Apuntes Completos Fisiología (PDF)

FISIOLOGÍA 1°ENFERMERÍA UAH GUADALAJARA 2023/2024  ÍNDICE FISIOLOGÍA GENERAL Tema 1.- Concepto fisiología humana...................................1 UNIDAD...

FISIOLOGÍA 1°ENFERMERÍA UAH GUADALAJARA 2023/2024  ÍNDICE FISIOLOGÍA GENERAL Tema 1.- Concepto fisiología humana...................................1 UNIDAD Tema 2.- Transporte a través de la membrana plasmática...5 01 Tema 3.- Tejidos excitables...................................................11 Tema 4.- Sinapsis..................................................................17 Tema 5.- Organización funcional del sistema nervioso......35 FISIOLOGÍA SISTEMA NERVIOSO Tema 6.- Sistema sensorial...................................................49 Tema 7.- Termorrecepción. Tacto y dolor..........................57 Tema 8.- Gusto y olfato........................................................63 UNIDAD Tema 9.- Oído y equilibrio....................................................65 Tema 10.- Visión.....................................................................69 02 Tema 11.- Control de postura y movimiento.......................75 Tema 12.- Corteza cerebral...................................................81 FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR Tema 13.- Funciones de la sangre.....................................85 Tema 14.- Fisiología de los leucocitos..............................89 Tema 15.- Hemostasia y coagulación................................93 UNIDAD 03 Tema 16.- Generalidades de sistema cardiovascular......95 Tema 17.- Actividad eléctrica cardíaca.............................97 Tema 18.- Corazón como bomba.....................................105 Tema 19.- Circulación arterial y venosa..........................113 Tema 20.- Microcirculación..............................................119 Tema 21.- Control de la perfusión tisular.......................123  FISIOLOGÍA RESPIRATORIA Tema 22.- Fisiología respiratoria....................................133 UNIDAD Tema 23.- Intercambio y transporte gaseoso................139 Tema 24.- Regulación de la respiración..........................145 04 FISIOLOGÍA RENAL UNIDAD Tema 25.- Estructura funcional del riñón.................................147 05 Tema 26.- Filtración glomerular y funciones tubulares...........155 Tema 27.- Regulación renal del equilibrio hidroelectrolítico...167 FISIOLOGÍA DEL APARATO DIGESTIVO Tema 28.- Estructura funcional del aparato digestivo.......171 UNIDAD 06 Tema 29.- Digestión. Fase gástrica.......................................181 Tema 30.- Digestión. Fase intestinal...................................185 Tema 31.- Absorción intestinal de nutrientes....................195 FISIOLOGÍA ENDOCRINA Tema 32.- Fisiología del sistema endocrino............................211 UNIDAD Tema 33.- Hormonas adenohipofisiarias................................221 07 Tema 34.- Control metabólico, crecimiento y desarrollo......227 Tema 35.- Homeostasis del calcio y fósforo..........................233 Tema 36.- Corteza adrenal y respuesta al estrés...................239  HOMEOSTASIS Y TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA El objetivo general de la fisiología es explorar los factores físicos, químicos y biológicos responsables del origen, el desarrollo y la progresión de la vida. 4La fisiología humana estudia las características y mecanismos específicos del cuerpo humano, determinando así las funciones de cada uno de los sistemas orgánicos y su regulación. La fisiopatología estudia las alteraciones de los procesos fisiológicos en la enfermedad o ante una lesión. La fisiología engloba varias ramas varias ramas del conocimiento más específicas como la química y a biología (molecular y celular). Ésta pretende integrar las función y los procesos fisiológicos del organismo. ORGANIZACIÓN ESTRUCURAL DEL CUERPO HUMANO Existen 5 niveles: QUÍMICO: En este se encuentran átomos (C, H, O N, Ca, K, Na) y moléculas esenciales para el mantenimiento de la vida (proteínas, carbohidratos, grasas y vitaminas) CELULAR: Unidad estructural y funcional básica. TISULAR: En éste se encuentran los tejidos que están formados por grupos de células similares. ÓRGANOS: Formados por varios tejidos con la misma función. SISTÉMICO: Formado por diferentes órganos unidos para el desempeño de la misma función. CÉLULA: UNIDAD BÁSICA DEL CUERPO HUMANO Organización de la célula. Núcleo: Formado por la membrana nuclear, la cromatina y el nucléolo. Citoplasma: Delimitado por la membrana celular. o Formado por el citosol, fracción soluble de agua en la que se encuentran iones, proteínas, lípidos y glúcidos. o Orgánulos intracelulares: Retículo endoplasmático (liso y rugoso), el aparato de Golgi, lisosomas, peroxisomas y mitocondrias. o Orgánulos dispersos: Glóbulos de grasa neutra, glóbulos de glicoproteínas, ribososmas y vesículas secretoras. TIPOS DE TEJIDOS TIPOS FUNCIÓN EJEMPLO - CUBRE Y PROTEGE LA SUPERFICIE - UNCIÓN CAPA EXTERNA DE LA PIEL CORPORAL - GLÁNDULAS DEL CERPO - REVISTE LAS CAVIDADES - REVESTIMIENTO DE APARATOS - MOVIMIENTO DE SUSTANCIAS RESPIRTORIO, URINARIO, DIGESTIVO EPITELIAL (ABSORCIÓN, SECRECIÓN Y EXCRECIÓN) - HUESOS, CARTÍLAGOS, ACTIVIDAD - SOPORTE GLANDULAR DE LAS ESTRUCTURAS ARTICULACIONES CORPORALES - TENDONES Y LIGAMENTOS - TRANSPORTE DE SUSTANCIAS POR - SANGRE TODO EL CUERPO CONJUNTIVO - MOVIMIENTO CORPORAL - MÚSCULO CARDIACO - MOVIMIENTO EN ÓRGANOS, - MÚSCULOS DE LA CABEZA COMO EL CORAZÓN - MÚSCULOS DE LAS PAREDES DE - PRODUCE CALOR LOS ÓRGANOS HUECOS MUSCULAR HOMESOTASIS - COMUNICACIÓN ENTRE LAS - TEJIDO DE ENCÉFALO Y MÉDULA DISTINTAS PARTES DEL CUERPO ESPINAL - INTEGRACIÓN Y REGULACIÓN DE - NERVIOS LAS FUNCIONES CORPORALES - ÓRGANOS SENSITIVOS NERVIOSO 1 HOMEOSTASIS La homeostasis consiste en el mantenimiento del organismo dentro de los límites que permiten desempeñar una función de manera más eficiente, manteniendo las condiciones del medio interno constantes que permitan adaptarse al medio externo. Se trata de un proceso continuo que implica el registro y regulación de múltiples parámetros. La efectividad de los mecanismos homeostáticos cambia a lo largo de la vida, pero si se produjese un fallo en éstos podrían producir una enfermedad o la muerte. MEDIO INTERNO Es el medio acuoso que rodeo todas las células que forman los tejidos y los órganos del cuerpo. Constituido por el líquido intracelular y extracelular. Se encuentra en constante movimiento y compone el 65% -75% del peso total del cuerpo humano. Consta de dos partes: Extracelular: Plasma 8% Fluido intersticial 25% Intracelular: Fluida intracelular 67% Está compuesto mayoritariamente por iones. En el medio intracelular hay una mayor cantidad de iones potasio que en el medio extracelular en el que hay más cantidad de iones sodio, cloruro, bicarbonato (HCO 3). Ante un cambio externo o interno, el organismo ya no se va a encontrar en homeostasis por lo que éste va a intentar compensarlo para poder vivir, si esa compensación acierta se alcanza el bienestar. Sin embargo, si ésta falla, el organismo puede enfermar y llegar a la muerte. DEFINICIÓN DE LA HOMEOSTASIS Walter Cannon, definió las características que rigen la homeostasis. 1. La homeostasis es un proceso continuo que implica el registro y regulación de múltiples parámetros. 2. El sistema nervioso y sistema endocrino son igual de importantes para mantener la homeostasis. 3. Nivel tónico de actividad: intervalo de normalidad fisiológica. 4. Controles antagónicos: retroalimentación negativa o ¨feed back¨ negativo. 5. Las señales químicas pueden tener diferentes efectos en diferentes tejidos corporales. 6. La efectividad de los mecanismos homeostáticos varía a lo largo de la vida. 7. Tolerancia 8. Un fallo en los mecanismos homeostáticos produce la enfermedad o la muerte. VARIABLES BAJO CONTRO HOMEOSTÁTICO Variables ambientales: Temperatura, presión sanguínea, volumen plasmático, pH. Variables materiales: Agua, sodio, nutrientes, secreciones internas como las hormonas o las sustancias químicas que utilizan las células para comunicarse. 2  Si estos valores no se encontrasen en el rango adecuado, podría producirse una enfermedad por la alteración de la homoestasis. REGULACIÓN DE LA HOMEOSTASIS Mantener la homeostasis significa que las células del cuerpo se encuentran en un medio que cubre sus necesidades y les permite funcionar con normalidad ante condiciones externas que pueden variar. Sistema nervioso: Detecta alteraciones y envía señales en forma de impulsos nerviosos que producen esos cambios. Sistema endocrino: Detecta cambios y a través de la sagre envía los reguladores químicos (hormonas) Estos cambios son lentos. Ambos mecanismos se coadyuvan para lograr el equilibrio. Los medios para mantener o reestablecer la homeostasis se denominan Mecanismos de control Homeostático e implican casi todos los órganos y sistemas del organismo. NIVELES DE CONTROL Existen dos tipos diferentes:  Control intracelular: Regula las funciones dentro de la célula, mediante genes y enzimas.  Control extracelular: Puede ser: - Intrínseco: A nivel de tejidos y órganos que se consigue por la autorregulación mediante mediadores locales. Pueden ser: -> Autocrina: Dentro del propio tejido y en células del mismo tipo. -> Paracrina: En una célula diferente a ella que puede encontrarse a su mismo tejido, se da en órganos que poseen células de diferentes tipos. De este modo la acción de una célula ejerce una función sobre la célula vecina. - Extrínseco: A nivel sistémico y del organismo. Regulado por el sistema nervioso, mediante impulsos nerviosos y por el sistema endocrino, mediante hormonas. Se llama extrínseco porque las señales nerviosas y las hormonas se originan fuera del órgano controlado. MECANISMO DE CONTROL HOMEOSTÁTICO Es una regulación dinámica, se lleva a cabo por un ciclo de eventos monitorizados de manera continua y enviados al SNC. Se realizan ciclos de retroalimentación negativa que necesariamente poseen tres partes, una señal de entrada, un centro de integración y una señal de salida: Sensores: Detectan la desviación de las condiciones basales y envían información aferente. Centro integrador: Determina el punto de mantenimiento de alguna función y emite un eferente efector. Por ejemplo, regula la presión arterial o la frecuencia cardíaca. Efector: Produce la respuesta y restablece los niveles de la variable deseados. 