
potencial de acción de la fibra muscular lisa no esta dado por movimientos de sodio
como en las neuronas y músculos esqueléticos. Sino que esta dado por apertura de
canales de calcio modulados por voltaje.
Cuando un estimulo es capaz de provocar estos cambios en el potencial de la
membrana, se van a abrir en la membrana canales de calcio voltaje dependientes y este
calcio ingresa a favor de su gradiente electro química a la célula.
2-. Existen otros canales de calcio no voltaje dependientes que dependen de receptores
o canales acoplados a receptores que hay en la membrana. Cuando una sustancia
química se une a ese receptor, se abren estos canales de calcio y dejan entrar calcio.
Movimientos de calcio no siempre están asociados a cambios en el potencial de la
membrana, sino que también puede estar saciado a la interacción que se produce entre
una sustancia química y su receptor acoplados a canales
85
3-. Sistemas hormonales. Cuando una sustancia química se une a su receptor se activa
una serie de sistemas acoplados a segundos mensajeros. Por ejemplo el asociado a
fosfolipasa C que aumenta los niveles de inositoltrifosfato (cuando aumenta en el
citosol abre canales de calcio del reticulo y sale calcio del reticulo hacia el citosol).
En este caso también se esta aumentando el calcio citosólico, pero aquí tampoco hay
cambios en el potencial de la membrana. Todo esto esta asociado a otros sistemas de
membrana que están en la membrana plasmática y en la membrana del retículo
sarcoplásmico (con bomba calcio).
4-. También hay en el músculo liso al igual que en el músculo cardiaco sistemas de
intercambiadoras de sodio-calcio. Muy importantes desde el punto de vista terapéutico
del corazón. Lo que hacen es intercambiar calcio por sodio y funcionan
permanentemente así, intercambiando sodio por calcio a través de la membrana. Y por
supuesto la BOMBA SODIO POTASIO q permite mantener la gradiente del sodio y del
potasio.
EN RESUMEN: LO QUE PERMITE LA GENERACIÓN DE TENSION ES EL
AUMENTO DE CALCIO QUE PUEDE SER GENERADO POR MUCHAS FORMAS
DISTINTAS.
MÚSCULO CARDIACO:
- Capacidad que tiene el corazón para generar actividad eléctrica y por ende contracción
radica en el mismo tejido cardiaco.
- Normalmente recibe inervación colinérgica y adrenérgica. Sin embargo si saco la
inervación el corazón sigue latiendo y bombeando, porque existe un grupo de células
que tiene la capacidad de auto generar potenciales de acción sin estímulo. CELULAS
MARCAPASO.
- En las vísceras también hay células marcapasos
- En el caso del corazón estas células son las que forman el tejido éxito conductor,
tejido formado por el sinusal, auriculoventricular, haz de hizz y las células de purkinje.
- Las aurículas y los ventrículos se contraen propiamente tal pero no tienen esta
capacidad de auto generar potenciales de acción. Generan potenciales de acción pero
porque las otras les mandan el impulso. Si les sacamos el otro tejido el corazón deja de
latir.
En condiciones normales el sinusal es el que comanda esta actividad del corazón,
porque tiene frecuencia de descarga mayor que las otras.
¿Qué pasa si una persona tiene dañado el nódulo sinusal?
El corazón no deja de latir pero el auriculoventricular asume la responsabilidad.
Corazón late más lento, porque tiene frecuencia de descarga menor
¿Qué significa desde el punto de vista eléctrico que estas células tengan esta capacidad
de auto generar potenciales de acción?
86
Marcapaso: No tienen potencial de reposo estable, cuando vuelve al reposo -60mV se
empieza a despolarizar inmediatamente. Si registramos durante un tiempo adecuado
estas células, tenemos que permanentemente están generando sin estimulo potenciales
de acción.
La hiperpolarización es pequeña. Se puede hiperpolarizar por el sistema nervioso
autonómico. La Acetilcolina por ejemplo cuando hay una descarga vagal sobre el
corazón lo hiperpolariza.
La esquelética parte de potencial estable (-90mV), si no la estimulamos no se genera
potencial de acción, permanentemente va a seguir en -90mV. Esta no, no se necesita
estimularla, solita cada cierto rato genera estos potenciales de acción.
El corazón no se fatiga porque no se puede tetanizar.
Existen dos tipos de tejido en el corazón:
- Tejido éxito conductor
- Tejido contráctil (ventrículas y aurículas)
- Todos tienen actividad eléctrica
- Son todas células excitables
- El sistema éxito conductor tiene un potencial de membrana inestable y puede generar
espontáneamente su actividad eléctrica.
- Aurículas y ventrículos NO. Para poder generar potenciales de acción tiene que
llegarles el impulso eléctrico del nódulo sinusal, auriculoventricular, haz de hiss y
células de purkinje. Tienen potencial de membrana estable.
- Potenciales mucho más lentos, porque la despolarización no se produce por apertura
de canales sodio voltaje dependientes sino que por apertura de canales de calcio.
- En general las células marcapasos y especialmente las del corazón son dependientes
de calcio. Despolarización se produce por apertura de canales de calcio, que produce
entrada de calco a la célula.
- Estos canales son más lentos por eso potenciales son mas lentos
Entonces tenemos:
Apertura de canales de calcio – apertura de canales de potasio – y repolarización
En el Ventrículo:
La despolarización es muy rápida, y es mediado por canales de sodio. Fase muy larga y
después se repolariza (entre 200 y 300 mili segundos). Ventrículo genera potenciales de
acción que duran mucho tiempo.
Por lo tanto tienen periodo refractario (periodo en el cual la célula no puede generar
otro potencial de acción) muy prolongado.
Sodio – calcio - potasio
Potencial de acción ventricular:
Fase de ascenso: sodio
Meseta: calcio
Repolarización: potasio
87
-Si damos estimulo de alta frecuencia a una fibra muscular esquelética: se tetaniza
--) Genera mayor tensión y se tetaniza
IMPORTANTE:
Esto no se puede ocurrir en el músculo cardiaco. Por muy alta que sea la frecuencia q
sea como el potencial de acción dura tanto tiempo no se pueden sumar las contracciones
porque esta en periodo refractario.
En condiciones normales el corazón no se puede tetanizar. Se contrae y se relaja. A
diferentes velocidades que van a depender de la frecuencia a la que el corazón lata. Late
de acuerdo a la cantidad de catecolamina que hayan circulando o de la estimulación
adrenérgica o colinérgica.
Situaciones de stress --) adrenalina hace que corazón lata mas rápido y mas fuerte pero
no se tetaniza.
Potenciales de acción van cambiando dependiendo del lugar del corazón en los que se
registren.
Fibras éxito conductor no se contraen tienen muy pocas proteínas contráctiles. En
general no se contraen, solo conducen el impulso.
Normalmente se contrae como un todo. Las aurículas juntas, y después los ventrículos
juntos. Esto se puede generar porque las células están acopladas eléctricamente unas
con otras.
Todas se contraen juntas
Zonas de acoplamiento generalmente se localizan en las zonas de los discos intercalares
(zonas de baja resistencia – gap junction por donde la corriente fluye de una célula a
otra).
- Son estriadas. Estriaciones bien definidas
- Tienen estructuras sarcoméricas
- Mecanismo de contracción: similar al músculo esquelético
- Músculo lento
- Usa metabolismo Oxidativo fundamentalmente
- Tienen muchas mitocondrias
- Alta irrigación
- Mucha mioglobina asociado a metabolismo oxidativo
- Se contrae en forma automática. No necesita estar inervado para que se contraiga
- Involuntario
MECANISMO DE CONTRACCIÓN:
- Dependiente de calcio
- La salida de calcio del retículo es gatillada por calcio que entra desde el extracelular
(liberación de calcio gatillada por calcio, canales de calcio en membranas)
- Esta liberación de calcio es lo que gatilla la contracción de los filamentos delgados y
gruesos. Igual q músculo esquelético
Cuando hay una descarga de catecolaminas, el corazón late más rápido y mas fuerte.
88
Late más rápido porque cambia la velocidad a la cual estas células disparan
Contrae mas rápido porque lo que hacen las catecolaminas es aumentar la probabilidad
de apertura de estos canales de calcio. Por lo tanto cuando entra calcio se produce
mayor contracción y por eso aumenta fuerza de contracción.
Para que se genere la contracción del músculo cardiaco tiene que entrar calcio a la
célula del extracelular. Este evento es fundamental. Esta entrada de calcio del
extracelular gatilla liberación de calcio del retículo. Y se activa el mecanismo de
puentes cruzados igual que en el músculo esquelético entre miosina y actina.
El sistema autonómico lo que hace es modular la actividad del corazón. En el caso del
sistema noradrenérgico y de la adrenalina, que circula por el torrente sanguineo lo que
hace es aumentar la frecuencia cardiaca modificando la velocidad a las cuales disparan
y además aumenta la fuerza de contracción (tiene que ver con la modulación que hacen
las catecolaminas cuando interactuan con sus receptores adrenérgicos sobre estos
canales de calcio que permiten que el calcio entra a la cl y se gatille el mecanismo de la
contracción).
En el caso de la acetilcolina, o estimulación “bagal”, produce bradicardia, es decir,
disminuye la frecuencia cardiaca porque hiperpolariza estas células. Entonces al
hiperpolarizarlas les cuesta mas llevarlas al umbral y gatillar el potencial de acción.
Funcionan más lento.
La acetilcolina no tiene efecto sobre la fuerza de contracción
Las aurículas y ventrículos no tienen inervación colinérgica solo las marcapaso.
Los otros mecanismos revisar transportes 1ras clases:
- Intercambiador sodio calcio saca calcio entra sodio
- Bomba entra potasio saca sodio
- Electrogénica (genera pequeñas diferencias de potenciales en la membrana)
- Bomba de calcio, saca calcio contra gradiente y que en retículo entra calcio contra
gradiente
Calcio devuelto al retículo por bomba calcio ATPasa. Calcio que entro tiene q salir lo
saca la bomba y el intercambiador sodio calcio.
Existen Medicamentos para intervenir estos sistemas de transporte: por ejemplo los
digitales que lo que hacen es aumentar la fuerza con la que el corazón se contrae. Se
usan en pacientes que tienen insuficiencia cardiaca, es decir q su corazón ya no se
contrae con la misma fuerza que cuando joven. Lo hacen actuando sobre el
intercambiador sodio calcio. Actúan directamente sobre la bomba de sodio. ¿Cómo
actúan?
Bloqueamos sodio potasio ATPasa … cambia la gradiente … queda mas sodio dentro
… no puede entrar mas sodio y por lo tanto no puede sacar mas calcio … y como no
saca calcio el calcio se queda dentro y aumenta la fuerza de contracción.
89
Clase 6 Fisiología
Sistemas Sensoriales
-
En el medio externo e interno hay distintos tipos de energía
El sistema nervioso procesa esta energía y eso nos permite a nosotros percibir
Las sensaciones no existen en ninguna parte.
Lo dulce, lo salado, la visión de colores, las formas, la música, etc... no existe!
Son creaciones que ejecuta nuestro sistema nervioso central y el sistema nervioso
periférico a través de los receptores sensoriales.
-
Para el procesamiento de información hay estructuras ordenadas en forma jerárquica
dentro del sistema nervioso central
Además permite que cada uno de nosotros tenga una sensación diferente frente a un
mismo estímulo.
Ahí también influye la experiencia personal y la memoria sensitiva particular que cada
persona tenga.
-
Los que nos pone en contacto con la energía en el medio externo e interno son los
receptores sensoriales.
-
Ellos captan los distintos tipos de energía
Realizan el fenómeno de transducción sensorial
Transducción sensorial  traducen un determinado tipo de energía en lenguaje
electroquímico que es el que utiliza el sistema nervioso.
Receptores Sensoriales:
-
Hay varios tipos de receptores sensoriales
Cada uno capta distintos tipos de energía
Todos son capaces de procesar estas 4 características:

Modalidad: el tipo de estimulo que se esta recibiendo, ya sea, mecánico, térmico,
doloroso, etc.
 Localización: donde esta localizado el estímulo. Por ejemplo, en una estimulación
dolorosa, sabemos donde se esta generando la injuria y podemos localizar donde se
esta provocando el dolor
 Intensidad: que tan intenso es el estímulo. Por ejemplo, una caricia o un golpe, son 2
estímulos mecánicos pero con intensidades distintas.
 Duración: cuanto rato permanece el estímulo ahí
-
Todos los receptores detectan y procesan esos 4 tipos de información básica
90
-
Nosotros podemos clasificar en términos generales los sentidos en algunas modalidades
como: visión, audición, gusto, olfato y tacto. Y cada una con su submodalidad
correspondiente:
¿Qué significa esto?
-
Que la modalidad es una propiedad de la fibra sensitiva
Cada fibra sensitiva codifica para un tipo de información sensorial
Ejemplo  fibras sensitivas asociadas a los receptores de la visión
-
codifican energía electromagnética y no otro tipo de energía
pero pueden descargar con otro tipo de energía
para que esto ocurra el otro estimulo debe ser de una intensidad demasiado grande

en el caso de la visión, también se puede generar algún tipo de respuesta en las fibras
sensitivas asociadas a conos y bastones cuando se presiona el globo ocular
 de ahí el dicho “le pegaron un combo y quedo viendo estrellitas de colores”
-
esa es energía mecánica, pero para generar esa respuesta en la fibra sensitiva la cantidad
de energía que se tuvo que imprimir a esos receptores es muy grande
no es un estimulo adecuado para la visión
Estimulo Adecuado  aquel estímulo que tiene la mínima cantidad de energía para
producir una respuesta en el receptor
-
cada fibra sensitiva es activada en forma primordial por un cierto tipo de estímulo
Ejemplo en las células ciliadas del oído, hay células que captan cierta frecuencia y otras
células que captan otro tipo de frecuencia.
-
Entonces, los receptores sensoriales traducen, convierten un tipo de energía en otro tipo
de energía
Ese cambio, se conoce como potencial generador o potencial de receptor
En el fondo es cambiar las distintas modalidades en un lenguaje que el sistema nervioso
pueda entender
-
¿Para que nos sirven los receptores sensoriales?
-
para ponernos en contacto con el medio externo
y adaptarnos a los cambios del medio externo
Ejemplo 
-
una persona recibe un estimulo doloroso, como una quemadura en un dedo
esta responde con un acto complejo que incluye un acto motor
probablemente un acto de tipo autonómico que lo va a alejar del estimulo doloroso
91
-
entonces nos permite adaptarnos a los cambios tanto del medio externo como del
interno
otro ejemplo, es si vamos caminando por la calle y nos tropezamos
inmediatamente hacemos una respuesta motora que impide que nos caigamos
¿Quién esta informando esto?  los receptores sensoriales
-
¿qué función cumplen los receptores que están en el medio interno?
Porque tenemos receptores en músculos, articulaciones, vísceras
También permiten mantener ciertas variables dentro de un rango dinámico estable
Ejemplo 
-
los receptores de estiramiento que están en las paredes de los grandes vasos sanguíneos,
fundamentalmente en el callao de la aorta y seno carotídeo
son receptores sensoriales que responden frente a cambios de la presión arterial
(baroreceptores)}
Baroreceptores  detectan cualquier cambio que haya en los niveles de presión arterial
media
-
Nosotros estamos frente a constantes cambios en la presión arterial, ya sea por actividad
física o como una respuesta emocional (por ejemplo, el miedo)
cuando detectan un cambio gatillan una serie de mecanismos que hace que la presión
vuelva a sus valores iniciales
Tipos de Receptores Sensoriales
-
Estos receptores responden a tipos de energía específicas
Al detectar el cambio, hacen el fenómeno de transducción
Ya ahí envían esa información desde la periferia hacia el sistema nervioso central
Vamos a ver algunas de las clasificaciones para los receptores sensoriales
Esto de acuerdo al tipo de energía que detecta un determinado receptor

Mecano receptor :
- cambio de energía mecánica
- relacionados a: sensibilidad táctil
propiosensibilidad
sensibilidad artrocinética
audición
sentido de equilibrio

Termoreceptores
- detectan los cambios de temperatura (ambiental y del cuerpo)
- hay receptores para el calor y el frío
92
Receptores para el frío: desde un punto de vista físico el frío no existe.
Cuando uno se refiere a receptores para el frío, con receptores que
descargan a rangos bajos de temperatura.
Receptores de calor: estos son otro tipo de receptores y descargan en rangos
mas altos de temperatura.

Electromagnéticos
- detectan energía electromagnética
- aquí están los fotorreceptores (conos y bastones)

Quimiorreceptores
-
-
aquí están los receptores del olfato, gusto y dolor
esto nos significa que el dolor solo responde a energía química
también responden a otros tipos de energía
La información que viaja por el sistema nervioso viaje de forma ordenada
Esto significa que la mecanorecepción, temperatura, dolor, etc, viajan por vías
específicas
Esto se conoce como organización columnar de los sistemas sensoriales
Ejemplo de transduccion en un corpúsculo de Paccini
 capa concentrica
fibra mielinica
-
Están ubicados en la dermis
Es una fibra sensitiva encapsulada (característica común de varios tipos de receptores,
especialmente los mecanoreceptores)
Capa concéntrica  tejido conjuntivo que envuelve parte de la fibra sensitiva. Esa zona
es amielinica
Detecta: cambios en la vibración de la piel, vibraciones de alta frecuencia
93
¿Cómo funciona ?
-
Se aplica un estimulo de tipo mecánico (se presiona el corpúsculo)
Las capas concéntricas mecánicamente se desforman
La deformación mecánica de las capas superficiales se transmiten hacia el interior del
corpúsculo
Entonces, se deforma la membrana del terminal amielinico, debajo de las capas
concéntricas
En esa membrana hay canales modulados por estiramiento o deformación de la
membrana
Son canales de Na+, que al deformarse la membrana se abren
Entonces, se despolariza el terminal, esta despolarización es el potencial generador o
potencial de receptor
Esta es una respuesta local, solo se produce en la zona desnuda que tiene le terminal de
la fibra sensitiva
¿ Que pasa si uno le imprime un impulso mas intenso?
-
aumenta la magnitud de este potencial generador
va a llegar un momento en que la magnitud del potencial va a llevar el potencial de
membrana al umbral
cuando llega al umbral se genera un potencial de acción
y esta respuesta se propaga por los nodos de ranvier hasta el asta dorsal de la medula
espinal
Potencial generador:




potencial local
potencial electrotónico
disminuye con la distancia y tiempo
se pueden sumar, por lo tanto, con mayor magnitud hay mas probabilidades que se
llegue al umbral y se gatille un potencial de acción
 la mayoría son despolarizaciones, aunque hay también hiperpolarizaciones
 Esto depende de las corrientes iónicas que se generan en la membrana
Ejemplo:
-
en los conos y bastones hay potencial generador negativo (hiperpolarizante)
El tipo de conexiones que realizan los conos y bastones en la retina va a
generar la codificación de la información sensorial
Pero si analizamos ambos receptores frente a un estimulo luminoso se
hiperpolarizan
94
Receptores de la piel  mecanoreceptores que tienen bajo umbral
Una pequeña deformación hace que estos receptores
descarguen y gatillen un potencial de acción
¿Cómo se transmite o codifica la intensidad del estímulo hacia el Sistema Nervioso?
Hay 2 formas a través de las cuales la información o intensidad del estímulo se puede
codificar:

Código de Frecuencia:
-
la intensidad del estimulo tiene una relación lineal con la frecuencia la cual se gatilla
un potencial de acción
O sea, mientras mas intenso es el estimulo sensorial, mayor es la cantidad de
potenciales de acción que se genera frente a ese estímulo por unidad de tiempo
¿ Como percibe esto el individuo?
-
mientras mas intenso el estimulo, mayor será la frecuencia del potencial de acción
por lo tanto el individuo lo percibe cada vez con mayor intensidad
Estamos hablando de una fibra sensitiva única, o sea de un receptor
Ejemplo :
-
en el mismo corpúsculo de pacini
se registran los potenciales de acción del la fibra sensitiva de un corpúsculo de pacini
y se va presionando el corpúsculo con una intensidad creciente
cuando se presiona con una intensidad suave, y se gatilla un potencial de acción, se
gatilla una cantidad del potenciales de acción mientras permanezca estimulado
Ahora, si aumento la intensidad, la frecuencia con la cual se generan los potenciales
de acción en la fibra sensitiva va a ser cada vez mayor
¡¡¡ ESTO NO SIGNIFICA QUE LOS POTENCIALES DE ACCION SE ESTEN
SUMNADO!!!
-
solo se generan mayor cantidad de potenciales de acción por unidad de tiempo
mientras permanezca la estimulación
95

Código de Población:
-
A medida que se van estimulando mas receptores, la persona siente mas
intensamente la estimulación
Ejemplo:
-
si estoy estimulando una zona puntual de la piel, con un estimulo de baja intensidad,
lo primero que descarga son receptores con umbral bajo
Y esos van a codificar la información hacia el sistema nervioso
Ahora si ese estimulo se da con mayor intensidad, ahora también van a descargar
receptores de umbral mas alto
¿ Cómo codifica eso el SNC?
-
como un estímulo de mayor intensidad
¿ Y que esta sucediendo ahí?
-
se están reclutando receptores de bajo umbral y receptores de alto umbral
para eso no es necesario estimular una zona amplia de la piel
Receptores Fásicos
-
son los receptores que se adaptan al estimulo
cuando se da el estimulo descargan
depende de la intensidad si con mayor o menor frecuencia
pero si el estimulo permanece un tiempo en la piel, el receptor deja de descargar (dejan
de transducir y transmitir al sistema nervioso)
pero vuelven a descargar cuando se saca el estímulo
ejemplo: cuando uno se pone y saca ropa
-
al ponerse la ropa, siente la estimulación mecánica que hace la piel sobre el cuerpo de
mucha mayor intensidad que después de un rato
Se siente menos porque algunos receptores ya se han adaptado
Y porque el sistema nervioso filtra información, y solo esta codificando aquella que en
ese minuto le interesa
También cuando uno esta atento a algo, el sistema nervioso filtra por ejemplo la
conversación de la persona que esta a un lado
Receptores Tónicos
-
son aquellos que no se adaptan o lo hacen muy lento al estimulo
están permanentemente descargando
aquí están los del dolor y propiocepción
96
Ejemplo:
-
-
-
mientras exista daño o injuria sobre un tejido, los receptores de dolor tienen que estar
permanentemente descargando
si se adaptaran, y solo sintiéramos la sensación de dolor, por ejemplo al quemarnos,
y después se olvida, podríamos permanecer con una injuria mucho tiempo sin darnos
cuenta y provocar un tremendo deterioro
Los propioceptores están ubicados en los músculos, tendones
Están permanentemente detectando la posición del cuerpo, de nuestras articulaciones
y/o grado de tensión de nuestros músculos
Están funcionando con un mecanismo de retroacción negativa permanente sobre
nuestro sistema de control
Entonces, en los receptores tónicos, mientras permanece el estimulo, esta
permanentemente descargando
Si la intensidad es mayor, la frecuencia de los potenciales es mayor
Esto es tonificación de intensidad a través de la frecuencia
La organización funcional, como la anatómica de los sistemas sensoriales es jerárquica
¿Qué significa esto?
-
La información sensorial tiene distintas estaciones de procesamiento hasta llegar a la
corteza
No se habla de estaciones de relevo, porque en cada estación se procesa la información
recibida
En cambio una estación de relevo no modifica la información
Es por esto que la información que llega a la corteza cerebral y la que percibe el
individuo no es la misma que detecta el receptor sensorial
Se va procesando tanto a nivel medular, del tronco y nivel cortical
Esto tiene que ver con las redes neuronales que forman todos estos circuitos, por ejemplo:
-
Supongamos que doy un estimulo mecánico en una zona de la piel y estimula 3
receptores
Cada uno descarga a una frecuencia distinta.
El que esta inmediatamente bajo la piel y por lo tanto del estimulo, descarga con mayor
frecuencia
Eso lo detecta la neurona sensitiva primaria
En la segunda estación, llega la información sensorial que vienen en 3 canales que
además tienen colaterales hacia otras neuronas de esa estación
Estas neuronas pueden ser inhibitatorias o excitatorias
Supongamos que la que estimulan información en los costados son neuronas de tipo
inhibitatorio
97
¿Qué ocurre aquí? (escribí textualmente lo que dijo doris, pero no se bien a lo que va,
quizás en las diapositivas se explique mejor)
-
En este caso, por ejemplo, supongamos que nosotros podemos procesar esa información
en la piel como una respuesta de ese tipo
Con la máxima intensidad justo en la zona debajo del estimulo
Acá como la información sensorial se amplia a otras zonas de la segunda estación de
relevo, la distribución puede ser distinta, dependiendo si es excitación o inhibición
Si la zona que se estimula es mayor significa entonces que estas otras neuronas son
excitatorias
Pero si la zona es menor significa que estas neuronas de relevo son de tipo inhibitatorio.
¿ Qué es lo que permite procesar esto fundamentalmente?
-
en algunos casos se puede amplificar la información activando ciertas redes neuronales
y en otros casos se puede filtrar la información activando otras redes neuronales
Clasificación Fibras Sensitivas
-
hay distintos tipos de nomenclatura para las fibras dependiendo del texto que se este
utilizando
Para no confundirnos hay una clasificación general de las fibras donde se toman 2 de
las fibras nerviosas
Incluidas aquí las sensitivas y las motoras
Esto comprende 2 grandes grupos:


-
A  , , , 
C
Esta clasificación tiene que ver con las características estructurales delas fibras y en
consecuencia con la velocidad de conducción
¿Qué significa esto?
-
-
dentro de esta clasificación general las fibras A son las de mayor diámetro y
además tienen mielina
A medida que nos vamos alejando de ellas, llegamos a las fibras mas delgaditas y
fundamentalmente amielinicas, estas son las C, y son las mas lentas
Hay una clasificación especial para las fibras sensoriales, pero también se basa en las
mismas propiedades
Aquí están las IA, IB, II, III, IV
Desde el punto de vista estructural y de velocidad de conducción corresponde: IA e IB a
A
O sea, son fibras que tienen mas o menos similar diámetro y conducen a esa velocidad
98
-
La IV seria la mas delgadita y con menor velocidad de conducción lo que corresponde a
las fibras C
Receptores musculares  IA, IB, y II
Dolor  A y C (corresponden al II y IV de las fibras sensoriales)
Entonces, tiene que ver con el diámetro de las fibras, presencia o no de mielina
Por lo tanto tiene que ver con la velocidad de conducción
No necesariamente las fibras sensitivas tienen que corresponderse con las de la
clasificación general
ejemplo  IA y IB son ambas A
Sistema Somatosensorial
¿Qué se denomina sistema somatosensorial o somatosensitivo?
-
todas aquellas sensaciones relacionadas al tacto, temperatura, dolor y propiocepción
(son 4 modalidades)
Aquí dentro de la clasificación de los receptores también están: receptores de superficie
y los receptores internos o interoreceptores.

Tacto: incluidos todos los receptores capaces de detectar el sentido de la textura de los
objetos y movimiento de ellos a través de la piel
 Propiocepción: es el sentido de la posición, tanto estática, como el movimiento del
cuerpo. O sea, receptores que no solo pueden detectar la longitud del músculo, sino
que también la velocidad a la cual cambia la longitud muscular
 Dolor: sentido del daño tisular. Aquí hablamos de daños propiamente tal o de daños
potenciales
 Temperatura: receptores de calor y frío
Esos son los principales receptores somatosensoriales
99
Receptores en la Piel

Meissner: - son los mas abundantes en la piel sin pelos
- 40% de los receptores cutáneos de la mano (sobretodo en el pulpejo
de los dedos)
- son de adaptación rápida o receptores fásicos
- detectan vibraciones de baja frecuencia (ej: caricia)
- Están en la epidermis

Pacini:
- Están en el tejido subcutáneo, membrana interósea y vísceras
- Son de adaptación rápida o receptores fásicos
- Tienen bajo umbral de activación
- Detectan presión profunda y vibración de alta frecuencia
- 15% receptores cutáneos de la mano
- su estimulación induce sensación de presión y cosquilleo

Ruffini:
- Adaptación lenta o receptores tónicos
- sensible al estiramiento de la piel
- 20% receptores de la mano
- ej: movimiento de los dedos y uña

Merkel:
-

25% receptores de la mano
abundante en el pulpejo de los dedos, labios y genitales externos
son de adaptación lenta o receptores tónicos
detectan discriminación estática de formas, bordes y textura
Terminación nerviosa libre: - están en toda la piel y vísceras
- detectan dolor , temperatura y tacto grosero
- son de adaptación lenta
- tienen alto umbral
- Participan fibras C y A
Meissner y Merkel:
-
sirven para la lectura braile
esto porque son abundantes en el pulpejo de los dedos y tienen umbral bajo
por lo tanto estos receptores captan pequeños cambios de textura rápidamente
están en la epidermis
Pacini y Ruffini
-
están en la dermis
-
Receptores sensoriales  detectan cambios energéticos
 hacen la transducción
100
-
 y transmiten eso a través de potenciales de acción a
distinta frecuencia hacia las fibras sensitivas
Las fibras sensitivas entran por las raíces dorsales en cada uno de los segmentos
corporales en forma ordenada
Esto permite que se pueda hacer un mapa de las sensaciones en la piel dando estímulos
táctiles o dolorosos
Esto sirve para en el caso de lesión en el sistema nervioso, llegar a conocer donde se
ubica la lesión
Se hace dando estímulos sensoriales (dolorosos o táctiles) en los distintos segmentos
corporales para saber si la lesión es en un nervio periférico o si es en una raíz dorsal
Otros receptores de la piel son los folículos pilosos:
-
obviamente están solamente en la zona con pelos
en general son de adaptación rápida
sin embargo esto puede variar, porque hay sectores de la piel donde los folículos pilosos
se adaptan mas rápido que en otras zonas del cuerpo
Esto se explica porque en las cercanías de los folículos pilosos hay otros receptores
Y estos modulan la adaptación del folículo piloso
Ejemplo  si hay muchos discos de Merkel se va a adaptar mas lento, por los discos de
Merkel son de adaptación lenta
responden a desplazamiento de los pelos
Los receptores de la piel tienen además distintos campos receptivos
Meisner – Merkel : son superficiales
Campo receptivo pequeño y delimitado
Paccini – Ruffini : están en la dermis
Campo receptivo grande y difuso
-
Tiene que ver con los distintos tipos de sensación que nos permite sentir o detectar estos
tipos de recetores sensoriales
¿ Que importancia tiene esto de los campos receptivos?
Campo receptivo  toda la zona de la piel que uno puede generar respuesta en una fibra
sensorial
-
si se estimula dentro del campo receptivo para un receptor la fibra descarga
si se estimula fuera del campo receptivo de un receptor la fibra no descarga
-
En la mano, los campos receptivos son pequeños pero están muy juntos, esto nos
permite discriminar fácilmente
La distribución de los receptores táctiles también es diferente en el caso, por ejemplo,
de los receptores superficiales
La mayor parte estos receptores están en el pulpejo de los dedos
-
101
-
Esta es una zona de exploración muy grande en el hombre
La distribución cambia en las distintas especies
-
Otra zona donde hay gran cantidad de receptores y campos receptivos pequeños es la
zona de la cara y de las manos
Zona asociada con una función fundamental del ser humano  comunicación a través
del lenguaje
Además se asocia con la alimentación: detecta forma, temperatura, y textura de los
alimentos
Así solo vas a tragar cuando todo eso sea apropiado para tragar.
Eso lo permite los receptores táctiles que hay en la boca
-
Ahora en el caso de los receptores mas profundos
Tienen distribución más homogénea pero de igual densidad en las manos que los
superficiales
-
La resolución espacial de los estímulos sobre la piel varia de una parte a otra del cuerpo
debido a que también varia la densidad de los mecanoreceptores
¿Cómo se sabe que hay distinto número de receptores sensoriales y que los campos
receptivos son distintos?
 a través de la prueba de discriminación de dos puntos
Consiste en:



se le da a una persona 2 estímulos táctiles simultáneos sobre la piel
luego se le pide que identifique si siente los 2 estímulos
generalmente son estímulos puntiformes que se da con un compás en las distintas
zonas del cuerpo
 estos 2 estímulos caen juntos sobre la piel
2 estímulos
2
estímulos
1
estímulo
En la zona de la cara,, especialmente en
la boca, para discriminar 2 estímulos
táctiles debe haber como mínimo 1 –
2mm
En el tronco, antebrazo, muslo, para que
se sientan los 2 estímulos debe haber
una distancia aprox de 5 cm. Si es
menor se siente como si fuera un
estimulo.
 Cuando los campos receptivos son muy grandes, los estímulos se tienen que dar con
una distancia mayor.
102






Así hay mayor probabilidad de caer en 2 campos receptivos distintos
esto tiene que ver con la cantidad de receptores sensoriales que hay en las distintas
zonas del cuerpo
Entonces, donde hay mayor densidad de receptores es en la cara y las manos,
especialmente en los pulpejos de los dedos a una distancia aproximada de 1-4mm.
Y zonas de menor discriminación es en las piernas y espalda donde hay que separar los
estímulos por 5 cm para que se puedan distinguir los 2.
Menos receptores = menos discriminación
Pero también influye el tamaño de los campos receptivos
¿ Que pasa si tengo campos receptivos sobrepuestos?

