Médula espinal y contracción muscular

Anatomía. Estimulación de un aferente. Funcionamiento de neuronas. Células musculares. Estímulos. Reflejos. Inervación recíproca. Unidad motora. Oclusión. Despolarización. Movimiento ioneico en sinapsis. Axiones. Organización de fibras

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Medula espinal

Sen estudia en 2 tipos, en la de gato y la de sapo y rana.

Es facil ver las sinapsis en vertebrados.

La sustancia gris, tiene somas (cuerpos celulares) y pocos axones, por eso de ve gris. Esta en las astas dorsales y ventrales.

La sustancia blanca tiene axones mielinicos (color blanco), y se encuentran en los conrdones dorsal, ventral y 2 laterales.

De las astas nacen nervios. La pirmer parte se llama raiz, y en la dorsal se tiene un ganglio. Los dos se unen para formar el nervio raquideo.

La informacin entra al snc por medio de la raiz dorsal.

En los ganglios hay neuronas pseudobipolares (via aferente).

En la raiz ventral, sale la informacion del snc y pormedio de una neurona bipolar, termina en un musculo (efector) (casi todas son motoneuronas).

El estimulo primero viene de una aferente 1ria, que viene del musculo, y va a la medula, aqui termina en una motoneurona o en una interneurona.

--En medula hay MN o interneuronas.

Estimulacion de una aferente

Al estimular a una neurona aferente y registrar en una eferente, hay dos posibilidades de trazos:

-Un trazo monosinaptico (poco periodo de latencia y sube y baja normal).

-Un trazo polisinaptico (mucho periodo de latencia y al bajar, se resitran pequeñas subidas).

Esto se da, porque en la polisinaptica, por haber mas retrasos sinapticos, se retrasa el periodo de latencia.

Los disparos repetidos, se debe a que una interneurona regresa una parte de su estimulo a una neurona pasada.

--Para hacer un estiduo monosinaptico, se resitra en medula y se vusca el axon que solo tiene una sinapsis.

Tipos de respuestas en un registro monosinaptico

Si se estimula con diferentes cargas, se ve que va subiendo la respuesta, hasta alcanzar el disparo. Por eso hay respuesta local y respuesta propagada.

--Potencial de PNM de 40-50, potencial aqui de 10.

Se registra en la neurona postsinaptica, por lo que el potencial se llama postsinaptico.

La causa de que vaya subiendo la amplitud del registro, es que con la energia se estimulan difernetes sinapsis que lleban a la celula. (esto dando un solo estimulo). tambien se alcanza el disparo al ir dando descargas multiples.

formas de dar el PA en la neurona postsinaptica

1- Activar gran numero de axones aferentes (suma espacial).

2- Activar unos cuantos axones aferentes a altas frecuencias (suma temporal).

--Un potencial local, aumenta la exitabilidad de la membrana, porque aumenta el potencial de reposo al area de disparo. Este seria un potencial postsinaptico exitador.

Si se estimula cada axon que forma al nervio, podemos ver los potenciales exitadores, y tambien los inhibidores (trazo para abajo y con mas periodo de latencia por ser un polisinaptico).

diferencias entre potencial postsinaptico y potencial de PNM

P. POSTS. P. PNM

Son inhibitorios y exitatorios Son solo exitatorios

Amplitud de 10 Amplitud de 40

NT no acetilcolina (glutamato) NT acetilcolina

Movimiento ioneico en sinapsis

La despolarizacion se debe a un aumento de conductancia de la membrana postsinaptica para el Na.

La hiperpolarizacion es por un aumento en la conductancia al Cl (entra por gradiente de cocentracion).

Axones

Todas las MN son mielinicas.

El cono axonico, es la parte inicial del azon, aqui se inicia el PA, porque hay muchos canales Na voltajedependientes. Aqui hay despolarizacion por los cambios en las dendritas y el soma. Aqui se suma la actividad sinaptica y da o no el PA, se suma la actividad exitatoria e inhibitoria (suma algebraica o integral).

Inhibicion recurrente

Las MN espinales dan una colateral, que termina en la misma neurona. Esta produce un potencial inhibitorio para la neurona que lo produsco.

Libera acetilcolina y sirver para que solo dispare unas cuantas veces.

Regula su actividad.

Inhibicion presinaptica

Aveces hay una sinapsis sobre el aferente 1rio.

Si se estimula el aferente 1rio, se ve en la neurona postsinaptica, una depolarizacion.

Si se estimula el otro, no se ve nada, en la postsinaptica.