3 CIRCUITOS DE RETROALIMENTACIÓN Pueden ser de dos tipos: Negativa: Diseñado para mantener el sistema en un valor de referencia, o cerca de este, a fin de que la variable regulada sea relativamente estable. Positiva: La respuesta refuerza el estímulo en lugar de disminuirlo o eliminarlo. La respuesta eleva la variable regulada aún más allá de su valor normal. Esto inicia un círculo vicioso de respuesta cada vez más mayor y hace que el sistema esté temporalmente fuera de control. En el momento del parto, se libera oxitocina para generar contracciones, las cuales generan más oxitocina para que haya cada vez más y más contracciones. Este circuito no es homeostático, 4  TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMEBRANA PLASMÁTICA La membrana celular es una estructura formada por una bicapa lipídica que comunica a la célula con su entorno. FUNCIONES Regulación del intercambio entre la célula y el ambiente externo. Soporte estructural: Comunica a la célula con su entorno. Aislamiento del interior celular: Se paran a la célula del medio extracelular y la dividen en comportamientos bioquímicos especializados. La mayoría de las membranas presentan características comunes, pero su composición puede ser diferente, de una célula a otra, permitiéndole llevar a cabo una gran diversidad de funciones. CARACTERÍSTICAS Es delgada y elástica, de unos 7.5 – 10 nm de grosor. Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos, un 55% de proteínas, un 25% de fosfolípidos, un 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono.Es una bicapa lipídica de fosfolípidos, con una parte hidrofóbica ( la parte del ácido graso) y una parte hidrofílica (la parte del fosfato). Poseen grandes molécula de proteínas globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica. COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES Se basan en el principio de electroneutralidad macroscópica, la suma de los iones positivos (cationes) debe ser igual a la suma de los iones negativos (aniones) en una solución. La concentración total de solutos debe ser igual en el líquido extracelular y en el líquido intracelular. La diferencia de concentración de iones a un lado y a otro de la membrana se consigue por sistema de transporte activo como la Na/K ATPasa. La composición de los compartimientos extracelular e intracelular es diferente. 5 MECANISMOS DE TRANSPORTE DE MEMBRANA Pasivo Utilizan energía del movimiento molecular, no requiere ATP. DIFUSIÓN : Es el movimiento neto de sustancia (líquida o gaseosa) de un área de alta concentración a una de baja concentración, lo que quiere decir que es a favor de gradiente. Se produce movimiento hasta que el sistema alcanza el equilibrio, elimina el gradiente de concentración y distribuye las moléculas uniformemente. Puede ser: Difusión simple: Las moléculas atraviesan la bicapa lipídica a favor de gradiente. Se requiere que la membrana celular sea permeable al soluto. Por ejemplo, se utiliza este método para transportar moléculas liposolubles (vitaminas, hormonas o ácidos grasos), gases (O 2, CO2 o N 2) y pequeñas moléculas polares (H2O o la urea). Difusión facilitada: Se produce a través de proteínas de membrana, canales o transportadores. Se produce un movimiento continuo hasta alcanzar el equilibrio. Puede ser lento, si se transportan moléculas grandes como la glucosa o rápido si se trata de pequeños iones. Pueden ser dos tipos de canales: -> Canales iónicos: Son proteínas de canal que conforman un túnel que permite el paso de agua y de electrolitos a un favor de un gradiente de concentración o de potencial eléctrico. -> Transportadores: Tras fijar las moléculas a transportar, sufren un cambio en la conformación que permite a las moléculas fijadas, atravesar la membrana plasmática. CANALES IÓNICOS TRANSPORTADORES APERTURA POR COMPUERTAS: Operados por voltaje: En una situación en la que hay mucho Na + fuera y poco dentro. Las sustancias entran por gradiente. Operados por ligando: Una sustancia química interactúa con una parte del canal llamada receptor que genera un cambio en la energía libre abriendo la proteína canal y permitiendo la entrada del compuesto. Operados mecánicamente: Las sustancias entran a la membrana por vibración, por cambio de presión, estiramiento de un tejido etc… Apertura o cierre al azar: Las membranas son más permeables al potasio que ha otras sustancias. 6 Características Es a favor del gradiente, tienen un número limitado de sitios de unión para el soluto en las proteínas transportadoras. Los sitios de unión para el soluto son específicos y a veces este centro de unión puede reconocer y transportar solutos químicamente relacionados. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN La velocidad de difusión es el número de moléculas / unidad de tiempo. ÓSMOSIS Proceso de difusión neta de agua a través de una membrana selectivamente permeable. El movimiento de agua se produce desde Se requiere: La existencia de una diferencia de solutos a ambos lados de la membrana, un medio necesita ser hipertónico con respecto al otro medio que será hipotónico con respecto al primer medio. La membrana debe ser impermeable al soluto, solo es permeable al agua Los solutos deben ser osmóticamente activos La osmolaridad describe el número de partículas en solución, para calcular la concentración de moléculas osmóticamente activas (osmoles). El agua se mueve hacia el lugar de menor concentración hasta alcanzar el equilibrio. La presión osmótica es la presión hidrostática (presión que ejerce el líquido) necesaria para detener la ósmosis. Indica la fuerza con la que una solución es capaz de atraer agua. TONICIDAD Una de las principales funciones del cuerpo de los animales es el mantenimiento de la isotonicidad del plasma sanguíneo, es decir un medio interno isotónico. El efecto de una solución sobre el movimiento osmótico de agua desde o hacia las células. La tonicidad mide la capacidad de modificar el volumen de una célula mediante un cambio en su contenido en agua. Los medios pueden ser: Solución hipotónica: Con respecto al plasma contiene menor cantidad de soluto. 7  Solución isotónica: Con respecto al plasma contiene cantidades equivalentes de solutos y el movimiento de agua es nulo. Solución hipertónica: Con respecto al plasma contiene mayor cantidad de solutos. ACTIVO Requiere un gasto de energía para transportar la molécula de un lado al otro de la membrana. Es en contra del gradiente de concentración electroquímico, se crea y mantiene un desequilibrio. Requiere ATP. Si es transporte activo primario, se requiere ATP de forma directa y si es transporte secundario requiere ATP de forma indirecta. Se transportan una o más moléculas. Pueden ser: BOMBAS: Utilizan energía (provista por el ATP) para transportar moléculas contra un gradiente de concentración. Las bombas iónicas activadas por ATP generan y mantienen gradientes iónicos a través de la membrana plasmática. Pueden ser: - Na+/K+ ATPasa: Salen 3 Na + y entran 2K+ al interior celular. Se bombea más carga positiva hacia fuera que hacia dentro. Por ello, es un proceso electrogénico porque se crea una separación de cargas y una diferencia de potencial. - Bomba de Ca2+ ATPasa: Mantiene baja el Ca ++ en el líquido intracelular. - Bomba de H+/K+ ATPasa: Bombea protones del líquido intracelular a la luz del estómago. Mantiene el pH bajo, acidificando el medio. TRANSPORTE MEDIADO POR VESÍCULAS: Las vesículas y vacuolas que se fusionan con la membrana celular pueden utilizarse para el transporte y liberación de productos químicos hacia el exterior de la célula o para permitir que los mismos entren en la célula. Existe un tráfico constante de membranas entre la superficie de la célula y su interior. - Endocitosis: Fagocitosis: Mediante pseudópodos que rodean la partícula sólida y forman una vesícula alrededor de la partícula que se llamará vesícula fagocitada o fagosoma. En esta vesícula se produce una digestión por enzimas liberadas por lisosomas. Pinocitosis: Se utiliza para transportar líquido extracelular. La membrana se repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula. Endocitosis mediada por receptor: La invaginación de la membrana solo tiene lugar cuando una molécula llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana. Las fositas recubiertas son las invaginaciones de las membranas donde se encuentran los receptores. 8 - Exocitosis: Las vesículas y vacuolas se fusionan con la membrana celular para el transporte y liberación de productos químicos hacia el exterior de la célula. 9 10  TEJIDOS EXCITABLES Los nervios, el músculo y el tejido glandular son excitables. Un tejido excitable es capaz de propagar las señales eléctricas rápidamente en respuesta a un estímulo. El potencial de membrana no es estable y presenta fluctuaciones. POTENCIAL DE MEMEBRANA EN REPOSO Está determinado por los gradientes de concentración de iones a través de la membrana la permeabilidad de la membrana para cada tipo de ión (el interior de la célula es negativo con respecto al exterior). El potencial de membrana se genera por una diferencia de potencial (voltaje) entre el lado interno y externo de la membrana plasmática. Dada una diferencia de concentración y una membrana semipermeable, se genera una diferencia de potencial por la distinta distribución de cargas a ambos lados. El citoplasma es eléctricamente negativo frente al fluido extracelular: Las proteínas fosfatos tienen carga negativa al pH intracelular y atraen iones cargados positivamente. Ese desequilibrio iónico genera potencial de membrana en reposo (PMR), cada ión intenta arrastrar el potencial de membrana hacia su potencial de equilibrio. Se llama potencial porque el gradiente eléctrico generado por el transporte activo de iones es una forma de energía almacenada. ¡¡¡ Hay más carga negativa en el líquido intracelular y más carga positiva en el líquido extracelular!!! La negatividad no solo lada la carga negativa, sino que también se genera un desequilibrio entre las cargas. En resumen, cómo las cargas se atraen, pero no pueden juntarse debido a la membrana por lo tanto la atracción negativa del interior de la célula y la positiva del exterior causa un potencial que genera un gradiente eléctrico. Los tejidos excitables pueden cambiar rápidamente la polaridad de sus membranas generando señales eléctricas. (Todas las células tienen PMR, pero las células excitables son capaces de variar ese PMR). También es importante en otras células no excitables como epiteliales o linfáticas en las cuales, cambios locales en los potenciales de membrana activan varias funciones celulares. El potencial de membrana en reposo es necesario para la excitabilidad de neuronas del músculo esquelético, liso y en el corazón. EXCITABILIDAD: CAPACIDAD DE RESPONDER A UN ESTÍMULO Y CONVERTIRLO EN UN POTENCIAL DE ACCIÓN. ESTÍMULO: CUALQUIER CAMBIO EN EL MEDIO QUE SEA LO SUFICIENTEMENTE IMPORTANTE PARA INICIAR UN POTENCIAL ACCIÓN. PROCESOS QUE CONTRIBUYEN A GENERAR EL POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO La difusión iónica: mediante proteínas intracelulares se genera un gradiente electroquímico. El efecto de la bomba Na +/K+ ATPasa: - Bombea 3 Na+ fuera por cada 2 K+ dentro. Genera negatividad adicional. - Las proteínas y los fosfatos tienen carga negativa al pH intracelular y atraen iones cargados positivamente. - La membrana es más 20 veces permeable al K+ que al Na+. En las neuronas el potencial de reposo está cerca del potencial de equilibrio de K+ (El potencial que generaría K+ si fuera el único ión en el sistema). - Ayuda a mantener el gradiente de concentración a ambos lados, regula el volumen celular y permite el transporte activo secundario. - Un tercio del ATP utilizado por un animal en reposo se consume para mantener la bomba Na +/K+. 