Mientras mas receptores, mayor posibilidad que los campos receptivos están
sobrepuestos
 Al ocurrir esto la codificación sensorial va a ir por 2 fibras sensitivas
¿Qué pasa si yo tengo un campo receptivo grande?






Por ejemplo los de la espalda
Los estímulos tienen que caer en campos receptivos distintos para poder sentir los 2
estímulos
Si cae en un solo, sólo se va a sentir 1 estímulo
Es por esto que hay que separar los estímulos
Para asegurarme que caiga dentro de dos campos receptivos diferentes
Y que por lo tanto, la información va a ser codificada por 2 aferencias diferentes
Cada una de las vías lleva información que se codifica a nivel central
-
la disposición topográfica que existe en los receptores de la piel, se mantiene siempre a
nivel central
esto permite que se establezca la ley de los dermatomas
-
Dermatoma  área de la piel que esta inervada por fibras nerviosas de la raíz dorsal





aquí esta codificada el área de la piel invernada por cada una de las raíces dorsales
correspondientes ( cervical, torácicas, lumbares, etc.)
Estos mapas sirven tanto para estímulos táctiles como para estímulos dolorosos
Aunque en los típicos mapas los dermatomas salen muy limpiecitos, y no es tan así
Porque hay superposición de dermatomas
Sobre todo en los dermatomas táctiles, no tanto en los dolorosos
Vías Cerebrales del Sistema Somatosensorial
-
una vez que los receptores sensoriales hacen la transducción,
103
-
transmiten los potenciales de acción por fibras sensitivas que entran ordenadamente en
los distintos niveles segmentarios,
asciende hasta la corteza cerebral mediante 2 grandes vías
 Sistema lemnisco medial: lleva fundamentalmente sensaciones táctiles finas
y propiocepción
 Sistema anterolateral: lleva principalmente sensaciones de dolor y
temperatura, también lleva el tacto grosero

Sistema Lemnisco Medial o Columna Dorsal
-

Este sistema es muy simple
Esta es la vía más limpia y es la vía primaria de las sensaciones
La información entra al nivel medular, y la rama central de la neurona aferente
primaria sigue por el mismo lado de la columna hasta el bulbo
En el bulbo, en el núcleo de las columnas dorsales hace sinapsis con una neurona de
2° orden
Esta neurona saca la información hacia el lado contralateral, y llega hasta el tálamo
sensitivo lateral y posterior
Aquí hace sinapsis con una neurona de 3° orden y esta lleva la información a la
corteza sensorial (primaria, secundaria, la que sea)
Sistema Anterolateral
-
Entra a nivel segmentario, y aquí en la medula espinal hace sinapsis con la neurona
secundaria
Entonces la información decusa inmediatamente hacia el lado contralateral
Aquí sigue por el mismo lado hasta el tálamo y otras estructuras como la formación
reticular
Y luego a la corteza sensorial
Esto es importante porque:
-
frente a una lesión parcial de la medula espinal se producen pérdidas distintas de la
sensibilidad de la zona de la lesión hacia abajo
A nivel de columnas dorsales, la parte inferior del cuerpo llegan a unos núcleos y la
parte superior del cuerpo llega a otros núcleos
Estos son  Grácil y Cuneiforme
Luego se van al tálamo
104
S. Lemnisco medial
S. Anterolateral
Sistema del Trigémino
-
la sensibilidad de la zona de la cara, o gran parte de ella, viene a través del sistema del
trigémino
rama oftálmica, maxilar y mandibular
Esta a nivel de la protuberancia cruza hacia el lado contralateral
Y luego sigue el mismo orden topográfico que hay en los sistemas medulares
¿ Qué significa eso?
-
núcleo principal  se procesan estímulos mecanoreceptivos
núcleo espinal  se procesan estímulos de dolor y temperatura
luego van al tálamo
y del tálamo a la corteza
En cada una de las estaciones, la información se procesa y llega de forma ordenada
¿Qué significa eso?
-
que hay una mapa de las sensaciones en cada una de estas estructuras
105
-
Ejemplo: en el caso del tálamo y corteza sensorial, existen mapas de las sensaciones
que llegan de las distintas zonas del cuerpo
-
Estos mapas tienen una distribución de lateral a medial
¿Qué significa esto?
-
Las sensaciones de los pies, pierna, tronco, cuello y genitales llegan a la zona medial
Mientras uno va ascendiendo se va haciendo mas lateral
Por lo tanto, la zona de brazo, mano, dedos, cara va hacia la zona lateral
Por lo tanto, a cada zona de la corteza sensorial llega ordenada la información de las
distintas zonas del cuerpo
Además de llegar ordenada, la cantidad de neuronas de la corteza que esta destinada al
procesamiento de la información sensorial va a ser distinta.
Homúnculo  representación de las sensaciones que hay en la corteza parietal
-
la zona de las manos y cara tiene una representación mucho mas grande que las otras
partes del cuerpo
o sea, significa que hay mas neuronas de la corteza sensorial destinada al procesamiento
sensorial que viene de la cara y manos
las representaciones van variando según las especies
Ejemplo  los roedores van a tener mayor espacio para sus bigotes
106

Desde la corteza sensorial también hay aferencias hacia el tálamo y otros sistemas
subcorticales
 Y el tálamo también tiene aferencia hacia otras zonas además de la corteza sensorial
 Por ejemplo:
Hipocampo  que se encarga del almacenamiento de la información sensorial
Sistema Límbico  emoción que siente un individuo frente a una estimulación
Sensorial






