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Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Zaragoza Vega Armenta Hizao Shiroma 1303 Practica: “Propiedades del Musculo Liso”

OBJETIVO

GENERAL:

Registrar contracciones peristálticas de un segmento de intestino delgado de conejo.

OBJETIVOS PARTICULARES: 1. Demostrar la actividad mecánica del músculo liso en condiciones fisiológicas. 2. Observar las modificaciones que sufre la actividad mecánica del músculo liso, al cambiar las condiciones fisiológicas de temperatura y oxigenación. 3. Observar las modificaciones que sufre la actividad mecánica del músculo liso, al aplicarle diferentes electrolitos: Na, K y Ca. 4. Observar las modificaciones que sufre la actividad mecánica del músculo liso, al simular con agentes adrenérgicos y muscarínicos.

MATERIAL

HIPÓTESIS: Si agregamos acetilcolina a la preparación de intestino de conejo, entonces se verá un aumento en las contracciones peristálticas producidas por el mismo; por el contrario, si agregamos atropina, entonces éste funcionará como un antagonista relajando al intestino

.

INSTALACION DEL DISPOSITIVO: 1. Conecte su fisiógrafo, eleve los tinteros del canal a utilizarse más el canal del tiempo, dé presión positiva en la bombilla del tintero para que fluya la tinta, deje los tinteros elevados un 50%. 2. Coloque el miógrafo “A” al soporte universal y conéctelo por medio de un cable de 9 vías al transductor coupler, balancee el canal y déjelo en la amplificación recomendada. 3. Ponga la caja de madera sobre la base del soporte y conéctelo al tomacorriente, arriba de la caja ponga el vaso de precipitado de 500 ml con agua a 37º C e introduzca el termómetro al vaso. Por medio del termómetro se va a regular la temperatura del agua (si sube más de 37º C puede desconectar la caja de madera). 4. Coloque en el soporte la pinza de bureta, la cual va a sostener a la cámara húmeda, la que se introduce al vaso de precipitado de 500 ml, teniendo cuidado de no doblar el tubo de látex del desagüe, el cual se cierra.

5. Identifique la aguja de raquia con curva en la punta, la cual tiene un tubo de látex, éste tubo se conecta al respirator del fisíógrafo en el orificio que dice INSP. Encienda el respirator a un burbujeo de una gota por segundo. 6. Una vez que le proporcionen el fragmento de intestino de conejo en la caja de Petri con Ringer de mamífero, fije uno de sus extremos con seda en la curva de la aguja de raquia con una extensión de un centímetro de longitud. El extremo opuesto del intestino fíjelo también con seda, pero su extensión debe ser mayor (20 centímetros), ya que este extremo se va a conectar al miógrafo “A”. 7. Por medio de una pinza de extensión que también se fija al soporte, instale la pinza universal, la cual va a sostener a la aguja de raquia y esta última se introduce a la cámara húmeda, la cual debe estar con Ringer de mamífero a 37º C. La aguja de raquia debe quedar en el centro de la cámara húmeda y el trozo de intestino no debe tocar la pared de la cámara húmeda. De la tensión suficiente para obtener un registro de una amplificación de tres centímetros, si no lo obtiene de más amplificación.

DESARROLLO: 1. Con el dispositivo ya instalado, con Ringer de mamífero a 37º C y con un burbujeo de una gota por segundo, la velocidad del papel debe ser de 0.25 cm/seg. Tome un registro basal por 30 segundos al cumplirse éstos detenga la velocidad del papel. 2. Suspenda la oxigenación por tres minutos, al cumplirse éstos, tome un registro por 30 segundos y detenga la velocidad del papel. 3. Drene el Ringer de mamífero de cámara húmeda y ahora llene la cámara húmeda con Ringer de mamífero a 20º C y obtenga un registro por 30 segundos, nuevamente detenga la velocidad del papel. 4. Drene el Ringer de mamífero de la cámara húmeda y ahora llene la cámara húméda con Ringer a 40º C, obtenga un registro por 30 segundos al cumplirse éstos detenga la velocidad del papel. 5. A partir de este punto cada sustancia agregada a la cámara húmeda, tendrá un burbujeo de una gota por segundo, Ringer de mamífero a 37º C, tomaremos registros de 30 segundos al cumplirse éstos, se detendrá la velocidad del papel y lavaremos dos veces la cámara húmeda.