11 CAMBIOS EN EL POTENCIAL DE MEMBRANA La membrana está polarizada, hay un gradiente de concentración de iones y la membrana es permeable para dichos iones (por la composición de la membrana, por el número de canales o si estos están abiertos o cerrados). Las células excitables tienen en la membrana canales de Na + regulados por voltaje. Los cambios que se producen en sus membranas pueden ser de do tipos: MODELO CELULAR: NEURONAS Son las unidades funcionales y estructurales del sistema nervioso que responden a estímulos físicos y químicos. Producen y conducen impulsos electroquímicos, generan y conducen potenciales de acción. Liberan mediadores químicos, los neurotransmisores y neuromoduladores. La fibra nerviosa es cualquier proyección que emerge del cuerpo de una neurona, en este caso las dendritas (reciben la información) y los axones (llevan la información) y algunos están recubiertos por mielina.. El soma, que es el cuerpo celular, se encarga de integrar la información. La conexión entre neuronas se llama sinapsis y estas se comunican por señales eléctricas. POTENCIAL LOCAL VS POTENCIAL DE ACCIÓN POTENCIAL LOCAL Los potenciales locales disminuyen a medidas que se desplazan. Si un estímulo no cambia lo suficiente el potencial de membrana, la señal muere y la neurona no responde disparando un potencial de acción. La cantidad de cambio del potencial de membrana necesario para generar un potencial de acción es el potencial umbral. Es variable, la intensidad la proporciona el estímulo, no requiere gasto de energía, no alcanza el potencial de umbral (pasivo) y no se propaga (se extingue rápidamente). Son bidireccionales y se transmiten en decremento, disminuyen a medida que se desplazan. Se desplazan mediante flujos de corriente local, el mecanismo de conducción es conocido como conducción electrónica. Cuando una sección axónica se despolariza, las cargas positivas se desplazan por flujo de corriente local hacia las secciones adyacentes del citoplasma. En la superficie extracelular, corriente fluye hacia la región despolarizada. Los potenciales locales se pueden sumar y generar potencial de acción. Esa suma puede ser por sumación temporal o sumación espacial. 12 POTENCIAL DE ACCIÓN Para que se produzca un potencial de acción es necesario que el cambio de potencial de membrana supere el umbral. Los potenciales de acción no pierden intensidad durante el desplazamiento, es suficiente intenso para sobrepasar el umbral. Es activo, lo que quiere decir que necesita bombas para el transporte de moléculas. Se propaga sin cambios, son todos idénticos, se localizan en el axón y son unidireccionales. Viajan distancias grandes. Representan el movimiento de K+ y Na+ a través de la membrana. El potencial de acción permite transportar señales. El potencial de acción se inicia en el segmento inicial o cono axónico siempre que haya un cambio en el potencial de membrana que supere el umbral, debido a la alta densidad de canales de Na+ voltaje dependientes. Cuando el potencial local es mayor que el potencial umbral (por lo general es -55mV) se produce un potencial de acción. Umbral: valor del potencial de membrana en el que la corriente transmitida por el Na + que ingresa en la neurona es exactamente igual a la corriente de K + que fluye hacia fuera. 13 PROCESO DE POTENCIAL DE ACCIÓN 1. La célula aumenta su PMR, superando el potencial umbral. 2. Estímulo despolarizante umbral: se abren los canales de Na+ regulados por voltaje. 3. Entrada rápida de Na + -> despolarización: cuando entra el Na+, feedback positivo y hace que se abran más canales y entre mucho más Na+ produciendp la despolarización de membrana. 4. Se cierran los canales de Na + (ya se ha producido el PA) y comienzan a abrirse los canales de K+, estos hacen que disminuya el PMR. 5. Los iones de K+ salen debido a que ha ocurrido una hiperpolarización (ha disminuido más que el PMR). 6. Canales de K+ siguen abiertos, y los iones K+ salen (periodo refractario absoluto y relativo). 7. Se vuelve al PMR gracias a la bomba Na +/K+. MOVIMIENTO DE IONES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA DURANTE EL POTENCIAL DE ACCIÓN Debido a un incremento repentino de la permeabilidad al Na +, se abren las compuertas de activación del canal de Na+ rápidamente. Esto permite la entrada de sodio a la célula. A partir de aquí, comienza un ciclo de retroalimentación ya que debido a esa entrada de sodio se produce la despolarización de a célula que mantendrá abierta esas compuertas que permitirán más entrada de sodio a la célula. El cambio de potencial intracelular provoca un cierre lento de esos canales. El sodio deja de entrar a la célula una vez alcanzado un potencial de acción de +30mV. Hay dos sustancias que interfieren en la formación de potencial de acción: Pez globo: Tiene tetrodotoxina. Bloquea los potenciales de acción insertándose en los canales de Na dependientes de voltaje, de manera que no se pueden abrir. Anestésicos locales: Como la novocaína y la lidocaína, Impiden la propagación de los impulsos a través de la región bloqueada por lo que las señales de dolor no llegan al SNC. 14 PERIODO REFRACTARIO El periodo durante el cual es imposible generar otro potencial de acción. Hay dos tipos de periodos refractarios: Periodo refractario absoluto: Este coincide con la primera parte del potencial de acción. Se debe a que un gran número de canales de Na + son inactivados y no pueden volver a abrirse hasta que la membrana se repolariza. (no se puede retroceder por esos canales porque están cerrados) Periodo refractario relativo : Durante la última parte del potencial de acción, la célula es capaz de disparar un nuevo potencial pero se necesita un estímulo mayor de lo normal. La conductancia al K + está aumentada. Se debe a que un gran número de canales de Na + son inactivados y no pueden volver a abrirse hasta que la membrana se repolariza. Asegura que cada potencial de acción esté separado en el tiempo y origina la transmisión de un impulso nerviosos en una única dirección. MOVIMIENTO DE LA SEÑAL ELÉCTRICA A LO LARGO DE UNA NEURONA La transmisión del potencial de acción se produce a lo largo de todo el axón y de forma continua. Cuando en la zona de disparo se alcanza el nivel umbral, se produce el influjo de Na + que genera la despolarización de una zona de la membrana. Las cargas positivas son desplazadas en una dirección a lo largo de la célula excitable para iniciar el potencial de acción, lo que provoca la apertura de los canales de Na + más próximos provocando la propagación explosiva del potencial de acción. Estas zonas recién despolarizadas, a su vez, incitan la despolarización de zonas más lejanas de la membrana, produciendo una despolarización progresiva y creciente de esta. Lo que se llama transmisión continua. En este caso, la velocidad de propagación del impulso es menor, debido a que requiere la apertura de todos los canales de iones que se encuentran a lo largo de la membrana del axón. 15 El potencial de acción conduce el impulso sin decremento, para ello el potencial de acción se regenera a lo largo de la fibra y se dice que es propagado además de conducido. Cuando un área del axón alcanza el umbral, el influjo del Na + y la generación del potencial de acción se repetirá una y otra vez en una dirección en cada segmento de la membrana a lo largo de la célula excitable. Una vez generado el potencial de acción no es necesario un nuevo estímulo para activar el resto de la célula y permitir su propagación. El tamaño y la forma del potencial de acción permanece invariable, sólo se permiten variaciones de la frecuencia de disparo para transmitir señales a lo largo de la fibra. CONDUCCIÓN EN AXÓN MIELINIZADO Se denomina conducción SALTATORIA y para ello se necesitan ciertas estructuras en el axón: Mielina: unas vueltas de la membrana plasmática de las células de la glía (células de Schwann en el SN periférico y oligodendrocitos en el SNC) que se enrollan alrededor de los axones nerviosos. Está compuesta por material lipídico, esto es lo que hace que no se conduzca el impulso y este se interrumpe hasta llegar al nodo de Ranvier donde se propagar el impulso (canales de NA +). Nodos de Ranvier: son interrupciones que se corresponden con los espacios entre las células de Schwann. En esta zona se encuentran os canales de sodio y potasio voltaje dependientes. En estas neuronas, una vez se produce la despolarización, los iones de Na + se trasladan hasta el nodo de Ranvier más próximo, lo que provoca la apertura de los canales de sodio de estas zonas y, a su vez, los de zonas más lejanas. De este modo, la propagación del potencial de acción en las neuronas mielinizadas se da a mayor velocidad, debido a que la apertura de los canales de Na + solo se encuentran en los Nodos de Ranvier y no se invierte tiempo en abrir los de las zonas mielinizadas. 16  SINAPSIS DEFINICIÓN DE SINAPSIS Unión funcional entre una neurona y otra o una neurona y un efector que puede ser músculo o glándula. Sinapsis: unión especializada donde un terminal axónico contacta con una neurona u otra célula. Unión neurona – músculo: placa motora o unión neuromuscular ELEMENTOS DE LA SINAPSIS Célula presináptica: conduce el impulso hacia la sinapsis Sinapsis Célula postsináptica: transmite el impulso desde la sinapsis CLASIFICACIÓN DE LAS SINAPSIS Según el lugar en el que se establezca el contacto: o Sinapsis axodendrítica o Sinapsis axosomática o Sinapsis axoaxónica Según el tipo de transmisión o Sinapsis químicas o Sinapsis eléctricas SINAPSIS ELÉCTRICA – CARACTERÍSTICAS Permiten la transferencia de corriente iónica directamente de una célula a la siguiente a través de uniones en hendidura o “GAP JUNCTIONS” formadas por conexinas. Los iones pueden moverse bidireccionalmente Las células están acopladas eléctricamente La velocidad de conducción es muy rápida. Habituales en células no nerviosas (corazón) o en neuronas que necesitan estar sincronizadas (estados embrionarios del SN) SINAPSIS QUÍMICAS Mayoría de las sinapsis Usa neurotransmisores (NT) para llevar información de una célula a otra La Terminales Axónicas tienen mitocondrias y vesículas sinápticas que contienen neurotransmisores El NT difunde por la hendidura sináptica hasta encontrar los receptores postsinápticos Unidireccional Existe retraso sináptico (0,5 ms). 