También hay vías descendentes desde la corteza a las distintas estructuras asociadas al
procesamiento de la información sensorial
Estas tienen que ver con la modulación de las sensaciones
Corteza sensorial posterior  procesa la información sensorial
Corteza sensorial primaria  envía la información a la corteza motora
Por eso es que frente a estímulos sensoriales tenemos respuestas motoras apropiadas
para esa determinada sensación
Corteza motora primaria  fundamentalmente detectan la forma, textura y bordes de
los objetos (características bien puntuales del estímulo)
¿Qué pasa si un accidente vascular cerebral daña esta corteza motora?
-
El individuo va a perder la capacidad para discriminar
Va a sentir igual, pero no va poder discriminar la forma, textura, ni bordes de los
objetos
Que uno hace habitualmente con solamente la información táctil
¿ Que pasa si se produce una lesión en la corteza sensorial posterior?
-
el individuo pierde la capacidad para reconocer los objetos
incluso para reconocer partes de su propio cuerpo
las personas con este tipo de lesión ignoran la mitad de su cuerpo, no la ven y/o no la
reconocen como propio
Ejemplos típicos de esta lesión:
}
a) Cuenta la historia de un señor que dice que le han jugado una broma.
Esta broma consistía en que le habían puesto una pierna que no era
de el en la cama. Entonces, como reacción de susto el se tira bajo la
cama, y ve que esta pierna lo esta persiguiendo. Esto es porque
debido a su lesión, no le permite distinguir su propia pierna del lado
contralateral
b) Si hay un reloj en la pared, y uno le pide que lo dibuje, va a dibujar la
mitad del reloj.
c) Se comen solo la mitad de la comida, porque hay una parte que no la
ven (amargosintesis)
107
Clase 7
DOLOR
¿Qué es el dolor?
Existen muchas definiciones de dolor. Lo que muchas veces lleva a confusiones.
“Experiencia sensorial y emocional desagradable, asociada a un daño tisular existente o
potencial, o descrita en términos de ese daño”.
Asociación Internacional Para El estudio Del Dolor
El dolor tiene un componente emocional importante.
- Daño Potencial: cuando hay algún cambio que potencialmente podría provocar dolor. Por
ejemplo: cuando se produce una isquemia tisular (isquemia del miocardio por obstrucción
de los vasos coronarios), si esa isquemia se mantiene durante ciertos minutos se convierte
en un daño potencial p0orque la hipoxia que se produce en esa zona va a producir muerte
del tejido.
Como en cualquier sistema sensorial tenemos estructuras que nos permiten detectar
cambios energéticos y que se van a transducir como sensaciones de dolor. Los receptores
son terminaciones nerviosas libres.
Nosotros podemos, dependiendo del tipo de estímulo al que respondan, de la velocidad de
conducción que tengan podemos agrupar estas terminaciones nerviosas libres en lo que se
conoce como “MECANONOCICEPTORES y NOCICEPTORES POLIMODALES”. En el
entendido que tanto los mecanonociceptores como los polimodales son terminaciones
nerviosas libres.
1-. MECANONOCICEPTORES:
- Terminaciones nerviosas del tipo A delta.
- Las fibras A delta son terminaciones nerviosas mielínicas más o menos delgadas.
- Tienen diámetro de 2 a 5 micras.
-Tienen una velocidad de conducción baja (comparada por ejemplo con las terminaciones
nerviosas que llevan sensaciones táctiles o motoneuronas alfa que tienen alta velocidad de
conducción) entre 12 - 30 metros por segundos.
- Responden a estímulos mecánicos intensos como por ejemplo un pellizcón, apretones,
pinchazos, etc.
- En general no responden a estímulos químicos o térmicos. EN GENERAL, porque hay un
grupo pequeño de fibras A delta que si responden a estímulos térmicos, pero la mayoría de
las fibras A delta responden a estímulos mecánicos intensos.
- Fibras que tienen un umbral alto, por lo tanto hay que imprimirles una energía mas o
menos importante, fuerte. Si hacemos estimulación mecánica suave, solamente van a
responder (generar respuesta perceptible), los mecanorreceptores tactiles.
108
2-. NOCICEPTORES POLIMODALES:
- Fibras amielínicas.
- Fibras tipo C.
- Son las más delgaditas
- Tienen un diámetro entre 0,4 y 1,2 micras.
- Tienen una velocidad de conducción mucho menor (al ser delgadas y amielínicas), de
entre 0,5 - 2 metros por segundos.
POLIMODALES: Porque responden a distintos tipos de estímulos dolorosos. Térmicos (de
temperatura extremas, o muy altas o muy bajas), químicos y mecánicos.
Estas terminaciones nerviosas libres se encuentran en prácticamente todos los tejidos
(superficiales, profundos como articulaciones, vísceras, músculos y superficie corporal).
Estas terminaciones nerviosas libres son las que hacen la transducción del estímulo
doloroso. Convierten estas energías mecánicas intensas, químicas, térmicas en energía
electroquímica.
En general los estímulos térmicos que generan dolor son sobre los 50°C, aunque existen
variaciones porque hay fibras que responden a estímulos un poco más bajos aprox. 42°
48°C. Pero la mayoría responde sobre los 50°
ESTÍMULOS QUE PUEDEN GENERAR DOLOR:
- Energías:
Mecánicas
Eléctricas
Térmicas (sobre 50° C)
Químicas
Dentro de los receptores sensoriales estas terminaciones nerviosas libres o nociceptores
como también se les conoce, son únicos receptores que se pueden SENSIBILIZAR.
SENSIBILIZACIÓN:
- Proceso por el cual la fibra aferente aumenta la intensidad de la respuesta: El mismo
estímulo que genera una cierta intensidad de dolor, ahora genera un dolor mas intenso
- Disminuye el umbral de activación: Necesita menor cantidad de energía para llegar al
umbral y descargar una respuesta
- Algunas veces comienza a descargar espontáneamente: sin estímulo.
Ejemplo: mecanociceptores solo responden a estímulos mecánicos intensos, pero cuando
están sensibilizados pueden responder a otros estímulos que no son mecánicos.
¿Cómo se explica que los tejidos puedan sensibilizarse?
¿Que frente al mismo estímulo ahora se sienta mas dolor, o que frente a un estímulo de
menor intensidad que antes no generaba dolor ahora si genere dolor, o que el dolor se
produzca en forma espontánea?
109
La explicación básica es el daño tisular. Cuando se produce un estímulo doloroso se va a
provocar daño, ruptura, necrosis o daño tisular. En la zona de la lesión se van a generar una
serie de compuestos que son los que van a sensibilizar la terminación nerviosa libre.
Por ejemplo: cuando imprimimos golpe en zona del cuerpo → ruptura de tejido → si hay
ruptura podría salir potasio del intracelular por ejemplo y el potasio podría, si terminación
nerviosa libre esta en zona cercana del tejido dañado → produce despolarización del tejido
dañado.
En las zonas de la lesión no solo puede ocurrir liberación de potasio intracelular. Se sabe
que el aumento de la concentración de potasio en el extracelular produce despolarización de
las terminaciones nerviosas libres, y además en la zona de la lesión se produce liberación de
otros compuestos (formación de compuestos):
-BRADICININA: Produce sensibilización de las terminaciones nerviosas libres.
Generalmente ocurre porque las células que se dañan liberan hacia el extracelular algunas
enzimas proteolíticas y estas enzimas proteolíticas van a actuar sobre algunas proteínas que
andan circulando en el plasma y las van a convertir en estos otros compuestos que son las
bradicininas.
Otros compuestos que se liberan durante los procesos inflamatorios:
- HISTAMINA
- SEROTONINA: No solo modula el sistema nervioso central periférico, también se
sintetiza en las plaquetas (parar hemorragias, plaquetas se contraen para hacer tapón que
evite hemorragia, durante esta contracción liberan serotonina)
- PORSTANGLANDINA E
- LEUCOTRIENOS
- ETC.
} Todos estos sensibilizan terminaciones nerviosas libres.
}
Además todos pueden generar liberación de SUSTANCIA P en el terminal de las
terminaciones nerviosas libres.
SUSTANCIA P
- Mediador importante de las sensaciones de dolor. No solamente es un neuropeptido que
participa activamente en las sensaciones dolorosas, sino que tiene muchas otras funciones.
Una de esas funciones que se han descrito es producir en la zona de la lesión
vasodilatación. Cuando se produce vasodilatación se produce salida de líquido desde el
interior de los vasos sanguíneos → se produce acumulación de liquido → edema muscular.
Esto también va asociado a la inflamación, aunque es un proceso mucho más amplio que el
edema.
- Todo esto contribuye a la sensibilización porque esta despolarización que se genera puede
seguir la vía hacia el sistema anterolateral y esto se siente como dolor. Esto es una
propagación ortodrónica pero también puede propagarse hasta los terminales vecinos,
propagación antidrónica, y activar estos terminales que también van a generar sensaciones
de dolor.
110
- En general las sensaciones de dolor contribuyen como un método protector, que nos
indica que hay un daño tisular y que entonces uno va a tomar todas las precauciones para
que no se siga produciendo el daño tisular.
- Por lo tanto es sumamente importante que estos receptores no se dañen porque mientras
este el daño nos van a estar informando de la sensación de dolor. Esto dentro de ciertos
tiempos y márgenes porque cuando el dolor se extiende por varios meses se convierte en un
dolor crónico, y el dolor crónico ya no es un sistema protector, sino que hace la vida del
paciente cada vez mas difícil. Habitualmente son de difícil tratamiento terapéutico.
La sensibilización es la responsable del fenómeno que se conoce habitualmente como
HIPERALGESIA.
HIPERALGESIA →
Aumento de la percepción y sensibilidad del dolor o sea los estímulos nociceptores
producen más dolor de lo normal y los estímulos inocuos también pueden llegar a generar
dolor. Cuando esos estímulos que habitualmente no generan dolor, como puede ser un
estímulo mecánico sobre la piel como el roce de la ropa, lo hace por ejemplo cuando uno se
agarra una insolación, el roce si genera dolor. Este fenómeno se llama → ALODINIA
(cuando hay estímulos que son inocuos que también pueden generar dolor). Se puede sentir
en cualquier zona del cuerpo.
HIPERALGESIA PRIMARIA:
- Se observa en la zona de la lesión. Donde esta el daño tisular.
- Causa→ Sensibilización de nociceptores en el sitio de la lesión como consecuencia de
liberación de sustancias químicas por el tejido dañado
HIPERALGESIA SECUNDARIA:
- Se observa en zonas que rodean la lesión, zonas circundantes pero que no están
lesionadas. Estímulos inocuos pueden producir dolor pero solamente estímulos mecánicos.
¿Cuál es la razón de que se produzca esta hiperalgesia?
- Sensibilización de nociceptores como consecuencia de liberaciones de sustancias
químicas por el tejido Interno.
LESIÓN
HIPERALGESIA
PRIMARIA
HIPERALGESIA
SECUNDARIA
111
Experimento en el que se estudia el umbral para el dolor con distintos tipos de estímulos
antes y después de una lesión.
Estímulo térmico y mecánico. En ambos casos intensidad de la temperatura es la misma.
HIPERALGESIA PRIMARIA
SECUNDARIA
“A”
HIPERALGESIA
“B”
Umbral Nociceptivo Térmico:
45
45
40
40
35
35
Umbral Nociceptivo Mecánico:
10
10
5
5
0
0
Antes del estímulo
Después del estímulo
En el experimento del estimulo térmico.
La intensidad del estimulo térmico antes de que se produzca la hiperalgesia, el estímulo
para generar dolor tiene una intensidad de 44°. Cuando el estimulo es de esta intensidad el
sujeto va a sentir dolor.
112
Si presenta fenómeno de hiperalgesia primaria, un estímulo de temperatura mucha mas
baja va a generar dolor. Alrededor de 38° ya siente dolor.
Lo mismo pasa si damos estímulo mecánico. El estimulo mecánico para que genere dolor
debe tener una intensidad aproximada de 13 a 14.
Si hay un fenómeno de hiperalgesia primaria, un estímulo mecánico de mucha menor
energía va a producir dolor.
En la hiperalgesia secundaria se da un fenómeno un poco diferente. Si tomamos los
estímulos mecánicos, pasa más o menos lo mismo. Hay que imprimirle un golpe de mucha
menor intensidad para que se produzca dolor.
Sin embargo las temperaturas generan una respuesta parecida.
Esto nos indica que solamente los estímulos mecánicos pueden generar hiperalgesia
secundaria.
Sin embargo los estímulos mecánicos y térmicos pueden generar hiperalgesia primaria.
Igual siempre hay excepciones a estas reglas.
Existen varios postulados para explicar esto pero fundamentalmente tiene que ver con
despolarización y redes neuronales que antes no se estimulaban.
Ejemplo: Diapositivas clases
Red neuronal en zona de la piel con nociceptor que responde a una cierta intensidad de
estímulo llevando la información a una neurona de segundo orden que esta puesta en la
médula espinal. Tengo también otra neurona que lleva información siempre y cuando se le
estimule. En el proceso de sensibilización, en la zona donde esta el nociceptor se van a
liberar una cierta cantidad de compuestos químicos que generan este proceso de
sensibilización (ejemplo compuesto: sustancia P)
Entonces se propaga y genera dolor. Pero también se puede generar información hacia la
otra neurona, de tal manera que la sensibiliza y ahora si responde frente a un estimulo de
menor intensidad generando también dolor.
Estas, sin embargo, son solo postulaciones que tratan de explicar el proceso de
sensibilización, todavía no hay nada probado.
La postulación recién planteada trata de explicarla desde un punto de vista periférico, sin
embargo existen otras que tratan de explicarlos desde un punto de vista central.
En este caso la sensibilización no se produciría en una neurona periférica, sino una que
seria una neurona que este en la medula espinal. Y ahí se produciría entonces el fenómeno
de la sensibilización. (la segunda neurona informaría sobre sensación de dolor).
113
NEURONAS SENSORIALES PRIMARIAS PARA EL DOLOR
Existen dos tipos de axones que transmiten sensaciones de dolor desde la periferia:
- A delta
-C
Al tener diferentes velocidades de conducción son responsables de que uno sienta dos tipos
de sensaciones de dolor diferentes (sensaciones dolorosas).
Existen dos tipos de sensaciones dolorosas:
1-. DOLOR EPICRÍTICO → - Dolor punzante. Intenso y agudo.
- Comienza y termina bruscamente al aplicar y retirar el
estímulo
- Fibras A delta (fibras de conducción mas rápidas)
2-. DOLOR PROTOPÁTICO → - Dolor quemante
- Mal localizado
- Menos intenso
- De larga duración. Persiste
- Se siente más allá del estímulo.
- No se inicia inmediatamente.
- Se mantiene en el tiempo. Dolor sordo
- Fibras C (velocidad de conducción menor, fibras
polimodales)
Cuando el estimulo es muy intenso se sienten todos los dolores. Porque los estímulos
intensos generan la despolarización tanto de las fibras “A delta” como la de las “C”.
La intensidad del daño tisular (extensión) NO tiene relación con la intensidad del
dolor que siente un individuo.
¿Entonces realmente será protector el dolor?
Por ejemplo: una inflamación en la zona de los dientes provoca una sensación de dolor muy
grande, muy intensa. Sin embargo la extensión del daño que hay esta ocurriendo es muy
pequeña. En el otro extremo → quemadura de 3er grado hay daño tisular intenso, sin
embargo la sensación de dolor es muy baja.
El dolor tiene un componente emocional importante. Por eso un mismo estímulo puede
generar sensaciones dolorosas muy diversas indistintas personas.
Por lo tanto existe una parte muy subjetiva en las sensaciones de dolor y que tiene que ver
con el componente emocional. Con experiencias dolorosas previas, umbral o tolerancia del
dolor que en algunas personas es mas bajo.
La neurona sensorial o neurona primaria, es una neurona que se llama NEURONA EN
T:
114
Tiene 2 terminales:
- uno hacia la periferia
- otro hacia la médula espinal
Los cuerpos celulares de estas neuronas se encuentran en los ganglios de las raíces dorsales.
Entonces es una neurona pseudo unipolar, porque tiene dos terminales uno para la
periferia y otro hacia la medula espinal.
En la médula espinal hace sinapsis con la segunda neurona del dolor, osea la que cruza la
información hacia el lado contralateral. Va por el espinotalámico.
NEURONA SENSITIVA PRIMARIA o NEURONA EN T:
- Se ha visto que estas neuronas son fundamentalmente neuronas Glutamenérgicas y que
además liberan Sustancia P.
Osea que los mediadores en esta sinapsis son:
Sustancia
P
y
Glutamato
(EXCITATORIAS)
La información entra en los segmentos medulares correspondientes. Sin embargo se
produce un recorrido de más o menos 4 segmentos medulares de la información y
hacienden como 4 segmentos medulares.
Las partes de la neurona que tienen el terminal que va hacia la medula espinal va por el
HAZ DE LISSAUER (tracto de Lissauer).
Entonces tenemos las fibras A delta y C → ¿Dónde hacen sinapsis con segunda neurona de
la vía sensitiva? → depende del tipo de fibras: si son fibras polimodales o las mecano
sensitivas.
No todas las fibras que traen información dolorosa llegan a la misma parte de la médula
espinal (del asta dorsal de la medula espinal)
Las fibras A delta: hacen sinapsis en las láminas 1 y 5
Las fibras C: en la lámina 2
→ De ahí (lamina 1, 2 o 5) salen grupos de axones que llevan señal por el tracto
espinotalámico.
Las sinapsis que hacen estas neuronas primarias con las secundarias puede ser directa, o
pueden haber entre medio interneuronas medulares inhibitorias o excitatorias. (Importante
porque nos van a ayudar a entender los mecanismos moduladores del dolor)
NOTA: Cuando las fibras entran al nivel segmentario correspondiente, ingresan a la medula
y pueden ascender o descender pero no mas de 4 tramos.
Entran a niveles correspondientes a través del haz de Lissauer.
115
VIAS ASCENDENTES DE TRANSMISIÓN DEL DOLOR: CORDÓN
ANTEROLATERAL
Ingresa la información nociceptiva y cruza al lado contralateral, formando el cordón
anterolateral (ya descrito en sensaciones somáticas). Dentro de este cordón anterolateral,
anatómicamente se describen varios haces de fibras:
- Fibras Espinotalámicas
- Fibras Espinorreticulares: De la médula espinal a la formación reticular y de ahí al tálamo
sensorial
- Fibras del haz Espinomesencefálico: Al mesencéfalo, y dentro de las estructuras
mesencefálicas → muy importante las que van hacia la sustancia gris periacueductal →
cólico superior → hipotálamo.
} DIVISIÓN ANATÓMICA, ESTRUCTURAL
También podemos hacer desde el punto de vista de los haces ascendentes una división de
tipo funcionales
Por lo tanto podemos decir que el dolor tiene claramente dos componentes desde el punto
de vista funcional, funcional??:
1-. Componente Sensorial – Descriminativo: aquel que nos permite señalar donde me duele,
con que intensidad me duele, etc.
2-. Componente Emocional – Afectivo: tiene que ver con todas las conductas que genera
ese dolor (obviamente q son todas sensaciones desagradables)
Ambos componentes van por las vías o haces mencionadas, pero en forma discriminada,
por lo que desde el punto de vista funcional se describen 2 sistemas de fibras
independientemente del haz anatómico al que correspondan.
Tienen más o menos componentes dependiendo de la estructura donde hagan relevo estos
componentes.
Revisar diapositivas
116
CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS FIBRAS ASCENDENTES
Entonces desde el punto de vista funcional uno señala que hay dos componentes del dolor:
uno que es neoespinotalámico y otro paleoespinotalámico.
1-. SISTEMA NEOESPINOTALÁMICO:
- Responsable de la parte sensorial discriminativa del
dolor, tales como: cualidad, duración, localización, intensidad. Como es si es dolor
punzante, quemante, discontinuo, q aparece y desaparece en el tiempo, etc.
- Constituida por todas las fibras nerviosas que terminan en el núcleo ventral posterior del
tálamo. Esto significa que si un neurocirujano estimula esa zona en el tálamo va a generar
sensaciones dolorosas en el individuo, y este va a poder terminalizar que esta recibiendo un
estímulo de tales y tales características.
- Este componente esta mucho más desarrollado en el hombre.
2-. SISTEMA PALEOESPINOTALÁMICO:
- Componente filogenéticamente mucho mas
antiguo. Relacionado con el componente emocional afectivo del dolor. Todas las
sensaciones asociadas a una sensación de dolor propiamente tal. Respuestas motoras
reflejas, reflejos somáticos, reflejos autonómicos como por ejemplo los cambios que se
producen en la presión arterial, la sudoración que se genera cuando el individuo siente un
dolor intenso, taquicardia generada por dolores intensos, reflejo de evacuación por ejemplo
de la vejiga urinaria, respuestas endocrinas y cambios emocionales.
- Integran este sistema todas las fibras que terminan en los núcleos intralaminares del
tálamo (osea núcleos inespecíficos)y en estructuras del sistema límbico.
Dependiendo del haz anatómico de donde provengan esas fibras va a ser que genere uno u
otro tipo de respuestas dependiendo de la estructura en la que terminan va a componer el
sistema.
Dolor intenso la respuesta es muy amplia, muy intensa también.
PARTICIPACIÓN DE LA CORTEZA SENSORIAL EN EL DOLOR
Hasta hace algún tiempo se dudaba que tuviera un rol importante pero se ha visto y
demostrado experimentalmente que si tiene un aporte en las sensaciones de dolor.
1-. CORTEZA SENSORIAL PRIMARIA: SI
Participa en la discriminación de las sensaciones sensoriales nociceptivas. Las
características propiamente tales de las sensaciones del dolor.
2-. CORTEZA SENSORIAL SECUNDARIA: SII
También tiene alguna participación pero se cree que es una intervención mas bien
integrativa, porque aquí también llega otro tipo de información sensorial de otros tipos de
117
sistemas sensoriales que probablemente lo que hace esta corteza es integrar toda la
información y participar o tener un rol mas activo en lo que es el componente emocional.
- Actividad de integración
- Se le atribuye un papel en el componente emocional del dolor
3-. PARTE ANTERIOR DEL CÍNGULO:
Fundamentalmente lo que se ha visto es que esta parte del cíngulo actúa en el cuanto me
afecta el dolor.
Por ejemplo personas que tienen algún proceso degenerativo tumoral y estas zonas se
destruyen, siguen sintiendo el dolor pero no les importa seguir sintiéndolo. Les da lo mismo
sentirlo.
- Calloso marginal
- Respuesta emotiva afectiva
No se conoce como es que estas fibras generan potenciales generadores y llegan a producir
potenciales de acción que se transmiten hacia el sistema antero lateral.
Pero también existen sistemas que nos aminorar el dolor → SISTEMAS ANALGESICOS
ENDÓGENOS
SISTEMAS ANALGÉSICOS ENDÓGENOS
DROGAS ACTIVADORAS PEPTIDOS OPIOIDES:
DROGA
Morfina
Fentanil
Meperidina
Metadona
Nalbufina
Naloxona
B – Endorfina
Leu – Encefalina
Met – Encefalina
Dinorfina
µ
+++
++++
+++
+++
δ
++
+++
+++
+
++
+
+
++
K
++
+
++
++
+
++
+++
+++
+++
118
Clase Nº 8
“DOLOR Y AUDICIÓN”
AUDICIÓN
Vamos a ver cuales son los mecanismos de tranducción, como los receptores sensoriales
pueden transducir una onda mecánica longitudinal.
Cuando se trata de una onda pura, es una onda de presión que viaja longitudinalmente con
diferente amplitud y diferente frecuencia.
Esta onda de presión se puede propagar a través de distintos medios y la velocidad de
propagación va a depender del medio donde se encuentre.
SONIDO: Una onda mecánica longitudinal
PROPAGACIÓN: Aire, Agua y Otros medios materiales
El oído humano tiene la capacidad para detectar estas ondas y tiene un rango que es
bastante amplio, tanto a la amplitud como a la frecuencia de las ondas, puede detectar como
sonidos ondas mecánicas longitudinales dentro del intervalo e frecuencia de 20 – 20000
Hz. (ó 20 ó 20000 ciclos por segundo).
Velocidad de propagación
sonido: Característica del medio
Ondas sonoras con frecuencias sobre 20000: ULTRASONICAS
Ondas sonoras bajo 20 Hz: INFRASÓNICAS
La intensidad del sonido también es súper amplia. Escala decibélica, escala mas sencilla
para expresar la intensidad de la audición y que es entre 0 y 120 decibeles. Relacion
logaritmica en cuanto a la amplitud de la onda y la intensidad con la cual uno siente la onda
→ ESCALA DE DECIBELES. Después de los 120 decibeles se describe otra sensación
que es la sensación de dolor. ¿Por qué se siente el dolor? Porque lo que se estimula con
intensidades tan altas son terminaciones nerviosas libres que son las que llevan el dolor.
OIDO HUMANO PUEDE DETECTAR SONIDOS CON INTENSIDADES ENTRE:
10 -12 w/m 2 a 1 w/m 2
0 dB hasta 120 dB
Sobre 120 dB: DOLOR
119
ESCALA DE DECIBELES PARA SONIDOS COMUNES
DECIBELES
160
AVIÓN A PROPULSIÓN A CHORRO
140
DOLOR (estimulación terminaciones nerviosas libres)
120
MALESTAR
100
CONCIERTO DE MÚSICA ROCK
80
TRÁFICO INTENSO
60
CONVERSACIÓN NORMAL
40
CONVERSACIÓN EN VOZ BAJA
30
SUSURRO
0
UMBRAL DE AUDICIÓN
Intensidades altas permanentes producen sordera.
EL OIDO HUMANO PUEDE DETECTAR SONIDOS CON FRECUENCIAS ENTRE 20
Y 20000 Hz
# Disminuye con la edad y la exposición al ruido
Los umbrales mas bajos de audición están en el rango entre los 2000 a los 4000 Hz →
Frecuencias que detectamos con umbrales de intensidades mucho mas bajas.
Casi nunca percibimos ondas puras, percibimos una onda que es mucho mas compleja
donde se superponen unas sobre otras, están los tonos los supertonos, entonces lo que hace
el oído humano es descomponer eso. Descomponen las distintas tonalidades y las va
analizando en sus respectivas frecuencias.
¿Cómo lo hace?
¿Cuáles son las estructuras fundamentalmente involucradas en el mecanismo de la
audición?
Anatómicamente se describen:
OIDO EXTERNO: Pabellón de la oreja o conducto auditivo
OIDO MEDIO: Donde están los músculos del oído y la cadena de huesecillos
OIDO INTERNO: Donde están dos órganos sensoriales importantes: uno de la audición
que esta dentro del hueso que tiene forma de caracol que es la coclea y otro órgano
sensorial importante que es el órgano del sistema vestibular.
OIDO EXTERNO Y MEDIO → LLENOS DE AIRE
OIDO INTERNO → LLENO DE LÍQUIDO
Por lo tanto tenemos medios por los cuales se va a propagar la onda que tienen imperancias
distintas.
Del oído medio sale la trompa de Eustaquio. La rompa de Eustaquio habitualmente esta
cerrada y desemboca en la nasofaringe. Esto significa entonces que cuando estamos en una
determinada presión ambiental, la trompa de Eustaquio tiene una presión similar a la
presión atmosférica, sin embargo cuando nos trasladamos a un lugar de baja presión como
120
es cuando uno despega en un avión o cuando uno va subiendo en auto un cerro, nuestros
oídos se “tapan” ¿Qué es lo que pasa? Hay un cambio de presión.
La presión externa no es la misma que la interna, por lo tanto el individuo tiene que igualar
las presiones nuevamente para evitar sentir ese malestar. La forma de hacer eso es abriendo
la trompa de Eustaquio, ¿Cómo se hace? Masticando, bostezando, tragando.
OIDO EXTERNO
- Pabellón de la oreja o conducto auditivo
- Se cree que lo que haría es amplificar algunas ondas pero en frecuencias relativamente
específicas (determinadas) → 2000 – 4000 Hz
- Localizar sonidos en el espacio (a nosotros eso no nos resulta mucho, tenemos que darnos
vuelta para que a través de las orejas localizar el sonido, nosotros tenemos otras estructuras
del tronco encefálico que son las que nos permiten una mejor localización del sonido; pero
otros mamíferos sobre todo los inferiores tienen orejas que se mueven entonces actúan
como a través de antenas parabólicas para detectar de donde viene la fuente sonora ejemplo
mas clásico: perro)
- Al final del oído externo tenemos la MEMBRANA TÍMPANICA: Forma de cono con la
punta hacia el oído medio. Puede vibrar.
OIDO MEDIO
- Donde están los músculos del oído
- Esta la cadena de huesecillos. Esta cadena de huesos, que están articulados unos con otros,
tienen articulaciones que son flexibles especialmente entre el yunque y el estribo. Esto
permite entonces que estos huesos se muevan cuando esta onda de presión mueve el
tímpano.
Se mueven, y el estribo esta unido a una membrana que es mucho mas chica, que es la
membrana que esta tapando la ventana oval (la ventana oval esta en la entrada de la coclea).
Además aquí hay músculos que cumplen función muy importante.
Entonces tenemos que la onda sonora va a viajar pero va a cambiar su viaje desde un medio
que es en el aire a un medio líquido que es el medio de la coclea.
Por lo tanto como son dos medios que tienen diferentes impedancias, sino existiera este
mecanismo en el oído medio gran parte de la onda se perdería.
Sin embargo aquí existen dos mecanismos a través de los cuales esta presión que se ejerce
sobre el tímpano, no solo se mantiene sino que aumenta en intensidad hacia las estructuras
que son más internas. Estos mecanismos son precisamente que estos huesos sean
articulados. La otra, es que la membrana que cubre la ventana oval es una membrana que
tiene una superficie mucho más chica.
- Evita que energía acústica se refleje por cambio de impedancia (aire – líquido)
- Concentra energía: P = F/A (presión = fuerza/Área)
121
(Mayor que en ventana timpánica)
Ambos factores cambian cuando pasan desde el tímpano hacia la membrana de la ventana
oval.
La presión que se ejerce en la membrana oval es 20 veces mayor a la presión que se ejerce
en la membrana timpánica → podemos detectar pequeños cambios de presión
- Acción de los músculos del oído medio, se contraen de forma refleja y lo que hacen es al
contraerse tensar la cadena de huesecillos → El movimiento de los huesecillos por la onda
sea mas intenso. Importante sobre todo cuando hay sonidos demasiados intensos: en
sonidos demasiados intensos, la onda de presión que se ejerce sobre la membrana oval
puede ser tan grande que puede llegar a generar daños en el oído, especialmente en las
células receptoras que están adentro, en el oído interno.
Entonces cuando se producen sonidos intensos se produce lo que se llama REFLEJO DE
ATENUACIÓN: estos músculos se contraen → se pone rígida la cadena de huesecillos →
evitan que la membrana oval vibre con tal alta intensidad.
El problema es que es una respuesta refleja y que se demora cierto tiempo, habitualmente
tiene cierto retraso, entre 50 y 100 milisegundos, desde que se produce el estimulo auditivo
hasta que se produce el reflejo: la contracción de estos músculos.
Esto explica que rente a estímulos de alta intensidad pero rápidos por ejemplo explosión o
disparo, no se produzca este reflejo al mismo tiempo y la atenuación llegue mas tarde de lo
que llegue el sonido y se pueda producir igual daño en oído.
Sonidos demasiado intensos pueden romper el tímpano
- Acción Palanca reflejo de atenuación: Sonidos intensos → músculos se contraen
Retraso 50 – 100 mseg.
122
OIDO INTERNO
- Escala Vestibular
- Escala Media
- Órgano de Corti
- Escala timpánica
- Estructura llena de líquido
- Membrana de Reissner
- MEMBRANBA TECTORIAL
- MEMBRANA BASILAR: La base estrecha de la membrana basilar está sintonizada para
altas frecuencias. El vértice mas ancho está sintonizado para bajas frecuencias
- Están los receptores para la audición
- COCLEA: Contiene las estructuras para transformar el movimiento físico de la membrana
de la ventana oval, en una respuesta neuronal.
Tiene forma de caracol por lo tanto si se le hace un corte transversal, se pueden encontrar
básicamente tres cavidades llenas de líquido e inmerso en este líquido están los receptores
de la audición:
1-. Rampa vestibular
2-. Rampa media (donde están los receptores)
3-. Rampa timpánica
CON LIQUIDO: PERILINFA
CON LIQUIDO: ENDOLINFA
CON LIQUIDO: PERILINFA
Estas rampas o cámaras están separadas por membranas
Separando la rampa vestibular de la media esta la MEMBRANA DE REISSNER
Separando la media de la timpánica esta la MEMBRANA BASILAR (SOBRE LA
BASILAR ESTAN LOS RECEPTORES DE LA AUDICIÓN)
- ENDOLINFA: Composición iónica similar a la del líquido intracelular. Mucho potasio,
poco sodio. ¿De donde sale esta composición con mucho potasio y poco sodio si es líquido
extracelular? Esta composición sale de la estría vascular. En la membrana hay
mecanismos de transporte activo que mantienen esta composición iónica: alto potasio poco
sodio.
- PERILINFA: Composición celular similar a la del líquido extra celular
→ Importante porque la composición de estos líquidos que están llenando la coclea, ayudan
a explicar mecanismos de transducción que hacen que los receptores de la audición
respondan con potenciales frente a una onda mecánica que es la onda sonora.
La membrana basilar es la que basila, se mueve porque se mueve el líquido (y este se
mueve porque llega la onda sonora).
Entonces tenemos onda que llega → hace vibrar el tímpano→ vibran los huesecillos →
vibra la membrana sobre la ventana oval → el líquido que esta adentro es un líquido que
esta compresible por lo tanto el liquido se desplaza →
Coclea: estructura forma de caracol que hipotéticamente se podría estirar.
123
La membrana basilar esta en toda la extensión de la coclea. En la base (más cerca del oído
medio) es mucho más rígida y más delgada, en cambio a medida que nos acercamos al
vértice, a la punta de la coclea es más ancha y más flexible.
Sobre membrana tengo las células ciliadas. Por debajo tengo perilinfa.
Volvemos al oído interno: tenemos las 3 escalas o rampas. Tenemos la escala media llena
de endolinfa (composición iónica parecida al líquido intracelular, osea harto potasio, poco
sodio, que sale de la estría vascular, mecanismos de transporte activo)
En la escala media esta el órgano de Corti: tiene entre otras cosas la membrana basilar,
la membrana tectoria y las células ciliadas.