Si se estimula un poco antes el otro y luego la aferente 1ria, se ve una disminucion de la amplitud del potencial. Esto en una inhibicion.

Esta inhibicion se debe a que se libera menos NT.

La otra sinapsis disminuye la liberacion del NT, porque despolariza un poco a la fibra, y al llegar el potencial de la aferente 1ria, se pierde amplitud.

--Ejm. Normal. PR= -79, PA 1rio= 21, Amplitud= 100, despues de activar el segundo, el Pr= -75, PA 1rio= 21, Amplitud= 96.

De esta forma no se activan tnatos canales y no entra tanto Ca ni se libera tanto NT.

--Este tipo de inhibicion presinaptica se ve en circuitos de dolor.

--200-300 unidades motoneuronas en un musuculo.

Funcionamiento de grupo de neuronas

Existen diferentes tipos de aferentes: Af 1rio (1), Af 1rio (2).

En los registros del Af 1rio (1) se ve una amplitud mayor que el en Af 1rio (2). Esto ocurre, porque el (1), aciva a ciertas neuronas y el (2), a otras.

Si se activan los 2, al mismo tiempo, se puede ver que sea una sumacion de los 2, o que sea mayor que la suma. Si es mayor, se llama facilitacio.

Tambien puede pasar una oclusion.

Facilitacion

Esto pasa porque una sola aferente, activa poco a las neuronas que va a facilitar, pero junto con el otro aferente, si alcanza a activar a las neuronas que van a facilitar.

Para que ocurra esto, se necesita que los 2 aferentes compartan neuronas cuya estimulacion es afectada por cualquiera de las dos.

Oclusion

Esto es cuando al estimular a los 2 aferentes, la respuesta es igual que si se estimulara al de mayor respuesta solo.

Esto se debe a que el (2) esta dentro del (1).

--Las neuroans compartidas son las que s activan co el aferente (1) y (2).

Musculo esqueletico

La contraccion muscular tiene 2 fases:

1.- Fase de acortamiento (dura poco tiempo).

2.- Fase de relajacion (2 o 3 veces mas larga).

--duracion de contraccion es de 100-400 mseg.

si se estimula con diferentes intensidades, se ve que va subiendo la aplitud. Esto indica que la amplitud de acortamiento es directamente proporcional a la intensidad del estimulo, porque depende de cuantas fibras musculares esten activas por los axones.

Unidad motora

Es una motoneurona y las fibras de musculo que esta inervando.

Hay de diferentes tamaños (10 fibras por neurona hasta 300-400 fibras por neurona).

Las unidas motoras pequeñas, estan en musculos, que tiene mucha presicion en sus movimientos (ejm. externaos del ojo).

Las unidades motoras grandes, estan en musculos, que tienen poca presicion en sus movimientos (ejm. masa comun).

estimulacion a diferentes frecuencias

Una ves alcanzada la maxima amplitud de contraccion, con un estimulo unico, se puede aumentar la la frecuencia y se observan diferentes fenomenos:

-Fenomeno de la escalera: (3Hz), sigue aumentando la amplitud, hasta que se estabiliza.

-Tetanos incompleto: (10Hz), no se alcanza a relajar el musculo (fase de relajacion incompleta) y va aumentando la amplitud de contraccion.

-Tetanos completo: (40Hz), Se llega a una amplitud, pero no hay nada de relajacion.

-Fatiga: (60Hz), hay una amplitud de contraccion, mayor que en tetanos, pero no se mantiene el acortamiento (empieza a bajar), no hay fase de relajacion.

La fatiga se produce, porque se encesita energia para la contraccion, y se acaba.

--PA no se suma,contraccin muscular si.

El snc maneja al musculo de 2 maneras:

1- Ajustando elnumero de unidades motoras activas.

2-Ajustando la frecuancia de los estimulos.

Reclutamiento de unidades motoras

Es el aumento en el numero de unidades motoras activas dependiendo del estimulo dado.

Tipos de contraccion muscular

1.-Contraccion isotonica: hay cambio de la longitud del musculo, se mantiene la misma tension.

2.-contraccion isometrica: no cambia la longitud del musculo, se aumenta la tension.

Celula muscular

Hay bandas de diferentes colores "estrias".

Tiene forma cilindrica y van de tendon a tendon (misma longitud que el musculo).

--Tendon, es de tejido conectivo denso.

Diametro de 40-60 micras.

Su membrana forma tubos de membrana que atraviezan la fibra, manteniendo unidos al liquido extra e intracelular.