17  Distancia entre membrana pre y postsináptica: 20-40 nm PASOS EN LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA 1.- Propagación del PA en la neurona presináptica 2.- Entrada de Calcio: abre canales de Ca 2+ operados por voltaje entra Ca2+ 3.- Liberación del NT por exocitosis 4.- NT cruza espacio sináptico y se une a sus R. postsináptico Cuanto más NT mayor será el cambio en la neurona postsináptica. Retraso sináptico 0,5 msec 5.- Apertura de canales iónicos específicos en la membrana postsináptica Se manda info en un sólo sentido Final sinapsis retirada del NT PAPEL DEL CALCIO EN LA TRANSMISIÓN SINÁPTICA La zona activa está conformada porvarias vesículas “atracadas” rodeadas por 10 canales de calcio voltaje - dependientes (microdominio). El Calcio es el Intermediario entre la señal eléctrica despolarizante y la exocitosis del Neurotransmisor. Tiempo de liberación de 0,2 mseg. aprox. FIN DE LA TRANSMISIÓN SINAPTICA 1.- Difusión de los NT 2.- Recaptación ( neurona presináptica o cel. glia) 3.- Degradación Ejemplo: Neurotransmisión colinérgica – Ach Inhibición liberación NT- toxina botulínica producida por el Clostridium botulinum. Bloquea liberación de Ach en la unión neuromuscular. 18 Intoxicación parálisis temprana de los nervios craneales y diplopía (visión doble). Botox Impiden la destrucción del NT. insecticidas órgano fosforados inhiben la acción de la acetilcolinesterasa, generando la acumulación de la acetilcolina en la sinapsis. La acción es a nivel de los dos tipos de receptores de Ach: - Muscarínica (salivación, broncoconstricción, vómitos, diarrea, etc.) - Nicotínica (fatiga, debilidad, calambres, etc.) NEUROTRANSMISORES 19 ¿Cómo se sintetizan y almacenan los neurotransmisores en las vesículas sinápticas? MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS NT CANAL O RECEPTOR IÓNICO CANALES CATIÓNICOS: Permeables a iones Na+ con más frecuencia (pero también existen para iones K+ e iones Ca+2). Al abrirse estos canales, dejan entrar cargas (+), dichas cargas EXCITAN (DESPOLARIZAN) la membrana celular post- sináptica. La sustancia neurotransmisora que ejecuta este efecto es un: NEUROTRASMISOR EXCITADOR CANALES ANIÓNICOS: Permeables a iones Cl- principalmente. Al abrirse estos canales, permiten la entrada de cargas (-) que INHIBEN la actividad eléctrica de la neurona post-sináptica (la HIPERPOLARIZAN). La sustancia neurotransmisora que ejecuta este efecto es un: NEUROTRASMISOR INHIBIDOR 20 POTENCIALES POSTSINÁPTICOS Los receptores median los cambios en el potencial membrana de acuerdo con: - La cantidad de NT liberado - El tiempo que el NT esté unido a su receptor Existen dos tipos de potenciales postsinápticos : PPSE – potencial postsináptico excitatorio : potencial que tiene lugar por apertura de canales iónicos no selectivos que no dan lugar a potenciales de acción. PPSI – potencial postsináptico inhibitorio : la unión del NT a su receptor incrementa la permeabilidad a Cl- y K+, alejando a la membrana del potencial umbral. Ambos PPSE y PPSI son potenciales graduados (locales). RESPUESTAS POSTSINÁPTICAS Puede conducir a PPSE o PPSI Cada Sinapsis puede ser solo excitatoria o Inhibitoria Potenciales Sinápticos Rápidos – Apertura directa de los canales químicos iónicos – Duración Rápida o corta Potenciales Sinápticos Lentos – Involucran a proteínas G y segundos mensajeros – Pueden abrir o cerrar canales o cambiar la composición de proteínas de la neurona – Duración: mas larga Si un único PPSE no induce un potencial de acción y un PPSI aleja a la membrana del umbral ¿Cómo se produce un potencial de acción? INTEGRACIÓN SINÁPTICA Es el proceso por el cual las neuronas suman distintas señales exitatorias e inhibitorias y elaboran una respuesta en función de ellas En la integración neuronal se produce: Sumación Temporal Sumación Espacial 21  Facilitación La actividad sináptica también puede ser modulada en la terminación axónica. SINAPSIS AXO-AXÓNICAS. Ca2+. Las aferencias moduladoras aumentan la liberación de Neurotransmisor por la célula presináptica. También puede ser inhibitoria Fatiga sináptica Frecuencias de estímulos muy elevadas pueden agotar la capacidad de generar Pas Factores determinantes de la fatiga sináptica: Agotamiento del neurotransmisor Inactivación de los receptores post-sinápticos Alteración anormal de las concentraciones iónicas dentro de la célula post-sináptica Acumulación de metabolitos en el sistema que inhiben la respuesta. CONVERGENCIA Y DIVERGENCIA: CIRCUITOS El sistema nervioso está constituido por un complejo sistema de conexiones neuronales que permiten amplificar y/o atenuar señales con distinta actividad. TIPOS DE CIRCUITOS NEURONALES: Convergencia Divergencia UNION NEUROMUSCULAR O PLACA MOTORA Sinapsis especializada La unión neuromuscular es la sinapsis entre una neurona motora y una célula muscular. 22 Una motoneurona puede inervar a varias fibras musculares, a eso se le denomina: Unidad motora. 23 24  SEMINARIO 1.- CONTRACCIÓN MUSCULAR Los músculos están formados por células especializadas en la conversación de energía química en energía mecánica. Usan ATP para convertir la energía química y generar fuerza y trabajo. Hay tres tipos: Músculo esquelético: Es estriado, se encuentra unido al hueso y se encarga del movimiento voluntario. Músculo cardiaco: Es estriado, recubre el corazón y se encarga del movimiento involuntario. Músculo liso: No es estriado, se encarga del movimiento involuntario y se encuentra en órganos huecos. FUNCIONES DEL TEJIDO MUSCULAR Se encarga principalmente del movimiento. Ayuda a estabilizar la postura y ayuda a producir calor, a medida que el músculo se contrae produce calor, este proceso se conoce como termogénesis. Por último, almacenan y movilizan sustancias dentro del cuerpo. El almacenamiento se logra por las contracciones sostenidas de bandas anulares del músculo liso denominadas esfínteres. Impiden el flujo de contenido del órgano hueco hacia afuera, se almacenan alimento en el estómago o de orina en la vejiga. Las contracciones del músculo cardíaco bombean sangre a través de los vasos sanguíneos del cuerpo. CARACTERÍSTICAS DEL TEJIDO MUSCULAR Excitabilidad (irritabilidad): es la capacidad de responder a ciertos estímulos produciendo señales electicas (PA). En miocitos existen dos estímulos que activan potenciales de acción: señales eléctricas rítmicas automáticas del propio musculo y estímulos químicos como NT, hormonas o cambios de pH locales. Contractilidad: Propiedad de acortarse y engrosarse, generación de fuerza para realizar trabajo. Es la capacidad del tejido muscular de contraerse enérgicamente tras ser estimulado por un PA. Cuando un musculo se contrae, genera tensión (fuerza de contracción) al atraer sus puntos de inserción. Extensibilidad: Distensión muscular sin daño y coordinación con un musculo par. Es la capacidad de estirarse sin dañarse, permite al musculo contraerse pese a estar elongado. Elasticidad: Vuelve a su forma original después de una contracción o distensión. Es la capacidad del tejido muscular de volver a su longitud y forma tras la contracción o extensión. 25  MÚSCULO ESQUELÉTICO Es un músculo estriado que se encarga de llevar a cabo los movimientos voluntarios. Se encuentra unido al hueso mediante tendones. ESTRUCTURA Fascia: Es una capa de tejido conectivo que sostiene y rodea los músculos. Separa al músculo de la piel y mantiene juntos a los músculos con funciones similares. 3 capas de tejido conectivo: - Epimisio: Es la capa más externa y rodea al músculo. - Perimisio: Rodea los grupos de fibras en fascículos. - Endomisio: Rodea cada fibra muscular. Las fascias pueden extenderse mas allá de las fibras musculares para formar un tendón. Un tendón es un tejido conectivo denso y regular compuesto por haces de fibras de colágeno que fijan el músculo al periostio del hueso. Fascículos: Formados por fibras musculares rodeadas por el tejido conectivo. Vasos y nervios entre fascículos. ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR TÉRMINOS GENERALES EQUIVALENTES DEL MÚSCULO CÉLULA MUSCULAR FIBRA MUSCULAR MEMBRANA CELULAR SARCOLEMA CITOPLASMA SARCOPLASMA RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO MODIFICADO RETÍCULO SARCOPLÁSMICO 26 SARCOLEMA, TÚBULOS T Y SARCOPLASMA Los múltiples núcleos de una fibra muscular esquelética se localizan justo debajo del sarcolema, la membrana plasmática de la célula muscular. Existen unas invaginaciones en el sarcolema que son los túbulos transversos (túbulos T) que penetran desde la superficie hacia el centro de cada fibra. Los túbulos T se abren al exterior, llenándose de líquido intersticial. Los potenciales de acción viajan a lo largo del sarcolema y a través de los túbulos T, extendiéndose por toda la fibra, esto hace que el potencial de acción excite toda la fibra simultáneamente. Dentro del sarcolema se encuentra el sarcoplasma, el citoplasma de la fibra. Éste posee glucógeno y mioglobina, proteína que solo está en el músculo y que libera oxígeno cuando la mitocondria lo requiere para la producción de ATP. Las mitocondrias se extienden en hilera a través de la fibra, cerca de proteínas musculares que utilizan ATP para la contracción. MIOFIBRILLAS Y RETÍCULO SARCOPLÁSMICO Las miofibrillas son los orgánulos contráctiles del músculo esquelético formadas por proteínas contráctiles: actina y miosina, proteínas reguladoras: tropomiosina y troponina y proteínas accesorias: titina y nebulina que se extienden a lo largo de toda la fibra. Sus estriaciones hacen que la fibra parezca estriada. El retículo sarcoplásmico rodea cada miofibrilla, actúa como retículo endoplasmático. Consiste en túbulos longitudinales con regiones ensanchadas, llamadas cisternas terminales. Las cisternas terminales se encuentran adyacentes a una red de túbulos T, un túbulo y 2 cisternas forman lo conocido como tríada. Secuestra y concentra Ca 2+ con la ayuda de los canales Ca 2+ ATPasa. En la célula muscular en reposo, el retículo sarcoplásmico almacena Ca 2+. La liberación de éste desde las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico dispara la contracción muscular. FILAMENTOS Y SARCÓMEROS Dentro de las miofibrillas se encuentran estructuras más pequeñas de actina y miosina denominadas filamentos. Los filamentos finos y los filamentos gruesos están directamente involucrados en el proceso contráctil. En general hay dos filamentos finos por cada filamento grueso en las regiones en que ambos se superponen. Estos filamentos contenidos en las miofibrillas no se extienden a lo largo de toda la fibra si no que se organizan en compartimentos llamados sarcómeros. Un sarcómero es la unidad funcional bá sica de una miofibrilla. Hay regiones estrechas, de material denso en forma de placa, denominadas líneas Z, que separan un sarcómero del siguiente. Los filamentos gruesos y finos se superponen en mayor o menor medida, dependiendo