Para entender el mecanismo de la tranducción es importante saber que estas son células que
están polarizadas: tienen una parte basal que es la que esta cerca de la membrana basilar y
otra parte que es la apical que tienen otros procesos que son los cilios que están inmersos en
la otra membrana que es la tectoria.
La membrana basilar y la membrana tectoria tienen constituciones distintas, por lo tanto
tienen inercias distintas.
Células ciliadas internas
Células ciliadas externas: Mucho más numerosas
En la zona de la base están haciendo sinapsis con aferencias de fibras aferentes que tienen
sus cuerpos celulares en el ganglio espiral. Esta información que sale de estas células
receptoras se pasa hasta acá, y se propagan a través de los impulsos nerviosos por el 8vo
par.
Entonces tenemos membrana basilar, y la base de estas células: esta cercana a la membrana
basilar, la punta: inmersa en la membrana tectoria.
MEMBRANA
OVAL
RAMPA VESTIBULAR
MEMBRANA TECTORIAL
RAMPA MEDIA
MEMBRANA
REDONDA
MEMBRANA BASILAR
RAMPA TIMPÁNICA
CELULAS CILIADAS
124
¿Por qué es importante que la membrana basilar bacile y porque basila?
Nuevamente tenemos la coclea extendida, la desenrollamos y tenemos las 3 rampas.
Sobre la membrana basilar tenemos los receptores de la audición.
Ventana oval → mueve líquido → en vértice la rampa vestibular esta comunicada con la
rampa timpánica, por lo tanto todo la perilinfa se mueve, se mueve y se mueve →
membrana redonda
Como el líquido se esta moviendo → mueve la membrana basilar y basila. Resulta que en
la membrana están insertos los receptores de la audición, por lo tanto también se va a
producir movimientos de los receptores → esto se traduce en que estos cilios que están
inmersos en esta membrana se van a deflectar.
¿Porque? Porque tiene composición diferente y por ende distinta inercia
Por lo tanto se mueven después que se mueve la membrana basilar. Entonces estos procesos
filiares se inclinan
Cuando se mueven hacia un lado las células se despolarizan, cuando se mueven para el otro
lado se hiperpolarizan.
¿Por qué se despolarizan y se hiperpolarizan?
Sobre membrana basilar están los receptores. Escala media esta llena de endolinfa, esta
tiene mucho potasio y poco sodio. En cambio en la escala vestibular y timpánica hay
mucho sodio y poco potasio, como el líquido extracelular. Por lo tanto qui se genera una
diferencia de potencial y la diferencia de potencial que se establece es de +80 mV.
Tomando como punto de referencia la escala timpánica, o la escala vestibular con respecto
a la media. Esto se llama POTENCIAL ENDOCOCLEAR.
¿Qué pasa entonces si estos cilios se deflectan?
Esto es aplicable a las células tanto auditivas como del sistema vestibular. Entonces
tenemos la parte basal de la célula donde hay vesículas de neurotransmisor, y hay también
sinapsis con las aferencias, que van al nervio auditivo.
Entonces tenemos una parte que esta inmersa en la membrana tectoria por arriba y los cilios
están dispuestos SIEMPRE de menor a mayor. Van aumentando de tamaño hasta el cilio
mas grande que esta en el otro extremo de la célula. Pero además en estos cilios existen
canales que son canales e potasio, estos canales de potasio cuando se abren despolarizan la
célula.
¿Por qué cuando se abren despolarizan la célula?
Porque dijimos que estas células están inmersas en un líquido que tiene un alto contenido
de potasio. Por lo tanto el canal se abre y ¿que le pasa al potasio?
(al revés de lo que ocurre en las neuronas, por el alto contenido de potasio de la endolinfa,
mas que el que hay en el intracelular) ENTRA, pasa a favor de su gradiente al interior de la
célula y la célula se despolariza.
125
Estas células también tienen otro tipo de canales. No solo los de potasio participan en el
mecanismo de la tranducción, también hay unos canales de calcio que están en la
membrana de la célula. Estos canales son modulados por voltaje por lo tanto cuando la
célula se despolariza estos canales de calcio se abren y entra calcio. ¿Qué le pasa al
neurotransmisor cuando aumenta el calcio? Se liberan
(PROCESO DE EXOCITOSIS DEL NEUROTRANSMISOR ES DEPENDIENTE DE
CALCIO)
Se cree que el neurotransmisor a través del cual operan estas células es el glutamato.
Entonces tenemos vesícula de glutamato → la célula se despolariza → entra calcio → se
libera el neurotransmisor.
¿Qué producen las aferencias que están ahí? Potenciales post sinápticos excitatorios. Que
cuando llegan al umbral gatillan potenciales de acción y se propagan a la vía auditiva.
¿Qué hace que estos canales se abran?
Se cree que ahí hay unas proteínas que lo que hacen es unir mecánicamente los canales de
cilios continuos, por lo tanto cuando los cilios se desplazan se tira el sistema, y estos
canales se abren. En cambio cuando los cilios se desplazan al otro lado, los canales se
cierran y las células se hiperpolarizan.
Osea Hay un cierto tono basal en el cual hay una cierta cantidad de canales que están
dejando pasar corriente, que están parcialmente abiertos, y cuando se produce la onda
sonora se despolarizan y cuando va para el otro lado se hiperpolarizan.
→ ESTE ES EL MECANISMO DE TRANDUCCIÓN DE LAS CÉLULAS CILIADAS
Volvemos a la MEMBRANA BASILAR:
Receptores están puestos sobre la membrana, por lo tanto la onda sonora se propaga, vibran
las estructuras, mueve líquido, escala timpánica mueve a la membrana basilar, la membrana
basilar se mueve pero no con cualquier ritmo es selectiva: algunas zonas de la membrana
son responden mejor a una frecuencia de la onda sonora que a otras. Por lo tanto si
estimulamos con tono puro, y el sonido tiene una alta frecuencia, la que mas se mueve o
tiene el umbral mas bajo es la zona de la base. Si la onda sonora es de baja frecuencia la
zona que mas responde es la zona del vértice.
Es la primera estructura del sistema auditivo que descompone la XXXXXXXXXXX por
eso se dice que esta membrana descompone tonotópicamente. Tiene organización
tonotópica: codifica en forma selectiva a las distintas frecuencias de la onda sonora,
obviamente que si hay un sonido que trae mas de una frecuencia responden mas zonas de la
membrana basilar
Supongamos que se da un tono de muy alta frecuencia: 20000 Hz, el extremo de la escala
auditiva humana, la máxima desviación se produce en la zona de la base, por lo tanto las
células que mas van a responder son las que están ubicadas en esta zona.
Por lo tanto las células están organizadas anatómicamente, osea grupoide células van a
llevar información hasta las aferencias del nervio auditivo pero con codificación de
frecuencias determinadas. Entonces la descomposición empieza en esta zona
126
Entonces, la membrana basilar se mueve → mueve a las células ciliadas → las células
ciliadas hacen los mecanismos de transducción → generan potenciales de receptor,
potenciales generadores
¿Cuando se transmite la onda al nervio auditivo?
Cuando estos potenciales generadores llevan a la célula al umbral, y generan potenciales de
acción.
Estos potenciales de acción son los que viajan a través del nervio auditivo hacia las
estructuras del tronco encefálico y se va a poder codificar.
NOTA: Esto es común para todos los sistemas sensoriales, hay que alcanzar el umbral para
generar potenciales de acción y esos son los que se van a ocupar.
Cuando habla de base se refiere a la de la membrana basilar o de la coclea. La coclea es un
órgano como un caracol.
Existen canales de sodio pero no son importantes para generar el mecanismo de la audición,
además que la cantidad de sodio que hay en la endolinfa es poquísimo.
Tenemos más células ciliadas externas que internas.
FOTOCOPIAS: Configuración retro-neuronal entre las células ciliadas externas y las fibras
aferentes que forman parte del nervio auditivo.
Varias células ciliadas externas que están haciendo sinapsis con una sola neurona aferente.
En cambio en el caso de las células ciliadas internas prácticamente cada célula lleva a una
fibra (relación 1:1 entre células ciliadas internas y fibras aferentes)
Por lo tanto se cree que las que son mas importantes en cuanto a la conducción del impulso
son las células ciliadas internas.
¿Para que sirven tantas células ciliadas externas?
Hasta hace poco no se sabía porque, sin embargo hay algunos estudios que demuestran que
lo que hacen estas células ciliadas externas es amplificar.
Esto se sabe fundamentalmente a través de estudios de toxicidad. Hay algunos antibióticos
que producen sordera cuando se administran crónicamente, y hay algunos experimentos en
los que se ha administrado crónicamente antibiótico y estos antibióticos destruyen
selectivamente las células ciliadas externas pero no las internas.
Registro respuesta normal en individuo con todas sus poblaciones de células
Sin embargo en experimento con antibiótico que ha destruido las células ciliadas externas:
¿Qué pasa con la repuesta? Esta pero es de mucho menor magnitud
Por lo tanto lo que estarían haciendo estas células sería amplificar la respuesta.
127
¿Cómo es que estas células podrían hacer eso? (Amplificar la respuesta)
Se ha visto que estas células en la membrana tienen unas proteínas motoras. Entonces
cuando se estimula el oído estas células mueven los cilios igual que las otras, responden y
se despolarizan igual, pero además cuando los cilios se desplazan estas proteínas motoras
cambian su configuración y hacen que estas células se alarguen y una vez que la onda pasa
que se acorten.
Las proteínas motoras que están en la membrana de estas células ciliadas explicarían este
fenómeno.
Por lo tanto como estas células no solo responden con deflexión sino que además cambian
de tamaño (como que se alargan), per se también están provocando movimiento en la
membrana, y este movimiento de la membrana va a provocar una despolarización de las
células ciliadas internas.
Este es el mecanismo que se explica para la amplificación coclear de las células ciliadas
externas.
Se sabe que las células ciliadas sin estimulo pueden generar sonidos. Entonces también en
parte explicaría estos sonidos que se generan espontáneamente (no todos obviamente)
TINITUS: Generación de sonidos espontáneamente. Existen tinitus fisiológicos y
patológicos. Ejemplo: después de una discoteque.
Los oídos son capaces de generar sonidos en respuesta al sonido: que cuando se da un
estimulo por ejemplo un “clic” (estímulo de alta intensidad pero cortito), las células
responden codificando el sonido y permitiéndonos que nosotros lo escuchemos, pero
además después de eso se produce una especie de de eco que con amplificadores adecuados
se pueden escuchar. Esto se cree que ocurre por los desplazamientos de líquido. Por el
líquido cuando damos el sonido se desplaza pero después vuelve a posición original. Por lo
tanto cuando vuelve a la posición original produciría estos movimientos de los cilios que
generarían ciertos ruidos. En las guaguas también es posible escuchar esto. Solo cuando se
da un sonido corte brusco.
Nervio auditivo → Núcleos cocleares → De los núcleos cocleares → a la oliva
A partir de los núcleos cocleares la información de un oído va hacia los dos lados por las
vías de relevo.
Antes información de un solo oído.
Lemniscolateral → colículo inferior → complejo geniculado medial del tálamo → corteza
auditiva primaria
NUCLEOS COCLEARES
DORSAL
ANTEROVENTRAL
POSTEROVENTRAL
128
ORGANIZACIÓN TONOTÓPICA
¿Quién es el encargado de localizar la fuente sonora? De saber de donde viene el sonido:
LOS NUCLEOS DEL TRONCO ENCEFÁLICO
NUCLEOS DEL TRONCO ENCEFÁLICO
LOCALIZACIÓN DE LOS SONIDOS
DIFERENCIAS DE TIEMPO INTERAURAL OLIVA SUPEROMEDIAL
INTENSIDAD OLIVA SUPEROMEDIAL
ORGANIZACIÓN TONOTOPICA
¿Qué hace que a partir de escuchar un sonido generemos una respuesta que va mas allá que
la de escuchar un sonido?
Por ejemplo: frente al sonido de un auto que frena bruscamente antes de atropellarnos.
Nosotros escuchamos el sonido pero además tenemos una respuesta vegetativa y motora
refleja. Que implica esto: sudoración, taquicardia, una respuesta motora de evasión.
¿Por qué este estimulo sonora es capaz de generar todas estas respuestas?
Porque la vía primaria (coclea, núcleos cocleares, oliva, coliculo, tálamo, corteza) están
haciendo sinapsis con muchas otras estructuras; por lo tanto estas estructuras están
relacionadas con todas los comportamientos adicionales que nosotros tenemos frente a la
audición. Por ejemplo: formación reticular, hipotálamo, información que viene del sistema
neuroendocrino, reacciones de tipos vegetativas, emotivas hacia corteza limbica e incluso a
la misma chino mandarin de los sonidos. Esto explica porque un niño que es agredido,
generalmente por personas cercanas el niño cuando siente el clic de la puerta por ejemplo,
le genera toda una respuesta emotiva de pánico.
La vía primaria de la audición gatillo la respuesta o la activación de todos estos otros
circuitos neuronales que tienen que ver con el recuerdo de la asociación de ese sonido con
el castigo que viene después mas todas una respuesta q puede ser emotiva, etc.
Sonidos que seguimos escuchando durante el día: cuando estímulos son repetitivos y de alta
intensidad. Por sobre estimulación de los receptores de la audición.
CORTEZA AUDITIVA PRIMARIA: A1, 41 Y 42 de Brodmann
Representación tonotópica
1-. Cisura de Silvio
2-. Lóbulo Temporal
3-. Corteza Auditiva
129
Clase 9
Organizacion general de los temas que tienen que ver con el
Control motor
Atetosis, hemibalismo ,hungtington (corea), son transtornos motores importantes que
afectan al mundo, a muchos pacientes y que se ven afectados su conducta.Un ejemplo es el
papa(su santidad) esta afectado por esta enfermedad esta en un estado bastante
comprometido,esta enfermedad neuro-degenerativa nosolo afecta a la movilidad sino que
tambien afecta a la cognicion y por eso es que le cuesta mucho hablar y hacer su discurso y
dar la bendicion porque su actividad motora esta muy restringida y eso se debe a que las
caract. motoras estan muy alteradas no son propias como para levantarse, caminar , estos
pacientes tienen dificultades para iniciar la marcha, para detener la marcha, y ahí uno se da
cuenta cuan importante es que uno , se siente , se pare y lo hace sin ningun problema.
Cuando uno camina uno no se da cuenta que los brazos se mueves solos,osea son
degeneraciones de estructuras que se veran mas adelante.
De que manera funciona y como se genera la iniciación del movimiento o como se
denomina la precisión de alguno de ellos
Por ejemplo el tomar un objeto significa una cantidad de mecanismos que se ponen en
juego para abrir la mano , tomar el objeto con la mano cerrar la mano adecuadamente , si se
distorsiona esto el proposito no se cumple.
Uno no se da cuenta del enorme gasto (electro)quimico que hacemos nosotros cuando
ejecutamos cualquier movimiento, mover la cabeza, levantar el tronco, oponerse de pie.
Desde los comienzos de la neuro biología como ciencia fundada por el 1870 , (no entendi el
nombre)establece por primera vez una neurona en el sistema nervioso ahí parte la neuro
bioogia , pero la neuro fisiologia parte en 1934 cuando se inicia una aparicion importante
del osciloscopio, permitio ver lo que se llamaba hasta ese entonces como la electricidad
animal, y el dia de hoy que esa electricidad se llaman pot. de accion que son todo o nada es
decir uno o cero es decir un sistema ordinario que da respuesta o no da respuesta y esto se
org. en un fenómeno que permite que se den varios de estos pot. agrupados en el espacio y
en el tiempo ese el lenguaje del sistema nervioso que después se traduce tambien en
almanadas de moléculas quimicas que van a pasar de una neurona a otra y a eso le
llamamos la sinapsis . El sistema nervioso es de mucha importancia y nos hemos acercado a
conocer de cómo se realizan y se aprenden todos los movimientos.
A habido una expansión en los ultimos anos para detectar como se coordinan estos actos
voluntarios y se ahn hecho tanto en animal como en primates porque los experimentos que
se hacen hoidia para tener parkinson se hacen en ratoncitos el cual se le lesiona un area del
cerebro profundo que va generar untrastorno motor y este transtorno va ser que el
animalito va a estra siempre dando vuelta en vez de ir derechito sus movimientos no van a
ser normales y a eso se le llama parkinson y esto a ayudado a entender los trastornos
motores sobre todo los fenómenos extra piramidales , lo fenómenos extra piramidales
130
concisten en aumento de la rigides,aumento del temblor, disminución de los movimientos,
ellos cada vez estan restrigidos sus movimientos para ejecutar movimiento , los brazos , las
manos, no se abren ampliamente , los pasos mas chicos estos caracteristicas para
determinar un fenómeno extra piramidal y ademas el balance del cuerpo de la estructura
nuestra y en la posición, fijense bien cuando no usamos bien la musculatura creando aquí
atrás una cifosis empezamos hacer esto y hay que ensenarle al sujeto a estar en una buena
posición por que o sino el futuro que nos espera no es bueno. Asi se configura un programa
motor complicadisimo. Investigaciones en pacientes con desordenes en el movimiento han
ayudado explicar las causas de cómo se produce esta alteración y han guiado el desarrollo
de nuevos tratamientos que se reducen tales síntomas. Nos preguntamos cual es la causa
fundamental del porque se producen estas alteraciones. Nosotros vivimos en esta ciudad
parecido a un crater y aca los vehículos contaminan. Uno de estos contaminantes es el
manganeso que es el que produce Parkinson. Produce disminución de la condicion, de los
fenómenos que tienen que ver con la atención, con la memoria, con el aprendizaje, con la
concentracion, es decir, nos estamos intoxicando y nadie ha dicho nada. El aire que
respiramos es rico en manganeso, estos tóxicos producen disminución de la inteligencia,
disminución d e la actividad cerebral, menos aprendizaje, menos respuesta ante cualquier
efecto cognitivo. Hay una cosa importante en todo esto, que los soldadores son los sujetos
que estan soldando y estan respirando directamente oxido de manganeso (x no ocupar
mascarilla). Me han llegado pacientes entre 35 y 40 anos con Parkinson osea jóvenes que
estuvieron afectados con trastornos extrapiramidales.
Existen varias tecnologías para ver la activida cerebral y una de ellas es el PET. Este es una
tomografia de emision de positrones y tu puedes visualizar moléculas que tienen cierta
afinidad con algo que nosotros le vamos inyectar y de esa manera nosotros podemos ver
que areas o puntos, o que zonas del cerebro estan iniciando actividad, osea estamos
empezando a iniciar un capitulo en la historia de las neurociencias en que estamos viendo
como se inicia un movimiento. A un paciente se le hizo neurocirugía, se lo introdujo en la
maquinita, se le inyectaba un poquitico de sustancias que marcaban, en este caso era el
carbono con la glucosa para poder ver que asociabilidad tiene con algunas estructuras del
cerebro y se veia lo siguiente, si le proyectaban en el techo una imagen de una flor, o una
guaguita le despertaba alegria,, en este instante se veia una tremenda actividad en el sistema
limbito, se alumbraba el hipotalamo, se alumbraba el hipocampo, se alumbraba el septum,
el area temporal, el area occipital. Magneto electroencefalogramo es un instrumento que se
esta usando para estimulacion electrica transcraneana y mejorar algunos aspectos de
nuestros fenómenos cognitivos y por otro lado, modificar algunas alteraciones que sufre el
sistema nerviosa central cuando nos intoxicamos. Como intoxicamos el cerebro? Varios
toxicos usamos que son permitidos por la ley. Cigarillo, es uno de los toxicos mas
abundantes y se ha visto que en Chile las chiquillas fuman mas que los hciquillos, segundo,
que la intoxicación pasa igual en U.S.A, baja el coficiente intelectual en 10 puntos.
OJO!!! Cuando estudiamos y fumamos nos hacemos un dano tremendo. La nicotina se
salva de los otros 3999 componentes que tiene el cigarrillo, entre ellos van cianuro, potasio,
manganeso y todos los iones que tiene la naturaleza. Por eso el que quiere irse de este
mundo FUME!! Haber si es tan chorito. Fumar disminuye el indice intelectual, aprenden
menos, se concentran menos. Pero no todo es tan malo, en los pacientes esquizofrenicos,
fuman todos. Por que ellos establecen una situación en el SNC que se llama la Anedonia,
131
osea no sienten esa satisfacción, ese placer cuando uno siente sed y toma agua o cuando
uno come chocolate y lo disfruta. Ellos no sienten eso pero con la nicotina sienten esto.
Pero no se salvan de los canceres. Si nos sacan una gotita de sangre pueden saber ellos o
determinarnos si acaso tenemos la posibilidad de tener epilepsia y una serie de otros
trastornos importantes del sistema nervioso.
CT450: es una enzima que metaboliza algunos neurotransmisores. De esa enzima salen
unas unidades que son las 2D6, 2B19, estas son las siglas donde se ubican en el ADN. A
donde vamos con esto, Uds. podrian saber si tenemos o no posibilidad de tener cancer. Se
estudia entonces con esta tecnología a traves de estos electroencefalogramas de
estimulacion magnetica transcraneana estudia como las redes neuronales en el cerebro
componen y coordinan los movimientos. Cuando se le dijo a un paciente a la voz de silla,
se le ilumino el area occipital donde se ve la figura de la silla, el area temporal y el area
prefrontal. Al ver uno una imagen de una silla, antes de uno decir que es una silla el cerebro
ya esta mandando la senal de que es una silla. Con esto se ha podido determinar donde nace
la actividad motora. Antes de que yo de un paso ya el cerebro lo hizo, ya el cerebro manda
estas sandanadas de potenciales para que yo de el paso. El cerebro es un conglomerado de
elementos neuronales, se organizan en tipos de circuitos en paralelo y en serie, en los cuales
se generan programas motores que inician, mantienen, regulan, cada uno de nuestros actos.
Por ejemplo, para que nosotros podamos levantar la cabeza, y pararnos hay un sistema que
hace que el tono aumente, la fuerza de los musculos extensores aumente, se levanta la
cabeza y se realzan todos los musculos extensores del pie, brazo, etc. y la cabeza se
mantiene sobre los hombres en la posición de pie. Pero para mantener el tono uds. saben
donde parte. Parte de una estructura mesencefalica q se llama la formación reticular. Esta
esta dividida en dos, la mesencefalica y la ponto bulbar donde se pueden hacer o exitar a las
neuronas que van a estimular a las neuronas de los músculos extensores o van a inhibir a
los musculos extensores. Estos programas se inician en la corteza prefrontal. Hoy dia se
sabe que es un pequeño circuito que parte en paralelo, es decir, parten al mismo tiempo con
unas milesimas de segundo de diferencia pero prácticamente son paralelos. Parten de la
corteza prefrontal, la corteza motora primaria, la corteza premotora y la suplementaria
organizan todo un esquema para poder iniciar la marcha, el centarse, pararse, etcétera, y se
organizan en planes o programas motores. Uds. saben que en la corteza cerebral esta
representado el movimiento. Si se estimulan ciertas areas de la corteza motora primaria se
va a mover el brazo en extensión o en flexion e inclusive se puede ver en la areas que
tienen que ver con la expresión del movimiento. Los hombres tenemos una via muy
especial a nivel del hemisferio izquierdo donde esta la circunvolución ….ada(no se
entiende) y el area de Bernicke y nos cuesta hablar mucho, en cambio las mujeres no, pero
cuando toman un poquitito se desinhiben y hablan mucho, se tiene que estimular muy
fuerte para poder entonces iniciar la conversación. Ahora las mujeres tienen un privilegio
por sobre nosotros porque tienen un área auditiva y ejecutiva de los movimientos del área
o…social, superior a la del hombre, por lo tanto tienen una lengua mas grande y hablan
mucho mas. Los que pueden igualar a las mujeres son los chinos y japoneses. Estos
programas motores están ahora implícitamente estudiados y se sabe como se inician los
programas motores, como se mantienen como se regulan y son la base de toda las
conductas motoras. Esta actividad motora en el cerebro es jerarquizada ,es decir tiene
distintos niveles , los primeros niveles Uds. los conocen muy bien y que siguen siendo el
paradero .Existen tres niveles .Estos capacitan a los centros superiores a entregar comandos
132
sin detalles de acción motoras , es decir , fíjense que los movimientos mas elementales son
todo de tipo monosinaptico , sean bruscos , rápidos, violentos, el tono mecanismo reflejo
que bien Uds. conocen , son mecanismos reflejos rápidos de corta duración y si son mono
sináptico como por ejemplo pestañear ,cuanto dura el pestañear?.uno no lo siente. Esa
actividad motora entonces están rápida como 1 miliseg o cuando nos quemamos decimos
hay por la chucha o cuando nos cortamos.
Todo estos movimientos son de imitación (o algo así).
Ej. cuando una guagua se cae hace igual que un avión cuando aterriza esto quiere decir que
la estructura de los mecanismo reflejo esta bien hecha y cuando caen para atrás se sientan y
echan la cabeza para delante, es genial.
Quienes organizan esto? Quien nos dice que estamos cayéndonos que se va alterando
la posición?
El sistema ventricular
Que nos pasa después de los 40 o 50?cuando el reflejo empieza a decaer, esta señal se
deposita en otro centro para que estos comandes realicen acciones motoras, esta actividad
que esta en paralelo hace que los comandos puedan actuar directamente sobre los nivele
interiores de la cadena para cruzar la operación de los circuitos reflejos, fíjense que estirar
los brazos y echar la cabeza para atrás cuando se cae de frente o al revés cuando se caen de
espalda , de esta manera actúan estos sistemas de manera especial coordinado de forma
paralela.
Que pasa entre la medula espinal-tronco encefálico-áreas motoras corticales?
La medula es el centro primitivo que esta constituido por columnas de haces que van de la
corteza a la medula y viceversa, genera MODELOS ESPACIO TEMPORALES
DEFINIDO POR UN CAMPO TECNICO ESTERIOTIPADO. Es como cuando a uno le
hacen , si yo tuviera un poco de amoniaco si se aplica genera una respuesta esteriotipada
osea aprendida y no va hacer distinta tiene un modelo de respuesta si alguien se pincha y es
muy fuerte la reacción de flexión va a ser con todo el cuerpo y siempre va a ser la mismo
por lo tanto va a ser un modelo y a este modelo lo llamamos modelo de espacio temporales
esteriotipados es un esteriotipo bien hecho bien construido y todos respondemos de esa
forma, aun mas las motoneuronas y las neuronas sensoriales van a tener estas
desvandanadas de respuestas o potenciales de acción que van a estar descritos en forma
bien definida y uno los puede escuchar con un monitor cuando se estimula algún nervio,
(radial, cubital, safeno, ciático, poplíteo) tienen un modelo de respuesta, esas respuestas
(mandanadas) están ya descritas en la corteza cerebral. El tronco encefálico contiene tres
sistemas interneuronales medial, lateral y uno especial que es de tipo aminergico no se
olviden que las aminas son los neurotransmisores que contienen el NH2 la amino, el grupo
amino, la Colina cuando se une con el grupo acetilo(sale del coenzima A) el acetil
coenzima A entrega el grupo acetilo lo entrega a la colina y se forma a la acetil coA el
neurotransmisor mas importante rige todos los movimientos, otra amina que pertenece a
este grupo es la dopamina, la dopamina se genera en una estructura que tiene que ver con el
sistema extra piramidal y tiene ver además con un sistema que Uds. conocen como sistema
de recompensa, es el sistema del placer es de naturaleza dopaminergica, lo que le falla a un
133
esquizo. Son anedonicos osea sin placer, con otra sustancias con la nicotina, cocaína,
marihuana, buscan el placer. Estas sustancias nos hacen mal a nosotros nos produce como
que no estamos como que miramos hacia abajo no nos interesa nada, el sistema
dopaminergico en concomitancia porque trabaja con la noradrenalina y la norepinefrina
quien también forma el sistema aminergico estamos entonces al sistema de recompensa, es
decir después de que ejecutamos un acto la recompensa viene porque descansamos de este
asunto. Le pedí a un alumno que hiciera un ejercicio repetido varias veces, que se levantara
lo mas que pudiera de su silla. Después de un rato el alumno decía “no puedo mas” y
empezó a temblar. Es lo que nos pasa cuando estamos haciendo ejercicio así, en una
posición extrema y luego el músculo se cansa porque las motoneuronas gamma empiezan a
descargar. Hay un sistema en el que participa la dopamina, la acetilcolina y otras aminas
biogenas como la serotonina. Todo estos elementos están participando, tanto de la porción
medial lateral y cuyos axones proyectan, regulan hacia la medula espinal.
Veamos áreas motoras corticales. Aquí hay mucho que hablar después del tronco encéfalo.
Las áreas corticales se dividen en tres: área motora magna, la premotora y el área
suplementaria. A esto habría que agregarle espacio y poner dos áreas mas,
fundamentalmente la TPEF (frontal eye) que tiene que ver con los ojos y otra que tiene que
ver con dorsolateral que tiene que ver con la planificación y adquisición del acto motriz. El
otro dia habia un chiquillo que estaba escuchando musica, hablando por telefono y
escribiendo en un computador. Ese plan, esa organización, esa jerarquia, depende entonces
de estas areas motoras. Por ejemplo, cuando se le da una orden a una persona, lo primero
que gira es la vista, luego la cabeza y luego el tronco. Eso pasa cuando uno esta en el centro
y pasa una mujer guapa por el lado.
Veamos la organización de estos tres niveles corticales.
Sabemos que estos estan en serie o en paralelo. En serie significaba que nosotros partiamos
con la corteza cerebral, osea tomandose de la mano con los ganglios basales (núcleo
caudado, putamen, palido, etc), de ahí del caudado al putamen, del putamen al palido, y del
palido al talamo y del talamo a la corteza. Pero a su vez, partia otra ruta que va derecho
hacia abajo. Y en serie, quiere decir que esta ruta va haciendo escalas, muchas escalas, eso
es todo. Esa organización permite entonces que otra estructuras del cerebro anterior
participen.
Otras estructuras del cerebro anterior son la corteza cerebral, ganglios basales, tálamo,
tálamo entero mas cerebelo, bronco-encéfalo, el puente, el vulvo raquideo y la medula
espinal, es decir, vamos haciendo un modelo y cada uno tiene un modelo de respuesta que
lo conocemos como organización jerárquica. Si le cortamos la medula espinal a un
animalito en la nuca (donde se lesiono superman), osea con una cuadriplejia, Que le pasa al
sujeto? Pierden movimiento las extremidades, todos los mecanismos reflejos y si toma de
antes de la sexta hasta la cuarta, de ahí para arriba los mecanismos respiratorios tambien
fallan.
Algunos aspectos de la medula espinal
Uds. saben que las motoneuronas (la alfa y la gamma, la alfa termina en la placa motora y
la gamma en las fibras intrafusalaes) están relacionadas con las motoneuronas de
134
referencias sensoriales (dolor, temperatura, tacto fino, tacto grueso). Estas células están
organizadas en núcleos que forman columnas y se extienden desde uno a cuatro segmentos.
Las interneuronas forman los reflejos plurisinapticos que organizan un sistema mucho mas
complejo en la esquematizacion del funcionamiento.
Existen dos areas importantes:
1. La organización espacial: que comprende a núcleos motores y al final recibe dos
reglas.
a) La organización de tipo proximal y distal
b) Todo lo que tiene que ver con la flexion y extensión de los musculos.
Es una organización de tipo espacial tiene diferentes núcleos que tienen que ver con la
musculatura proximal y distal, y que tiene que ver con la musculatura extensora y flexora.
Con respecto a la musculatura proximal, las motoneuronas estan ubicadas en la region mas
medial de la medula espinal y las que tienen que ver con la extensión y flexion estan en
forma mas lateral en cuanto a los núcleos motores que son agrupaciones de neuronas en las
astas. Hay unas que estan hacia la region de al medio y otras que estan hacia la region
lateral. Los núcleos de los musculos axiales que son musculos del centro, del eje, del
neuroeje, cuello y espalda, estan en la parte medial del asta ventral y de acuerdo a las
motoneuronas mas laterales, yacen mas ventral.
Cuando uno se tulle, es decir, dejan de funcionar los extensores. Lo que le pasa a un
paciente Parkinsoniano que se va jorobando.
Los músculos proximales, todos los que tienen que ver con toda la región paravertebral,
mantienen el equilibrio y la postura por eso les decía recién yo que saquen pecho. Eso es
fundamental para poder tener la parrilla costal en buenas condiciones para respirar y es
súper importante para el equilibrio y la postura.
Los músculos dístales producen actividades manipuladoras finas. Todo lo ejecutado con las
manos o con los pies son obviamente diferentes a los músculos proximales porque estos son
para los movimientos. Los núcleos de los músculos axiales están protegidos en el centro y
de acuerdo a la posición de los flexores y extensores, las motoneuronas extensoras yacen
ventral a aquellas que inervan los músculos flexores.
Tronco Encefálico.
Formado por el cuadrigéminos, el puente, el puente de Varolio,y el grupo raquídeo, estas