Hay muchas mitocondrias, y es una celual multinucleada.

El reticulo sarcoplasmico es muy abundante y forma canaliculos y sisternas dentro del protoplasma.

Estrias

Estas se dan, poruqe dentro de la celula hay filamentos, y estos estan formados asu ves, por otros mas finos y otros gruesos. Asi, se marcan las bandas oscuras (no pasa luz), que es la mas larga, y la banda clara (si pasa luz) y es la mas corta. Tambien se marca una banda Z.

Las proteinas que forman a estas fibras son:

-Actina: si se quita desaparecen las bandas claras.

-Miosina: si se quitan desaparecen bandas oscuras.

-Troponina.

-Tropomiosina.

--Si se quita la actina y la miosina, solo se ven las bandas Z.

Actina

son filamentos formados por actina (molecula globular).

cada filamento tiene dos tiras.

Tienen a la troponina y tropomiosina entre ellas.

Miosina

Son filamentos gruesos.

Tienen 2 abultamientos y una parte lisa.

una fibra tiene varios de estos conjuntos.

Del otro lado la direccion de las fibras es al reves.

organizacion de las fibras

La tropomiosina, esta entre las 2 actinas y tiene en algunas partes a la troponina (muy afin a Ca).

La actina tiene partes muy afines a la miosina (a la cabeza, que tiene una ATPasa).

Filamentos delgados:

-Unidos a la banda Z por un lado.

-Sitios afin a la miosina.

-2 ebras.

-En el surco de las 2 ebras esta la tropomiosina y en esta la troponina.

Filamentos gruesos:

-De miosina.

-Forma de palo de golf.

-en la cabeza tienen area muy afin a la actina y una ATPasa.

Contraccion muscular

Teoria de deslisamiento de filamentos.

En reposo:

-En la cabeza de la miosina hay un ADP.Pi (ATP a punto de liberer energia). Este es muy afin a la actina, pero la ropomiosina no deja que se unana.

Entrada de Ca a celula:

-Se pega el Ca a la troponina, y esta cambia su configuracion en el espacio y desplaza ala tropomiosina y se pega la miosina y la actina.

-al unirse se forma un puente y se libera fosforo y energia, con esto, se gira la cabeza y se delizan los 2 filamentos y se acorta la distancia entre las bandas Z.

-ahora hay ADP, haciendo mas afin la union de miosina y actina, y esta no se separa hasta que no llege ATP. al llegar el ATP, se libera el ADP, y luego se suelta la cabeza de miosina (se disminuyo afinidad de miosina y actina).

-El ATP luego pasa a ADP.Pi y vuelve la afinidad, y si hay todavia Ca, se repite el proceso, si no, la troponina y la trpomiosina vuelven a su lugar.

Durante la contraccion, se repiten varias veces el suceso y en todo el tejido.

La contraccion termina, cuando la concnetraccion de Ca, baja en protoplasma.

El Ca sale por medio de una ATPasa de Ca o Bomba de Ca, esta, lo saca al medio extracerlular o la las cisternas del reticulo sarcoplasmico.

Para la contraccion del musculo esqueletico, se tiene que activar el axon que lo inerva:

PA NERVIO -> PA MUSC -> PA TUBULOS T -> SALE Ca -> CONTRACCION -> BAJA [] DE Ca -> RELAJACION

Los Pa que llegan a los tubulos T del reticulo sarcoplasmico, cambian la permeabilidad de las sisternas del reticulo sarcoplasmico y se libera Ca.

Fenomeno de la escalera

Se debe a que no dismiuye la [] de Ca y al liberarse mas, aumenta el numero de puentes transversales (union actina-miosina).

sumacion de las contracciones

Se debe a que se requiere recaptar todo el Ca para relajar el msculo y como no se hace, antes de relajarse, se vuelve a contraer mas.

Rigides calaverica

Se sale Ca (por despolarizacion) y se contrai el musculo, pero no se relaja por falta de ATP.

Clasificacion de unidades motoras o tipos de musculo.

-Glucoliticas (blancas)

-Glucoliticas oxidativas (rojas)

-Oxidativas (rojas)

caracteristicas bioquimicas y fisiologicas de los musculos

GLUCOLITICOS GLUCOLITICOS OXIDATIVOS

OXIDATIVOS

ATPasa de miosina V Alta Mediana Baja

ATPasa de Ca V Alta Mediana Baja

Obtencion de ATP G. anaerobia (4) G. ana-aerobia G. aerobia (28)

Ulitliacion de O2 Baja Mediana Alta

[] de mioglobina Muy baja o nada Mediana Alta

--Aerobia = oxidativa

--Mioglobina = almacen de oxigeno (da color rojo).

