Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular PDF

**Capítulo 46: Organización del Sistema Nervioso (SN)** **1. Diseño General del Sistema Nervioso:** - **Unidad funcional básica:** Neurona (soma, dendritas y axón). - **Porción sensitiva (receptora):** Transporta información sensitiva a través de los nervios periféricos hacia áreas especí...

**Capítulo 46: Organización del Sistema Nervioso (SN)** **1. Diseño General del Sistema Nervioso:** - **Unidad funcional básica:** Neurona (soma, dendritas y axón). - **Porción sensitiva (receptora):** Transporta información sensitiva a través de los nervios periféricos hacia áreas específicas como el bulbo raquídeo, mesencéfalo, cerebelo, tálamo y corteza cerebral. - **Porción integradora y motora (efectora):** Controla músculos esqueléticos y lisos, así como secreción glandular. **2. Niveles de Función del Sistema Nervioso Central (SNC):** - **Nivel medular:** Procesos básicos reflejos. - **Nivel encefálico inferior o subcortical:** Involucra estructuras como el bulbo raquídeo, tálamo, cerebelo, ganglios basales. Responsable de funciones automáticas. - **Nivel encefálico superior o cortical:** Procesamiento de funciones complejas como el pensamiento. **3. Sinapsis en el SNC:** - **Sinapsis:** Unión entre neuronas, permite la transmisión de impulsos nerviosos. Hay dos tipos: - **Químicas:** Uso de neurotransmisores. - **Eléctricas:** Movimiento libre de iones entre neuronas. **4. Neurotransmisores:** - Ejemplos: - **Acetilcolina:** Excitadora. - **Noradrenalina:** Regula la vigilia y el estado mental. - **Dopamina:** Inhibidora, secretada en la sustancia negra. - **GABA:** Inhibidor principal del SNC. - **Glutamato:** Principal excitador. - **Serotonina:** Inhibe el dolor en la médula y regula el estado de ánimo. - **Óxido Nítrico:** Relacionado con memoria y conducta. **5. Canales Iónicos:** - **Excitadores:** Apertura de canales catiónicos (Na+, K+, Ca2+). - **Inhibidores:** Apertura de canales aniónicos (Cl-). **6. Receptores y Señales:** - **Receptores ionotrópicos:** Activan directamente canales iónicos. - **Receptores metabotrópicos:** Actúan a través de \"segundos mensajeros\" (ej. proteínas G). **7. Excitación e Inhibición Neuronal:** - **Excitación:** Apertura de canales de Na+. - **Inhibición:** Apertura de canales de Cl- o salida de K+ que hiperpolariza la membrana. **8. Sumación de Impulsos:** - **Espacial:** Activación simultánea de múltiples terminales axónicas. - **Temporal:** Descargas sucesivas de un solo terminal presináptico. **9. Funciones Especiales de las Dendritas:** - Transmiten señales sin generar potenciales de acción, transportan corrientes hacia el soma. **10. Características Especiales de la Transmisión Sináptica:** - **Fatiga sináptica:** Reducción de la respuesta sináptica tras estimulación rápida y repetida. - **Acidosis/Alcalosis:** Afecta la excitabilidad neuronal, con acidosis disminuyendo la actividad y alcalosis aumentándola. **Capítulo 6** **Tipos de Músculos:** 1. **Esquelético o estriado** (40% del cuerpo). 2. **Liso**. 3. **Cardíaco** (10% del cuerpo). **Anatomía Fisiológica del Músculo Esquelético:** - **Fibras musculares**: Diámetro de 10-80 μm. - **Miofibrillas**: Contienen actina y miosina. - **Sarcolema**: Membrana que envuelve la fibra muscular, conectada a tendones. - **Filamentos**: - **Miosina**: Filamentos gruesos. - **Actina**: Filamentos delgados. - Las bandas claras (I) contienen actina y las oscuras (A) contienen miosina. - **Sarcómero**: Unidad entre dos discos Z. - **Titina**: Mantiene la estructura de los filamentos. **Mecanismo General de la Contracción Muscular:** 1. **Potencial de acción** viaja por la fibra motora. 2. Se secreta **acetilcolina**. 3. **ACh** abre canales catiónicos. 4. **Na+** entra y genera un nuevo potencial. 5. El potencial se propaga y despolariza la membrana. 6. **RS** libera **Ca2+**, lo que inicia la atracción entre actina y miosina. 7. El **Ca2+** es recapturado por el **RS**, terminando la contracción. **Mecanismo Molecular de la Contracción:** - La contracción ocurre por un deslizamiento de filamentos. - Los **puentes cruzados** de miosina interactúan con la **actina**. - La **miosina** tiene actividad ATPasa y permite la contracción. - **Actina**: Interactúa con tropomiosina y troponina. - **Troponina C** se une a **Ca2+** y activa la contracción. - **Tropomiosina** bloquea los puntos activos de la actina en reposo. **Teoría de la Cremallera de la Contracción:** - **ATP** es la fuente de energía para la contracción. - La **superposición de filamentos** determina la tensión muscular. - Longitud óptima del sarcómero: **2.0 μm**. **Energética de la Contracción Muscular:** - El **ATP** es necesario para: 1. Activar los puentes cruzados. 