estructuras son realmente igual en toda escala animal de los mamíferos inclusive los peces
los glóbulos ópticos que llevan a los folículos, el puente y el bulbo sea que encontramos la
medula intacta en todos los vertebrados ,siempre la medula espinal fue un centro
organizador frente a mecanismos reflejos de la locomoción el hecho de mover al cola los
peces o en las aves el aleteo para volar los reptiles para reptar en caso de los lagarto igual
que nosotros con organización o sea pierna derecha va la extensión de el miembro
izquierdo etc; en forma paralela y otro que gana algunos animalitos es el salto , el salto se
realiza en forma bípeda , es con la ganancia que tiene la plasticidad de medula espinal y
Uds. ven que el vuelo es una organización sincronizada de sus extremidades anterior para
poder ejercer la locomoción , bien en el tronco entonces tiene por función como esta por
encima de la medula espinal modular las motoneuronas de la medula espinal, de donde
135
viene esa modulación? del tronco encefálico ,basado en que , en su localización y su
distribución vamos a considerar 3 vías :medial, lateral , aminergica. La vía medial termina
en la parte ventro medial y así influencia las motoneuronas de músculos axiales y también
proximales ,se refiere a musculatura de la postura y la vía lateral termina en la vía dorso
lateral e influencia motoneurona de los músculos que son de la musculatura fina .
Que sucede si yo no ejerzo movimientos con mis manos el área motora se disminuye , para
que no perder esa capacidad hay que estimular las vías para no perder la capacidad como de
``mover al mano``
La vía aminergica se origina en los núcleos del tronco y se difunde por la medula espinal ,
hay núcleos interesantes por ejemplo en la zona mesencefalica de la formación reticular hay
una serie de núcleos , el núcleo reticular pontisolaris , el reticular reticular ponti caudadis
uno mas adelante que el otro el pontisolaris tiene que ver con un estado cuando uno esta
noche y estamos volando , estamos comiendo, estamos con la polola o el pololo , bailando,
tiene que ver con la funcion del sonar , el tono cuando uno esta durmiendo en la
presciencia de rem , atonia muscular , mov oculares rapidos .cuando nos damos cuenta
cuando chico 4,5o6 ano que no todo es mio y nos separamos de esta comunidad y allí se ve
que este núcleo el recularis ponti solares sepone al servicio de la actividad síquica y eso
después le pueden dar la connotación que Uds. le quieran dar. Hay núcleos mucho mas
importantes que tienen que ver con los mecanismos inhibitorios después hay otra
organizaciones que tienen que ver con la respiración , con la deglución , con otra funciones
como la manutención de la presión arterial , de la temperatura de la glucosa del ph , del
oxigeno esta todo en el tronco encefálico es una estructura muy importante.
La vía aminergica entonces determina una cantidad de condiciones inherente al estado vital
Los núcleos motores de la medula espinal se encuentran ordenados en el eje medial y
lateral de acuerdo a la función, vimos recién que los núcleos motores mediales son
neuronas que inervan músculos axiales y reciben señales y organizando los sistemas hacia
los músculos del cuello la espalda y axiales y los laterales están inetrconectados con
neuronas propio espinales de axones cortos que quiere decir eso .La propiocepcion que son
mecanismo reflejo de la naturaleza , los reflejo vicerales son todos reflejos referidos, la
propiocepcion nos dice con ojos cerrados como uno esta parado saber donde esta y como
esta el cuerpo como esta todo .La reticularis le proporciona focalizar cada una de las
funciones sensoriales.
El control de a via medial
El sistema medial comprende , tracto vestíbulo espinal ,reticulo espinal , tecto espinal,tres
vias realmenete interesante e importante que tiene que ver con la propiocepcion con la
estabilidad y con la postura con el balance , en el caso del vestíbulo espinal tiene ver con el
balance y la postura el reticulo espinal , llamese medial y lateral integra senales de
vestíbulos y la corteza la via o ruta o tracto vestíbulo espinal cortical o cortico espinal y
suprime los reflejos finales esa es la gracia que tiene el reticulo espinal por eso decia que
hay una parte mesensefalica exitatoria y una parte posterior inhibitoria.
136
La funcion del reticulo espinal entonces practimamente es suprimir los reflejos final por lo
menos inhibirlos cuando uno modula el reflejo rotuliano ahí se ve como se inhibe o se exita
y ahí se ve como funciona el sisitema
El tecto espinal
Origen desde el coliculo superior y proyecta dorso lateralmente y solo al cuello este es muy
importante por que hay pacientes con una hipertrofia de esternocleido , coordina la cabeza
y mov oculares y obviamente que es un control de la corteza prefrontal.
Esta vías desciendes por la columna vertebral y termina en inter neurona de la zona que
inervan los musculos axiales
La via lateral la columnas de fibras o tractos que conectan las vias espinal con ruta espinal
con centros superiores descienden por los cuadrantes laterales y delimitan la zona de la
porcion intermedia después los axones inervan las motoneuronas delos musculos distales
de las extremidades esto quiere decir que :la medula espinal es una cantiadad de haces que
estan dispuestos de forma topografica osea estan bien definidos, la via piramidal directa
esta en la parte anterior o ventral cercana a la linea media y la via piramidal cruzada (no se
entiende) hay que tenerlo claro porque vana haber pacientes con lesion de medula.
La vía rubro espinal tiene su origen en la porciones magno celular del núcleo rojo, que hace
el núcleo rojo dirige prácticamente , es como el volante de un vehículo.
El sistema medial ahora es antiguo mantiene el balance y la postura de los músculos
proximales y axiales de control proveniente de la corteza cerebral
En humanos el sistema rubro espinal es pequeño y su función que da sumida por la corteza
cerebral por la tremenda actividad ocular.
El núcleo rojo el rubro espinal es dorso lateral termina en forma lateral.
La via aminergica hay dos elementos la norepinefrina , la nor adrenalina , la serotonina,
para la acetilcolina y la dopamina estos sistema se ven con mas detalle mas adelante. La via
aminergica llamese nor arenalina, serotonina tiene que ver con el cambio de la excitabilidad
de las motoneuronas .El sistema del rubro espinal noradrener todo los rgico algunas
neuronas de la formación reticular son las que tienen que ver con la exitacion y
manutención del hiper tono que se necesita para hacer todo los movimientos
correspondientes. El sistema núcleo raspe que es serotoninergico , la serotonina que tiene
que ver en muchos aspectos con cuales nosotros pa empezar mantiene la serotonina todo
una actividad del area pre frontal que tiene que ver con el inicio del movimiento , y del
punto de vista cognitivo , del aprendizaje, de la memoria ,de la concentración la posibilidad
de estar mas atento, la atención,toda esas alteración puede provocar la estimulacion del
sistema serotoninergico y esto es lo que les pasa a los esquizofrénicos tienen alta
posibilidad de estar excitados ven cosas , oyen cosas hasta se exitan mirando una
guagua.Las terminaciones de neuronas mediales y laterales ya sabemos los núcleos motores
mediales controlan los músculos axiales del cuerpo, las interneuronas laterales solo
proyectan ipsilateralmente a los musculos de la cintura.
La senales mas importantes de alteración a nivel de cintura pélvica tiene una organización
muy importantes son vias ipsilaterales y las interneuronas laterales sinapsan sobre las
motoneuronas que inervan los musculos radiculares.
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La actividad motora se inicia en las neuronas de la corteza cerebral en la area pre frontal ahí
se inicia , porque después empieza un sistema paralelo al area suplementaria área pre
motora y al area motora todo eso descarga como una gran unidad para el movimiento del
cuerpo , su axones descienden desde la corteza a la medula espinal por la via motora una
que es directa otra que es cruzada ,activan las motoneuronas que inervan los musculos
esqueleticos atraves del nervio raquideo que va al alma con la motoneurona tambien puede
hacer sinapsis con la gamma motoneurona para aumente el tono , todos estos movimiento
esterotipados tienen que tener un objetivo preciso por que si la mano cierra antes de agarrar
el objeto no tiene sentido.
El talamo es responsable de los movimientos alterados en la proposionalidad de los actos
motores el escribir es un acto muy complicado.El talamo es muy importante que las senales
sea normal pero si le falta via aminergica o colinergica afecta frente a la organización del
tono .La via motora cruzada involucra la participación del cerebelo que regula los
movimientos que la regulación de la via motora es posible con un circuito cerrado que es
entre el cerebelo los ganglios basales la corteza cerebral y senales propia de los efectores
del movimiento.
Coteza cerebral ganglios basalesCorteza cerebral cerebelo
Ene. centro
Cx cerebral ganglios basalestalamo corteza
Corteza talamo corteza
Esto se organiza de tal manera del area motora que de esa manera se regula para que no
ocurran todas las anormalidades o transtornos. Con intoxicación o con un tec, virus etc se
produce alteraciones en el mecanismo motor, sensorial y emocional.
Mecanismo de actividad motora involuntaria
Corresponde a los movimientos proto paticos ocupa al sistema motor con sus neuronas
espinales .Ocupan activación en la motoneuronas que vienen de los receptores sensoriales y
motoneuronas que excitan los efectores que son glandulas o musculos .
El cerebro se regenera en forma normal el cerebro tiene 10elevado a 11 y 10 elevado a
11glias,la corteza controla y al zona 4 y 6 y el area sensorial tambien tiene zona motora. La
zona sensorial tambien tiene area motora . Son 12 tipos de neuronas pero con una gran
distribución las piramidales son la de mas alta especialización.
138
CLASE Nº 10
En los últimos años el avance tecnológico y científico , es considerable, y nos acerca
a saber de cómo se realiza y se aprenden los movimientos. Ese es el objetivo de las
neurociencias en los últimos años .
En la investigación actual hay varios campos que estudian el control motor, nosotros
vemos en la clínica , pacientes que llegan con dificultades para iniciar el movimiento, hay
pacientes que uno les dice pase , buenos días y no parten y después que parten avanzan con
unos pasitos chicos y después se quedan parados, siguen ..... y no parten de nuevo. Fíjense
que cuando nosotros nos paramos e iniciamos la marcha , es un fenómeno complejísimo y
después detenerse también es un problema porque cuando se agravan estos síntomas el
paciente hace lo siguiente , una ves que parte no puede parar y choca con los muebles,
choca en la calle, etc. Es una dificultad tremenda, por eso que ahora así como hay hallazgos
conductuales , también los hay desde el punto de vista electrofisiológico.
Estas tecnologías que les estoy mostrando a ustedes que desgraciadamente no las
tenemos todas en nuestro país , el año pasado supe haciendo una conferencia en el hospital
militar que los militares tienen un PET ósea que bueno tenemos prácticamente todo esto
pero en forma muy restringida
Así es que en Chile tenemos RM , PET tomografía de emisión de positrones y el
SPEC ese es un poco mas complicado , de positrones, una tecnología ultra moderna , y con
esta tecnología entonces podemos observar, inyectando sustancias en el torrente
circulatorio, que núcleos o que áreas del cerebro se encienden cuando nosotros hablamos ,
cuando movemos las manos, cuando damos el paso, cuando tomamos el paso y lo ponemos
en la boca , cuando comemos algo ,etc. Todas esas cosas hoy día podemos saber como se
ilumina el cerebro y se excitan esos núcleos.
Se estudian ahora como las redes neuronales en el cerebro componen y coordinan
los movimientos . Las redes neuronales se organizan en circuitos y estos circuitos pueden
ser en paralelo , uno al lado del otro o en serie , tomado uno de la mano con el otro. Cuando
son en serie estos circuitos, ósea cadenas de sinapsis siempre son circuitos cerrados, me
imagino lo siguiente: corteza, núcleo caudado, putamen, globo pálido, tálamo, corteza , es
decir un circuito en serie. Pero si nosotros vemos el circuito dopaminergico, que parte en la
sustancia nigra el núcleo tegmental anterior van así, haciendo sinapsis para llegar a la
corteza .
Esos son los 2 circuitos mas importantes que constituye el cerebro humano, en los
cuales se generan programas motores que :
1) inician el movimiento
2) mantienen el movimiento
3) regulan el movimiento
139
Esos 3 aspectos son complicadísimos de explicar. Y obviamente que los movimientos
son lo básico, donde se apoyan todas las demás conductas, cualquier movimiento va a tener
la iniciación, regulación y mantención,
Sabemos nosotros además, que esta organización es jerárquica, alguien manda aquí,
existen 3 niveles y en paralelo:
1) Capacitan a los centros superiores , llámese corteza, a entregar comandos sin detalle de
la acción motora ,es decir, inician la actividad y no hay quien pare esa situación , estamos
hablando de aspectos motores rápidos y con iniciación del movimiento en forma
espontánea por ejemplo , prácticamente no controlamos el parpadear. Nadie se da cuenta
cuando nos paramos , la contracción que ejecutan los músculos extensores, no nos damos
cuenta como elevamos la cabeza, (cuando vemos a la gente que va en el micro bus, sentado,
y se va quedando dormido , que pasa?.... la cabeza tiene su centro de gravedad adelante y
por lo tanto la cabeza va hacia abajo, y así es lo mismo cuando estamos sentado).
2)en paralelo, que significa eso? Hace que estos comando que inician el movimiento
puedan actuar directamente sobre niveles superiores y que se ejecutan para poder sintonizar
la operación de los circuitos reflejos , es decir , va a haber siempre una relación directa
entre iniciación y después una organización o supervigilancia, control o modulación sobre
el acto reflejo.
A nosotros a veces nos cuesta entender por que una persona que tiene muy buenos
reflejos de estiramiento y puede hacer esto (mímica de pegarle a un balón) le pagan 30 – 40
millones de dólares por dominar un balón y mientras mas efectivo es y mas fuerte , es
mejor y mas dólares gana, es decir ¿que hay ahí? Una muy buena actividad de los circuitos
reflejos pero con un dominio de estos 3 centros, es decir , sobre esta actividad refleja
porque el tiene que correr, acuérdense de pele, salas , zamorano, millonario , por saber
dominar los movimientos reflejos , muy buenos, derechos izquierdos etc.
Estos centros superiores actúan sobre otros centros mas inferiores primero veamos que pasa
a nivel de la medula espinal :
Sustancia gris central
Sustancia blanca periférica
Hay una esquematización muy clara de una serie de vías y rutas que suben y bajan y que
además tienen circuitos intrínsicos.
Se acuerdan ustedes por ejemplo el receptor tendinio de golgi , cuando nos pegan en el
tendón rotuliano la pierna se estira , este receptor traduce el golpe en una señal que va por
la vía aferente a la medula espinal a través del nervio correspondiente y llega a la medula y
hace sinapsis en el asta mientras pasa por el ganglio , donde esta el soma y entra a la
medula para hacer sinapsis a nivel de la motoneurona alfa , esta motonoeurona sale por el
asta ventral sigue por el nervio y va llegar a los músculos, hace sinapsis en la placa motora.
Pero para que el músculo ejecute esta acción tiene que haber un tono, y este lo ejecuta el
cerebelo a través del haz retículo espinal, pasa a la reticular y de ahí va para abajo. Hay un
cerebelo espinal , están los núcleos el globoso, emboliforme, el dentado, todas esas vías
140
viajan hacia abajo , pero pasan dejando colaterales a la reticular porque si yo estoy
durmiendo no hay tono, ¿que necesito para que haya tono? Que la formación reticular este
activa y ¿cual es la formación que reticular que activa el tono? La mesencefalica, las
neuronas que están en la formación reticular a nivel del mesencefalo del tronco la parte
superior, allí recibe la formación reticular, es decir reside las neuronas que van a descargar
a alta velocidad, a alta frecuencia para ejecutar una semicontracción (tono) pero eso no se
hace con las alfa motoneuronas, sino con las gama motoneuronas.
Este circuito tan sencillo de receptor, vía aferente, sinapsis en la medula, sinapsis en
formación reticular, vía eferente hacia el músculo, alfa motoneurona, circuito normal de
una sola sinapsis, un reflejo monosináptico, ahora se necesita además un tono por lo tanto
receptor vía aferente entra a la medula conexión ahora con una gama motoneurona que
termina en la placa del huso muscular. Sobre este sistema que solamente funciona cuando
se estimula el receptor tendinoso de golgi. ¿Qué pasa si el sujeto fija la atención en otra
cosa ? Falta inhibición , y la respuesta del reflejo es mayor.
Al paciente se le hace tomar sus propias manos y tratar de separar sus brazos para que
la atención este en otra parte y no haya inhibición, esta es una trampa que enseñan en
clínica para que los sujetos que tienen neurosis no van a tener estas respuestas tan hermosas
o al revés van a estar tan pendientes de sus cosas que los reflejos saltan en forma exagerada
y que sacamos por conclusión? Que la estimulación de la reticular aferente en el
mescencefalo aumenta el tono y la excitabilidad de las neuronas , pero que pasa cuando son
estimuladas en extremo? Hay una célula que se llama de renshaw que sale del axon de la
alfa motoneurona y va a inhibir a la llegada presinaptica, a la gama motoneurona.
Cualquiera de los mecanismos reflejos necesita un receptor. Hay una vía aferente que
llega a la medula y sale por una eferente que va la placa motora pero tiene que haber tono,
¿que neurona esta funcionando en el tono? La gama motoneurona que da el tono.
Estos reflejos en la medula espinal ahora tienden a generar modelos espacio temporales
definidos es decir nosotros podemos extender la mano, el brazo, la mano, cerrar la mano,
hacer una serie de complejas conductas motoras tanto con la mano como con la pierna con
el cuello etc, etc .
El papa esta en una rigidez tan grande que no puede moverse, entonces si ustedes tocan
el tono del brazo, los pacientes que nosotros tenemos cuesta estirarles el brazo y se produce
lo que se llama el class knife reflexe osea el reflejo del cortaplumas, de repente se suelta, no
hay punto intermedio, como nosotros que podemos realizar actos motores coordinados y
modelos que son generados en forma espacio temporal porque si uno tomo un objeto, abre
la mano y cierra la mano oportunamente porque si no lo hace oportuno el objeto cae, no hay
apertura de la mano ni cierre de la mano en forma oportuna por que el modelo falla , es
decir la actividad propia de generar este modelo que tiene que ser espacio temporalmente
ordenado porque o si no la conducta no se ve reflejada y no apunta al objeto ni al objetivo
fundamental, y a estos reflejos que son rítmicos y modelos espacios temporal le llamamos
esteriotipados.
141
En todos nosotros hay una simetría bilateral, se supone que hay una pequeña dificultad
porque o somos diestros por fuera, pero por dentro somos izquierdos.
Arriba hay un sistema que esta influyendo en estos esquemas, estos modelos
espaciotemporales rítmicos que nosotros le llamamos movimientos esteriotipados, como
cuando una guagua cierra la mano frente a un estimulo en su palma.
El tronco encefálico es otra estructura fundamental en la organización jerárquica del
sistema motor, contiene 3 sistemas interneuronales, la renshaw es interneurona
intermediaria y estos 3 sistemas hoy se conocen como medial lateral y aminergico, o sea
medial lateral, y que tiene una constitución fundamental de tipo de dopamina y la
serotonina pero también las primeras sinapsis que tenemos y que aseguran la vida de
relación o sea la actividad motora es la acetilcolina, como la unión neuromuscular.
¿Como se generó el sistema de la acetilcolina? Los primeros elementos con que nos
dotó la membrana celular, fue el canal de sodio, el de potasio y el de calcio y en base a esos
3 canales los protozoos viven bien, con sodio potasio y calcio, pero la importancia esta en
que las proteínas que mueven estos iones son complejas, son pentámeros, que tienen 5
subunidades en algunos casos 6 como en la unión neuromuscular. Pero después aparece al
poquito tiempo en los metazoos ya en animalitos de mas de 2 células aparece la acetilcolina
que es un canal iónico, igual que los canales de sodio potasio y calcio. El problema es que
cuando estudiamos estos canales, hace algún tiempo se enseñaban 3 canales sodio potasio y
calcio, luego el de acetilcolina, pero hoy hay 14 canales de sodio, 12 de potasio y por lo
menos 4 de calcio. Entonces cada parte de nuestro organismo tiene distribuido una especie
de un panel de cosas somos complejísimos.
Cuando digo aminergico entra la acetilcolina, la adrenalina y noradrenalina y la
serotonina, 4 aminas biogenas, hoy se conoces alrededor de 80, los neuropeptidos van en
200, pero lo fundamental esta en que de los canales iónicos de acetilcolina, tenemos dos
tipos de receptores, los nicotínicos y los muscarinicos .
Estas aminas entonces tienen axones que proyectan y regulan la segmental de la médula
espinal, son segmentos .
Las áreas motoras corticales consisten de 3 áreas fundamentales que son:
1) área motora primaria
2) área premotora
3) área suplementaria
pero hoy se sabe que hay 2 mas :
1) área motora prefrontal que tiene que ver con los movimientos oculares
2) esta un poco mas abajo en el área 47, mas profunda ya no es dorsolateral si no ventro
lateral.
Con eso se completa las 5 áreas motoras que inician y mantienen el movimiento.
142
¿Donde se inicia el movimiento?
Se pensaba que en el área 4, el área motora, pero si se anestesia esta área se inicia en
el área premotora y también en el área suplementaria y ahora se sabe que parte en el lóbulo
prefrontal, ahí se inicia toda la cosa.
Cuando parte la orden desde la corteza frontal hacia el área motora se demora nada,
unos pocos milisegundos 1 2 o 3 milisegundos, ósea es muy rápido el sistema.
Como son sistemas paralelos la activación del sistema es rapidísima.
Esta organización esta en distintos niveles. Aquí están los 3 niveles más importantes
y vamos a ver que están en serie y en paralelo los 2 quiere decir que tenemos uno en le
cerebro anterior que antes se le llamaba el procencefalo, el tálamo el diencefalo y en tercer
lugar el tronco encefálico que esta a nivel del mesencefalo, pero como el tronco continua
después con la medula espinal es ahí donde esta la parte del tono, vamos a decir entonces
que para que trabaje este sistema tiene que ser complejísimo.
Los ganglios basales pertenecen al procencefalo es decir, núcleo caudado,(caudado porque
tiene una cola) que es grande en el hombre, en seguida putamen y un globo pálido, en 3D
seria así: núcleo caudado, cápsula interna, putamen , y hacia medial el globo pálido, todo
esto constituye la base del cerebro prácticamente es la masa cerebral.
Después viene el sistema talámico, hasta el año pasado el tálamo era un centro de relevo,
pero no es así: es un centro que modifica estas señales rítmicas de la actividad motora, una
codificación de la sistematización de todos los elementos espacio temporales.
Si tengo un animal (un conejo) lo inmovilizan, porque lo acostumbran a estar en una
hamaca y le ponen un electrodo, y el conejo aprenda que cada vez que le dan un estimulo
eléctrico despacio, cierre el ojo, pero a la vez que le hacen el estimulo eléctrico, le tocan un
pito y le encienden una luz, ósea un reflejo condicionado. Después que el animal aprende a
cerrar el ojo ya no necesita el estimulo eléctrico porque cuando le enciendan la luz el va
cerrar el ojo o incluso solo con el pito, va a cerrar el ojo cuando oiga el pito, aprendió,
¿donde aprendió? Cuando aprendemos a tocar guitarra piano, etc , esta área del cerebro
aprende y partes de los fenómenos cognitivos es decir , la memoria, el aprendizaje, la
atención, la concentración, gran parte esta determinada por la organización funcional de
estas áreas que nosotros le llamamos los ganglios basales, de allí la nueva neurofisiología
de los ganglios basales es importantísima.
El hemisferio izquierdo controla el lado derecho del cuerpo y al revez y va a actuar
sobre las motoneuronas para ejecutar el movimiento cada vez mas graduados y mejores
diseñados ya que son estereotipos espacio temporales bien organizados.
143
La medula espinal
Las motoneuronas alfa y gama están relacionadas con aferencias y con el control
descendente.
Las células de la médula espinal están organizadas en núcleos que forman columnas
que se extienden de uno a cuatro segmentos.
Esta organización espacial de los núcleos motores sigue 2 reglas:
1)proximal y distal
2)flexor extensor
Las motoneuronas mas mediales en el asta ventral de la médula espinal van a estar
resistiendo la mayor parte de las señales que provienen de los centros superiores y que las
motoneuronas mas laterales van a tener que ver con los mecanismos de flexión extensión de
los miembros.
Los núcleos de los músculos axiales, cuello y espalda están en la parte medial del asta
ventral.
De acuerdo a flexor extensor, las laterales yacen ventrales a aquellas que inervan los
músculos flexores.
Los músculos proximales mantienen el equilibrio, ósea toda la parte de arriba mantiene el
equilibrio y además la posición erecta.
Los músculos distales producen actividades manipuladoras finas.
Los núcleos de los músculos axiales , cuello y espalda están en la parte medial.
El cerebro humano tiene una organización somatotopica , es decir el hombre esta
como representado allí ,homúnculo, este se va modificando con el uso que le demos.
144
Tronco encefálico
Modula a la motoneurona de la medula espinal.
Modular: control que influye tónica y fasicamente sobre la actividad del movimiento.
4 emociones más importantes: alegría, tristeza, miedo, ira.
Basada en su localización y distribución existen 3 vías:
1) vía lateral
2) vía medial: termina en la parte ventro medial y así influencia las motoneuronas de
los músculos axiales y proximales
3) vía aminérgica
El cerebro tiene la capacidad de ser tan plástico que hoy se esta enseñando a mejorar las
distonías, pacientes parkinsonianos se están mejorando sin intervenciones quirúrgicas etc.
Estos núcleos motores de la medula espinal se encuentran ordenados en el eje medial y
lateral de acuerdo a la función.
Los núcleos mediales son neuronas que inervan músculos axiales, cuello y espalda y los
núcleos laterales están interconectados entre pocos segmentos por neuronas propio
espinales de axones cortos. Las neuronas propio espinales están recibiendo la
propiocepción. La propiocepción deja una huella, el cerebro aprende a tener pie, mano,
pero si me la cortan la puedo seguir sintiendo y me puede seguir doliendo, y esto se puede
reorganizar, se puede reaprender .
El sistema medial
Comprende:
1) Tracto vestíbulo espinal: medial y lateral, que controla el balance y la postura. En el
parkinson intervienen 5 factores: acinesia, temblor, rigidez, balance y la postura.
2) Vía retículo espinal: medial y lateral, también interviene en la posición del cuerpo,
integra señales desde el vestíbulo y la corteza cerebral que incluye la vía cortico vestibular
espinal y suprime los reflejos espinales. Esta vía es fundamental para amplificar los pasos o
disminuir los pasos o los movimientos de desplazamiento del brazo, etc.
3) Tracto tectoespinal: en el tegmento, cuyo origen es el colículo superior y proyecta
contralateralmente y solo al cuello, es el sistema mantiene el tono del cuello y coordina
cabeza y movimientos oculares, su origen fundamental esta en la corteza preforntal.
145
Estas vías descienden por la columna vertebral y terminan en las interneuronas de
la zona que inervan los músculos axiales, las interneuronas de la médula espinal son las que
integran el movimiento en los segmentos, si frente a un estimulo se retira el dedo,
interviene un segmento, si se retira la mano, son dos segmentos si se retira el brazo son 3
segmentos, es decir, esas interneuronas están permitiendo la complejidad del desarrollo del
movimiento para evitar o para acercarse.
Vía lateral
La porción anterior es netamente motora donde va el haz piramidal directo, por el
lado la vía bilateral cruzada por la parte dorsal van las vías que van a llevar las señales de
tipo sensorial, ruta del dolor del frío, calor, grácil y cuneiforme.
Estas vías son columnas hacia abajo, estas descienden por el cuadrante lateral,
terminan en la porción lateral de la zona intermedia los axones inervan las motoneuronas de
los músculos distales de las extremidades.
Lesiones causan trastornos motores severos.
Vía rubro espinal : (núcleo rojo) origen en la porción magno celular del núcleo rojo, tiene
por función coordinar la orientación .
El sistema medial es muy antiguo, mantiene el balance y la postura, atiende a
músculos proximales y axiales el control proviene de la corteza cerebral(recuerde que son 5
las áreas que participan en el movimiento).
El magneto encefalografo, es un instrumento que se coloca a los pacientes sentados
y le muestran cosas o le piden que hagan cosas. Cuando al sujeto le mostraban una tasa ,
300 milisegundo después dice tasa, primero el cerebro descarga una serie de potenciales
que generan la imagen de la taza .
Cada vez que uno aprende cosas el sistema nervioso sintetiza proteínas y se guardan
en un lugar extraordinario, el hipocampo y aquí lleva estas señales donde la va a almacenar
definitivamente.
Tiene que haber una coherencia entre los distintos sistemas para que se ejecuten en
los movimientos mas importantes como estirar la mano cerrarla escribir, anotar, escuchar.
Según Candell las palabras tienen una influencia fundamental, a veces no solo las
palabras si no el hecho de autoincentivarce.
La vía medial y lateral y de las vías descendentes del tronco.
Estos tractos terminan en el área ventro medial de la médula espinal, ventral por ser
motor y medial relacionado con la postura y el balance.
El primer síntoma de un paciente parkinsoniano es que camina sin bracear, por la
rigidez, segundo: el cuello rígido: núcleo rubro espinal y el tectoespinal.
146
Vía aminérgica
La noradrenalina y la serótina son esenciales como neurotransmisores de todas las
señales motoras importantes, esta vía regula la excitabilidad de las motoneuronas.
El sistema del locus ceruleus que es noradrenérgico tiene su origen en el locus
ceruleus y algunas neuronas de la formación reticular .
La noradrenalina cambia la excitabilidad de las neuronas, las hace altamente
responsivas.
El sistema del núcleo del rafe espinal, cuyo neurotransmisor fundamental es la
serotonina, proyecta hacia las capas externas del asta dorsal desde el rafe ubicado arriba en
el tronco va a las capas externas del asta dorsal (esta asta es prácticamente sensorial,
aumenta la actividad del sujeto), si hay mucha serotonina, causa depresión, psicosis,
hiperactividad.
La vía aminérgica modula la transmisión del estimulo doloroso.
Estas interneuronas locales mediales proyectan a los núcleos motores mediales que
controlan los músculos axiales del cuerpo.
Las interneuronas laterales proyectan solo ipsilateralmente a los músculos de la
cintura, todo lo demás es contralateral.
Las interneronas laterales sinapsan sobre las motoneuronas que inervan los
músculos mas distales.
Actividad motora voluntaria
Se inicia en neuronas de la corteza cerebral (prefrontal) porque ya sabemos que
exciten 2 áreas fundamentales, la corteza frontal dorso lateral y la inferior allí es
prácticamente donde se inicia, que es prácticamente 300 milisegundos antes que se ejecuten
los actos motores y la señal invade el área suplementaria la premotora y la motora incluso
la zona sensorial (y al revez, la zona motora tiene comunicación con la zona sensorial con
rutas directas) luego de iniciado el acto motor en la corteza prefrontal sus axones
descienden hasta la medula espinal ,activan las motoneuronas que inervan los músculos
esqueléticos .
Se sabe que la actividad motora voluntaria es planificada, por eso que los
movimientos son esteriotipados y alcanzan siempre objetivos precisos, cada ves que se
pierde esta precisión hay una alteración en la actividad motora.
147
Esta coherencia esta actividad rápida que es necesario para que se impregnen las
neuronas y ejecuten la síntesis proteica (candell) se memorizan los actos motores y puede
llegar esta memorización a ser tan fuerte tan efectiva que algunos ya cuando dominan
ciertos hechos pueden hacer otras cosas, escuchar otras cosas, mientras las manos están
ejecutando otras acciones.
Debido a esta coherencia, a estas relaciones, corteza premotora, corteza motora,
corteza somatosensorial, que los ganglios basales son los que entonces están aprendiendo
estas acciones motora.
El tálamo
Tiene una representación motora, de una somatotopia sensorial, y hace una
modulación sobre estas coherencias. Ejemplo: el núcleo ventro lateral del tálamo que ha
sido motivo de muchas lesiones para el tratamiento quirúrgico del parkinson, se sabe que