V de contraccion Alta Mediana Baja

Duracion contraccion 100mseg 300mseg 400mseg

Fuerza contraccion Alta Mediana Baja

Fatiga Rapida Intemedia Lenta

--Velocidad de contraccion dada por la ATPasa de miosina.

--Contraccion = acortamiento.

--Duracion de contraccion dada por la ATPasa de Ca y poco por la de miosina.

--Fuerza de contraccion = tension, menor fuerza, mas tension.

Caracteristicas anatomicas

V conduccion nervio 100mts/seg 60mts/seg

--Los musculos glucoliticos son usados para movimientos finos.

--Los musculos oxidativos son usados para movimientos posturales.

--No existe un musculo de un solo tipos, estan combinados.

Ingreso de informacion al snc

La informacion se recoge por medio de receptores (tacto, visuales).

Los receptores:

-Son celulas epiteliales, peo aveces neuronas (conos visulaes).

-Su funcion es de ser transductores (cambia un tipo de energia en otro).

-Los transductores pasan la energia a PA (electrico). (ejm. baroreceptores, pasan energia mecanica de presion a PA).

-Son especificos, solo pasan un tipo de energia a PA.

-Se clasifican en:

-Esteroreceptores: informan del medio exterior.

-Inteoreceptores: informan del medio interior (corporal).

Tipos de estimulos

-Calor o frio -Sustancias disueltas en aire

-Presion -Sustancias disuletas en saliva

-Sonido -Gravedad

-Luz -Aceleracion

-Postura segmentaria corporal

Internos:

-Temperatura

-Mecanicos (presion, volumen arteria)

-Quimicos (glucosa, osmolaridad)

Esteroreceptores

Se dividen en:

-De contacto (informan del medio externo inmediato).

-De distancia (informan del medio externo a distancia).

Receptores internos y externos

DE CONTACTO DE DISTANCIA INTERNOS

Mecanoreceptores Tacto, presion, Auditivo P. y V. posturales, aceleracion arterial

Termoreceptores Frio, calor ------------ Hipotalamo

Nociceptores Dolor, en piel ------------ Dolor Visc

Quimioreceptores Gusto Olfato CO2,O2, Ph

Longitud del espec- ----------- Visuales --------

tro electromecanico

Funcion de los receptores como transductores

Se uso un corpusculo de paccini (gato).

Es un axon mielinico que en su parte terminal pierde su mielina y es embuelto por tejido conjuntivo.

Mide 1-2 milimetros.

Es un receptor sencible a la presion.

Si se estimula, se ve que hay PA al inicio del estimulo, y al momento de quitar el estimulo, se presentan otros. Si se aumenta la intensidad del estimulo, se generan mas PA en los mismos lugares.

Codigo de frecuencia (numero de PA por la intensidad), en la grafica de esto, se observa que se necesita una intensidad minima para producir la respuesta y que vq en relacion directa. Esto se da, porque el receptor codifica la intensidad del estimulo en base al numero de PA que produce en una relacion directa.

Si se quita la capa de tejido y se estimula y se registra en esa area, se observa que hay un PA al aplicar el estimulo y otro al terminar. Estos son los potenciales de receptor, y son una respuesta local (mismas caracteristicas). Estos potenciales, se deben a la entrada de Na, pero no por receptores voltajedependientes, sino por receptroes sencibles a deformaciones (estan en todo el cuerpo).

Los receptores son proteinas y estan unidos al cito esqueleto, si se deforman dejan entrar Na.

El receptor se adapta al cambio, porque solo responde cuando se rpesiona y leugo ya no.

Clasificacion de receptroes segun como responden

-Receptores de adaptacion lenta o estaticos o tonicos.

-Receptores de adaptacion rapida o dinamicos o fasicos.

Los rapidos detectan los cambios (que tan rapidos).

Los lentos detectan la magnitud del cambio (cuanto).

Adaptacion de receptores

para ver esto se usan los corpusculos de paccini.

Si esta intacto, solo se ven los potenciales en la aplicacion y eliminacion del estimulo. Pero si se quitan las capas de proteccion, se ven potenciales desde que se aplica el estimulo (muchos), durante el tiempo que esta (pocos) y cuando se quita el estimulo (muchos). Esto marca que la adaptacion radiaca en el tejido que rodea al receptor, se redistribuyen los liquidos del tejido y al final, ya no se deforma.

