Contracciones del músculo adductor del dactilopodito de

Boletín Asoc. esp. Entom. Vol. 10: páginas 181 - 187. Sala manca, mayo, 1986
Contracciones del músculo adductor del
dactilopodito de Procambarus clarkii
(Girard, 1852). I.- Fenómenos de
habituación a corto y largo plazo
M. M. Almar Galiana, J. Día/ Mayans y A. Núñez Cacha/a
Palabras clave: Contracciones; adductor dactilopodito; Procatnhanis clarkii.
RESUMEN.- La habituación ha sido definida como la reducción progresiva de la res
puesta ante la estimulación repetida. En este trabajo se estudia la disminución
de la amplitud de la contracción del músculo adductor del dactilopodito de Prooambavus clark-ii, (Girard, 1852), frente a una estimulación repetida de sus vias
nerviosas motoras.
Se obtuvieron, para cada preparación experimental, 8 series de 10 contracciones,
separadas por un intervalo de 5 minutos. Se observa una progresiva reducción de
la amplitud en las contracciones de una misma serie (habituación a corto plazo)
y entre las contracciones homologas interseries a lo largo del tiempo experimental (habituación a largo plazo).
La disminución a corto plazo se ajusta a una curva potencial,siendo logarítmica
en el caso de la disminución a largo plazo.
SUMMARY.- Habituation has been defined as a progressive reduction in response
to repeated stimulation. The diminution of amplitude of Procombarus ctaTki,í
(Girard, 1852) dactylopodite adductor muscle contractions due to repeated stimulation of motoneurone, has been studied.
8 sets of 10 contractions each, experimental preparation. There is a progressive
reduction in amplitude within the sucessive contractions of each series (short
term habituation) and in the homologous contractions of the different series during the experimental time (long term habituation). The short term diminution
fits to a potentive curve, whereas the long term diminution shows a logaritmic
one.
INTRODUCCIÓN
parte
181
moduladas de un músculo en concreto.
En los vertebrados ello es posible por la función contráctil de un número
más o menos grande de unidades motoras; pero en el caso de los crustáceos, en
que la mayor parte de sus músculos están inervados por un pequeño número de moto
neuronas, juega un papel muy importante la plasticidad sináptica de la unión
neuromuscular {Atwood, 1976).
El fenómeno provocado por la estimulación repetida a diferentes frecuencias de las preparaciones neuromusculares en los vertebrados, y que consisten
en una disminución de la amplitud del potencial de placa motora, ya se estudio
por diferentes autores (Thies, 1965; Betz, 1970).
Una depresión de este tipo puede estar provocada por una disminución de
la cantidad de neurotransmisor en las terminaciones nerviosas presinápticas.Este
mismo fenómeno va a ser estudiado en los crustáceos por Dudel y Kuffler (1961),
Atwood y Johnston (1968); sobre todo en el músculo flexor abdominal rápido
inervado por la motoneurona excitadora gigante (Kennedy y Takeda, 1965; Bruner
y Kennedy, 1970; Zucker y Bruner, 1977 y Cternasty y Bruner, 1975).
También han sido estudiadas las depresiones de las respuestas musculares
branquiales a estímulos táctiles directos y estímulos eléctricos sobre las vias
nerviosas aferentes (Peretz y cois., 1976; Lukowiak, 1977).
Esas disminuciones de la amplitud de los potenciales neuromusculares van
seguidas de una caida de la tensión del músculo. Dicha caida va aumentando con
las sucesivas contracciones.
De todas formas, el comportamiento del paquete muscular entero y su impor
tancia dentro de esta actividad mecánica no ha sido estudiada. Lo hicieron Czter
nasty y Bruner (1980) en el músculo flexor abdominal rápido, y Jacobs y Atwood
(1981) en los músculos extensor y abductor del dactilopodito del quelípodo, en
el cangrejo Procambarus clar-k-ii,.
En este trabajo hemos querido estudiar la disminución de la amplitud de
las contracciones del músculo adductor del dactilopodito del quelípodo de
Procambarus ola^ki-i, cuando se estimulan eléctricamente las vias nerviosas motoras.
MATERIALES Y MÉTODOS
Todas las experiencias se realizaron con animales adultos, machos y hembras de la especie Procambarus claTk-ii, -Decápoda, Malacostraca, Crustácea- de
25-35 g de peso.
Todos los animales se obtuvieron de la Albufera de Valencia y, antes de
su utilización, se mantuvieron durante 30 dias a una temperatura de 202C en instalaciones existentes al efecto en nuestro laboratorio. El agua de los acuarios
provenía de la red local.