ese es el que modula y ejecuta la traducción de la señal que va a tener como objetivo
alcanzar algún propósito, que pasa si eso no funciona? Si no funciona el sujeto no va a
alcanzar el propósito, hay una falta de coordinación de la coherencia de esta actividad.
Se sabe que la actividad motora es cruzada, que involucra la participación del
cerebelo, los ganglios basales que regulan estos movimientos.
La regulación de las vías motoras es posible por ser un circuito cerrado entre
cerebelo, ganglios basales, corteza cerebral y tálamo y señales de los propios efectores de
los movimientos.
Corteza y ganglios basales tienen relaciones biunívocas.
Corteza y cerebelo, conexiones biunívocas.
El tálamo va al medio, todos los sistemas, corteza, ganglios basales, pasan al talamo,
del tálamo a la corteza y ahí se arma todo un circuito pero para el otro lado también, corteza
cerebelo, tálamo y estos dos sistemas así, en forma coherente nuevamente llegan a corteza y
organizan lo que se llama el plan motor.
Ahora vamos a ver movimientos automáticos: ocupa al sistema motor, que usa las
moto neuronas espinales obvio, porque es involuntario, no participa la corteza, la activación
de las motoneuronas proviene de los receptores sensoriales y en respuesta a la información
sensorial las motoneuronas se excitan, a los efectores llámese glándulas o músculos,
generando respuestas básicas.
Cuando dormimos no hay reflejos tectoespinal, olivoespinal, rubroespinal (reflejos
básicos).
Se sabe que el sistema nervioso central después de los 20 años se nos mueren 50 mil
neuronas diarias y tenemos una perdida de 10 mil(se producen 40 mil), cuando fumamos
148
aumentamos la tasa de 30 a 40 mil neuronas diarias, 2 copas de alcohol es saludable 3 es
tóxico.
El cigarro tiene 4000 componentes entre los cuales la nicotina es una y 3000 son
cancerigeno.
El entrenamiento adictivo es perjudicial, el entrenamiento no es hasta el
agotamiento, no es en forma exagerada, debe ser dosificado, si no, va en contra de la
finalidad, porque las neuronas se comportan así, las neuronas son las responsables de hacer
esta adicción y sobre todo las de los ganglios basales.
Las fibras motoras somáticas se inician en la corteza cerebral, emiten axones que
descienden por el tronco hasta alcanzar la médula, a nivel del tronco se produce el cruce, en
la médula los axones sinaptan a diferentes niveles con interneuronas con las alfa
motoneuronas.
La corteza controla a la medula espinal a través del tracto córtico espinal que se
inicia en el 4 y 6 y ahora se sabe que en 1 2 y 3 que es sensorial. Controla cuello y tronco,
sus conexiones terminan bilateralmente y envían colateral a la vía medial del tronco. Por
eso el sistema motor además de ser adictivo es emotivo (áreas 1, 2 y 3)
Conclusiones
El cerebro humano nos muestra su capacidad para llevar a cabo acciones
conductuales simples como son los reflejos, y conductas muy complejas como por ejemplo
ejecutar un instrumento.
Existe una organización funcional que se puede resumir en:
1) Se conocen poco tipo de neuronas pero con una enorme distribución de prolongaciones.
A nivel de los ganglios basales se han descrito neuronas con muchas espinas
dendrítica, otras con mediana cantidad y otras sin espinas dentriticas, las espinas dendríticas
son los puntos donde van a tomar contacto sináptico, esto significa que la riqueza, mientras
mas ejercitan ustedes el cerebro, mientras mas ejercitan la actividad deportiva o en función
de actividad motora enriquecen la cantidad de neurotransmisores, la cantidad de espinas
dendríticas, por lo tanto mucho mejor y mas agradable es el movimiento.
2) Las neuronas se aglomeran en núcleos que se conectan para formar sistemas funcionales
y regiones especializadas podemos encontrar tanto en la corteza como en estructuras
subcorticales.
149
CLASE N ° 11
“CONTROL NERVIOSO DE LOS ORGANOS EFECTORES
INVOLUNTARIOS”
ORGANOS EFECTORES INVOLUNTARIOS:
- Glándulas
- Músculo Liso
- Corazón (músculo cardiaco)
- Sistema Digestivo (→ parte del sistema hormonal y parte del músculo liso)
(Vísceras)
Sistema capaz de controlar o regular estos efectores involuntarios
Caso clínico:
Cathy permanece levantada toda la noche estudiando para un examen importante. Ella
observo esa tarde que su frecuencia cardiaca y su presión sanguínea eran mayor de lo
habitual (hipertensa y con taquicardia). A la semana siguiente en el laboratorio de fisiología
tuvo que manejar varias sustancias como adrenalina, atropina, etc. Para su aplicación en el
corazón de una rana (experimento). Al final de ese día presenta cefalea intensa, gran
sequedad de la boca, y cuando se mira en el espejo se da cuenta que sus pupilas están
dilatadas.
¿Cuál puede haber sido la causa de sus síntomas?
En términos generales: Sobre-estimulación del sistema nervioso autonómico simpático.
(Sobre-estimulación porque normalmente en todas nuestras actividades cotidianas nosotros
tenemos un tono simpático y uno parasimpático, lo que pasa es que tenemos un balance
exacto de los 2 que nos permite mantener la homeostasis corporal, y que se va ajustando a
medida que nosotros vamos sometiéndonos a estímulos diferentes).
Vamos a hablar entonces de las funciones del SISTEMA NERVIOSO AUTONÓMICO que
en términos generales es un sistema motor, lo único que en algunas características que son
compartidas con el sistema motor somático (visto en clases anteriores), pero también tiene
algunas características estructurales y funcionales muy diferentes de lo que es el sistema
nervioso somático.
SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO Y AUTONÓMICO
Características comunes:
- Ambos sistemas están bajo control y regulación de centros superiores → si nosotros
consideramos el sistema somático en su estructura básica periférica nosotros tenemos que
hay una neurona motora que esta inervando los músculos esqueléticos.
Receptores sensoriales que detectan cambios dependiendo de cual sea, información que
entra a la medula, se codifica y gatilla una respuesta que puede ser (dependiendo del
receptor que se active) excitación de la motoneurona o inhibición de la motoneurona.
150
Sin embargo este sistema esta siempre bajo control ya sea de estructuras que están en el
tronco encefálico, o estructuras que están en la corteza.
En el caso del SISTEMA NERVIOSO AUTONÓMICO lo mismo, a pesar de que uno dice
o establece que el sistema nervioso autonómico es involuntario. El hecho de que sea
involuntario no significa que no tenga control. SI TIENE CONTROL, y lo de involuntario
es bastante discutible todavía.
- Ambos están estructurados anatómicamente sobre la base del arco reflejo.
Si nosotros consideramos el sistema nervioso autonómico tenemos una estructura parecida,
no es igual. Pero por ejemplo s tenemos inervación en una víscera cualquiera → en las
paredes de la víscera van a haber receptores (pueden ser receptores de estiramiento,
quimiorreceptores, etc., etc., etc.,) y esta información se codifica a través de una vía
sensorial hasta la médula espinal, por ejemplo, y va a establecer sinapsis con el sistema
eferente del autonómico.
Lo único, que aquí el sistema eferente, el que va a inervar la víscera de vuelta que va a
ejecutar la acción es un poco diferente.
¿Por qué?
Porque tenemos que la neurona motora en el sistema somático sale de la medula espinal y
llega directamente a inerva el órgano efector (tanto para las motoneuronas alfa como las
gamma).
Sin embargo en el autonómico no, la neurona sale por el asta anterior de la médula espinal,
en los niveles que corresponda dependiendo de si es la división simpática o parasimpática,
pero esta neurona NUNCA esta inervando el órgano efector, está haciendo sinapsis con otra
neurona en distintos niveles. Esta otra neurona que se llama POST GANGLIONAR es la
que va a ir a ejecutar la acción sobre el efector (víscera, corazón tubo digestivo, vejiga
urinaria, etc.)
→ Aquí la parte eferente, motora o efectora esta formado por dos neuronas: LA
PREGANGLIONAR y LA POST GANGLIONAR.
- Se sustentan en los mismos principios neurofisiológicos: Sus acciones están mediadas por
neuronas las cuales liberan neurotransmisores, y los neurotransmisores desencadenan algún
tipo de respuesta en el órgano efector. Que puede ser una acción inhibitoria ó excitatoria
(potenciales post sinápticos excitatorios o inhibitorios).
Dependiendo de que neurotransmisor y receptor este operando.
- Son INTERDEPENDIENTES: El Sistema Nervioso Central interviene en la coordinación
e integración viscero-somática.
→ SISTEMA INVOLUNTARIO → Nosotros no podemos activarlo o inactivarlo
voluntariamente pero si esta regulado.
Hay varias estructuras, que son las que vamos a ver a continuación, que son las que
participan en la regulación.
151
La principal diferencia es como se estructuran las eferencias en el sistema autonómico. Pero
también una función importante son LOS EFECTOS QUE TIENE LA PERDIDA DE
INERVACIÓN AUTONOMICA QUE SON MUY DIFERENTES A LA QUE SE
PRODUCE CUANDO OCURRE DENERVACION EN EL SISTEMA SOMATICO
(MUSCULO ESQUELÉTICO)
EFECTOS DENERVACIÓN MUSUCULATURA ESQUELÉTICA:
- Fibrilaciones
- Hipersensibilidad a la acetilcolina, y
- Atrofia Muscular (perdida del tono muscular)
¿Qué pasa si un órgano efector inervado por el sistema autonómico pierde su inervación?
No deja de funcionar, sigue funcionando
→ esto indica que el sistema nervioso autonómico tiene una acción moduladora. Pero no es
imprescindible para que ese órgano ejecute su acción.
Ahora obviamente que en condiciones normales la inervación autonómica es fundamental.
Porque esto nos permite a nosotros mantener la homeostasis corporal → mantener las
condiciones fisiológicas estables frente a cambios. Entonces permanentemente nosotros
estamos modificando a lo largo del día nuestro tono simpático y parasimpático,
dependiendo a las situaciones que nos enfrentemos (situación de relajo, de tranquilidad, etc.
# Recordar: homeostasis no es valor rígido; se encuentra fluctuando alrededor de cierto
valor. Por ejemplo: la presión arterial cambia durante el día (existen fluctuaciones diurnas
dependiendo de la actividad que estemos haciendo durante el día)
Y por lo tanto ¿Qué es lo que hace el sistema autonómico?
Modula y permite entonces que se vayan ajustando el tono simpático y parasimpático para
mantener esas variables constantes (en el entendido de que son dinámicas)→ esto uno lo
puede ver claramente en el caso de los pacientes transplantados → transplante cardiaco: se
saca el corazón → se enfría para bajarle la tasa metabólica y que las células no se mueran
→ y se transporta. Este corazón va sin inervación autonómica → se coloca en el receptor y
mientras se esta suturando y uniendo los vasos especialmente el corazón no esta latiendo →
pero una vez que se termina de conectar el corazón al receptor → gradualmente se empieza
a aumentar la temperatura del corazón y aunque no esta inervado empieza a latir. (En
algunos casos deben darle golpe eléctrico para sincronizarlo).
¿Entonces que hace el sistema nervioso autonómico?
Modula su actividad pero No la genera.
Lo mismo pasa en los pacientes que se les somete a una vagotomía (se cortan todas las
conexiones del vago que van hacia el estómago) cuando los pacientes tienen por ejemplo
ulceras que son muy rebeldes y no ceden con tratamientos farmacológicos. La única forma
es cortar la inervación del vago que al estómago para evitar que el paciente siga con
estimulación de secreción d ácido clorhídrico que empeore las ulceras. La estimulación
vagal en el estomago lo que hace es estimular la secreción de ácido clorhídrico.
Después de un tiempo el paciente va recuperando gradualmente la capacidad para secretar
ácido clorhídrico: capacidad que tienen las células parietales del estómago.
152
Estos ejemplos pretenden explicar que el sistema nervioso autonómico a diferencia del
sistema motor somático, lo que hacen es REGULAR. Por lo tanto cuando no esta
inervando, los órganos siguen funcionando.
El músculo liso independiente de su inervación autonómica tiene un cierto tono basal
permanente. Y el corazón genera su propia actividad que esta dada por las células
marcapasos cardiacas.
# Existen estructuras como el tálamo e hipotálamo que pueden modular la acción del
sistema nervioso autonómico
DIVISIÓN ANATÓMICA Y FUNCIONAL
- SISTEMA SIMPÁTICO → TORACOLUMBAR (T1-L2)
- SISTEMA PARASIMPÁTICO → CRANEO – SACRO
- SISTEMA ENTÉRICO → TUBO GASTROINTESTINAL; DESDE ESÓFAGO
INFERIOR HASTA EL ANO
Sistema simpático se llama toracolumbar porque las neuronas pre ganglionares de este
sistema salen a ese nivel, a nivel torácico y lumbar.
En el sistema parasimpático salen a nivel craneal y del sacro (salida de las neuronas pre
ganglionares)
→ El sistema nervioso autonómico en términos generales controla el medio interno y es
involuntario.
Si consideramos algunas características anatómicas de esta división simpática y
parasimpática uno puede entender un poco la funcionalidad de estos sistemas o explicarse
algunas características de funcionamiento de estos sistemas.
SISTEMA SIMPÁTICO:
→ va de T1 a L2
SISTEMA PARASIMPÁTICO:
→ Cráneo y sacro
Si analizamos la estructura que tiene el sistema parasimpático: las neuronas pre
ganglionares salen por el hasta ventral de la médula espinal. Esta neurona pre ganglionar es
una neurona que tiene axon corto y que establece o hace sinapsis con otra neurona que esta
en los ganglios paravertebrales. Los ganglios paravertebrales están colocados muy cerca de
la médula espinal por lo tanto el axon de esta neurona es cortito y establece sinapsis con
una neurona que va a ser la neurona que va a ir a inervar todos los órganos efectores.
Entonces aquí hay una cuestión importante y es lo siguiente:
Estas neuronas preganglionares hacen sinapsis en la zona de los ganglios pero aquí la
información diverge. No solamente hace sinapsis con neuronas que están en un solo ganglio
153
sino que hace sinapsis con neuronas que están en ganglios ascendentes y ganglios
descendentes.
Esta divergencia que tiene el sistema simpático no se observa en el sistema parasimpático.
Esto un poco explica la respuesta simpática, parasimpático que notros tenemos que es un
poco diferente.
Entonces, se produce un fenómeno de DIVERGENCIA importante y estas neuronas de los
ganglios están formando una cadena por lo tanto todas están unidas de tal manera que la
información que sale a cada uno de estos niveles diverge hacia arriba y hacia abajo y luego
de hacer sinapsis con la neurona post ganglionar → se produce fenómeno de
CONVERGENCIA.
Una neurona post ganglionar pueda estar recibiendo información de muchas partes.
Entonces hay un fenómeno primero de divergencia sensorial con respecto a la neurona pre
sináptica, y después hay un fenómeno de convergencia neuronal en la neurona post
sináptica.
El cuerpo neuronal de la neurona pre sináptica esta en el hasta ventral de la medula espinal,
ahí esta el cuerpo, lo que sale a nivel ventral es el axón. Este axon tiene múltiples
ramificaciones, hay una rama que va a inervar a la post ganglionar que esta a ese nivel.
Pero hay otras colaterales que van hacia arriba, que inervan neuronas post ganglionares que
están en segmentos superiores. Y hay colaterales que van hacia las neuronas de abajo y que
inervan a neuronas post ganglionares que están en segmentos adyacentes.
Entonces la información a este nivel diverge; Pero después, cuando sale de los ganglios, se
produce un fenómeno de convergencia → a la neurona post ganglionar esta llegando
información también de segmentos adyacentes.
¿Qué importancia tiene esto desde el punto de vista funcional?
Esto ayuda un poco a explicar la respuesta masiva que tiene el sistema simpático cuando se
produce una SOBRE activación.
Generalmente cuando nosotros tenemos una descarga simpática nosotros tenemos una
acción del sistema simpático que es prácticamente sobre todos los órganos que el sistema
simpático esta inervando. Por ejemplo: si vamos caminando tarde a la casa, y nos
encontramos con un “malandrín” que nos quiere quietar la mochila o la cartera, se va a
producir una descarga simpática importante. Esta descarga simpática es una descarga
MASIVA, GENERALIZADA → se produce taquicardia, aumenta en la contracción del
corazón, aumento en la velocidad de conducción del corazón, dilatación de las vías
respiratorias, empezamos a hiperventilar, dilatación de las pupilas, sudoración, nos
ponemos pálidos, aumenta flujo sanguíneo en musculatura esquelética, → RESPUESTA
DE TIPO MASIVO Y ADAPTATIVO QUE SIRVE COMO SISTEMA DE ALERTA.
Nos prepara ya sea para arrancar, enfrentar, etc. Nos prepara para un estado diferente de
mayor demanda energética.
154
El sistema simpático cuyos axones corren junto con los nervios espinales, tiene por ende
una distribución muy amplia. Prácticamente todas las vísceras tienen inervación simpática,
pero también tienen inervación simpática la piel, los vasos sanguíneos de los músculos
esqueléticos, etc.
Hay algunas fibras pre-ganglionares que no hacen sinapsis a nivel ganglionar.
Especialmente de la zona del diafragma hacia abajo. Entonces estos axones pasan de largo,
no hacen sinapsis con las neuronas que están en los ganglios paravertebrales, atraviesan los
ganglios y van a hacer sinapsis en otros ganglios que están mucho mas alejados de la
medula espinal y que son GANGLIOS CELIACOS O MESENTPERICOS inervan las
vísceras abdominales como por ejemplo el aparato genital, las vías urinarias, sistema
digestivo.
En el caso del sistema parasimpático tiene una distribución mucho mas restringida. Axones
salen a nivel craneal a nivel de la protuberancia, del bulbo, y salen a nivel sacro (de S2 a
S4). En este caso no hay fenómeno de divergencia como hay en el sistema simpático, y los
axones pre ganglionares son muy largos, y los ganglios se encuentran muy cerquita de los
órganos efectores. Incluso hay veces en que están dentro del órgano efector. Esto explica
entonces que la neurona post ganglionar tiene un axon muy corto y esa es la que va a ir a
inervar a los órganos efectores, o le va a dar la inervación parasimpática.
Por lo tanto cuando se activa el sistema parasimpático no hay una respuesta masiva, sino
que es una respuesta mucho mas localizada.
155
TABLA
ORIGEN AFERENCIAS
LOCALIZACIÓN
GANGLEONAR
RELACIÓN
NÚMERO
FIBRAS
PRE
Y
POST
GANGLIONAR
DISTRIBUCIÒN FIBRAS
A TEJIDOS EFECTORES
SISTEMA NERVIOSO
PARASIMPÁTICO
SISTEMA NERVIOSO
SIMPÁTICO
Cráneo sacras
Toracolumbares
Cerca del efector (axones
largos)
1:1
Lejos del efector, cerca de
la médula espinal (axones
cortos)
>1
Restringida
Mucho mas amplia
NEUROTRANSMISOR
Acetilcolina
PERIFERICO (QUE SE
LIBERA DEL TEJIDO
EFECTOR)
IMPLICANSIA
Conservación y restauración
FISIOLOGICA
energética
SISTEMA DE REFUERZO
FUNCIONAL
NO
Noradrenalina #
Incremento de la
transformación de la
energía
SI
Puntos 3 y 4 indican que cuando se produce una respuesta simpática se produce una
respuesta en prácticamente todos los sistemas
# Aunque En general: la descarga simpática sobre el efector es noradrenalina, hay algunas
divisiones del sistema simpático que no liberan noradrenalina en el efector → excepciones
de los sistemas, liberan por ejemplo acetilcolina.
Por eso se llaman inervación simpática colinérgica: vasos sanguíneos de los músculos
esqueléticos.
156
NEUROTRANSMISIÓN AUTONÓMICA
¿Cuáles son los neurotransmisores involucrados en el funcionamiento del sistema
autonómico?
Tanto en el sistema simpático como en el parasimpático, la neurona pre ganglionar ejerce
su acción sobre la neurona post ganglionar liberando acetilcolina. Tanto la neurona de axón
corto como la de axón largo, cuando se estimula liberan acetilcolina.
¿Qué tipo de receptores están involucrados en esta acción?
Receptores de tipo nicotínico
Hasta el momento se conoce que todas las sinapsis entre la neurona pre y post ganglionar
del sistema autonómico están mediadas por ACETILCOLINA.
¿Dónde se producen las diferencias?
En la neurona post ganglionar
- En las neuronas post ganglionares del parasimpático se libera: ACETILCOLINA
- En la mayoría de las neuronas post ganglionares del simpático se libera:
NOREPINEFRINA ó NORADRENALINA que es lo mismo. Excepto algunos tejidos
como el que menciono recién.
Otro ejemplo:
- Glándulas Sudoríparas, lecho vascular musculatura esquelética.
Inervación simpática colinérgica vasodilatadora
- Glándulas sudoríparas → SOLO INERVACIÓN SIMPÁTICA. Por lo tanto que una
persona sude más o menos depende entre otras cosas del tono simpático que tenga sobre las
glándulas sudoríparas. Cuando hay un aumento de la descarga simpática va a sudar más,
cuando hay una disminución del tono simpático uno va a sudar menos. Esto también esta
relacionado con la temperatura corporal y la ambiental obviamente.
Hay otro sistema que forma parte de esta regulación autonómica que es la
Médula suprarrenal → INERVADA POR SISTEMA SIMPÁTICO SOLAMENTE
No tiene inervación parasimpática al igual que el riñón. La glándula suprarrenal, que esta
sobre los riñones, tiene 2 zonas anatómica y funcionalmente muy diferentes:
Zona externa: zona de la corteza → fundamentalmente secreta hormonas esteroidales
Parte interna: médula suprarrenal → tiene la capacidad de sintetizar y secretar hacia el
torrente sanguíneo adrenalina (fundamentalmente) y noradrenalina.
157
¿Cuál es el estímulo para que la médula adrenal secrete adrenalina y noradrenalina?
La estimulación simpática.
→ hay una neurona pre ganglionar del sistema simpático que esta inervando la suprarrenal.
El aumento de esta descarga simpática, aumenta la síntesis y secreción de adrenalina y
noradrenalina por la médula suprarrenal.
Por lo tanto cuando un individuo se enfrenta a una situación de estrés importante, no
solamente se produce el efecto masivo del sistema simpático a través de la inervación
simpática de todos los órganos, sino que además se produce una descarga importantísima
de adrenalina de la médula suprarrenal.
La adrenalina que se secreta en la médula suprarrenal y va a la sangre. Por lo tanto se
analiza como un efecto hormonal no como un neurotransmisor, porque va a la sangre (y una
de las características fundamentales de la acción hormonal es alcanzar los tejidos blancos a
través del torrente sanguíneo). De tal manera que se produce descarga masiva de
adrenalina, circula por todos los sistemas sanguíneos y alcanza los tejidos efectores en
prácticamente todos los territorios vasculares.
Esto es gavillado por acetilcolina.
Esto significa que en la medula suprarrenal, las células tienen receptores nicotínicos que
median la acción de la acetilcolina de esta neurona pre ganglionar simpática.
→ hace que aumente la síntesis de catecolaminas.
La medula suprarrenal sintetiza aunque en menor cantidad dopamina. Prácticamente todas
las catecolaminas.
GLANDULA SUPRERRENAL Y RIÑON SOLO INERVACIÓN SIMPATICA
NEUROTRANSMISIÓN AUTONÓMICA
“OTRAS CARACTERÍSTICAS RELEVANTES”
- A pesar de que hemos hecho una división de neurotransmisores que permiten la acción del
sistema autonómico simpático y parasimpático, no hay que olvidar que hay otros
neurotransmisores que están implicados en la función autonómica. Por lo tanto aquí como
en muchos otros tejidos se produce un FENÓMENO DE COTRANSMISIÓN → una
misma neurona puede secretar mas de un neurotransmisor. Ejemplo de otros
neurotransmisores que están mediando la acción autonómica son el ATP, neuropeptido I,
oxido nítrico, péptido intestinal vaso activo y otros mas.
Esto no es exclusivo del funcionamiento del sistema nervioso autonómico.
El fenómeno de la COTRANSMISIÓN se ve en muchos tejidos neuronales, y
fundamentalmente la función que cumple estaría desempeñando un control más preciso y
eficiente de los efectores u órganos que están inervando estas fibras autonómicas.
- Multiciplicidad de tipos y subtipos de receptores → mediando la acción autonómica a
pesar de que mayoritariamente la acción se produce a través de acetilcolina y noradrenalina,
hay una gran diversidad de receptores para acetilcolina y noradrenalina.
158
TIPOS DE RECEPTORES
Fundamentalmente el efecto que se va a observar en un tejido, va a depender del tipo de
receptor predominante que haya en ese tejido. → importante porque nos ayuda a entender
porque por ejemplo la descarga simpática en el corazón produce aumento de la contracción
en el músculo cardiaco y sin embargo la misma descarga simpática sobre el músculo liso de
los bronquiolos produce relajación.
¿Qué hace que tengan efectos antagónicos si el neurotransmisor es el mismo?
La presencia de receptores diferentes. A pesar de que en ambos casos la acción esta
mediada por receptores adrenérgicos, en un caso va a haber mayor cantidad de un subtipo
de receptor y en el otro va a haber predominio de otro subtipo de receptor operando a través
de mecanismos diferentes.
La mayoría de los tejidos tiene inervación doble → tiene tanto inervación simpática como
parasimpática. Pero también hay algunos efectores que reciben inervación de uno solo de
estos sistemas.
Glándulas sudoríparas, músculos pilo erectores, músculo liso vascular → SOLO
SIMPATICA
Hay otras que tienen inervación múltiple: Inervación simpática, parasimpática y del sistema
entérico (el mas autonómico de todas las partes que forman el sistema nervioso
autonómico).
Corazón recibe bi inervación: simpática y parasimpática
El entérico es propio del tubo digestivo
La mayoría de los órganos recibe inervación doble, parasimpática y simpática.
¿Cuáles son los receptores que median la acción del sistema autonómico?
Neuronas Colinérgicas
Receptores Nicotínicos
Receptores Muscarínicos (M1, M2, M3, M4, M5)
Neuronas Adrenérgicas
Receptores Alfa (1-2) Adrenérgicos
Receptores Beta (1-2-3) Adrenérgicos
159
Las neuronas preganglionares tanto del sistema simpático como del parasimpático están
mediadas por acetilcolina y receptores de tipo nicotínico.
Las neuronas post ganglionares del sistema parasimpático también son colinérgicas pero la
acción esta mediada por receptores de tipo muscarínicos.
Receptor
Nicotínico
SNAP
ACh
Muscarinicos
ACh
Receptor
Nicotínico
SNAS
ACh
Noradrenalina
Alfa, alfa1
Beta 1, beta 2,
beta 3
SNAP
En SNAP la neurona pre ganglionar es acetilcolina, la neurona post ganglionar tiene
receptores de tipo nicotínicos. En el órgano efector sinapsis colinérgica: acetilcolina. Pero
esta acción a nivel de los receptores esta mediada por receptores de tipo muscarínicos
SNAS
La neurona pre ganglionar también es colinérgica-, acetilcolina, con receptores nicotínicos.
En el órgano efector sinapsis noradrenérgicas o adrenérgicos: Noradrenalina → receptores
noradrenérgicas o adrenérgicos:
-Alfa 1
-Alfa 2
-Beta 1
-Beta 2
-Beta 3 (solo en tejido adiposo)
160
Esto es en la mayoría ya que existen algunos casos en los que no se libera noradrenalina
sino que se libera acetilcolina (que también esta mediado por receptores de tipo
muscarínicos): excepciones.
La mayoría de los tejidos tienen inervación adrenérgica y colinérgica
La acción fundamental va a depender del tipo de receptor que haya. Hay tejidos que tienen
varios tipos de receptores pero la acción fundamental se va a ver dependiendo del número
de receptores que haya.
El hecho de que para un mismo neurotransmisor hayan varios tipos de receptores es muy
importante especialmente desde el punto de vista terapéutico porque puede haber un
medicamento que sea un antagonista adrenergico: se une a receptores adrenérgicos y
bloquea la acción del neurotransmisor.
Agonista colinergico: simula acción acetilcolina
Problema es el siguiente: puede haber un medicamento que sea un antagonista adrenergico:
por ejemplo: persona hipertensa y hay q bajarle la presión arterial tomando un antagonista
adrenergico pero resulta que es poco selectivo: va a actuar sobre varios tipos de receptores
adrenérgicos, entonces es verdad que esta actuando sobre el receptor que esta mediando la
subida de la presión arterial y le va a bajar la presión, pero como es poco selectivo va a
tener muchos efectos colaterales.
Entonces el hecho de que hayan varios tipos de receptores para el mismo neurotransmisor
facilita el hecho de que se puedan desarrollar drogas o medicamentos que actúen más
selectivamente sobre un determinado receptor.
Entonces si en el caso anterior se le receta un antagonista adrenergico más selectivo: va a ir
a actuar más selectivamente (B1: acción adrenalina en el corazón, pero no va a afectar B2
del músculo liso bronquial y por lo tanto no se van a producir tantos efectos colaterales
sobre el músculo liso bronquial.
→ IMPORTANCIA MULTIPLICIDAD DE RECEPTORES PARA UN MISMO
NEUROTRANSMISOR
EJEMPLOS DIAPOSITIVAS
FUNCIONES DEL SISTEMA NERVIOSO PARASIMPÁTICO
¿Qué produce el aumento del tono parasimpático o vagal sobre la pupila?
Se achica la pupila: MIOSIS
¿Sobre quien es el efecto que tiene aquí el sistema parasimpático?
Produce contracción de las fibras musculares lisas del músculo circular del iris.
¿Qué produce en el corazón?
Produce bradicardia: es decir disminuye la frecuencia cardiaca
¿Tiene acción sobre la fuerza de contracción del corazón el sistema parasimpático?
NO →
161
Quien determina la frecuencia con la que el corazón late es el nódulo sinusal. Entonces el
efecto sobre el nódulo sinusal es deprimir la acción de las células marcapasos cardiacas.
Y ¿porque no actúa sobre la fuerza de contracción?
La adrenalina y noradrenalina aumentan la fuerza de contracción del corazón. Cuando uno
tiene una descarga simpática taquicardia, y aumenta la fuerza de contracción. Cuando uno
esta en reposo normalmente uno no siente la contracción del corazón. Pero cuando esta
asustado si → esto es porque la fuerza aumenta. Sin embargo el bagal o sistema
parasimpático no produce cambios en la fuerza de contracción del corazón porque
INERVA EL NODULO SINUSAL PERO NO INERVA EL MUSCULO CARDIACO.
EL MUSCULO CARDIACO (AURICULAR, VENTRICULAR) NO TIENE
INERVACIÓN PARASIMPÁTICA.
La fuerza de contracción del corazón se gradúa solamente por aumento o disminución del
sistema simpático.
¿Qué hace la descarga del sistema parasimpático sobre los bronquios?
Contrae la musculatura lisa y aumenta la secreción mucosa. Por lo tanto produce bronquio
contricción.
EJEMPLOS DE EFECTOS DEL SISTEMA SIMPÁTICO
Sobre el corazón:
Aumenta la frecuencia cardiaca osea produce taquicardia, aumenta la fuerza con la que el
corazón se contrae (súper importante porque mientras mas fuerte se contrae el corazón,
tiene mas capacidad para expulsar sangre)
Sobre los ojos:
Se produce dilatación de la pupila: MIDRIASIS
Se produce por contracción de las fibras radiales del músculo liso del iris del ojo.
Estrictamente desde el punto de vista fisiológico ¿el sistema simpático y el sistema
parasimpático tienen acciones antagónicas sobre la pupila?
Tienen la misma acción: la de estimular la contracción del músculo liso, lo que pasa es que
la inervación del músculo liso circular y radial son diferentes. Es única:
CIRCULAR → solo parasimpática
RADIAL → solo simpática
Pero desde el punto de vista funcional su mecanismo es similar → Contracción de la
musculatura lisa.
La presión arterial depende de 2 factores:
1-. Gasto Cardiaco (variable que depende del volumen expulsivo, cantidad de sangre que
bombea el corazón cada vez que se contrae, mientras mas fuerza tiene el corazón para
contraerse mayor es el gasto)
2. Resistencia Periférica (resistencia que se opone al flujo de la sangre
162
OTRO EJEMPLO:
Aumento de la secreción de las glándulas salivales al igual que el sistema parasimpático.
Lo que cambia es la característica de la saliva:
- La estimulación parasimpática produce un aumento de secreción salival acuosa
- La estimulación simpática produce en aumento de saliva pero más espesa
Esto siempre lleva a confusiones ya que cuando se produce una descarga simpática
importante el individuo experimenta una sequedad de la boca. Entonces uno tiende a
asociar eso con que el sistema simpático lo que hace es inhibir la secreción salival, pero
esto no es así, estimula la secreción salival solo que cambia la consistencia de esta. Porque
el sistema simpático tiene un efecto vasoconstrictor sobre los vasos sanguíneos del sistema
digestivo. Esto hace que la saliva sea más espesa, más pastosa.
Ejemplo de la estimulación simpática, volvemos al ejemplo sobre el corazón:
TRANSMISIÓN COLINÉRGICA EN EL CORAZÓN
Inervación bagal sobre el corazón.
¿Sobre que tiene efecto la acetilcolina o la descarga bagal?
Sobre las células marcapasos. Lo que hacen es generar bradicardia.
¿Cómo producen bradicardia?
En las células marcapasos hay receptores colinérgicos, muscarínicos, tipo 2.
¿Qué es lo que pasa cuando se libera Acetilcolina de estos terminales bagales?
Se une a este receptor de membrana, y los receptores muscarínicos actúan a través de
proteína G (sistema de proteínas de membrana asociadas muchas veces a segundos
mensajeros; pero la proteína G no es segundo mensajero, es una proteína de membrana
asociada en la mayoría de los casos a segundos mensajeros).
En el caso del corazón ya vimos de que puede latir espontáneamente porque tiene un
potencial de membrana inestable. Y estos potenciales marcapasos que son los que hacen
que el corazón lata a una determinada frecuencia.
Cuando uno esta en reposo alrededor de 70 latidos por minuto.
¿Qué pasa si tenemos una frecuenta de 70 latidos por minuto y se produce en ese momento
una descarga bagal importante?
→ Se va a manifestar como disminución de la frecuencia. Y al bajar la frecuencia a 60, 50,