6. Las sustancias las vamos a agregar en gotas a dosis respuesta en éste orden: · Cloruro de sodio. · Cloruro de potasio. · Cloruro de calcio. · Epinefrina. · Acetilcolina. · Atropina. Al terminar la práctica, lo primero que hay que realizar es cortar con la tijera la seda que proviene del miógrafo “A”, apagamos el botón de record, luego el botón power y finalmente el del encendido general, desarmamos el dispositivo y lavamos el material que utilizamos. Discuta con el profesor de laboratorio, si los resultados obtenidos fueron los esperados y qué mecanismos fisiológicos influyeron en las variables aplicadas.

INTRODUCCIÓN: Estructura General del Aparato Digestivo 1. La luz del intestino: encontramos mucosa con epitelios (enterocitos) 2. Submucosa (con sistema linfático, glándulas y desembocaduras de glándulas) 3. Muscular de la mucosa(modifican rugosidades) 4. Capa muscular: °interna: circular °externa: longitudinal Entre ambas hay parte del sistema nervioso entérico 5. Capa serosa. 6. Hay un plexo submucoso (Meissner) y un plexo mientérico (Auerbach) que podrían mantener por sí mismos el aparato digestivo.

¿Dónde inicia y dónde termina el tubo digestivo? Se extiende de la boca al ano y posee las siguientes partes: boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso y ano. ¿De dónde a donde va tubo digestivo alto y bajo?

 Tubo digestivo Alto: boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado (porción duodenal)  Tubo digestivo bajo: intestino delgado (yeyuno e ileon), colon y ano.

¿Cómo se llama la estructura anatómica que así lo divide? Angulo duodenoyeyunal: Es una flexura que marca la transición entre el intestino adherido(o Alto) y el móvil(o bajo), dispuesto en un plano sagital abierto hacia abajo y con vértice superior tangente a la raíz del mesocolon transverso. Está suspendido por una formación fibromuscular conocida como ligamento de Treitz. Propiedades del músculo liso intestinal Está formado por fibras mucho menores, habitualmente de 1 a 5 mm de diámetro y de sólo 20 a 500 mm de longitud. Por el contrario, las fibras musculares esqueléticas tienen un diámetro hasta 30 veces mayor y una longitud cientos de veces mayor. Muchos de los mismos principios de la contracción se aplican al músculo liso y al músculo esquelético. Lo que es más importante, esencial- mente las mismas fuerzas de atracción entre los filamentos de miosina y actina producen la contracción en el músculo liso y en el músculo esquelético, pero la disposición física interna de las fibras musculares lisas es diferente. El músculo liso de los distintos órganos es distinto del de la mayor parte de los demás en varios sentidos: 1) dimensiones físicas 2) organización en fascículos o láminas 3) respuesta a diferentes tipos de estímulos 4) características de la inervación 5) función. Sin embargo, en aras de la simplicidad, el músculo liso en general se puede dividir en dos tipos principales: músculo liso multiunitario y músculo liso unitario (o monounitario) Músculo liso multiunitario. Este tipo de músculo liso está formado por fibras musculares lisas separadas y discretas. Cada una de las fibras actúa independientemente de las demás y con frecuencia está inervada por una

única terminación nerviosa, como ocurre en las fibras musculares esqueléticas. Además, la superficie externa de estas fibras, al igual que en el caso de las fibras musculares esqueléticas, está cubierta por una capa delgada de sustancia similar a una membrana basal, una mezcla de colágeno fino y glucoproteínas que aísla las fibras separadas entre sí. La característica más importante de las fibras musculares lisas multiunitarias es que cada una de las fibras se puede con- traer independientemente de las demás, y su control se ejerce principalmente por señales nerviosas. Músculo liso unitario. Este tipo se denomina músculo liso sincitial o músculo liso visceral. El término «unitario» es confuso porque no se refiere a fibras musculares únicas. Por el contrario, se refiere a una masa de cientos a miles de fibras musculares lisas que se contraen juntas como una única unidad. Las fibras habitualmente están dispuestas en láminas o fascículos, y sus membranas celulares están adheridas entre sí en múltiples puntos, de modo que la fuerza que se gene- ra en una fibra muscular se puede transmitir a la siguiente. Además, las membranas celulares están unidas por muchas uniones en hendidura a través de las cuales los iones pue- den fluir libremente desde una célula muscular a otra, de modo que los potenciales de acción o el flujo iónico simple sin potenciales de acción puede viajar desde una fibra a otra y hacer que las fibras musculares se contraigan simultánea- mente. Este tipo de músculo liso también se conoce como músculo liso sincitial debido a sus interconexiones sincitiales entre las fibras. También se denomina músculo liso visceral porque se encuentra en la pared de la mayor parte de las vís- ceras del cuerpo, CONTRACCION El músculo liso contiene filamentos tanto de actina como de miosina, que tienen características químicas similares a los filamentos de actina y miosina del músculo esquelético. No contiene el complejo de troponina normal que es necesario para el control de la contracción del músculo esquelético, de modo que el mecanismo de control de la contracción es diferente. Estudios químicos han mostrado que los filamentos de actina y miosina del músculo liso interactúan entre sí de manera muy similar a como lo hacen en el músculo esquelético. Además, el proceso contráctil es activado por los iones calcio, y el trifosfato de adenosina (ATP) se degrada a difosfato de adenosina (ADP) para proporcionar la energía para la contracción. Sin embargo, hay diferencias importantes entre la organización física del músculo liso y la del músculo esquelético, así como diferencias en el