si el músculo está contraído, relajado o distendido. El patrón de superposición, consistente en una diversidad de zonas y bandas que da origen a las estriaciones que se ven en miofibrillas y fibras. La porción central oscura del sarcómero es la banda A, que recorre toda la longitud de los filamentos gruesos. Hacia los extremos de la banda A se encuentra una regio de superposición, donde filamentos finos y gruesos se disponen lado a lado. 27 La banda I es un área clara y de menor densidad que contiene filamentos finos pero no gruesos. Una línea Z pasa por el centro de una banda I. una fina banda H en el centro de cada banda A contiene solo filamentos gruesos. Las proteínas de sostén que soportan los filamentos gruesos en el medio de cada banda H forman la línea M. CONTRACCIÓN La contracción de las fibras musculares es un proceso destacable que nos permite generar la fuerza para movernos o para resistir a una carga. La fuerza generada por la contracción se llama tensión muscular. La carga es un peso o fuerza que se opone a la contracción de un músculo. La contracción, es la generación de tensión en un músculo y es un proceso activo que requiere un aporte de energía proveniente del ATP. La relajación es la liberación de la tensión generada por una contracción. Cada neurona motora somática inerva a un conjunto de fibras en específico, ese conjunto se denomina unidad motora. Cada fibra muscular recibe una única terminación axónica se una motoneurona somática ( posee una sola unión neuromuscular) Cada axón puede tener ramas colaterales e inervar muchas fibras. Todas las fibras de una unidad motora se contraen y relajan al unísono. En estado relajado, las fibras de actina se encuentran unidos a la proteína reguladora tropomiosina. De esta forma, la miosina no puede unirse ya que la tropomiosina está bloqueando el sitio de unión y no se produce la contracción. Sin embargo, al iniciar la contracción esto varía. Se produce un aumento en los niveles de Ca +2 del citosol y éste se une a la troponina. El complejo troponina Ca+2 tira de la tropomiosina exponiendo el sitio de unión de la actina a la miosina. La miosina se une a la actina y completa el golpe de fuerza. El filamento de actina se mueve. CICLO CONTRÁCTIL Hidrólisis de ATP: La cabeza de la miosina tiene un sitio de unión de ATP y una ATPasa. El ATP se une a la miosina, la ATPasa lo hidrolizará en Pi y ADP que expulsará. Acoplamiento de la miosina a la actina para formar puentes cruzados: La cabeza de miosina cargada de energía se adhiere al sitio de unión de la actina y libera el grupo fosfato hidrolizado. Cuando se produce esta unión entre actina y miosina durante la contracción, se denominan puentes cruzados. Fase de deslizamiento: Al sitio del puente de la ATPasa se une el ATP, el cual se hidrolizará en ADP y Pi. La energía liberada, empujará la cabeza de miosina hacia la siguiente de actina, provocando el avance de la proteína sobre el sarcómero. Los filamentos gruesos se deslizarán sobre los finos. 28  Desacoplamiento de la miosina de la actina: Finalizado el movimiento, los puentes permanecen acoplados hasta que se une otra molécula de ATP a la cabeza de la miosina. El ciclo contráctil se repite mientras haya ATP disponible (se gasta una molécula de ATP por cada ciclo) y el nivel de Ca2+ en el sarcoplasma es suficientemente alto. Si estos dos falta, el ciclo finaliza ya que no hay energía para el avance de la miosina y la troponina está unida a la actina ya que no hay calcio al que unirse. Cuando llega el último potencial de acción se cierran los canales de Ca 2+ éste es bombeado (mediante bombas de transporte activo) hacia el interior del retículo sarcoplásmico. La calsecuestrina ayuda al almacenamiento de Ca2+. El calcio se libera de la troponina y esta bloqueada unión actina-miosina. Este momento corresponde a la relajación muscular. CICLO DE LOS PUENTRES CRUZADOS RESUMEN El potencial de acción causa una despolarización que permite la liberación de Ca. El calcio se une a la troponina dejando libres los puntos de unión a la miosina de la actina. Las cabezas de miosina se unen a esos puntos liberando ADP. El ATP se une a la miosina causando la liberación de actina. El ATP es hidrolizado y las cabezas de miosina retornan a su conformación inicial. Si el calcio retorna al retículo sarcoplásmico, el músculo se relaja. Si el calcio continua disponible se repite y el músculo continua contraído. 29 ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN – CONTRACCIÓN El incremento en la concentración de Ca 2+ citosólico desencadena la contracción muscular y su disminución la detiene. Cuando una fibra está relajada, la concentración en el citosol es muy baja. Sin embargo, hay mucho Ca2+ almacenado en el retículo sarcoplásmico. La propagación del potencial de acción a lo largo del sarcolema y hacia los túbulos T, provoca la apertura de los canales de liberación de Ca 2+ del retículo sarcoplásmico. Cuando estos canales se abren, el Ca 2+ fluye fuera del retículo sarcoplásmico hacia el citosol que rodea filamentos finos y gruesos. Como resultado, la concentración aumenta. Los iones de calcio liberado se combina con la troponina, dando origen a un cambio conformacional en ella. Este cambio desplaza los complejos troponina-tropomiosina de los sitios de unión a la miosina de las moléculas de actina. Una vez libres, las cabezas de miosina se unen para formar los puentes cruzados, iniciando el ciclo contráctil: acoplamiento excitación-contracción, una serie de etapas que conectan la excitación (transmisión del potencial de acción por el sarcolema y túbulos T) y la contracción (deslizamiento de filamentos). La membrana del retículo sarcoplásmico tiene bombas de Ca2+ de transporte activo que utiliza ATP para devolver el Ca2+ al retículo sarcoplásmico. Cuando el ultimo potencial de acción se propaga hasta los túbulos T, los canales de Ca 2+ se cierran. Dentro del retículo sarcoplásmico, una proteína fijadora de calcio, calsecuestrina se une al Ca 2+ permitiendo la entrada y almacenamiento de éste. Con la caída de niveles de Ca2+ ,los complejos troponina-tropomiosina cubren los sitios de unión y la fibra se relaja.  Periodo latente: Aplicación del estímulo, se inicia la contracción. Dura aproximadamente 2 microsegundos. Se libera Ca 2+ del retículo sarcoplásmico, los filamentos ejercen tensión, los componentes elásticos y luego el acortamiento.  Periodo de contracción: Dura de 10 a 100 microsegundos.  Periodo de relajación: De 10 a 100 microsegundos. Se produce la recaptación del Ca 2+.  Periodo refractario: Es un periodo de pérdida de excitabilidad. En el músculo esquelético dura aproximadamente 5 microsegundos. En el músculo cardíaco dura 300 microsegundos. METABOLISMO ENERGÉTICO MUSCULAR La fuente inmediata de energía para la contracción es ATP. El músculo en reposo almacena la energía del ATP en los enlaces de alta energía de la fosfocreatina. Más tarde, el músculo en actividad utiliza esa energía almacenada. 30 FATIGA MUSCULAR El término de fatiga muscular describe una condición reversible en la cual un músculo ya no es capaz de generar o sostener la producción de fuerza esperada. La fatiga es altamente variable. Depende de la intensidad y la duración de la actividad contráctil, del tipo de metabolismo utilizado por la fibra muscular, de la composición del músculo y del estado físico del individuo. RELACIÓN LONGITUD-EXTENSIÓN → FUERZA DE CONTRACCIÓN MUSCULAR. Es óptima cuando el sarcómero tiene una longitud de 2-2.4μM. También varía en función de la frecuencia de estimulación de la fibra muscular, del oxígeno y los nutrientes. Tamaño y número de unidades motoras activadas. Los músculos responsables de movimientos potentes y poco precisos (bíceps braquial) pueden tener hasta 2,000 fibras musculares por unidad motora La fuerza total de una contracción se puede controlar ajustando el número de unidades motoras activada Fibras lentas: 10-180 - Fibras rápidas: 300-800. CONCEPTO DE SUMACIÓN Y TETANIA Sumación: Si se produce una segunda estimulación antes de que el músculo se relaje, la contracción desarrollada será más fuerte que la primera. En este caso, el intervalo de tiempo entre los potenciales de acción se acorta, la fibra muscular no tendrá tiempo para relajarse entre dos estímulos resultando una contracción más enérgica. Se produce en dos maneras: - De fibras múltiples: Aumenta el número de unidades motoras implicadas en una contracción muscular. - De frecuencia: Suma de varios estímulos seguidos de una neurona motora, en el cual al músculo no le ha dado tiempo a relajarse. Aumenta la tensión del músculo. Tetanización: Mayor frecuencia de estímulos, el músculo no se relaja. Los potenciales de acción estimulan la fibra muscular repetidamente a intervalos cortos, la relajación entre las contracciones disminuirá hasta que la fibra muscular alcance un estado de máxima contracción. Puede ser: - Completa: afecta a todas las fibras musculares. - Incompleta: La fibra se relaja ligeramente entre estímulos. 31 TONO MUSCULAR Es producido por la activación involuntaria de unidades motoras al mismo tiempo que una gran parte de us sunidades motoras estan relajadas. Ayuda a mantener la postura. Es regulado por los reflejos espinales. MÚSCULO LISO En las fibras del músculo visceral las fibras se contraen juntas para formar una unidad única. Sin embargo, en los músculos pupilares, las fibras actúan independientemente entre ellas para formar una unidad múltiple. CARÁCTERÍSTICAS Formado por filamentos finos y gruesos en miofibrillas desordenadas. No posee sarcómeros, ni túbulos T. El retículo sarcoplásmico es muy pequeño. FILAMENTOS FINOS Están adheridos a densisdades citoplasmáticas o cuerpos densos. Formados por actina, tropomiosina, la caldesmona y la calponina (proteínas fijadoras de actina que bloquean el sitio de unión para la miosina), la acción de estas 2 proteínas depende de calcio u controla al fosforilación de las cabezas de miosina. No tienen troponina asociada. FILAMENTOS GRUESOS Compuestos por la miosina. Poseen cadenas ligeras de dos tipos: Cadena ligera esencial. Cadena ligera reguladora: La fosforilación de ésta inicia la contracción. La miosina utiliza ATP como fuente de energía contráctil. Sin embargo, la rentabilidad de esta energía es más elevada que la del músculo esquelético y se obtiene por via anaerobia. Es regulada por la cadena ligera de miosina La contracción es desencadenada por: Estímulos mecánicos: Activan canales iónicos mecanosensibles que activan la contracción espontánea une un estiramiento. Esto es conocido como el reflejo miogénico. Despolarizaciones eléctricas: Mediante la liberación de neurotrasmisores del sistema nerviosos autónomo (noradrenalina o acetilcolina) estimulan los receptores ubicados en la membrana plasmática de la célula muscular y cambian el potencial de membrana que activan la movilización de Ca2+. 