La alimentación ad libitum, consistía en vegetales frescos e hígado de
cerdo congelado administrados una vez por semana.
Se separó el quelípodo del resto del animal a nivel del isquiopodito, e
inmediatamente, se sumergió en una solución Van Harreveld (. 1936}, donde estuvo
un tiempo no inferior a 30 minutos. Después de ello, se fijó en una masa de pías
telina mediante ganchos metálicos, quedando asi libre únicamente el dactilopodito.
El músculo adductor del dactilopodito, objeto de nuestro estudio, se encontraba, en todo momento, en el interior del propodito, en su posición natural
y bañado continuamente por la solución Van Harreveld.
Para acceder a las vias nerviosas motoras que controlan la musculatura
de la pinza, se eliminó parcialmente la parte interna del exoesqueleto a nivel
del meropodito.
El extremo dital del dactilopodito se unió al terminal de un transductor
isométrico (Dinamometer U.F.I. Range 202), que se conectaba a un oscilógrafo
182
{Washington 400 MD 2C B.W.L.) pudiéndose registrar, de esta manera, las contracciones individuales del músculo.
Las contracciones se obtuvieron por estimulación eléctrica de la motoneuroña excitadora rápida, por contacto directo mediante electrodos de plata,
unidos a un estimulador de corriente continua (Double Pulse Stimulator S.R.I.).
Con cada una de las preparaciones experimentales, se registraron 8 series
de 10 contracciones isométricas separadas entre sí por 5 minutos de descanso.
Se midieron todas y cada una de las contracciones registradas y se calculó la amplitud porcentual de cada una refiriéndola a la amplitud de la primera
contracción del registro a la que se atribuyó un valor fijo de 100. Esto se hizo
así, y no se utilizaron los valores absolutos, para superar el inconveniente que
representa el hecho de que las amplitudes de las contracciones obtenidas en cada
preparación neuromuscular dependen y varían en gran medida con las condiciones
del montaje de la preparación, así como de la distinta masa muscular presente
en cada uno de los quelípodos empleados.
La tensión 'original de todas las preparaciones experimentales era la
misma antes de comenzar las experiencias
RESULTADOS
En la Fig.l aparecen algunos de los registros obtenidos de las contracciones del músculo adductor del dactilopodito por estimulación eléctrica de las
vias nerviosas motoras.
Después de medir todas y cada una de las contracciones registradas y una
vez calculado el valor porcentual referido a la primera contracción del registro, se analizaron los valores estimados, mediante el análisis de la varianza
de dos vias con repetición, donde las filas eran los valores porcentuales de las
amplitudes correspondientes a las contracciones de las diferentes series del
registro, mientras que las columnas eran los valores porcentuales de las amplitudes correspondientes a las contracciones dentro de cada serie de tiempo de los
distintos registros.
JSE3IB-5 1 lSERJ5-6- : ; SERIE -.7 .SERIE 8.
MÜA:
Figura 1 : Registros de 8 series de 10 contracciones iscmetricas cada una, separadas por un periodo de reposo de 5 min. Frecuencia de estimulación: 1/10
Cada registro corresponde a una preparación experimental distinta.
183
TABLA I.- Valores medios porcentuales de amplitud transformados en are sen \Jx,
correspondientes a cada una de las contracciones registradas dentro
de cada una de las series.
Serie 1
Seria 2
Serie 3
Serie 4
Serie 5
Serie 6
Serie 7
Serie 8
90.0±0.0
69.3±9.9
56.6±9.8
4S.7±7.9
60.7±8.1
51.7±6.7
44.0±5.3
3S.7±5.4
43.5±6.6
40.6±6.3
36.8±5.0
32.8±4.9
35.9±3.6
33.2±3.3
29.9±3.2
27.3±3.7
55.2±8.7
46.2±6.9
40.5±5.7
35,9±3.9
33.0±3.2
30,6±3.1
27.2±3.2
25.2±3.3
52.0±8.7
44.1±6.6
38.7±5.2
34.6í3.5
31.5±2,9
29.0±3.2
26.2±3.0
24.i ±3.2
50.4±8.7
42.4±6.2
37.7±4.7
33.6±3,3
30.8±2,7
28.2±3.3
25.4±2.8
23.6±3.3
49.0±S.5
41.7±5.2
36.8±4.4
32.8±3.7
30.4±2,3
27.6±3.5
24.8±3.2
23.1 ±3.2
47.9±8.2
40.7±5.9
36.0±4.5
32.1±3.9
29.4±3.2
27.0±3.7
24.3±3.4
22.6±3.5
46.81S.Í
40.2±5.8
35.4±4.4
3I.7±3.7
28.9±3.1
26.7±3.6
23.6±3.5
22.5±3.9
4o.9±7.8
39.5±5.5
34.7±4.3
31.5±3.8
25.7±3,6
26.6±3.1
22.7±3.9
22.4±3.6
45.3±7.6
3S.7±5.4
34.2±4.6
31.U3.7
23.3±3.3
26.1 ±3.3
22.8±3.9
21.7±3.9
TABLA II.- Valores medios porcentuales de amplitud, transformados en are sen \Jx,
correspondientes a las primeras, segundas, terceras, .... y décimas
contracciones de las distintas series a lo largo del registro.