2. Recapturar **Ca2+** en el RS. 3. Mantener el entorno iónico de la fibra. - Fuentes de energía: 1. **Fosfocreatina**: Proporciona ATP para 5-8 segundos de contracción. 2. **Glucólisis**: Energía para 1 minuto de contracción. 3. **Metabolismo oxidativo**: 95% de la energía para contracciones prolongadas. **Características de la Contracción Muscular:** - **Contracción isométrica**: No acorta el músculo. - **Contracción isotónica**: Acorta el músculo, la tensión se mantiene constante. **Fibras Musculares:** - **Fibras lentas (Tipo I, m. rojo)**: - Pequeñas, más mitocondrias, mioglobina y vascularización. - **Fibras rápidas (Tipo II, m. blanco)**: - Grandes, más RS y enzimas glucolíticas, menor vascularización. **Mecánica de la Contracción del Músculo Esquelético:** - **Unidad motora**: Todas las fibras inervadas por una única fibra nerviosa. - **Sumación de fuerzas**: - **Múltiples fibras**: Aumenta el número de unidades motoras activadas. - **Frecuencia**: Aumenta la frecuencia de contracción. - **Tono muscular**: Tensión ligera durante el reposo. - **Fatiga muscular**: Ocurre tras contracciones prolongadas e intensas. **Remodelación Muscular:** - **Hipertrofia**: Aumento de masa muscular, ocurre bajo carga (6-10 semanas). - **Atrofia**: Disminución de la masa muscular Capítulo 7 **Unión Neuromuscular y Transmisión de Impulsos:** - Las fibras del músculo esquelético están inervadas por motoneuronas de la médula espinal. - La **unión neuromuscular** es la conexión entre la terminación nerviosa y la fibra muscular, donde el potencial de acción (PA) viaja hacia ambos extremos de la fibra muscular. **Anatomía de la Unión Neuromuscular:** - **Placa motora terminal**: Terminaciones nerviosas ramificadas aisladas por células de Schwann. - **Gotiera sináptica**: Hendidura entre la terminación nerviosa y la fibra muscular. - **Acetilcolina (ACh)**: Neurotransmisor secretado cuando llega un impulso nervioso. - **Acetilcolinesterasa**: Enzima que destruye ACh en acetato y colina tras la transmisión del impulso. **Secreción de Acetilcolina:** 1. El **impulso nervioso** llega a la unión neuromuscular. 2. Las **vesículas de ACh** se liberan al espacio sináptico. 3. **Canales de Ca** activados por voltaje permiten la entrada de Ca, que facilita la liberación de las vesículas. 4. **ACh** se une a receptores postsinápticos, abriendo canales iónicos que permiten la entrada de **Na+**, generando el **potencial de la placa terminal**. **Potencial de Acción Muscular:** - **Potencial de reposo**: -80 a -90 mV. - **Duración**: 1-5 ms. - **Velocidad de conducción**: 3-5 ms. - Los PA se propagan por la fibra muscular a través de los **túbulos transversos** (T). **Acoplamiento Excitación-Contracción:** 1. Los **túbulos transversos** son extensiones de la membrana celular. 2. El **retículo sarcoplásmico (RS)** contiene **Ca2+**. 3. El PA en los túbulos T provoca la liberación de **Ca2+** desde las **cisternas terminales del RS** hacia el sarcoplasma. 4. **Ca2+** permite la contracción muscular al interactuar con las miofibrillas. **Recaptación de Calcio:** - **Ca2+-ATPasa** en el retículo sarcoplásmico (SERCA) bombea **Ca2+** de regreso al RS. - La **calsecuestrina** aumenta la capacidad de almacenamiento de Ca hasta 40 veces. Capítulo 8 **Tipos de Músculo Liso:** 1. **Multiunitario**: - Fibras separadas, cada una tiene su propia terminación nerviosa. - Cada fibra se contrae de manera independiente. - Ejemplos: Músculo ciliar del ojo, iris, piloerectores. 2. **Unitario (Visceral)**: - Masas de cientos a miles de fibras que se contraen juntas. - Membranas conectadas por uniones en hendidura. - Ejemplos: Paredes del tracto digestivo, vías biliares, útero. **Mecanismo Contráctil:** - **Filamentos de actina y miosina**, sin complejo de troponina. - Proceso contráctil activado por **calcio** y **ATP**. - Los filamentos de actina están unidos a **cuerpos densos**, similares a los discos Z en el músculo esquelético. - Contracciones prolongadas (tónicas) que pueden durar horas o días. **Diferencias con el Músculo Esquelético:** 1. **Ciclo lento** de formación de puentes cruzados, con menor actividad ATPasa. 2. **Baja necesidad de energía**, consume solo 1/10 a 1/300 de la energía que el músculo esquelético. 3. **Contracción lenta** (50-100 ms para iniciarse, 1-3 s de duración). 4. **Mayor fuerza máxima de contracción** (4-6 kg/cm²), debido al período prolongado de los puentes cruzados. 