32  Estímulos químicos: Como la vasopresina, el tromboxano A2, la angiotensina II. Utilizan segundos mensajeros y no necesitan la generación de un potencial de acción. La actividad marcapaso de algunas células. MÚSCULO LISO UNITARIO Formado por fibras musculares lisas separadas. Cada una d esas fibras opera independientemente y está inervada por un única terminación nerviosa. Las fibras se encuentran aisladas por una superficie eterna en composición muy similar a la membrana basal y está formada por colágeno. La contracción no es espontánea y se encuentra regulada por las señales nerviosas. Estos músculos se contraen como respuesta a estímulos nerviosos que despolarizan la membrana, por ejemplo la acción del neurotransmisor: noradrenalina, cuya señal es propagada de forma electrotónica. No suelen tener potencial de acción. Por ejemplo, el iris o el musculo ciliar del ojo poseen este músculo. MÚSCULO MULTIUNITARIO Compuesto por cientos de fibras musculares que pueden contraerse juntas como si fueran una unidad y se encuentran asociadas en haces. Sus membranas celulares se encuentran adheridas entre sí de manera que la fuerza que genera una fibra se transmite a la siguiente. Están unidas por uniones gap para formar un músculo liso sincitial. Por ejemplo, la mayoría de las vísceras del organismo poseen este tipo de músculo. Este tipo de contracción es estimulada por potenciales de acción, mediante estimulación eléctrica, hormonas, distensión o generación espontánea. CONTROL NERVIOSOS DE LA CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO LISO Potenciales marcapasos: Generan espontáneamente el potencial para la contracción. Por ejemplo, el peristaltismo intestinal. Potenciales en espiga: Pueden generarse de muchas maneras. Por estimulación eléctrica, por la ación de hormonas sobre el músculo liso, por la acción de sustancias transmisoras procedentes de las fibras nerviosas o por distensión muscular. El potencial de membrana en reposo consiga llegar al potencial umbral. 33 CONTROL HORMONAL DE LA CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO Se regula por hormonas, como la noradrenalina o la acetilcolina, o por factores tisulares como un aumento de protones o una variación en el oxígeno tisular. MECANISMO DE LA CONTRACIÓN MUSCULAR La contracción del músculo liso se regula por iones de calcio. Los iones de calcio se combinan con la calmodulina para provocar la activación de la miosina cinasa y la fosforilación de la cabeza de miosina. La contracción del músculo liso depende de la concentración extracelular de iones de calcio. MECANISMO DE LA RELAJACIÓN MUSCULAR Se necesita una bomba de calcio para inducir la relajación del músculo liso. El calcio libre del citosol disminuye cuando es bombeado fuera de la célula o hacia el retículo sarcoplásmico. El calcio se separa de la calmodulina. La miosina fosfatasa elimina el fosfato de las cadenas ligeras de miosina, lo que disminuye su actividad y con ello la contracción muscular. Esto rpovoca la disminución de la tensión muscular. MÚSCULO CARDÍACO Formado por discos intercalados que se encuentran en la unión entre dos células. Las células forman un sinticio funcional, todas las células funcionan juntas como una sola unidad. Poseen autorritmicidad, se crean potenciales eléctricos dentro de la células cardíacas ya que no requieren estimulación nerviosa. 34  EL SISTEMA NERVIOSO El Sistema nervioso es un sistema de control, integración y respuesta rápida y corta comparado con el Sistema endocrino. Tiene como función detectar los cambios en el medio externo e interno, adaptando el funcionamiento de los órganos a esos cambios para mantener la homeostasis, integra las neuronas de asociación que mantienen la homeostasis y dirige la actividad de neuronas motoras. ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO El sistema nervioso tiene dos subdivisiones: - El Sistema Nervioso Central: Actúa como centro integrador. - El Sistema Nervioso Periférico: Constituye la conexión entre el sistema nervioso central y el entorno. SISTEMA NERVISO PERIFÉRICO Los componentes sensitivos del sistema nervioso periférico son los órganos receptores sensoriales y las neuronas aferentes primarias. A su vez sus componentes motores son las neuronas motoras (axones), las neuronas autónomas preganglionares y las postganglionares (simpáticas, parasimpáticas o entéricas). Supone todas las entradas y salidas de sistema nervioso central, es decir, los nervios y los ganglios. División aferente del Sistema Nervioso Periférico: Envía información al SNC a través de neuronas sensitivas. División eferente del Sistema Nervioso Periférico: Envía información desde el SNC hacia las células diana a través de neuronas eferentes. Desde el punto de vista fisiológico se divide en: - Sistema Nervioso Somático (SNS): Es toda estructura del sistema nervioso que relacionan al cuerpo y al medio externo. Está formado por neuronas sensitivas que transmiten información desde los receptores de los sentidos y neuronas motoras que conducen impulsos desde el SNC a los músculos esqueléticos. - Sistema Nervioso Autónomo (SNA): Se encarga de regular el medio interno. Está compuesto de neuronas sensitivas que transmiten información de receptores situados en órganos viscerales (estómago y pulmón) y neuronas motoras que conducen impulsos desde el SNC al músculo liso, cardíaco y glándulas. Controla la frecuencia cardiaca, la contracción muscular y la dilatación de los vasos sanguíneos, del músculo liso, de la acomodación visual (tamaño pupilar) y de secreción de glándulas exocrinas y endocrinas. - Sistema Nervioso Entérico : Compuesto de neuronas sensitivas que monitorizan los cambios químicos dl tubo digestivo y neuronas motoras que coordinan la contracción del músculo liso del tubo digestivo. 35 COMPONENTES BÁSICOS DEL SISTEMA NERVIOSO NEURONAS: Son las subunidades estructurales y funcionales del sistema nervioso. Están especializadas para responder a estímulos físicos, químicos (excitabilidad), producen y conducen impulsos electroquímicos (generan y producen potencial de acción), y liberan mediadores químicos (neurotransmisores y neuromoduladores). Reciben estímulos. No se dividen por mitosis. Se comunican por señales eléctricas, son excitables. Su estructura se divide en un cuerpo o soma (tiene un extenso retículo endoplasmático y un nucleolo prominente) y largos apéndices que pueden ser dendritas (reciben información) o axones (llevan información). Se clasifican en: - Sensoriales o aferentes: Conducen impulsos desde los receptores sensoriales al Sistema Nervioso Central. - Motoras o eferentes: Conducen impulsos desde el SNC a órganos efectores (músculos y ganglios). - Asociaciones o interneuronas: Localizados enteramente en el SNC, hacen posible la comunicación de la información. Se encuentran en todas las regiones de la sustancia gris medular, con más pequeñas y excitables y sus funciones están integradas por las conexiones con las motoneuronas. CÉLULAS DE GLÍA O NEURO GLÍA : Son células de sostén y protección de las neuronas, con unas cinco veces más abundantes que éstas. Proporcionan sostén, nutrición y protección. Hay dos tipos de células neurogliales en el en el SNP: - Células de Schwann (neurolemocitos) que forman vainas de mielina alrededor de los axones periféricos. - Oligodendrocitos, que sostienen cuerpos neuronales dentro de los ganglios del SNP. En el Sistema nervioso central existen cuatro tipos de células: - Oligodendrocitos: Forman vainas de mielina alrededor de los axones del SNC y aíslan nervios. - Microglía: Migra a través del SNC y fagocita material extraño. - Astrocitos: Regulan la composición del fluido extracelular cerebral y promueven las uniones estrechas para formar la barrera hematoencefálica. - Células ependimarias: Células epiteliales que revisten los ventrículos (cavidades) del cerebro y el conducto central de la médula espinal. 36 SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Compuesto por el encéfalo y la médula espinal, recibe aferencias provenientes de neuronas sensoriales, y dirige la actividad de neuronas motoras que inervan músculos y glándulas. Las neuronas de asociación dentro del encéfalo y la médula espinal sirven para asociar respuestas motoras apropiadas con estímulos sensitivos y, así, mantener la homeostasis en el ambiente interno, y la existencia continua del organismo en un ambiente externo cambiante. Sustancia gris: Consiste en cuerpos neuronales, dendritas y terminacionesn axónicas no mielínicas. Tiene los receptores en la parte dorsal y lateral sensitiva y la parte ventral que lleva a cabo la respuesta motora. Sustancia blanca: Formada por axones mielínicos y contiene muy pocos cuerpos celulares. Tiene los receptores sensitivos en la parte posterior y envía la información a la parte ventral donde se realiza la respuesta motora. SISTEMA DE PROTECCIÓN DEL SNC Hueso: Formando el cráneo y la columna vertebral. El hueso y el tejido conectivo sostienen el SNC, el encéfalo se encuentra encerrado dentro del cráneo mientras que la médula espinal se encuentra protegida por las vértebras óseas de la columna vertebral. Membranas: Compuestas por las meninges y la barrera hematoencefálica: - Las meninges: Están formadas por 3 capas de tejido protector, la dura madre (capa externa y fibrosa y dura), aracnoides (fina capa de tejido conectivo en forma de tela de araña) y pía madre (capa delgada interna que recubre la superficie del encéfalo y la médula espinal. Las arterias que irrigan el encéfalo están vinculadas con esta capa) - Barrera hematoencefálica: La capa final de protección para el encéfalo, se trata de una barrera funcional entre el líquido intersticial y la sangre. Los astrocitos emiten prolongaciones que rodean los capilares, y producen señales paracrinas que inducen la formación de uniones estrechas que impiden el movimiento de solutos entre las células endoteliales. Protege al encéfalo de sustancias nocivas y patógenos que transporta la sangre, además utiliza transportadores y canales para transportar nutrientes desde la sangre al líquido intersticial encefálico, de manera que cualquier molécula que no es transportadora de esta forma no puede atravesar la barrera. Tiene permeabilidad selectiva para evitar fluctuaciones en hormonas, iones y sustancias neuroactivas. Una molécula hidrosoluble que no sea transportada por estos transportadores no puede atravesar la barrera hematoencefálica. Los fármacos que son capaces de atravesar la barrera son, los antihistamínicos liposolubles y el precursor de L-Dopa (Parkinson). El hipotálamo y el centro del Vómito son las únicas regiones que no poseen barrera hematoencefálica. Líquido cefalorraquídeo (LCR): Compuesto por cloruro sódico y otras sales. Llena los ventrículos y circula alrededor del cerebro y la médula espinal en el espacio subaracnoideo (entre la aracnoides y la pía madre). Amortigua el cerebro (el encéfalo flota en el LCR). El LCR es secretado por el plexo coroideo en los ventrículos. Cumple diversas funciones: - Mantiene constante el volumen intracraneal - Mantiene el medio iónico adecuado - Permite la eliminación de sustancias de desecho - Participa en mecanismos de transporte intercerebral El LCR es absorbido hacia la sangre en las vellosidades aracnoideas y es secretado por el cuarto ventrículo hacia el espacio subaracnoideo, después las vellosidades aracnoideas lo reabsorben hacia los vaso sanguíneos. Se usa para diagnóstico, introducción de antibióticos, inyección de contrastes, quimioterapia o anestésicos (punción lumbar). 