--Se adaptan muy rapido (1000ciclos/seg).

Sensacion

Darnos cuenta que algo cambio en el medio ambiente.

La relacion con la intensidad del estimulo es directa. Esto lo descubre Weber y Fechner.

Ellos trabajaron con tacto, y observaron que la intensidad de sensacion era directa al logaristmo de la intensidad del estimulo.

Relacion logaritmica.

La formula de la curva es:

Is = K Log Ie

Is= intensidad de sensacion K= constante Ie= intensidad de estimulo

Stevens, trabajo con movimeintos de articulacion y marco:

Is = K Ie a la n

Is= intensidad de sensacion K= constante Ie= intensidad de estimulo

n= exponente

Su trabajo fue de relacion exponencial.

--K depende de las modalidades sensoriales.

Reflejos

Es la forma en que trabaja el snc en su forma mas simple.

Tiene receptor, via aferente, eferente, centro de integracion y efector.

Sus caracteristicas son:

-Inatos: estan desde que nacimos, no necesitamos aprender algo.

-Respuesta esterotipada: siempre que se activa el receptor, se produce una misma respuesta.

-Estimulo apropiado: para el tipo del receptor, por ser especificos.

Reflejo miotatico o reaccion de alargamiento

Es un reflejo monosinaptico.

Atraves de este, el snc mueve tdos los musculos esqueleticos.

Receptor, es el huso muscular, esta en musculo y es una fibra muscular modificada. En esta parte la fibra, pierde sus estrias y se agrupan todos los nucleos de la fibra, formando el saconuclear.

En los extremos del receptor sus fibras son normales (estriadas).

La fibra tiene inervacion solo que las MN son chicas y se llaman gamma. Las del musculo son grandes y se llaman alfa.

El saco nuclear se rodea por axones aferentes y se llaman aferentes 1A o fibra anuloespiral (velocidad de conduccion Aalfa, 120mts/seg).

tambien llegan otros axones que se unen a la fibra muscular (receptor), se llaman aferentes II o de sosten (velocidad lenta B, 60mts/seg).

--Los dos son mielinicos.

Los reseptores estan pegados a las fibras musculares.

En los mamiferos el huso muscular esta formado por 2 tipos de fibras, uno de saco nuclear y otro de cadena nuclear.

funcion del huso muscular

Si se tracciona el musculo y se activa el receptor, ocurre:

-En 1A: aparecen PA al momento del estimulo.

-En II: (siempre tiene PA), aumentan los PA y luego disminuyen.

--1A es de adaptacion rapida o tonica o estable.

--II es de adaptacion lenta, fasico o dinamico.

El recpetor esta pegado al musculo, por lo que al estirar los tendones, se deforma el huso y los axones que lo rodean y se produce el PA. Si se acorta el musculo, cousa que el huso se relaje y bajan los PA (1A no tiene y II tiene muy pocos).

Motoneuronas gamma

Las MNgamma, se unen al musculo contractil de huso.

si se aumenta la funcion de las Mngamma, aumenta la actividad del huso.

Si se estira el musculo y se tiene la actividad gamma, la respuesta es mucho mayor.

La actividad gamma, controla la sensibilidad del huso.

--La fuerza de gravedad es el estimulo del huso.

--En medula espinal, esta el centro de integracion monosinaptico y en los nucleos motores de los pares craneales.

--.1-.5 mseg de retrazo sinaptico o central.

Reflejo miotatico o reaccion de alargamiento

ESTIMULO: fuerza de gravedad.

EVENTO: aumento de longitud de musculo.

RECEPTOR: huso muscular.

VIA AF: 1A y II.

CI: medula espinal o nucleos motores de pares craneales (monosinaptico).

VIA EF: MN alfa homonimas.

EFECTOR: musculo homonimo.

ACCION: contracion de musculo homonimo.

PROPOSITO: mantener posicion eecta, tono muscular, movimiento.

--El snc modifica al huso, con:

-Efecto de sinapsis.

-Motoneuronas gamma.

Inervacion reciproca

Se usa, para impedir que dos musculos compitan uno con el otro.

El musculo contraidoo inhibe al musculo que se opondria.

Las funciones de los musculos puedn ser protagonistas, antagonistas o sinergistas. Esto lo maneja el snc.

--Ejm. En el reflejo miotatico, la aferente tiene una colateral, que va e inhibe al musculo que se opondria a la contraccion.