etc.
163
La acetilcolina se esta uniendo a estos receptores muscarínicos → va a activar un sistema
de proteína G → y saltándonos varios pasos va a producir finalmente es que cuando se
active este sistema de proteína G se abren unos canales de potasio que hay en la membrana.
→ Si se abren estos canales sale potasio y la célula se hiperpolariza.
Como son células que se despolarizan en forma espontánea, cuando hay una descarga
colinérgica, el potencial que estaba en -50 se aleja, se hace mas negativo, le cuesta mas
llegar al umbral, se demora mas tiempo en llegar al umbral y descargar otro potencial.
Este es uno de los principales mecanismos a través de los cuales la acetilcolina disminuye
la frecuencia cardiaca.
TRANSMISIÓN ADRENÉRGICA EN EL CORAZÓN
La Adrenalina o Noradrenalina produce taquicardia.
Nuevamente tenemos los mismos potenciales marcapasos
¿Qué hace ahora la adrenalina?
Hace que la célula llegue más rápido al umbral, y por lo tanto la frecuencia aumenta.
¿Qué mecanismo explica que llegue más rápido al umbral?
Sobre el corazón hay receptores Beta 1 en gran cantidad. Cuando la adrenalina se une a
receptores Beta 1 también activa un sistema de proteína G → si se activa este sistema de
proteínas G → aumentan corrientes de calcio en la membrana, y los potenciales marcapasos
están dados por corriente de calcio.
La adrenalina lo que hace es aumentar estas corrientes de calcio, y por lo tanto esto hace
que el corazón lata más rápido.
¿Cómo lo hace?
A través de la activación de receptores Beta 1 adrenérgicos que hay en el corazón.
También un sistema mediado por este calcio se produce un aumento de la contracción. Por
que es un proceso mediado por calcio.
164
INERVACIÓN AUTONÓMICA DE LA VEJIGA URINARIA
La vejiga urinaria tiene inervación simpática y parasimpática. Tiene dos componentes el
sistema urinario a este nivel:
1 sistema voluntario → el esfínter externo
1 sistema involuntario → el esfínter interno y la actividad del músculo decrusor (creo),
porque es músculo liso. El músculo que forma parte de la pared de la vejiga.
Tanto a nivel del músculo decrusor como a nivel del esfínter interno hay tanta innervación
simpática como parasimpática, por lo tanto el tono simpático y el tono parasimpático van a
predominar dependiendo en que estado se encuentre la vejiga urinaria. Cuando la vejiga
urinaria se esta llenando hay un predominio del tono simpático y eso hace que el músculo
vesical este relajado. Por lo tanto esta muy receptivo para ir llenándose y llenándose.
¿Cómo esta el esfínter interno?
Contraído
También hay un aumento del tono simpático
Entonces mientras se esta llenando la vejiga este músculo liso se encuentra contraído al
igual que el externo. Pero una vez que la vejiga esta llena, se produce un reflejo de
vaciamiento vesical
¿Qué es lo que predomina aquí?
El tono parasimpático. ¿Que hace e tono parasimpático? Contrae el músculo de las paredes
de la vejiga, esto hace que la vejiga se achique.
¿Qué le pasa a la musculatura lisa involuntaria?
Se relaja por acción parasimpática, esto permite entonces que se produzca la evacuación de
la orina.
Entonces las alteraciones del vaciamiento vesical que se producen en algunos pacientes
traumatizados, tienen que ver con lesiones que pueden ocurrir a nivel medular y que tiene
que ver alteraciones en el sistema simpático, en el parasimpático o en ambos. (algunos
pacientes no pueden evacuar y hay que ponerles sonda o en otros que no pueden retener la
orina y hay que ponerles pañales)
165
TABLA
- La mayoría de los órganos recibe inervación simpática y parasimpática.
- La mayoría de las veces esta Inervación tiene una función de tipo antagónica. Mientras la
activación simpática relaja, la parasimpática contrae.
- También hay Efectos complementarios: que un tipo de inervación genera una función
pero la otra inervación genera otra función que se expresa en una función complementaria.
Por ejemplo en el caso de la inervación de los genitales masculinos (mientras la
parasimpática aumenta o produce erección peniana, la simpática produce eyaculación) igual
para los femeninos.
- Órganos sin inervación doble: solo simpática
- Médula Suprarrenal
- Músculos erectores del pelo (miedo)
- Glándulas Sudoríparas
(Bradicinina)
- Gran parte de los vasos sanguíneos
- Músculo liso vascular
- Músculos piloerectores
De la piel, hígado, tejido adiposo, riñón
Bradicinina: Vaso dilatador
Doris quiere detenerse en esto:
Acción de sistema simpático sobre las glándulas sudoríparas.
Inervación única del sistema simpático sobre los vasos sanguíneos de la musculatura
esquelética.
Supongamos que un individuo va a enfrentar un ejercicio físico, para graficar mejor esto, se
produce una descarga simpática incluso antes que el individuo comience a hacer el
ejercicio físico, y luego mientras hace ejercicio tiene un aumento del tono simpático. ¿Para
que le sirve ese aumento en el tono simpático?
- Vasodilatación en músculos y por lo tanto mayor aporte sanguíneo en la musculatura →
para oxigeno → ATP → metabolismo oxidativo
- Taquicardia
- Aumenta fuerza y frecuencia de contracción → para bombear mas sangre hacia los tejidos
- La temperatura corporal aumenta, porque la mayor cantidad de la energía se disipa como
calor. ¿Qué pasa si aumenta la temperatura corporal? Empieza a sudar mas, se echan a
andar los mecanismos perdedores de calo, a pesar de que siempre están funcionando.
Evaporación del sudor.
- Aumenta la frecuencia respiratoria, aumenta la ventilación, entra mas aire por minuto,
oxigena mejor y elimina con mayor facilidad el CO2 que se esta generando del
metabolismo oxidativo.
A nivel de la piel, los vasos sanguíneos de la piel tienen predominantemente inervación
simpática, por lo tanto ¿Qué es lo que debería ocurrir con el flujo sanguíneo a la piel
durante el ejercicio? En los vasos sanguíneos de la piel, el sistema simpático lo que hace es
producir contracción de la musculatura lisa de los vasos sanguíneos, lo mismo que en las
vísceras. → Menos irrigación de la piel.
166
Por lo tanto cuando se produce una descarga simpática importante sin ejercicio ¿Qué le
pasa al individuo? Se pone pálido
En el ejercicio también hay un aumento del tono simpático, pero el individuo no se pone
pálido, se pone rojo sobre todo después que termina el ejercicio, cuando lleva mucho rato
haciendo ejercicio.
¿Por qué se pone rojo?
Porque como el individuo empieza a generar más calor, entonces se activan los mecanismos
disipadores del calor, y la forma mas importante para perder calor durante el ejercicio es la
evaporación del sudor. Entonces el individuo empieza a sudar más, y el sudor tiene un
compuesto llamado BRADICININA: vasodilatadora
Por lo tanto en las zonas de las glándulas sudoríparas, se produce vasodilatación a pesar de
que en otras zonas cercanas haya un aumento del tono simpático vasocontrictor.
Esto explica porque se produce este cambio de coloración de la piel cuando el individuo
esta sudando. Cuando esta haciendo ejercicio y sudando. Las 2 cosas.
Si no suda no se pone colorado. Esto se ve en algunos estados patológicos en los cuales el
individuo esta tan deshidratado que ya no hay forma de que genere sudor, y le empieza a
subir la temperatura corporal que lo puede llevar a la muerte, y en estos estados extremos el
individuo se pone pálido muy pálido por una vasocontricción de la piel enorme.
CONTROL SISTEMA AUTONÓMICO POR CENTROS CEREBRALES
SUPERIORES
- Bulbo Raquídeo
- Hipotálamo
- Procesos Conscientes que tienen lugar en el cerebro
¿Quién controla el sistema nervioso autonómico?
La estructura que lo controla directamente es el bulbo raquídeo. Este es el control directo.
Sin embargo hay otras estructuras que a través del bulbo están regulando indirectamente el
sistema autonómico:
- Hipotálamo
- Corteza cerebral
En el hipotálamo es donde están ubicados todos estos centros de regulación importante
como el de la temperatura, del hambre, la sed, la regulación de la hipófisis. Y a nivel
bulbar: la regulación de los centros de regulación cardiovascular respiratoria, urinaria,
reproductora y digestiva. Por eso entonces frente a actividades importantes del sistema
límbico nosotros tenemos reacciones autonómicas bastante importantes. Por ejemplo:
cuando nos enfrentamos a una situación de miedo, o desconocida tenemos una descarga
simpática importante. Esta descarga y regulación viene del hipotálamo, del sistema límbico
y a través del bulbo modulación del sistema autonómico.
167
Ahora ¿porque decía la profe Doris que el sistema autonómico es un sistema involuntario
pero que puede ser regulado Por la corteza?
Trabajo donde se hablan de las técnicas de retroacción → estas técnicas tienen usos muy
amplios y uno de esos usos es modular el sistema autonómico. Por ejemplo en el caso de
los pacientes que tienen hipertensión y que se expresa en estados de crisis hipertensivas,
por ejemplo cuando tienen una emoción muy fuerte en estos casos gatillan una respuesta
presora muy grande que puede ser riesgosa. Porque puede llegar a producir n AVE.
REGULACION CORTICAL DEL SISTEMA NERVIOSO AUTONÓMICO:
- UNO PODRIA EVENTUALMENTE A TRAVES DE TECNICAS ESPECIALES DE
BIORETROALIMENTACIÓN, LLEGAR A REGULAR SU TONO AUTONÓMICO.
En algunos casos se usan estas técnicas de retroacción para que el individuo pueda
voluntariamente o aprenda voluntariamente a partir de la corteza regular en forma
consciente su presión arterial. (A través de estímulos auditivos, o luminosos el va
conociendo sus cambios de presión arterial de tal manera que el conscientemente trata de
bajar la presión. Lo mismo que en algunos estados migrañosos que son difíciles de tratar
farmacológicamente, que generalmente se producen por estados emocionales muy fuertes.
En estos casos también se le puede enseñar al individuo a regular el tono de sus vasos
sanguíneos cerebrales, de tal manera que no se exprese esa migraña que muchas veces va
asociada a vasodilatación a nivel cerebral)
CASO CLINICO: →
Cathy esta muy estresada
Presión sanguínea y frecuencia cardiaca mayor de lo habitual, taquicardia
→ mayor descarga adrenérgica desde la suprarrenal
→ hay descarga de noradrenalina en las neuronas post ganglionares noradrenérgicas del
sistema simpático
- Taquicardia → adrenalina y noradrenalina actúan a través de receptores Beta 1 y producen
que canales de calcio que median acción de nódulo sinusal → Aumentan la frecuencia de
descarga del corazón
- Presión alta → vasocontricción en vasos viscerales y aumentar resistencia al flujo de la
sangre
- Atropina: seca la boca. Porque es un antagonista colinergico (receptores muscarínicos).
- Adrenalina: hace que en glándulas salivales se secrete saliva mas espesa.
Atropina más Adrenalina: Sensación de boca seca
- Dilatación de las Pupilas:
Atropina antagonista colinergico
Adrenalina agonista adrenergico
168
SUEÑO Y VIGILIA
Existen varias preguntas que no se han podido contestar aun. ¿Como por ejemplo porque
dedicamos tantas horas al dormir?. Por que prácticamente 1/3 de nuestra vida la pasamos
durmiendo (persona que vive 60 años pasa 20 años durmiendo).
¿Qué mecanismos producen el estado del sueño?
¿Qué nos hace soñar?
Existen personas que tienen respuestas oníricas fantásticas: a color, con lujo de detalles
(Muchas de las preguntas que hay en las dispositivas, entonces no las vamos a poder
contestar. O de los sucesos que suceden en el sueño que todavía no tienen una explicación.)
Esta clase va a tratar entonces de las cosas que si se conocen y de cómo están organizados
estos ciclos de sueño, y cual seria la importancia de estos ciclos.
Hasta el año 45´ se creía que el sueño era un estado pasivo.
¿Qué significa que sea un estado pasivo?
Significa que cuando nos llegaba la fatiga nuestro cerebro se iba a dormir, en el fono que
una vez que estaba fatigado se apagaba el cerebro como cuando uno apaga la luz. Esto
significa que sea un fenómeno de tipo pasivo. En el fondo que había una disminución de la
actividad cerebral básicamente inducida por la fatiga.
Esto predomino hasta el año 45´. En este año dos investigadores muy importantes: uno
italiano y otro norteamericano hicieron un par de experimentos que fueron decidores para
entrar en la era de la neurofisiología del sueño.
¿Qué hicieron estos investigadores?
La teoría pasiva del sueño establecía de que cuando nosotros dejábamos de percibir la
información sensorial, y que lo hacia porque estábamos fatigados, nuestra actividad cortical
cesaba → y entonces entramos en una etapa de inactividad cerebral que era el sueño.
Sin embargo estos autores lo que hicieron fue hacer secciones de las vías sensitivas,
completamente. Vías del tronco encefálico. Se dieron cuenta de que aun cuando el
individuo no recibe información sensorial, esto no impide que el individuo entre en una
etapa de sueño. Por lo tanto este fue un hallazgo muy importante en que a pesar de que no
hay información sensorial se producen igual los ciclos del sueño y la vigilia.
Otra de las contribuciones importantes fueron experimentos en los cuales lo que ellos
hicieron fue lesionar la formación reticular del tronco encefálico.
Se dieron cuenta de que cuando lesionaban la formación reticular, el animal (la mayoría de
los experimentos fueron hechos en gatos), el animal entraba en un estado de estupor
parecido al coma y que el patrón electro encéfalo gráfico era muy similar al estado del
sueño.
Por lo tanto:
1-. El estado del sueño no necesariamente esta relacionado con la cantidad de información
sensorial que uno recibe
2-. La estructura que esta implícita en este estado es la FORMACIÓN RETICULAR
169
La descarga tónica de esta estructura es la que hacia que el animal permaneciera en
estado de vigilia.
Encargado de la vigilia entonces → FORMACIÓN RETICULAR
Cuando estas neuronas dejan de descargar se produce el sueño
Todavía sin embargo estamos hablando de una actividad de tipo pasivo.
Durante el estado de vigilia la formación reticular descarga tónicamente y eso hace que el
individuo este despierto.
Sin embargo, cuando esta formación deja de descargar, se va apagando y apagando y el
individuo se va quedando dormido. (Todavía hablando de un proceso de tipo pasivo, año
48´- 49´).
¿Qué es lo que pasa a fines de la época del 50´, principios del 60´?
Siguen estos investigadores haciendo aportes importantes.
Siguieron trabajando en secciones del tronco encefálico pero de dieron cuenta que cuando
hacían una sección a través de la protuberancia donde se seccionaba la formación reticular,
se producía un estado de vigilia o alerta permanente. El individuo no caía dormido, y
permanecía despierto siempre, en estado de alerta siempre.
→ Cuando se hacia una sección transversal, un corte del tronco encefálico, a través de la
protuberancia.
CONCLUYERON: Que la formación reticular no contribuye uniformemente en la
regulación del sueño. Hay algunas zonas que contribuyen a la vigilia pero hay otros grupos
de neurona de la formación reticular que contribuyen al estado del sueño.
→ Entonces, la porción más rostral: por encima de la protuberancia contribuye al estado de
la vigilia pero en condiciones normales estas neuronas que están en la protuberancia en
estas zonas particulares están permanentemente siendo inhibidas por otras neuronas que
estaban mas abajo en la zona del bulbo.
Por lo tanto habían grupos de neuronas que descargaban durante la vigilia y que habían
otras neuronas que descargaban durante el sueño.
Osea que era una regulación en la que había grupos de neuronas que descargaban en un
estado y otras que descargaban en otro estado.
Estamos hablando ahora entonces de un estado ACTIVO. Porque durante el estado de la
vigilia descargarían o activarían un grupo de neuronas y durante el sueño se activarían otro
tipo de neuronas.
Pasamos de la era de la explicación pasiva del sueño a una explicación que es mucho mas
activo y que de hecho es la teoría actual del sueño.
→ ACTIVIDAD DIFERENTE DEL CEREBRO. PERO EL CEREBRO ESTA ACTIVO
DURANTE EL SUEÑO!!!
170
La formación reticular es una de las estructuras mas importantes que participan en este
estado de sueño vigilia, pero no hay que olvidar que la formación reticular tiene otras
funciones también que hemos visto a lo largo del curso:
1-. Desempaña un papel importante en la producción y mantención de la vigilia.
2-. Modula el tono muscular y de los reflejos de estiramiento (co-activación alfa-gamma
es lo que le da el tono a la musculatura, pero la co activación esta controlada por neuronas
de la formación reticular.
Hay neuronas de la formación reticular que tienen una acción de tipo excitatoria, y otras
tienen acción inhibitoria, por lo tanto normalmente hay una descarga permanente de estas
neuronas excitatorias, formación reticular mesencefalica, y una descarga permanente de las
inhibitorias que también están en la formación reticular pero ubicadas a nivel bulbar. Por lo
tanto estas neuronas están sincronizadas de tal manera que su actividad
esta
permanentemente regulada: aumentando o disminuyendo el tono muscular, dependiendo de
la acción muscular que uno haga.
3-. Acción sobre movimientos respiratorios y sobre la función cardiaca. En el fondo lo
que hace la formación reticular lo que hace es enviar o hacer sinapsis con neuronas
motoras que inervan los músculos respiratorios. También tienen una acción moduladora
sobre la función cardiaca: básicamente cuando se estimula la formación reticular su acción
se manifiesta sobre la función cardiaca generando bradicardia.
4-. Modula la sensibilidad del dolor. Lo vimos cuando vimos como las vías descendentes
de modulación del dolor. Vías noradrenérgicas y serotoninergicas que partían de la
sustancia gris periacueductal y que tenían como función activar las encefalinas que estaban
en la medula espinal y de esta manera disminuir las sensaciones del dolor.
→ por lo tanto es una red neuronal muy compleja que recibe información prácticamente de
todos los sistemas sensoriales y que irradia información hacia el tálamo y la corteza.
(Dentro de sus funciones entonces tenemos la producción de un estado de alerta o de
vigilia.)
Después vinieron algunos experimentos o aportes que hicieron el señor XXXXXX con 2
alumnos de el que estaban haciendo su tesis en su laboratorio. Descubrieron que el sueño
no es un proceso único sino que posee dos fases diferentes o diferenciales:
Las dos partes generales del sueño son:
1-. SUEÑO REM ó SUEÑO PARADÓJICO ó SUEÑO MOR (Movimientos oculares
rápidos)
2-. SUEÑO NO REM ó SUEÑO LENTO ó SUEÑO NO MOR
Paradójico porque se producen ciertas conductas en el individuo cuando esta en estado de
sueño REM que son paródijocos porque a pesar de que esta en una atoniía muy intensa
tiene movimientos oculares y chino mandarin musculares.
171
# La estimulación de la formación reticular podría generar una acción sobre el corazón y la
respuesta a esa acción sería bradicardia.
El tono de la acción cardio vascular es un tono es un tono que esta modulado
principalmente por el sistema nervioso autonómico y cuando uno esta en estado de vigilia,
depende del grado de vigilia en que uno este. Cuando uno esta reposo se manifiesta un
predominio del tono parasimpático del corazón. Si aumentamos la actividad va a aumentar
el tono simpático, pero si uno esta en vigilia, en reposo, uno tiene predominio
parasimpático.
¿Cómo se sabe que tiene este predominio parasimpático?
Porque cuando se denerva el corazón y se le deja latir espontáneamente la frecuencia
cardiaca ya no es de 60 – 70 latidos por minutos que es lo que tiene la mayoría de la gente.
Sino que la frecuencia propia es de alrededor de 100 latidos por minutos.
Esto nos indica que cuando estamos en reposo hay un predominio parasimpático.
Entonces ¿Qué se concluye a través de estos experimentos?
→ El sueño es un estado cerebral inducido activamente, osea noes como apagar la luz y
quedarse dormido.
→ Con diferentes fases y
→ Una gran organización (sistemas neuronales que están funcionando de manera diferente
en las distintas etapas del sueño → el hecho que uno se duerma no significa que uno entre
en una etapa de sueño pareja, sino que va pasando por diferentes estadios y que en forma
muy general son dos: la fase de sueño lento y la fase de sueño rápido).
Entonces todos sabemos (al parecer) que el sueño y la vigilia tienen un ritmo circadiano
¿Qué significa esto?
Ritmo circadiano: ritmo que dura aproximadamente 24 horas. Cíclico. Durante las 24
horas pasamos alternadamente del sueño a la vigilia, sueño, vigilia, etc.
# Nosotros tenemos un montón de patrones circadianos, este es 1 de ellos. Otros ejemplos:
algunas secreciones hormonales, hormona del crecimiento (sus niveles mas altos en la
sangre se producen en las primeras horas del sueño y luego empiezan a decaer hacia la
madrugada). Este es un ejemplo de estos patrones pero existen muchos otros que presentan
estos patrones que pueden aumentar en algunas horas de la noche o que se expresan
mayoritariamente en las horas del día, etc.
Los ritmos circadianos en general tienen patrones endógenos → se generan dentro del
cuerpo. Que pueden persistir sin estímulos externos. Por ejemplo: si un individuo se le
encierra en una pieza oscura por arios días, sin estímulos auditivos, visuales, de ningún
tipo, igual se va a producir un patrón circadiano de sueño y vigilia. La única diferencia es
que cuando no tiene estimulo luminoso, el ritmo tiene una duración un poco diferente.
Generalmente este ritmo aumenta en horas. Cuando no hay el temporalizador de la luz o de
la oscuridad, entonces el ritmo circadiano del sueño y la vigilia dura mas o menos 25 horas
en promedio, no 34 un poquito mas.
172
Esto significa también que estos ritmos circadianos están regulados por estímulos
temporizadores que adaptan el ritmo al ambiente. Por ejemplo: la luz solar. En el caso del
sueño y la vigilia este es un temporizador muy importante que en la especie humana
determina que la mayoría de la gente duerma en la noche y este en estado de vigilia durante
el día, excepto aquellas personas que tienen que hacer turnos en hospitales, etc. y que tienen
serias dificultades con esto. Porque les cuesta mucho adaptar y tienen unas alteraciones en
los ritmos del sueño y la vigilia y de un montón de otras variables que están temporizadas
con los ciclos del sueño y la vigilia. Lo mismo pasa cuando una persona se traslada de un
lugar que tiene una hora a otro que tiene un horario distinto. Se produce el fenómeno
llamado “JET LACK” (creo), cuando una persona tiene que viajar por ejemplo de aquí a
Tokio. Se producen un desajuste de los ritmos del sueño y la vigilia muy importantes
porque el temporizador que controlaba estos ritmos de suelo y vigilia esta cambiado, y por
lo tanto se va a demorar varios días en ajustar su reloj biológico, interno a este
temporizador externo.
¿Qué es lo que determina que nosotros tengamos ritmos de sueño y vigilia de 24 horas?
Una estructura que actúa como reloj interno → NUCLEO SUPRA QUIASMATICO
(CREO)
→ La luz que entra por la retina, a través de un haz que va directo de la retina hacia el
núcleo supra quiasmático, esta descarga de luz determina que el individuo ajuste su reloj
interno a los ciclos de luz y oscuridad.
Esto obviamente se puede cambiar y fundamentalmente se cree que los neurotransmisores
que estarían mediando esta respuesta de este haz directo entre la retina y el hipotálamo
serian: LA ACETILCOLINA Y LA SEROTONINA.
El tiempo total de sueño es bastante estable → a pesar de que hay algunos factores que
pueden modificar nuestras horas de sueño, el único factor que efectivamente modifica las
horas del sueño, es la falta de sueño.
Si un individuo pasa mucho tiempo “estudiando” el próximo ciclo de sueño va a ser mas
largo. Pero todos los demás estímulos o factores conductuales tienen una influencia que es
minoritaria sobre el sueño (temperatura, etc.)
¿Cuáles son las principales características del estado del sueño?
- Disminución de la actividad motora
- Disminución de la respuesta a la estimulación externa (visuales, auditivos, etc.)
- Posturas estereotipadas: cuando uno se va a quedar dormido siempre adopta posturas
especiales
→ Estado de vigilia → sueño lento → sueño paradójico (estado de atonía postural total)
Nosotros pasamos por todos estos estados de sueño solo que tenemos ciclos diferentes
porque todos los seres humanos tienen ciclos de sueño y vigilia diferentes.
173
- Reversibilidad relativamente fácil. Basta con que el hermano ponga la música fuerte y nos
va a despertar.
Esto se puede comparar con otras respuestas que no son fáciles de revertir → estados
comatosos
Se producen todos estos cambios funcionales y todo eso se puede monitorear.
¿Para que se monitorean estas funciones durante el sueño?
- Para ver que es lo que pasa, como cambian las funciones durante el sueño.
- Porque hay muchas patologías asociadas a alteraciones del sueño
Entonces: se coloca una serie de electrodos en distintas partes del cuerpo y se hace lo que
se conoce como POLIHIPNOGRAFIA O POLISOMNOGRAFIA. Básicamente es para
monitorear diferentes funciones tanto corticales, como musculares.
¿Cómo se sabe que cuando un individuo entra en sueño cambia su actividad cortical?
A través del registro de esta actividad eléctrica que se hace colocando electrodos en el
cuero cabelludo. ELECTROENCEFALOGRAMA
En el electroencefalograma se colocan los electrodos en posiciones bien definidas.
Electrodos sobre el cuero cabelludo y que detectan la actividad cortical. Lo que se hace es
detectar las diferencias de potencial que se produce entre un electrodo y otro. De tal manera
que si uno analiza los registros correspondientes a la diferencia entre estos electrodos,
vamos a observar una serie de espigas que son de baja frecuencia, asincrónicas cuando el
individuo esta relajado y con los ojos abiertos.
Sin embargo esto es un registro electroencefalográfico de un individuo con los ojos
abiertos. Pero si sigue relajado y cierra los ojos, la actividad cortical se modifica en forma
importante, este ritmo es un ritmo que se denomina RITMO ALFA, y es característico de
un individuo que esta relajado y con los ojos cerrados.
RITMO ALFA: Actividad cortical de baja amplitud y de relativamente alta frecuencia.
Lo que mas se puede registrar es la actividad de los músculos esqueléticos →
ELECTROMIOGRAMA
Se pueden registrar los movimientos que hacen los individuos con los ojos. Hay algunas
etapas del sueño, específicamente la etapa del sueño REM, en las cuales los individuos
hacen movimientos oculares rápidos. A pesar de que están profundamente dormidos hacen
movimientos oculares rápidos. Esto se puede registrar colocando electrodos en los ojos.
174
Hay distintos tipos de ondas electroencefalográficas
Básicamente las ondas que uno puede registrar son las ondas:
ALFA, BETA, THETA, DELTA
- Ondas ALFAS:
Se registran principalmente en la zona parietal y occipital.
Características de una persona que esta relajada con los ojos cerrados
Ondas baja frecuencia y amplitud
- Ondas BETA:
Se registran fundamentalmente en la zona frontal, zona anterior.
Se registran fundamentalmente cuando la persona esta con mucha actividad intelectual.
Están en estado de vigilia y están cerebralmente muy activos.
Producidas por actividad visual y actividad mental
Más alta frecuencia: 13 a 25 ciclos por segundo.
- Ondas THETA:
Ondas de mayor amplitud, ondas mucho más lentas
Frecuencia: 5 a 8 ciclos/segundo
Se registran fundamentalmente en los niños
S registro en adultos indica fuerte stress emocional
Desde lóbulo temporal y occipital
- Ondas DELTA
Baja frecuencia
Mucho más amplias
Se producen por una sincronización de las neuronas corticales
Se pueden registrar en toda la corteza cerebral y son típicas de los adultos que están
durmiendo, en estado de sueño.
# La corteza no se va a dormir, la actividad cambia. Paso de un estado de BETA-ALFADELTA.
La actividad de las neuronas corticales es una actividad habitualmente asincrónica, por lo
tanto se expresa como pequeñas descargas de baja amplitud y de muy alta frecuencia. Pero
cuando la actividad se sincroniza → hay muchas neuronas que descargan juntas entonces se
pueden registrar otras ondas que son de mayor amplitud y sincronizadas. Típico de la
persona que esta durmiendo.
A medida que se va pasando por las distintas etapas del sueño se va generando la
sincronización, pero no necesariamente son o corresponde a ondas delta, paulatinamente se
van sincronizando estas descargas eléctricas.
Entonces vamos a suponer que una persona empieza a quedarse dormido. Habitualmente un
individuo adulto normal pasa del ESTADO DE LA VIGILIA al SUEÑO LENTO y de este
175
pasa al SUEÑO REM. Va haciendo todos estos ciclos repetidamente durante las horas de
sueño que duerme.
Solamente en algunos estados patológicos el individuo pasa de la vigilia al sueño REM. Sin
pasar por el sueño lento.
Por ejemplo: NARCOLEPSIA. Están trabajando tranquilamente y de repente se caen
dormidos súbitamente, después de algunos segundos o minutos retoman el estado de la
vigilia y siguen trabajando (como hacer una pausa en la mitad de una actividad cotidiana).
Es un estado complicado ya que se pueden manifestar en situaciones que pueden poner en
riego la vida del sujeto.
SUEÑO LENTO
- Desde el punto de vista funcional cambios en la actividad cortical, osea cambios en el
electro encéfalo grama
- Disminuye actividad neuronal. Actividad neuronal escasa.
- Metabolismo y temperatura cerebral baja
- Disminución del tono simpático
- Aumenta actividad parasimpática
- Tono muscular y reflejos permanecen más o menos intactos
- Esta fase de sueño lento tiene 4 etapas (por las que el individuo va pasando gradualmente:
Empieza a quedarse dormido y entra en la etapa 1, luego en la etapa 2, luego a la 3, y luego
a la 4 y hace un REM.
¿Qué es lo que se registra haciendo una polisomnografía?
Electroencefalograma
Electro oculagrama
Electro miografía: generalmente sub mentionana y del tibial anterior.
Flujo aéreo
Movimientos diafragmáticos
Electrocardiograma. También se hace registro de presión arterial: ¿Por qué? Porque hay
algunos individuos en los cuales se produce la “apnea” del sueño. En los cuales el individuo
deja de respirar durante tiempos variables, no solamente en las guaguas sino que en os
adultos también. En algunos adultos estos episodios de apnea que se producen en la noche,
en algunos de ellos están asociados con hipertensión arterial. Por lo tanto en el estudio de
los pacientes que tienen hipertensión arterial, y que son roncadores y que hacen apneas del
siempre sueño se les va a hacer una polisomnografía para ver que relación hay entre las
crisis que hacen de aumento de la presión arterial y los episodios y los episodios de “algo”
del sueño.
Entonces a través del electroencefalograma, electrooculograma y de la electro miografía, se
pueden estudiar las características de estas fases de sueño lento.
176
Ya dijimos, cuando el individuo esta despierto tenemos un patrón determinado de estas
variables fisiológicas, pero a medida que va pasando al sueño 1, sueño 2, sueño 3, sueño 4
hasta llegar al sueño REM, los registros eléctricos van cambiando considerablemente.
Entonces:
ETAPA 1:
- Disminuye la cantidad, la frecuencia y la amplitud del mismo alfa.
Nosotros dijimos que cuando se apresta a dormir y esta con los ojos cerrados listo para
quedarse dormido hay predominio de ondas de tipo alfa. Que son y que se registran
fundamentalmente en la zona occipital y parietal. Pero cuando entra en este estado de
somnolencia: etapa 1, disminuyen la cantidad, amplitud y frecuencia y empieza a
producirse cada vez mas frecuentemente ondas de tipo lento mas otras características que
ya vamos a mencionar.
- ACTIVIDAD MUSCULAR: Todavía tiene un tono muscular importante. La actividad
eléctrica de los músculos esqueléticos es muy parecida a cuando el individuo esta despierto.
ETAPA 2:
- Aparición de los primeros husos de sueño.
Los husos de sueño son unas espigas que se observan en las diapositivas, que son más
grandes y que están entremezcladas con el ritmo basal alto.
También se producen unas espigas bifásicas que se llaman COMPLEJOS CAPA (CREO)
Esto es típico de la etapa 2 del sueño. Esto no se ve cuando el individuo esta despierto,
cuando esta en sueño REM o cuando esta en la etapa anterior, la etapa 1 del sueño.
- ACTIVIDAD MUSCULAR: De a poco se va produciendo una perdida de la actividad
eléctrica muscular
ETAPA 3:
- Electroencefalograma esta mucho más lento. Ondas lentas de mayor amplitud, con ritmos
de tipo delta
- Actividad respiratoria más lenta, mas regular
- ACTIVIDAD MUSCULAR: Mucho mas plana. Electromiograma: muy reducido
ETAPA 4:
- ACTIVIDAD MUSCULAR: Mucho mas plana aun
SUEÑO REM
- ELECTROMIOGRAMA PLANO → NO HAY ACTIVIDAD MUSCULAR. HAY
ATONÍA MUSCULAR
- La actividad registrada con el electro encefalograma para el sueño REM es muy parecida
a la que se registra en el estado de la vigilia.
- Electro oculograma: Actividad ocular.
- Atonía postural (hay algunas descargas fásicas esporádicos, pero en general el individuo
esta “súper relajado”).
- Prácticamente no hay tono muscular
177
- Sin embargo hay una actividad eléctrica cortical parecida al estado de la vigilia. Por eso se
llama sueño paradójico: porque por un lado la musculatura esta completamente relajada,
pero la actividad cortical es muy parecida a cuando el individuo esta en la vigilia.