37  1. CRÁNEO 2. DURA MADRE 3. ARACNOIDES 4. PIA MADRE 5. LÍQUIDO CEFALORRAQUÍDEO DIVISIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Encéfalo: Produce movimiento y crea una realidad sensorial. - TRONCO ENCEFÁLICO -> Meséncefalo -> Protuberancia -> Bulbo raquídeo - TELENCÉFALO -> Lóbulos de corteza -> Ganglios basales - DIENCÉFALO ->Tálamo -> Hipotálamo - CEREBELO : Se encarga de controlar la postura y el equilibrio. Médula espinal: Controla la mayoría de los movimientos y puede actuar de forma independiente: -> Cervical -> Torácica -> Lumbar -> Sacra 38 CORTEZA CERERBAL Se encarga de las funciones superiores. Esta firmada por cinco lóbulos: el frontal, el parietal, el temporal, el occipital y la ínsula. Están organizadas en áreas funcionales: Áreas sensitivas: Reciben aferencias sensitivas o sensoriales y las convierten en percepción (consciencia) Áreas motoras: Dirigen el movimiento de los músculos esqueléticos. Áreas asociativas. Integran la información de las otras áreas y pueden dirigir conductas voluntarias. DIENCÉFALO Contiene los centros para el control de la homeostasis: TÁLAMO: Recibe fibras sensitivas del tracto óptico, oídos y médula espinal e información motora del cerebelo. Protecta fibras al cerebelo para procesar información motora. Actúa como estación de relevo y centro integrador. HIPOTÁLAMO: Cumple funciones vegetativas, se encuentra localizado bajo el tálamo, es el centro de la homeostasis y controla impulsos conductuales (hambre y sed), controla todas las funciones vitales e integra los sistemas autónomo y neuroendocrino. Es el principal centro organizativo de SNA: el SNA simpático está controlado por el núcleo posterolateral y el SNA parasimpático controlado por los núcleos medial y anterior. Está formado por la hipófisis y glándula pineal. Encéfalo: Produce movimiento y crea una realidad sensorial. Tronco encefálico Constituye la transición entre la médula y el cerebro, posee tanto sustancia gris (fibras amielínicas) como blanca (fibras mielínicas) y de él parten 11 de los 12 nervios craneales que transmiten información aferente y eferente para la cabeza el cuello. Tiene grupos separados de cuerpos de células nerviosas (núcleos) y muchos se asocian con la FORMACIÓN RETICULAR (colección difusa de neuronas con axones entrelazados en red que se ramifican hacia arriba: secciones superiores del encéfalo y hacia abajo: a la médula). 39 Funciones: Estados de vigila y sueño. Tono muscular y reflejos de estiramiento. Coordinación de la respiración. Regulación de la presión arterial y sistema cardiovascular. Modulación del dolor Los componentes del tronco encefálico son: Bulbo raquídeo: se encarga de los centros de respiración y circulación. Protuberancia: núcleos sensoriales y motores Mesencéfalo: visión, audición y alerta. Cerebelo Controla la postura, el equilibrio, así como los músculos esqueléticos. Telencéfalo Se encarga de las funciones superiores. Formado por los ganglios basales que controlan los movimientos voluntarios y los patrones complejos, y por los sistemas límbicos, la amígdala que se encarga de las emocione y de la memoria, el hipocampo que se encarga del aprendizaje y la memoria y el gir o circular que se encarga de las emociones. De la base del cráneo salen 12 pares de nervios craneales: I. OLFATORIO II. ÓPTICO III. OCULOMOTOR IV. TROCLEAR V. TRIGÉMINO VI. ABDUCENS VII. FACIAL VIII. VESTIBULOCOCLEAR IX. GLOSOFARÍNGEO X. VAGO XI. ACCESORIO XII. HIPOGLOSO Algunos llevan información sensitiva (aferente), información motora( eferente) y otros mixta. Médula espinal: (cervical, torácica, lumbar y sacra). Es el primer centro de integración neural. La médula espinal se extiende desde el nivel del agujero occipital del cráneo hasta la primera vértebra lumbar. A diferencia del encéfalo, la sustancia gris de la médula espinal está localizada en posición central, rodeada por sustancia blanca. La sustancia gris central de la médula espinal est á dispuesta en forma de H., es un sitio de integración de potencial posináptico excitatorio Y los potenciales posinápticos 40  inhibitorios. La sustancia blanca de la médula espinal contiene tractos tanto sensitivos como motores. Estos se encuentran dispuestos en seis columnas de sustancia blanca llamadas funículos. Los nervios espinales que se ramifican a partir de los fonículos conectan al SNC con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de distintas partes del cuerpo. Controla la mayoría de los movimientos y puede actuar de forma independiente del encéfalo. La médula posee 31 nervios espinales: 8 cervicales, 12 torácicos, 5 lumbares, 5 sacros y 3 nervios coccígeas. La sustancia gris está formada por núcleos sensitivos y motores. Los núcleos son agrupamientos de cuerpo neuronales y pueden ser: Sensitivos: Reciben información de los receptores por las neuronas sensitivas. Motores: Envían información a través de neuronas motoras. FUNCIONES Proporciona vías de conducción en dos direcciones: Los tractos ascendentes (sensitivos) conducen impulsos que suben por la medula hacia el encéfalo. Los tractos descendentes (motores) conducen impulsos que bajan por la médula desde el encéfalo. Llevan órdenes a las neuronas motoras. Reflejo Respuesta motora estereotipada relativamente simple a una información sensitiva determinada. La estimulación de receptores sensoriales evoca potencial de acción que se conducen hacia la médula espinal mediante neuronas sensoriales. Una neurona sensorial hace sinapsis con una neurona de asociación (o interneurona) que, a su vez, hace sinapsis con una neurona motora somática. A continuación conduce impulsos hacia afuera de la médula espinal, hacia el músculo, y estimula una contracción refleja. Algunos arcos reflejos incluso son más simples que este; en un reflejo de estiramiento muscular, la neurona sensorial hace sinapsis de manera directa con una neurona motora. Otros reflejos son más complejos; comprenden varias neuronas de asociación y dan por resultado respuestas motoras en ambos lados de la médula espinal a diferentes niveles. REFLEJOS AUTÓNOMOS 41 Integración en: Médula: Micción o defecación. Pueden ser inhibidos o estimulados por centros superiores. Hipotálamo y tálamo : centros que regulan la homeostasis (frecuencia, Presión, respiración etc). Tronco encefálico : salivación, vómito, tos, deglución. Conexión con sistema límbico Reflejos autónomos de la médula espinal 1. Cambios en tono vascular por variaciones de temperatura. 2. Sudoración por incremento calor. 3. Reflejos intestino-intestinales. 4. Reflejos peritoneo-intestinales por la bajada del peristaltismo. 5. Reflejos de evacuación, por ejemplo, vaciar vejiga o colon llenos. Un dermatoma es el área de piel inervada por un solo nervio raquídeo y su ganglio espinal. El Sistema nervioso central actúa como centro integrador, envía información y lleva información. Está formado por el cerebro y la médula espinal. El sistema nerviosos periférico sensorial envía información al sistema nerviosos central a través de neuronas sensitivas. Envía señales del ambiente externo (a través de los órganos de los sentidos) y señales del ambiente interno. Por otra parte del sistema nerviosos periférico motor lleva información del sistema nervioso central a las células diana a través de neuronas eferentes. Posee una división somática que se encarga del control del músculo esquelético y una división autónoma que se encarga del control del músculo liso, glándulas y el músculo cardiaco. Esta última a su vez se divide en simpático y parasimpático. 42 SEMINARIO 3 FUNCIONES SUPERIORES Definición de las funciones del cerebro: sensorial, cognitivo y conductual y las relaciones entre ellas: Podríamos decir que la función del cerebro, como parte del Sistema Nervioso Central (SNC), es la de regular la mayoría de las funciones del cuerpo y la mente. Esto incluye desde funciones vitales como respirar o el ritmo cardíaco, pasando por funciones más básicas como el dormir, tener hambre o el instinto sexual, hasta las funciones superiores como pensar, recordar o hablar. En las partes del cerebro se analiza cómo las funciones vitales más básicas están medidas por las estructuras cerebrales más antiguas, es decir, aquellas situadas en el rombencéfalo (bulbo raquídeo, protuberancia, cerebelo) y el mesencéfalo. En cambio, las funciones cerebrales superiores como el razonamiento la memoria, la atención están controladas por los hemisferios y lóbulos cerebrales que forman parte del córtex. Cognición: habilidades cognitivas que necesitamos para entender e interaccionar con el mundo: atención, memoria, funciones ejecutivas, lenguaje y funciones visoperceptivas y visoespaciales. Hay un solapamiento de las distintas funciones, gracias a la atención somos capaces de percibir estímulos, las funciones ejecutivas son las responsables de nuestra conducta, etc. o Definición de las diferentes áreas corticales encargadas de las funciones superiores. FACTOR FUNCIÓN ÁREA CEREBRAL Programación y control Garantiza el proceso de Sectores prefrontales del ejecución de una tarea de hemisferio izquierdo acuerdo al objetivo (instrucción o reglas establecidas) Organización secuencial de Garantiza el paso fluente de Zonas premotoras del movimientos y acciones un movimiento a otro, inhibe hemisferio izquierdo el eslabón motor anterior para el paso flexible al eslabón motor posterior Retención audio-verbal Estabilidad de la huella Zonas temporales medias Mnésica en la modalidad del hemisferio izquierdo audio verbal -Lateralización: Inclinación sistematizada a utilizar más una de las dos partes simétricas del cuerpo y uno de los órganos pares, como las manos, los ojos o los pies. La lateralización hemisférica es un concepto que hace referencia a la especialización de cada hemisferio cerebral en una serie de funciones cognitivas concretas como, por ejemplo, el lenguaje o la memoria. -Integración de la información. Percepción: El sistema perceptivo del ser humano es, seguramente, el más complejo en su conjunto de todos los animales. Y es el salvavidas que nos ha permitido llegar hasta aquí. Quizás, si no hubiéramos sido capaces de detectar sabores amargos, nos hubiéramos extinguido hace miles de año al ingerir frutas o plantas venenosas. Y de descifrar la información que envían los sensores se encarga la mente. No registra todo lo que hay fuera de nosotros, sino que selecciona aquello que considera importante para la supervivencia y la reproducción. Cuando una de las células sensibles o receptores sensoriales que recubren nuestro cuerpo detecta un estímulo en el ambiente, lo capta y para poder enviarlo al cerebro, lo traduce en una señal eléctrica. Una vez llega allí esa 43 información, el cerebro se encarga de organizarla, interpretarla y darle significado mediante un proceso denominado percepción. Electroencefalograma: tipos de ondas y utilidad Electroencefalograma: Gráfico en el que se registra la actividad del cerebro y es obtenido por un electroencefalógrafo. Tipos de ondas: Existen 5 tipos de ondas cerebrales que trabajan casi como notas musicales. Unas actúan a baja frecuencia, otras a una más elevada. Sin embargo, en conjunto son capaces de conformar una sintonía armónica donde nuestros pensamientos, emociones y sensaciones pueden alcanzar un equilibrio perfecto, ahí donde sentirnos más centrados y receptivos a todo lo que nos envuelve… Dependiendo de lo que hagamos en cada momento, serán unas ondas las que mostrarán mayor actividad en determinadas áreas de nuestro cerebro y otras trabajarán con menor intensidad en otras zonas, pero ninguna de ellas estará, por así decirlo, “desconectada”. 