! as
2as
3a5
4as
5as
6as
7as
8as
9as
I Oas
90.0ÍO.O 60.5±8.1 55.2±8.7 52.0±8.7 50.4t8.7 49.0±8.5 47.9±8.2 46.8±8.1 45.9±7.8 45.3±7.6
69.5±9.9 5I.7±6.9 46.2±6.9 44.l±6.5 42.5±6.2 41.7±6.2 40.7±5.8 40.2±5.8 39.7±5.8 38.7±5.4
56.6±9.8 43.8±5.7 40.5±5.7 38.7±5.2 37.6±4.7 36.7±4.5 36.0±4.5 35.4±4.4 34.7±4.3 34.2±4.6
45.7±7.9 38.7i5.4 35.9±3.9 34.6±3.5 33.6±3.3 32.8i3.8 32.1±3.9 31.7±3.7 3I.5±3.8 3i.!±3.7
43.5±5.5 35.9±3.6 33.0±3.2 3!.5±3.0 30.3±2.7 30.4±2.8 29.4±3.2 28.6±3.1 23.7±3.6 28.3±3.3
40.6±6.3 33.0±3.7 30.6i3.1 29.0±3.2 26.2±3.3 27.!±3.5 27.0±3.7 25.7±3.6 26.6±3.1 25.l±3.3
36.3±5.0 29.9±3.2 27.2±3.2 26.2±3.0 25.4±2.3 24.8±3.4 24.3±3.4 23.6±3.5 23.0±4.0 22.9±4.0
32.6i4.8 27.4±3.5 26.4±5.4 24.9±4.4 24.2±3.8 23.8i3.8 23.i±3.7 22.5±3.9 22.4±3.6 21 7±3 8
184
El resultado fue altamente significativo en filas así como en columnas
(p<0.01); así mismo, también fue significativa la interacción (p<0.01). Eso
indica que hay diferencias entre los valores correspondientes a contracciones
dentro de una serie (10 contracciones), cosa que podemos llamar agotamiento o
habituación a corto plazo, y que también hay diferencias significativas entre
los valores correspondientes a contracciones de diferentes series a lo largo del
tiempo, lo que llamamos habituación a largo plazo.
En la Tabla 1, se muestran los valores medios porcentuales de amplitud
(previa transformación are sen\/~x), correspondientes a cada una de las contracciones registradas dentro de cada una de las series.
En la Tabla 2, se muestran los valores medios porcentuales de amplitud
(previa transformación are sen\/""x), correspondientes a las primeras, segundas,
terceras,... y décimas contracciones de las distintas series a lo largo del registro.
En vista de los resultados del análisis de la varlanza, arriba indicado,
se efectuaron ajustes a curvas de regresión con los valores de la Tabla 1, y de
la Tabla 2.
Los resultados correspondientes a los ajustes fueron:
r =0.91 Potencial,
1^ serie y= 79.60 x
r =0.92 Potencial,
25 serie y= 63.52 x
y= 52.77 x
r =0.94 Potencial,
y- 45.64 x
r =0.94 Potencial,
r =0.96 Potencial,
y= 41.48 x
r =0.95 Potencial,
y= 38.42 x
r =0.97 Potencial,
y= 35.13 x
r =0.98 Potencial.
y= 31.74 x
En donde x= estímulos correlativos separados en el tiempo por intervalos
de 10 segundos, e y= valor de la amplitud de la contracción
Contracciones las y= 88.35-27.19 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 2as y= 61.63-16.18 In x r =0.99 Logarítmico,
Contracciones 3as y= 55.81-14.40 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 4as y= 52.90-13.49 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 5as y= 51.09-12.89 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 6as y= 49.87-12.52 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 7as y= 48.72-12.22 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 8as y= 47.77-11.93 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones 9as y- 46.91-11.60 In x r =0.99 Logarítmico.