5. **Mecanismo de cerrojo**, que permite mantener la contracción sin necesidad de una continua excitación. 6. **Tensión-relajación**, que permite al músculo recuperar su fuerza después de ser alargado o acortado. **Regulación de la Contracción por Calcio:** 1. **Aumento del Ca2+ intracelular** debido a estímulos nerviosos, hormonales o distensión. 2. **Ca2+** se une a la **calmodulina**, activando la miosina cinasa. 3. **Fosforilación de la cabeza de miosina**, que permite la unión con la actina y la contracción. 4. Mayor parte del **Ca2+** proviene del líquido extracelular, y la contracción depende de su concentración. **Relajación Muscular:** - **Bomba de Ca2+** requiere ATP para retirar el calcio y detener la contracción. - La **miosina fosfatasa** interrumpe la contracción al desfosforilar la cabeza de miosina. **Control Nervioso y Hormonal:** - La contracción del músculo liso puede ser estimulada por **señales nerviosas**, **hormonales** o **distensión**. - **Varicosidades nerviosas** contienen vesículas de neurotransmisores como **acetilcolina (ACh)** y **noradrenalina**, que pueden tener efectos excitadores o inhibidores. - El tipo de receptor en la membrana determina si el efecto es excitador o inhibidor. **Potencial de Membrana y de Acción:** - **Potencial de membrana en reposo**: -50 a -60 mV. - **Potencial de acción en el músculo liso unitario**: - **Espiga**: Duración de 10-50 ms. - **Meseta**: Repolarización lenta, asociada con contracciones prolongadas. - El **Ca2+** es responsable del potencial de acción, que actúa sobre el mecanismo contráctil. **Factores No Nerviosos que Regulan la Contracción:** 1. **Factores químicos locales**: Ausencia de oxígeno, exceso de CO2, aumento de iones de hidrógeno. 2. **Hormonas**: Noradrenalina, adrenalina, angiotensina II, vasopresina, entre otras. Capítulo 9\ **Anatomía del Corazón:** - **Ventrículos y aurículas**: Cámaras principales del corazón. - **Válvulas AV y sigmoideas**: Controlan el flujo sanguíneo. - **Pericardio**: Membrana que rodea el corazón. - **Ritmicidad cardíaca**: Contracciones continuas y sucesivas del corazón. **Focos de Auscultación Cardíaca:** 1. **Foco aórtico**: 2° espacio intercostal derecho, junto al borde esternal. 2. **Foco pulmonar**: 2° espacio intercostal izquierdo. 3. **Foco accesorio aórtico/pulmonar**: 3° espacio intercostal izquierdo. 4. **Foco tricuspídeo**: Entre el 4° y 5° espacio intercostal izquierdo. 5. **Foco mitral**: 5° espacio intercostal, línea medio clavicular izquierda. **Fisiología del Músculo Cardíaco:** - **Tipos de músculo cardíaco**: 1. **Músculo auricular**. 2. **Músculo ventricular**. 3. **Fibras especializadas de excitación y conducción**. - **Músculo auricular y ventricular**: Contracción similar al músculo esquelético, pero más prolongada. - **Fibras especializadas**: Producen descargas eléctricas rítmicas y automáticas (PA). **Anatomía del Músculo Cardíaco:** - Fibras musculares dispuestas en **retículo**, que se conectan mediante **discos intercalados**. - **Sincitios** (auricular y ventricular): El potencial de acción se propaga rápidamente. - El **Haz AV** conduce los PA entre aurículas y ventrículos. - El **ventrículo izquierdo** realiza una torsión durante la contracción para mejorar la eyección de sangre. **Potencial de Acción en el Músculo Cardíaco:** - **Potencial de membrana en reposo**: -80 a -90 mV. - **Potencial de acción ventricular**: +105 mV. - La despolarización se mantiene por 0.2-0.3 s, lo que prolonga la contracción. **Fases del Potencial de Acción:** 1. **Fase 0 (Despolarización)**: Entrada rápida de Na, alcanzando +20 mV. 2. **Fase 1 (Repolarización inicial)**: Cierre de canales rápidos de Na, salida de K. 3. **Fase 2 (Meseta)**: Entrada de Ca por canales lentos, cierre de canales rápidos de K. 4. **Fase 3 (Repolarización rápida)**: Cierre de canales de Ca, apertura de canales lentos de K. 5. **Fase 4 (Reposo)**: Vuelta al potencial de reposo (-80 a -90 mV). **Causas de la Meseta:** - Entrada lenta de **Na** y **Ca**. - Disminución de la permeabilidad al **K** durante la meseta. **Conducción y Período Refractario:** - **Velocidad de conducción**: - En aurículas y ventrículos: 0.3-0.5 m/s. - En fibras de **Purkinje**: 4 m/s. - **Período refractario**: - Ventrículos: 0.25-0.30 s. - Aurículas: 0.15 s. **Acoplamiento Excitación-Contracción:** - **PA** viaja por túbulos T, liberando **Ca** del retículo sarcoplásmico. - El Ca cataliza la contracción muscular. - **Bomba de Ca** finaliza la contracción al recapturar el calcio.