El sueño REM es una forma activa de sueño: porque el individuo tiene actividad cortical y
tiene otros elementos característicos del sueño REM. Hay algunos elementos que son
signos tónicos y otros que son signos fásicos.
¿Qué significa que sean tónicos?
Que son persistentes, que durante todo el tiempo que dura el sueño REM el individuo esta
manifestando estos signos. Por ejemplo:
- Atonía postural
La duración del sueño REM es variable. Dependiendo si el individuo se esta recién
quedando dormido, si esta en la primera hora o las primeras dos horas de sueño, o si ya
durmió 7 u 8 horas.
Mientras dure la etapa del sueño REM ya sea esto 5 minutos, 10, 15 o 20 minutos, va a
haber atonía muscular. → SIGNO PERSISTENTE
- Va a haber una actividad cortical parecida a la de la vigilia
- Entremezclados con estos signos persistentes va a haber algunos que son de tipo fásicos.
Que de repente hacen estos movimientos oculares rápidos, y que están relacionados con una
descarga neuronal que se produce en unas vías que se llaman PONTOGENICULADO
OCCIPITAL. → Que van de la protuberancia al geniculado lateral y de este a la corteza
occipital.
¿Dónde se origina esta actividad neuronal?
En la formación reticular de la protuberancia
¿Qué pasa además en el sueño REM?
- Aumenta la temperatura y el metabolismo cerebral. → Bastante lógico ya que es un
cerebro que esta activo, que tiene una actividad cortical importante.
- Sin embargo hay una manifestación parasimpática súper importante → si uno le mira los
ojos, las pupilas a los individuos que están durmiendo, cuando están en estado de sueño
REM, tienen la pupila muy chiquitita. Se produce MIOSIS máxima durante el sueño REM
(aumento de la expresión del tono parasimpático).
- Disminuyen las respuestas al calor y frío. El individuo pierde la capacidad para termo
regular, y la temperatura del cuerpo se iguala a la temperatura ambiental (si hace frío la
temperatura corporal va a ser baja, si hace calor la temperatura corporal sube).
Si miramos entonces la escala de VIGILA - SUEÑO LENTO Y SUEÑO PARADÓJICO.
Uno hace varios de estos episodios durante la noche: 1, 2, 3, 4, REM.
¿Cuál cree usted que es la etapa profunda del sueño?
Se considera en términos generales que la etapa de sueño profundo es la etapa 4 del sueño
lento. Entre la 3 y la 4 del sueño lento.
178
Grafico sueño 8 horas (dispositivas)
Dependiendo de la edad del individuo es la cantidad de horas que hay en un ritmo
circadianos. Los niños o recién nacidos duermen como 20 horas al día. Esto va cambiando
y se establece un patrón que es más o menos general alrededor de los 14 años, que se
mantiene en la adultez.
Esto también es variable entre los individuos: e promedio las horas de sueño son entre 7,5 y
8 ó 9, pero hay individuos que metabolitamente andan súper activos con 6 horas de sueño, y
otros con 7, 8, 9 ó 10.
Se cree que es un patrón heredado, cuantas horas de sueño uno necesita para funcionar
correctamente.
Si nosotros tomamos un individuo que duerme 8 horas, cada cierto rato hace un sueño
REM.
Cuando uno se acuesta a dormir, más o menos a la hora y media de quedarse dormido, se
hace la primera etapa de sueño REM. Luego se vuelve al estado 1, 2, 3 y 4 y hacemos otro
sueño REM. A medida que van pasando las horas, los REM se van extendiendo cada vez
más.
¿Cuándo sueña uno?
Preferentemente en estado de sueño REM, lo que no significa que uno sueñe solamente en
REM. Lo que pasa es que se ha visto que cuando se despierta bruscamente a un individuo y
este esta en la etapa de sueño REM, tiene mucha mas facilidad para recordar lo que estaba
soñando.
Las personas que son intelectualmente más activas se ha visto que sueñan más. Que tienen
experiencias oníricas mucho más elaboradas, que los que están intelectualmente menos
activos.
RESUMEN:
- El ritmo circadiano del sueño esta controlado por el núcleo supra quiasmático
hipotalámico.
- El sueño es generado de forma activa por la interacción de varias poblaciones de neuronas
que emplean diferentes neurotransmisores.
- El sueño cumple diversas funciones
- No hay ninguna teoría que logre explicar porque dormimos
- Hay una relación estrecha entre el sueño REM y la ensoñación, lo que no significa que en
sueño lento la persona no sueñe, pero aparentemente sueña más cuando está en estado REM
- Las fuentes del contenido especifico de las ensoñaciones o respuestas oníricas y la
compresión de porque no nos damos cuenta cuando estamos soñando sigue siendo un
misterio. No hay bases neurofisiológicas que indiquen porque soñamos, así como tampoco
hay ninguna relación entre la experiencia vivida durante el día del individuo con la
ensoñación. Por ejemplo: no necesariamente por haber visto una película de terror vamos a
tener pesadillas en la noche.
179
CLASE N ° 12
“APRENDIZAJE Y MEMORIA”
Esta clase es bastante complicada ya que tratamos temas que son bastantes controversiales
y es principalmente por el significado que se le pueden dar a las terminologías o conceptos.
Procesos tan complejos como el aprendizaje y la memoria.
La terminología empleada en esta clase es muy compleja por lo siguiente: (solamente se va
referir a dos de los conceptos de todo un proceso más global que se llama la cognición)
Para tener el concepto de fenómeno cognitivo, tenemos que entender que es la memoria,
pero para tener memoria hay que aprender, aprendiendo memorizamos, o teniendo memoria
podemos aprender.
Pero para poder aprender y tener memoria necesitamos de otros elementos como por
ejemplo que estemos despiertos. Esto significa además estar consciente.
Para entender entonces que es la memoria, el aprendizaje hay que tener atención y esta se
da despierto y con conciencia, y además concentrarme
Aprendizaje y memoria necesitan de la conciencia, de la atención y de la concentración
para poder entender.
BIOLOGIA MOLECULAR DE LA MEMORIA
- El aspecto más notable de la conducta animal es su capacidad de modificarla por el
aprendizaje.
Este es un gran postulado de la neurobiología. Nosotros expresamos nuestra actividad como
conductas. Conductas del movimiento, de la expresión, de las emociones, etc. , etc. Esto es
modificable por el aprendizaje.
- El aprendizaje se puede modificar por la experiencia, la cual es retenida por la memoria y
se puede explicar desde una perspectiva celular y molecular
Postulado propuesto por el profesor Eric Candell en el año 60´ y que esta experiencia puede
mantenerse como memoria y se puede explicar desde su perspectiva celular y molecular.
El aprendizaje viene a ser la base para la memoria por lo tanto la podemos estudiar desde el
punto de vista celular y molecular.
- ¿Qué cambios curren en el cerebro cuando aprendemos? Y una vez que hemos aprendido
¿Cómo se retiene la información?
- Para estudiar experimentalmente el aprendizaje se han estudiado sistemas nerviosos de
otros animales que conservan los rasgos de los mecanismos de aprendizaje a nivel celular.
Existió en los años 20´ un investigador llamado Taylor hizo un experimento con un bicho
que se llama PARAMESIO. Este animalito dentro de una cubeta a la cual se le ponían
obstáculos, entonces el animalito nadaba y chocaba con estos obstáculos. El animalito
aprendió a sortear los dos o 3 objetos que le incomodaban su ruta, a través de la cubeta.
Por lo tanto podemos ver que se puede emplear el término de aprender incluso en los
protozoos (incluso en los virus).
Estos mecanismos se pueden estudiar entonces incluso a nivel celular.
180
Obviamente que en animales superiores donde aparece el sistema nervioso central que es a
nivel de los “celenterados”: Actinias (Potos de mar), Medusas.
Experimento con Actinias. Se le estimulaba con un par de electrodos y el animalito en la
superficie se invaginaba. Mientras mayor era el estimulo, mas fuerte era la hendidura que se
provocaba en el cuerpo. Cuando ya la estimulación crecía demasiado en tal extremo que se
desplazaba. ¿Por qué no se desplazó antes? Porque el estimulo tenia que ser umbral:
característica fundamental.
ESTUDIOS MOLECULARES EN APLYSIA
Molusco, animal primitivo que se llama Aplasia
El sistema nervioso de la Aplasia cuenta con 20000 neuronas y sus conductas simples
involucran menos de 100 neuronas centrales. (1mm mide cada celulaaprox.)Pero dentro del
sistema nervioso que es bastante sencillo, el animalito que es como una especie de caracol,
babosa, tiene la particularidad de tener tentáculos, cuerpo, no tienen concha y lo cubre un
manto. Tiene un sifón y ojos a nivel de los tentáculos.
Tiene 2 ganglios supra esofágicos, 2 infra esofágicos, estos dos van a unos más grandes que
son los motores prácticamente y que son los ganglios viscerales.
Tienen cadenas y puentes entre ellos de tal manera que la organización motora y sensorial
se esquematiza como una unidad completa.
En los ganglios viscerales tiene alrededor de 20 neuronas que se han descrito. Se ha visto
que tienen neuronas sensoriales y motoras.
- De una sola célula se puede obtener suficiente mRNA para hacer cDNA.
Estas células al ser tan grandes pueden inyectárseles marcadores celulares, anticuerpos,
hacen constructos genéticos y realizar estudios moleculares de la tranducción de la señal en
cada célula individual.
# Entonces tiene neuronas sensoriales, motoras e interneuronas que relacionan las cadenas
ganglionares. SISTEMA NERVIOSO IGUAL AL DE LOS VERTEBRADOS
ANÁLISIS DE UN SIMPLE REFLEJO DEFENSIVO
Porque este animalito reacciona si se le estimula. Igual que cuando se le estimulan los
cachitos a un caracol. El caracol retrae los cachitos. Este animalito hace lo mismo. A
Candell se le ocurrió estimular el manto y obtener retracción del sifón. El sifón es con el
que el animalito respira (extrae agua la branquia para poder sacarle el oxigeno)
- Retiro de la branquia por estimulación del sifón (EVASION): después de hacer varios
experimentos se puede ver que la estimulación del sifón hace una evasión para que no lo
sigan estimulando.
Otro experimento (en clases): se le pone anillo en cabeza a distintos alumnos, se deja de
sentir “al ratito”
→
181
- Este simple reflejo puede ser modificado por 3 distintas formas de aprendizaje:
1-. HABITUACIÓN: Mecanismo de aprender a no responder concientemente.
Experimento (en clases): se le pone anillo en cabeza a distintos alumnos, se deja
De sentir “al ratito”
2-. SENSIBILIZACIÓN: Respuesta fuerte a un estímulo neutro (Hz).
Hay veces en las que quedamos como dicen vulgarmente “espirituado”, quedan
receptivos para tal cosa, ejemplo: cuando uno va bajando las escaleras va mirando el suelo,
pero si uno se cae o tropieza aparece el reflejo de inhibir la pierna y extender la otra. Niños
aterrizan con las manos y extienden la cabeza → MECANISMO REFLEJOS.
Tantas veces se repite el estímulo que se SENSIBILIZA. En vez de aprender a no responder
ahora al revés, se necesita más intensidad para irlo desencadenando.
Damos respuestas muy fuertes a un estimulo.
3-. CONDICIONAMIENTO CLASICO: Experimento de Pablov con un perro, al
cual se le hacia sonar una campana y se le encendía una luz, antes de darle de comer ¿Qué
pasa si después de un tiempo se le estimula solo prendiendo la luz o haciendo sonar la
campana? El perro salivaba igual.
- Como el aprendizaje de los vertebrados el almacenaje de la memoria para cada tipo de
aprendizaje tiene 2 fases:
1-. MEMORIA TRANSIENTE – Dura minutos
2-. MEMORIA MAYOR – Dura días o mas tiempo
APARTE DEFINICIONES PARA NO CONFUNDIRSE:
- ADAPTACIÓN
- HABITUACIÓN
- SENSIBILIZACIÓN
- REFLEJO CONDICIONADO
- FATIGA SINAPTICA
Cuando tenemos un receptor, cuando entramos en un sitio que tiene buen o mal olor
sentimos de inmediato fuerte el olor, pero después de un rato no nos habituamos!!! Porque
eso es no responder!
Ejemplo luz: la primera vez pestañea y después no. Cuando uno cambia el estimulo aparece
de nuevo pero cuando esta el estimulo se va. Este es un concepto de habituación.
Que pasa si ponemos el anillo en la cabeza: el receptor se adaptó.
En cambio en la habituación hay que cambiar el estimulo.
Que pasa cuando entramos a un sitio con buen olor y después no lo sentimos: FATIGA
SINÁPTICA.
182
SENSIBILIZACIÓN: nos sensibilizamos y por lo tanto no sentimos algunas cosas.
Ejemplo: el dolor es uno de esos fenómenos más complejos.
Algunas personas tienen la propiedad de decir “que no me duela, que no me duela” y no le
va a doler.
Ejemplo: pacientes con esguinces. Pasa después de algunos dias ero si se toca la zona
duele. Esto se llama sensibilización.
CONDICIONAMIENTO: Ya lo conocemos
Ahora llegamos a un problema mas complejo que ya no depende de nosotros, depende de la
atención: cuando estamos atentos y sentimos cosas que no sentimos habitualmente como
los zapatos, es un proceso que se lleva a cabo en el sistema nervioso central, muy complejo.
(Niveles de activación de la corteza cerebral)
PROPOSICIONES: MEMORIA
- LORENTE DE NO: Año 47´. La memoria se almacena dinámicamente por autoreexitación de cadenas neuronales permanente. Las cadenas neuronales se re excitan en
forma permanente de esta manera se crean estos circuitos y se retroalimenta y se consigue
que se almacene como tal y nosotros podamos evocarlo como memoria.
Ejemplo observación que hizo el profe en un paciente que estaba durmiendo con anestesia y
con el cerebro abierto y al estimularle la formación reticular del tálamo lo despertó. ¿Qué
paso aquí? Es lo mismo que pasa cuando estamos durmiendo y nos despertamos. Estos
circuitos de re excitación son los que mantienen esa actividad. De esta manera uno puede
almacenar estas memorias.
Esta idea fue tomada por D HEBB quien concluyo que estos circuitos de retro alimentación
(que se necesitan mantener para memorizar), serian mecanismos de memoria de corto
plazo.
- HYDEN: En la misma época propuso que el aprendizaje producía cambios en la
composición del DNA y del RNA. Experimento con animalitos conocidos como Planearias:
Son gusanos, planos, blancos, tiene un sistema nervioso muy parecido, dividido en
segmentos y con dos ganglios por segmento. Si se le ponen obstáculos aprende a sortearlos.
Este animal tiene la propiedad de que si lo cortamos en trozos, 3 por ejemplo: trozo A,
trozo B y trozo C. todos estos trozos re generan todo!! el animal. Y como el animalito había
aprendido a sortear el laberinto estos animalitos re generados, aprendieron más rápido a
sortear el laberinto, y se volvía a segmentar el C, aprendía mas rápido y mas rápido etc. etc.
etc. hasta alcanzar en la curva la “planicie de arriba”. → Este animalito aprendió a sortear
este laberinto ya que hay síntesis y cambios del DNA y eso es lo que prueba este
experimento. → Primeras proposiciones que la memoria tiene una base de tipo molecular.
183
CURVA
APRENDIZAJE:
- CAJAL: 98´. Propuso que el aprendizaje resulta de cambios en la intensidad de la
conexión sináptica entre células interconectadas. Proposición realmente genial ya que hoy
día se habla de que el aprendizaje existe en las conexiones de tipo sináptico y lo que hace
después es agregar que si bien se hacen en las sinapsis con cambios en el DNA.
- Kandell: Más que la intensidad y efectividad de las conexiones puede ser alterada por la
experiencia.
La experiencia entonces es el hecho de estar repitiendo y repitiendo el experimento el
animalito aprende:
- Así en las 3 formas de aprendizaje inicial (Habituación, sensibilización y el reflejo
condicionado) la PLASTICIDAD emerge como mecanismo para el almacenamiento de la
memoria.
PLASTICIDAD: GENETICA - NEURAL
- Obviamente que la plasticidad nos lleva a entender algunos elementos importantes.
Ejemplo: dendrita de la célula apical de una célula piramidal. Cada dendrita tiene miles de
botones sinápticos. Espinas sinápticas se van elongando y manteniéndose elongadas.
Las espinas dendríticas toman contacto directo con la cabeza de la espina dendritica.
Las neuronas pueden generar este tipo de sinapsis y en las sinapsis se pueden identificar
moléculas involucradas en ella.
- El terminal post sináptico contiene receptores unidos a proteínas.
- Células troncales se diferencian para producir neuronas
- Las neuronas pueden producir sinapsis
- En las sinapsis se pueden identificar moléculas involucradas en conductas
184
QUE ES LA MEMORIA
PROCESO DE TIPO COGNITVO QUE SE EXPRESA COMO LA PROPIEDAD O
CAPACIDAD DEL SISTEMA NERVIOSO DE PODER ADQUIRIR, REGISTRAR,
CONSERVAR, EVOCAR Y RESTITUIR INFORMACIÓN O EXPERINCNIAS
LAS EXPERIENCIAS SON: IDEAS IMÁGENES, ACONTECIMIENTOS,
SENTIMIENTOS, VALORES, LENGUAJE, ETC.
# Un fenómeno más complejo aun que la memoria y el aprendizaje que es la percepción
EL DESAFIO DEL SIGLO XXI SERA COMPRENDER LOS MECANISMOS DE
LA CONDUCTA HUMANA
Hoy día sabemos que nuestra actividad conductual puede ser tan relativa para podernos
expresar, porque muchas veces estamos en desacuerdo con la gente del al lado. Rasismo y
discriminación son parte de nuestra conducta. Valores.
- La importancia y su significado de entender estas conductas esta dado por la cantidad de
enfermedades neuropsiquiatritas que afectan al hombre. (Estamos viviendo una época con
muchas depresiones, mucha competencia). Las enfermedades psiquiátricas son producto de
esta sociedad emergente que tiene como valor fundamental el comercio, si produce plata
entonces vale sino no sirve.
- MUY IMPORTANTE CONOCER ESTOS MECANISMOS DE → Aprendizaje –
Memoria
-
Memoria Implícita → Corresponde al entrenamiento motor reflejo o habilidades
perceptivas. Es una memoria rígida, ligada al estímulo original.
Por ejemplo como aprendimos a escribir, a manejar, como aprendimos a andar en bicicleta,
etc.
Habilidades perceptivas: el caminar cuando nos estaban enseñando a caminar. Dábamos 2
pasos y al suelo así sucesivamente hasta aprender. La memoria refleja del caminar.
El entrenamiento motor entonces, o habilidades perceptivas.
Ejemplo cosas que dibujábamos cuando chicos y que no se parecían en nada a lo que
realmente era → habilidad perceptiva.
Ejercicio alumno al frente describir lo que tiene en el bolsillo. Lo primero que hace es decir
lo que es, no describirlo. Después tiene que describir un lápiz, lo describe como “largo, liso,
duro” jajajajaja → siente el objeto y lo describe: procede de una habilidad esta percibiendo.
Las declaraciones descriptivas de lo que uno siente o percibe
185
- Memoria Explicita → Involucra la asociación altamente flexible de muchos hechos o
trozos de información.
Osea asociamos cosas. Ejemplo: Describa bicicleta que esta en su casa. Descripción: 2
ruedas. Cuesta, es difícil declarar las cosas con extrema precisión.
Esta memoria declarativa, implícita vamos a verla en los pacientes, en su manera de
explicarnos los trastornos que tiene.
IMAGENOLOGIA PET (18 FDG)
Hay una serie de tecnologías que nos facilitan hoy el funcionamiento del cerebro
- Situación Problema
- La imagen superior muestra como la resolución de un problema donde el sujeto se le
pregunta una raíz cuadrada el sujeto tiene que empezar a pensar porque no tiene la solución,
piensa como poder resolver este problema de la raíz cuadrada
- En la imagen inferior en la que el sujeto si tiene conocimiento del problema, el consumo
de energía se basa nada más que en la SENSIBILIDAD Y MOTILIDAD a la acción.
186
CLASIFICACIÓN DE LAS FORMAS DE MEMORIA
MEMORIA DE
LARGO PLAZO
2 TIPOS:
IMPLICITA
(No declarativa)
EXPLICITA
(Declarativa)
Hechos
Eventos
Recuerdos de
palabras u
objetos
Acción
Hábitos
Aprendizaje
Asociativo
clásico y
operante
Rp
Emotiva
Lóbulo Temporal
Medio
NEOCORTEZA
Aprendizaje
No Asociativo
Habituación
Sensibilidad
Musc.
Esq.
ESTRIADO
VIAS
REFLEJAS
AMIGDALA
CEREBELO
SENSIBILIZACION Y HABITUACION SON TIPOS DE APRENDIZAJE NO
ASOCIATIVOS Y NO DEPENDEN DE LA CORTEZA. NO ES CORTICAL. EJEMPLO
DEL ANILLO: LOS RECEPTORES SON LOS DE MAS RAPIDA ADAPTACION
187
CORTEZA CEREBRAL QUE CONCIERNE CON EL FUNCIONAMIENTO
COGNITIVO
1-. Prefrontal dorsolateral
= EJECUTIVO
2-. Corteza orbito frontal lateral
= MOTIVACIONAL
3-. Prefrontal Rostral
= MNÉSICA
Lóbulo Temporal Corteza Auditiva
Hipocampo
El funcionamiento cognitivo va a depender siempre de la neocorteza.
Corteza sensorial de Brodmann: 3, 2 y 1 → aquí llega toda la sensibilidad al cuerpo.
La 4 es la motora primaria
La corteza prefrontal dorso lateral es netamente ejecutiva. Ejemplo: caso de la señora que le
tiraron una piedra, perdió casi todo el lóbulo pre frontal y perdió las funciones ejecutivas.
Tiene lenguaje pero la memoria no está. Se olvido de todo.
Luria, investigo durante la 2da guerra mundial que le pasaba a los soldados que perdian
parte del lóbulo frontal, hemisferios izquierdos, derechos, etc. El lenguaje esta en el
hemisferio izquierdo pero si por alguna causa se debe sacar o se pierde el hemisferio
izquierdo se pierde el lenguaje pero se puede recuperar.
La repetición en forma permanente puede lograr que estos pacientes puedan llegar a
expresarse a través de un lenguaje muy simbólico y primitivo (mamá, papá, agua, etc.)
La corteza orbito frontal es motivacional, con esta lloramos, nos alegramos y sonreímos.
En la corteza prefrontal Rostral Anterior esta recibiendo la memoria de largo plazo
Lóbulo temporal muy importante porque reside ahí el hipocampo. Además esta la corteza
auditiva que es fundamental.
188
GANGLIOS BASALES: PARTICIPACION EN PROCESOS COGNITIVOS
Entre las estructuras que participan en los procesos de aprendizaje, memoria y atención
están los ganglios básales.
Son fundamentales los circuitos fronto sub corticales que suple información sensorial y
acerca del movimiento
¿Qué núcleos?
Caudado, Putamen y Globo Pálido → CUERPO ESTRIADO
PARTICIPACION DE OTRAS ESTRUCTURAS PARA BUSCAR EL ANALISIS
DEL SIGNIFICADO EMOCIONAL O MOTIVACIONAL DEL ESTIMULOPARA
DAR LA RESPUESTA ADECUADA:
- Participan fundamentalmente: Amígdala e Hipocampo (2 estructuras fundamentales que
participan en los procesos cognitivos)
Hipocampo: material en el que se ha sometido a ratas a entrenamiento motor y ahí se ve la
forma como las células del área dentada que tiene distinto grosor cuando se le entrena para
que modifique su organización estructural. Las conexiones sinápticas aumentan, osea el
ejercicio es importante para generar mejores conexiones en el hipocampo. El hipocampo es
la estructura que hace por primera vez el almacenamiento de toda la información, es decir,
es el centro de la memoria. Aquí llega todo!!!! (Memoria del dolor, del movimiento, del
desplazamiento, etc.)
El hipocampo se conecta con la amígdala y con la amígdala se le da el atributo mas
importante que es lo motivacional y emocional.
CEREBELO
También esta involucrado sobre todo en las memorias implícitas. Todo lo que tiene que ver
con mecanismos motores de desplazamiento y de acciones reflejas o actitudes o conductas
que impliquen desplazamiento del individuo en el espacio.
Ejemplo: caso de Daniela, la niña del accidente del tren. Escribe perfectamente bien sin su
mano. Los movimientos los puede ejecutar con el brazo.
¿Tiene representación en la corteza la mano de ella?
No porque no existe.
Sin embargo crece la representación del brazo.
Esto ocurre también a nivel del cerebelo porque aquí también hay una representación
motora.
189
LAS BASES MOLECULARES DEL APRENDIZAJE Y LA MEMORIA
- Obviamente que hay una aproximación muy clara desde el punto de vista genético y de las
proteínas. La ciencia que estudia las proteínas del sistema nervioso se llama proteomica.
- Se han encontrado multi proteínas en las sinapsis.
- Estos complejos de proteínas son reguladores claves de las transferencias de la
información entre las células.
- La actividad eléctrica que viene desde el terminal pre sináptico que va como señal
neuroquimica (porque son neurotransmisores que se liberan en este punto), hay receptores
en la membrana post sináptica que están asociados a proteínas internas y hay una serie de
complejos fenómenos para dar u obtener un LTP pero a veces se produce una inhibición del
sistema que le llamamos LTD
- Se obtienen dos tipos de respuestas:
1-. LTP: Potenciación de larga duración (EXCITACIÓN)
2-. LTD: Depresión de larga duración (INHIBICIÓN)
POTENCIACIÓN A LARGO PLAZO
- Modelo a nivel celular de la plasticidad sináptica (plasticidad: aprendizaje porque hay mas
conexiones en los elementos)
Dependiente de la actividad
La activación de alta frecuencia en circuitos corticales hace que las neuronas estriatales
produzcan LTP o LTD en la transmisión sináptica en el estriado dorsal.
Participación fundamentalmente de la DOPAMINA
El ejercicio hace que se libere dopamina en el cuerpo estriado y por lo tanto al haber
activación de alta frecuencia en estos circuitos las neuronas van a producir o LTP o LTD.
Ver diapos.
HABITUACION
Potenciales tardíos registrados en la corteza cerebral.
ESTE FENOMENO DE HABITUACIÓN es un fenómeno cognitivo muy complejo porque
significa participación de la corteza cerebral
Implica fenómenos tan complicados de
1-. Atención
2-. Concentración
Y por ultimo de la PERCEPCIÓN
190
Las mediciones de estos potenciales nos permiten conocer que le esta pasando a un paciente
que ve cosas que se le vienen encima o que cree que lo vana agredir. Estos pacientes que
están locurando, tienen potenciales tardíos tremendamente grandes.
Estos otros fenómenos complicados (Atención, Concentración y percepción que no tienen
que ver con nosotros), tienen que ver con otro mecanismo que de llama “DE
HABITUACIÓN” (DISTINTO A TODO LO ANTES VISTO)
LTP INICIAL: Solo requiere modificación sencilla estructural de algunas proteínas
LTP TARDÍO: Tienen que ver con síntesis proteicas
¿Por qué se produce LTP o LTD?
Porque se excitan o sistemas o se inhiben los sistemas.
Se dan a través de mecanismos sinápticos.
DIAPOSITIVAS CON DIAGRAMA MEMBRANAS PRE Y POST SINAPTICAS
Por ejemplo: Proteína G asociada a un receptor
Existen distintos pasos que llegan al final a la transcripción de proteínas
GLUTAMATO
Es el receptor excitatorio de la corteza cerebral hacia las otras estructuras, se han descrito
algunas cosas nuevas. Se ha visto que hay un proteína que hace las veces de transportador
porque el glutamato que es un aminoácido tiene que entrar a la vesícula: SINAPTOFISINA,
con unas proteinas que están asociadas a la membrana presinaptica la
SINAPTOTAGMINA, y otras que están asociadas directamente para que la sinaptotagmina
funcione tiene que haber un anclaje en el medio que es la SINTAXINA.
Entonces todo esto es para entender que se libera el neurotransmisor. Para que se libere
ocurren una serie de trastornos. Cada uno de estos pasos desde como ingresa el glutamato
dentro de la vesícula sináptica nos permite ver un pequeño potencial
Cuando están ocurriendo cada uno de estos pasos donde se empiezan a abrir estos sistemas:
ocurre una serie de otros eventos que se han descrito como potenciales de excitación pre
sináptica.
¿Por qué habla de esto?
Porque hoy en día se esta viendo que hay trastornos motores y sensoriales de neuro
degeneración ocurridas por glutamato.
El glutamato al igual que la dopamina en grandes cantidades es tóxico para el sistema
nervioso.
#Pacientes con enfermedades neurodegenerativas están siendo tratados con anti
inflamatorios
191
PROTEINAS
- AMP cÍclico
- Proteinquinasa A
- CREB (proteina de enlace)
- NCAM
- Canales de potasio
- Receptores de glutamato
etc.
Están en las diapos
RECEPTOR DE NMDA
- Proteína compleja y juega un rol muy importante en la plasticidad. Proteína canal que
permite paso del calcio
- Activación y consolidación ce ciertas sinapsis
- Tiene una gran importancia: porque aumentan el paso de calcio al interior de la membrana
- Neurotransmisor no se ibera solo. Van acompañados de otra proteína u otra sustancia
- Zinc y H + o acidez modulan negativamente al canal de NMDA
- Magnesio: se sabe que bloquea. Bloqueo que se elimina cuando la membrana se
despolariza.
- Habiendo una sobre activación produce activación de este receptor, osea liberación de
glutamato puede llegarse a obtener:
- Epilepsia ó
- Apóptosis
MODELO
Del terminal pre sináptico se libera el neurotransmisor, actúa sobre los receptores de
glutamato NMDA, AMPA o Kainato.
Entrada de calcio, esta entrada esta controlada por una proteína: la TRK que a su vez esta
controlada por otro factor neural derivado del cerebro: BDNF que controla en la espina
dendrítica para que se produzca el LTP.
APRENDIZAJE
ES UN PROCESO COGNITIVO (PODEMOS LLEGAR HASTA LA PERCEPCIÓN)
POR EL CUAL SE OBTIENE Y SE ELABORAN NUEVOS CONOCIMIENTOS,
HABILIDADES, VALORES, ACTITUDES, A TRAVES DE EXPERIENCIAS VIVIDAS
OBJETIVO: CONSTRUIR UN REPRESENTACIÓN DE LA
CONDUCTUAL, O HACER UNA ABSTRACCIÓN DEL SISTEMA.
ACTIVIDAD
Ejemplo del alumno que saco adelante a describir lo que tenia en el bolsillo. Lo abstraía de
tal manera de comunicarnos a nosotros que era lo que tenia. El estaba percibiendo pero para
ello tubo que recurrir a mecanismos complicadísimos.
192
ESTRATEGIAS PARA ESTUDIAR EL APRENDIZAJE
- El aprendizaje explícito o declarativo puede explicar lo aprendido (a veces)
- El aprendizaje implícito o no declarativo es la ejecución
- Lesión en el lóbulo temporal: Afecta en el traslado del material almacenado de corto plazo
a la memoria de largo plazo (esta adelante en el lóbulo frontal)
- Estudiar las propiedades del hipocampo, parte del cerebro, mas directamente relacionado
con los aspectos de la memoria (Kandell y sucesores)
- Las células piramidales del hipocampo son diferentes electrofiologicamente de otras
neuronas del sistema nervioso.
Fotos donde aparecen células o neuronas piramidales de la corteza cerebral y células
piramidales del hipocampo: son parecidas, tienen dendritas basales, dendrita apical,
terminales arriba, igual: por eso que el hipocampo es un ARQUI CORTEX y la corteza
cerebral un NEO CORTEX.
¿Hay diferencias entre las neuronas y sinapsis humanas con la de los invertebrados? NO
¿COMO AFECTA EL APRENDIZAJE A LOS ELEMENTOS DEL CIRCUITO?
Cajal ya lo había propuesto en 1894, había dicho que la teoría del almacenaje de la
memoria: de que se esta se guardaba en el crecimiento de las conexiones.
Los nuevos neuro psicólogos: Kéller y Lashley supusieron que el aprendizaje produce
cambios en los campos eléctricos o gradientes quimicas en las poblaciones neuronales
generadas por la actividad de las células reclutadas por el aprendizaje.
¿Qué quiere decir esto?
Ellos sin saber lo que ocurría (en la imagen proteomica), ya hablaban de gradientes
químicas, se sabia que habían proteínas implícitas en los mecanismos de memoria y
aprendizaje.
¿CUALES SON LOS MECANISMOS MOLECULARES POR LOS CUALES LA
MEMORIA DE CORTO PLAZO SE ESTABLECE Y COMO SE CONVIERTE EN
MEMORIA DE LARGO PLAZO?
Kandell Y Schwuartz el 71’ encontraron que los cambios sinápticos en las conductas de
corto plazo eran expresados aun cuando la síntesis proteica era inhibida.
→ No es necesario que se sinteticen proteínas porque lo mas importante es que haya mayor
crecimiento de conexiones sinápticas
Cuando existe un reflejo normal, la estimulación sensorial frente a un sistema motor, se
sabe que esta modificado por otros neurotransmisores: fundamentalmente la serotonina, en
las neuronas motoras entonces reaccionan y dan el reflejo de cierre palpebral. Pero cuando
se ejecuta nuevamente y nuevamente la estimulación, van creciendo y esta aumentando la
cantidad de relaciones sinápticas que tienen que ver con el aprendizaje.
Mientras más estudiamos, y volvemos a leer y volvemos a leer etc., hasta que queda y en
ese momento se establecen nuevas conexiones sinápticas.
193
Y asi aprendemos a tocar piano por ejemplo etc.
La estimulación produce sensibilización.
-La motoneurona en un control, con un estimulo, produce un potencial cada vez que se le
da un shock eléctrico, pero este tiene que ser umbral, y cuando se le da a la estimulación
sensorial también un potencial de esta naturaleza
¿Qué pasa si aumentamos la intensidad?
La motoneurona responde mas pero en la sensorial no pasa nada.
¿Pero que pasa ahora si agregamos serotonina?
La neurona creció. La serotonina entonces forma parte del mecanismo de aprendizaje,
además del AMP cíclico y de la proteinquinasa.
Esta es la demostración que hay otras proteínas u otras sustancias comprometidas en la
sensibilización que es un mecanismo de aprendizaje
Los fundadores de la psicología cognitiva (muchos señores), se refieren al análisis de
procesos por el cual la información sensorial es transformada en percepción.
Todo lo que hemos visto es para entender finalmente la PERCEPCION.
Necesitamos:
Estar despiertos, aprender, concentrarnos, memorizar, y por ultimo percibir.
Esto es evaluar como un estimulo permite una respuesta conductual especial.
El termino cognición se refiere a todos los procesos por los cuales las señales de entradas
son transformadas, reducidas, elaboradas, almacenadas, recuperadas y usadas.
ESTUDIOS DE LA REPRESENTACION DE PROCESOS MENTALES
RECIEN VIMOS QUE TODOS LOS PROCESOS MENTALES DESDE EL LENGUAJE,
LA ATENCIÓN, TODO NECESITA DE UNA REPRESENTACIÓN.
Vamos a tener entonces una representación sensorial, del gusto, del olfato, del movimiento
de extensión, de flexión, mientras mas usamos la mano mas representación tiene la mano,
un futbolista tendrá mas representación de sus piernas, un pianista de sus manos, etc. ,etc.,
etc.
Se asume que cada acto perceptual o motor tiene que tener una representación interna en el
cerero. Debe tener la forma de un modelo a actividad en un conjunto específico de
neuronas que codifican el precepto o la acción
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