1. Las Ondas Delta (1 a 3 Hz): Las ondas Delta son las que tienen una mayor amplitud de onda y se relacionan con el sueño profundo (pero sin sueños). 2. Ondas Theta (3,5 a 8 Hz): El segundo de los tipos de ondas cerebrales se relaciona sobre todo con nuestras capacidades imaginativas, con la reflexión y el sueño. 3. Ondas Alfa (8 a 13 Hz): las ondas Alfa surgen en ese crepúsculo intermedio donde hay calma, pero no sueño, donde hay relajación y un estado propicio para meditar. 4. Ondas Beta (12 a 33 Hz): Cruzamos ya el umbral de esos tipos de ondas cerebrales, de nivel bajo o moderado, para alcanzar un escalón superior. Estamos ya en ese espectro de frecuencias más altas que surgen como resultado de una actividad neuronal intensa. 5. Ondas Gamma (25 a 100 Hz): resulta muy difícil captarla en los electroencefalogramas. Hablamos de un tipo de onda que se origina en el tálamo y se mueve desde la parte posterior del cerebro hacia adelante y a una velocidad increíble. Se relaciona con tareas de un alto procesamiento cognitivo. Utilidad: ayudar al diagnóstico de patologías FASES DEL SUEÑO Y CARACTERÍSTICAS Fase I: es la fase de sueño ligero, en la que las personas todavía son capaces de percibir la mayoría de los estímulos (auditivos y táctiles). El sueño en fase I es poco o nada reparador. El tono muscular disminuye en comparación con el estado de vigilia, y aparecen movimientos oculares lentos. Fase II: en esta fase el sistema nervioso bloquea las vías de acceso de la información sensorial, lo que origina una desconexión del entorno y facilita, por tanto, la actividad de dormir. El sueño de fase II es parcialmente reparador, por lo que no es suficiente para que el descanso sea considerado completo. Esta fase ocupa alrededor del 50% del tiempo de sueño en el adulto. El tono muscular es menor que en fase I, y desaparecen los movimientos oculares. Fase III: es un sueño más profundo (denominado DELTA), donde el bloqueo sensorial se intensifica. Si el individuo despierta durante esta fase, se siente confuso y desorientado. En esta fase no se sueña, se produce una disminución del 10 al 30 por ciento en la tensión arterial y en el ritmo respiratorio, y se incrementa la producción de la hormona del crecimiento. El tono muscular es aún más reducido que en fase II, y tampoco hay movimientos oculares. Fase IV: es la fase de mayor profundidad del sueño, en la que la actividad cerebral es más lenta (predominio de actividad delta). Al igual que la fase III, es esencial para la recuperación física y, especialmente, psíquica, del organismo (déficits de fase III y IV causan somnolencia diurna). En esta fase, el tono muscular está muy reducido. No es la fase típica de los sueños, pero en ocasiones pueden aparecer, en forma de imágenes, luces, figuras… sin una línea argumental. Es importante señalar que en esta fase es en la que se manifiestan alteraciones como el sonambulismo o los terrores nocturnos. Fase REM: se denomina también sueño paradójico, debido al contraste que supone la atonía muscular (relajación total) típica del sueño profundo, y la activación del sistema nervioso central (signo de vigilia y estado de alerta). En 44 esta fase se presentan los sueños, en forma de narración, con un hilo argumental, aunque sea absurdo. La actividad eléctrica cerebral de esta fase es rápida. El tono muscular nulo (atonía muscular o parálisis), impide que la persona dormida materialice sus alucinaciones oníricas y pueda hacerse daño. Las alteraciones más típicas de esta fase son las pesadillas, el sueño REM sin atonía y la parálisis del sueño. Funciones del sueño: Restablecer almacenes de energía celular. Restaurar la homeostasis de sistema nervioso central y del resto de los tejidos. El sueño tiene un papel importante sobre los procesos de aprendizaje y memoria. Durante el sueño se tratan asuntos emocionales reprimidos. Transición vigilia-sueño: La formación reticular nos mantiene en estado de vigilia, de alerta El tránsito de la vigilia al sueño se caracteriza por cambios visibles en la dinámica neural, que tradicionalmente se detectan por la alteración de la actividad del electroencefalograma, que pasa de una actividad 'desincronizada' en vigilia a una actividad de ondas lentas sincronizadas globalmente en la etapa del primer sueño. Ritmos circadianos: los ritmos circadianos son cambios físicos, mentales y conductuales que siguen un ciclo diario, y que responden, principalmente, a la luz y la oscuridad en el ambiente de un organismo. Los relojes biológicos son el dispositivo de tiempo innato de un organismo. Se componen de moléculas específicas (proteínas) que interactúan en las células de todo el cuerpo. Los relojes biológicos se encuentran en casi todos los tejidos y los órganos. Los relojes biológicos producen ritmos circadianos y regulan su programación. EMOCION Y MOTIVACIÓN. CIRCUITOS NEURONALES IMPLICADOS -El sistema motivacional está regulado por el sistema dopaminérgico mesencefálico. -La motivación está llevada a cabo por la vía mesocorticolímbica e implica fuertemente el papel de las emociones del individuo: Área tegmentoventral (mesencéfalo) de la que parten vías de dopamina Amigdala: encargada del procesamiento y almacenamiento de emociones (dopamina) Hipocampo: pasa la memoria de corto a largo plazo Tuberculo olfatorio Nucleo Acumbens: mediador de la recompensa, atención y dopamina. Mediador del sistema límbico y motor. Corteza prefrontal: elabora comportamientos cognitivamente complejos Según la motivación: Castigo: amígdala derecha, lóbulo temporal medial y lóbulo orbitofrontal lateral. No se activa el sistema dopaminérgico de los nucleos de la base que están asociados con la atención Recompensa: sistema dopaminérgico, amígdala y área orbitofrontal media Relaciones entre emociones y funciones fisiológicas Entre alguna de las emociones básicas: El MIEDO, produce un aumento de la respuesta cardíaca y una distribución sanguínea hacia los músculos esqueléticos largos (lo que explica la palidez del rostro), que en tiempos pasados facilitó una posible huida de peligros potenciales como depredadores, predadores, e incluso del fuego. Igualmente, en función de las circunstancias, el miedo puede desencadenar una respuesta de inmovilidad ante un contexto en el que pasar inadvertido puede resultar una opción más eficiente para sobrevivir. 45 El ASCO o disgusto provoca una reacción de rechazo ante alimentos en mal estado u olores dañinos para el organismo. Según Darwin, la nariz se arruga en un intento de impedir la inhalación de la sustancia tóxica. Por otra parte, sacar la lengua parece una acción que favorece la expulsión de alimentos. La TRISTEZA, como la producida por la muerte de un ser querido, conllevó en los humanos prehistóricos, una pérdida de energía que invitaba al refugio en el propio hábitat con los demás miembros del grupo, ya que solía ser el sitio más seguro para la supervivencia. Además, la tristeza evocada por una mala conciencia se deriva en la insistencia sobre el error cometido presumiblemente como estímulo para no volver a cometerlo. La ALEGRÍA asume una función de recompensa ante situaciones exitosas con el objetivo de poder repetir dichas acciones ventajosas en el futuro. La SORPRESA produce un arqueo de las cejas que aumenta el flujo de luz que entra en la retina. De esta manera se acopia más información sobre el acontecimiento inesperado, acelerando su análisis y la elaboración de una respuesta adecuada. El ENFADO, es el instinto alfa del equilibrio moral, esta emoción brota ante una injusticia, provocando un reflujo sanguíneo hacia las manos para golpear o empuñar un arma, así como un aumento del ritmo cardíaco y hormonal, como la adrenalina, para aguantar un enfrentamiento durante un tiempo prolongado. PAPEL DEL HEMISFERIO IZQUIERDO Y DERECHO EN EL LENGUAJE El hemisferio izquierdo es capaz de comprender todos los aspectos del lenguaje mientras que el derecho parece ser más limitado en este aspecto. Sin embargo, la capacidad del léxicon de ambos hemisferios parece ser similar. Pero, por otra parte, se ha demostrado que en la población general el léxicon usado es el del hemisferio izquierdo. Hemisferio izquierdo El hemisferio izquierdo es la parte motriz capaz de reconocer grupos de letras formando palabras, y grupos de palabras formando frases, tanto en lo que se refiere al habla, la escritura, la numeración, las matemáticas y la lógica, como a las facultades necesarias para transformar un conjunto de informaciones en palabras, gestos y pensamientos. Hemisferio derecho El hemisferio derecho gobierna tantas funciones especializadas como el izquierdo. Su forma de elaborar y procesar la información es distinta del hemisferio izquierdo. No utiliza los mecanismos convencionales para el análisis de los pensamientos que utiliza el hemisferio izquierdo. Es un hemisferio integrador, centro de las facultades viso- espaciales no verbales, especializado en sensaciones, sentimientos, prosodia y habilidades especiales; como visuales y sonoras no del lenguaje como las artísticas y musicales. Concibe las situaciones y las estrategias del pensamiento de una forma total. Integra varios tipos de información (sonidos, imágenes, olores, sensaciones) y los transmite como un todo. Aprendizaje y memoria. Bases fisiológicas de la memoria. Generalidades La memo