acoplamiento excitación-contracción, el control del proceso contráctil por los iones calcio, la duración de la contracción y la cantidad de energía necesaria para la misma. El músculo liso no tiene la misma disposición estriada de los filamentos de actina y miosina que se encuentra en el músculo esquelético. Por el contrario, muestra grandes números de filamentos de actina unidos a los denominados cuerpos densos. Algunos de estos cuerpos están unidos a la membrana celular. Otros están dispersos en el interior de la célula. Algunos de los cuerpos densos de la membrana de células adyacentes están unidos entre sí por puentes proteicos intercelulares. La fuerza de contracción se transmite de unas células a otras principalmente a través de estos enlaces. Interpuestos entre los filamentos de actina de la fibra muscular están los filamentos de miosina. Estos filamentos tienen un diámetro superior al doble que los filamentos de actina. En las microfotografías electrónicas habitualmente se ven 5 a 10 veces más filamentos de actina que de miosina. Esta unidad contráctil es similar a la unidad contráctil del músculo esquelético, aunque sin la regularidad de su estructura; de hecho, los cuerpos densos del músculo liso tienen la misma función que los discos Z del músculo esquelético. Hay otra diferencia: la mayor parte de los filamentos de miosina tiene lo que se denomina puentes cruzados «lateropolares», dispuestos de tal manera que los puentes de un lado basculan en una dirección y los del otro lado basculan en la dirección opuesta. Esto permite que la miosina tire de un filamento de actina en una dirección en un lado a la vez que simultáneamente tira de otro filamento de actina en la dirección opuesta en el otro lado. La utilidad de esta organización es que permite que las células musculares lisas se contraigan hasta el 80% de su longitud, en lugar de estar limitadas a menos del 30%, como ocurre en el músculo esquelético. ¿Qué es la digestión, dónde inicia, dónde termina, cuántas fases tiene? Los alimentos deben sufrir en el cuerpo diversos cambios físicos y químicos que reciben el nombre de digestión y que los hacen "absorbibles", aunque no siempre es necesario que se produzca algún cambio para que el componente se absorba. En el proceso de digestión también intervienen las glándulas salivares, el hígado y el páncreas y está regulado por mecanismos nerviosos y hormonales.

La digestión consiste en dos procesos, uno mecánico y otro químico. La parte mecánica de la digestión incluye la masticación, deglución, la peristalsis y la defecación o eliminación de los alimentos. En la boca se produce la mezcla y humectación del alimento con la saliva, mientras éste es triturado mecánicamente por masticación, facilitando la deglución. La saliva contiene ptialina, una enzima que hidroliza una pequeña parte del almidón a maltosa. De la boca, el alimento pasa rápidamente al esófago y al estómago, donde se mezcla con los jugos gástricos constituidos por pepsina (una enzima que comienza la digestión de las proteínas), ácido clorhídrico y el factor intrínseco, necesario para que la vitamina B12 se absorba posteriormente. El tiempo de permanencia del quimo (mezcla semilíquida del alimento) (2‐4 horas) depende de múltiples factores, como por ejemplo, el tipo de alimento. Aquellos ricos en grasas permanecen más tiempo y los que tienen grandes cantidades de hidratos de carbono pasan rápidamente. En el intestino delgado tiene lugar la mayor parte de los procesos de digestión y absorción. El alimento se mezcla con la bilis, el jugo pancreático y los jugos intestinales. Durante la fase química de la digestión diferentes enzimas rompen las moléculas complejas en unidades más sencillas que ya pueden ser absorbidas y utilizadas. Algunas de las enzimas más importantes son la lipasa (que rompe las grasas en ácidos grasos), la amilasa (que hidroliza el almidón) y las proteasas (tripsina y quimotripsina, que convierten las proteínas en aminoácidos). En el intestino grueso, las sustancias que no han sido digeridas pueden ser fermentadas por las bacterias presentes en él, dando lugar a la producción de gases. Igualmente pueden sintetizar vitaminas del grupo B y vitamina K, aportando cantidades adicionales de estas vitaminas que serán absorbidas.