Contracciones lOas y= 46.19-11.43 In x r =0.99 Logarítmico.
En donde X= estímulos homólogos Ínterseries, separados en el tiempo por
intervalos de 5 minutos, e y= valor de la amplitud de la contracción.
DISCUSIÓN
La habituación se puede definir como una progresiva reducción de la respuesta a causa de una estimulación repetida (Peretz, 1979). Esta reducción puede
ser reversible (deshabituacuón),. y es un proceso característico del S.N.C. de
los vertebradosy también de los invertebrados (Kandel y Spencer, 1968).
También existe habituación en los invertebrados no intactos, lo que demuestra que no es imprescindible la existencia del sistema nervioso entero
(Peretz, 1970).
Trabajando con el músculo flexor abdominal rápido y la motoneurona gigante que lo inerva, en Procambarus , Kennedy y Takeda (1965) obtuvieron una potente
reducción de la amplitud del potencial excitador sináptico al estimular con frecuencias de un estímulo cada 10 segundos, y, como consecuencia, se produce la co
rrespondiente disminución en la tensión desarrollada por el músculo flexor. En
185
otras experiencias,la reducción de la segunda respuesta respecto de la primera,
llegaba a ser del 70%, cuando la frecuencia de estimulación es de 1/30 Hz (CztejT
nasty y Bruner, 1980).
En nuestro caso utilizando frecuencias de estimulación de l/10Hz, se consiguió una progresiva reducción de la tensión muscular, pero esta reducción no
fue drástica.
Estos resultados podrían interpretarse como una antifacilitación, es decir, un simple agotamiento de las cantidades de transmisor sináptico. Nosotros
creemos que, en nuestras experiencias, tal agotamiento no se produce, ya que la
frecuencia de estimulación utilizada (1/10 Hz) permite un periodo de 10 segundos
entre dos contracciones consecutivas, y dicho tiempo es más que suficiente para
que la actividad celular permita un rellenado de las vesículas sinápticas.
El músculo adductor, a diferencia del antagonista, provoca una amplia
respuesta contráctil causada por un único estímulo del axón excitador.
Los axones excitador e inhibidor de ambos músculos viajan paralelos, aunque independientes, hasta llegar al músculo al que inervan. A nivel del meropodito aparecen dos paquetes nerviosos de distinto grosor. La estimulación del más
grueso provoca la contracción del músculo adductor y la inhibición de su antagonista (Wiersma, 1961). Ya que este último músculo únicamente presenta un axón
excitador lento, con una frecuencia mínima de 10 estímulos por segundo, muy superior a nuestra frecuencia de estimulación, nos ha permitido estimular ambos
paquetes nerviosos provocando solo la contracción del adductor.
Eso nos permite utilizar nuestra preparación experimental para el estudio
de la disminución de la amplitud de las contracciones cuando se estimula repetidamente sus vias nerviosas, sin ninguna manipulación quirúrgica, sirviendo el
dactilopodito como una palanca quimográfica natural.
Al registrar series de 10 contracciones separadas.por periodos de reposo
de 5 minutos, con frecuencias de estimulación de 6 estímulos por minuto, es posible estudiar la disminución de las mencionadas contracciones no solo a corto
plazo sino también a lo largo del tiempo, a largo plazo.
La habituación a corto plazo se ha de entender como la disminución de la
tensión del músculo durante las contracciones dentro de cada una de las series,
mientras que la habituación a largo plazo es la disminución de la tensión a lo
largo de las diferentes series del registro.
Según nuestros resultados, ambas habituaciones se pueden diferenciar claramente; es más, en el primer caso los valores de amplitud porcentual se aproximan a una ecuación potencial, mientras que en el segundo caso lo hacen a una
ecuación logarítmica.
Esta habituación a corto término explicaría las pautas de comportamiento
del animal cuando utiliza la pinza para capturar cualquier material. La pinza
se cierra rápidamente en razón de la contracción de las fibras fásicas del músculo adductor, que presentan una habituación media (más o menos amplia) y es
mantenida cerrada durante periodos de tiempo más largos mediante la contracción
de las fibras tónicas del mismo músculo.
De todas formas sería interesante profundizar en el ^studio de este tipo,
estimulando la preparación experimental con diferentes frecuencias y también
con un único estímulo a diferentes intervalos de tiempo para conseguir la contracción tónica del músculo.
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