ANALISIS DE RESULTADOS

Ritmo Basal

Temperatur a de 20 °c

Temperatur a de 40 °c

NaCl

Adrenalina Epinefrina

Noradrenali na Acetilcolina

Atropina

Tiempo Lavado

de

 Ritmo Basal: hay una disminución y aumento del registro, esto indica que el tejido está en movimiento y que podemos comenzar a trabajar con los diferentes tratamientos y observar las diferentes reacciones que provocan en el músculo liso.  Temperatura de 20 °c: En la figura 2 se manejó una temperatura del medio a 20°C, donde hubo y una disminución de la fuerza de contracción así como una disminución del tiempo de contracción, esto dado por las bajas temperaturas, es por eso que nuestra temperatura promedio 36.5 °C ya que es donde se manejan las óptimas condiciones para el correcto funcionamiento del organismo, al bajar la temperatura como en todo proceso fisicoquímico, disminuye la movilidad de las partículas, traducido a la fisiología médica, disminuye la comunicación neuromuscular para la transmisión de impulsos.  Temperatura de 40 °c: En la figura 3 se manejó una temperatura del medio a 40°C, al contrario de lo que sucedió con el medio a 20°C aquí existió una mayor movilidad de las partículas, favoreciendo un rápido potencial de membrana, traducido a una vasodilatación por ende las ondas se hacen más fuertes y mas rapidas.  La falta de oxígeno en los tejidos locales causa relajación del musculo liso, y en consecuencia dilatación,  El exceso de dióxido de carbono causa vasodilatación  El aumento de la concentración local de hidrogeniones causa también aumento de la vasodilatación  Potasio: La homeostasis del potasio es de vital importancia para el mantenimiento de una gran variedad de funciones celulares. Estudios recientes sugieren que el colon de los mamíferos desempeña un papel importante en el mantenimiento del balance total de este ion. Se conoce que la epinefrina estimula la secreción activa de K+ en el

colon, pero todavía no se ha determinado con exactitud cuáles son los mecanismos de transporte que son afectados por este agente adrenérgico. En el presente trabajo se demuestra que la epinefrina actúa a nivel de la membrana laterobasal de las células epiteliales colónicas, incrementando la actividad de la ATPasa de Na-K y del cotransportador Na-K-2C1. El intestino grueso de los mamíferos regula el volumen y el contenido de las heces. En condiciones normales, el colon humano absorbe agua, sodio y cloruro, mientras secreta potasio y bicarbonato. Cambios en este patrón normal de movimiento de iones y agua ocurren en una gran variedad de condiciones patológicas (colitis ulcerativa, enfermedad de Crohn), síndrome de diarrea acuosa y colitis colagenosa, entre otras) y pueden ser observados en diferentes condiciones experimentales. De allí radica la importancia del estudio de los diferentes mecanismos de transporte iónico a nivel del colon, así como su regulación, y los posibles mecanismos que podrían modificarlos. Bajo condiciones normales, el balance total de potasio es mantenido por absorción a nivel del tracto gastrointestinal y excreción a través del riñón. En condiciones patológicas el tracto gastrointestinal podría convertirse en la ruta principal para la excreción de este ion.  Calcio: Otro factor que contribuye a la contracción del músculo liso es el calcio. Un gran número de hormonas y neurotransmisores que aumentan la concentración citosólica de Ca2+ induce la contracción del músculo liso. Algunas de estas sustancias pueden aumentar dicha concentración al despolarizar la membrana del músculo liso, lo que activa canales de Ca2+ dependientes de voltaje que, a continuación, pueden activarla liberación de dicho ion inducida por Ca2+ mediante el receptor de rianodina del RS subyacente (Guyton, 2013).  Adrenalina: Es una hormona vasoactiva secretada en situaciones de alerta por las glándulas suprarrenales. Es una monoaminacatecolamina ,simpaticomimética derivada de los aminoácidos fenilalanina y tirosina. A veces es llamada "epi" en la práctica médica. Ante todo, la adrenalina es una hormona de acción, secretada por las glándulas adrenales en respuesta a una situación de peligro. Su acción está mediada por receptores adrenérgicos, tanto de tipo α como β. Entre los efectos fisiológicos que produce están: o •Aumentar, a través de su acción en hígado y músculos, la concentración de glucosa en sangre. Esto se produce porque, al igual que el glucagón, la adrenalina moviliza las reservas de

o

o o o o

glucógeno hepático y, a diferencia del glucagón, también las musculares •Aumentar la tensión arterial: esto se produce en las arteriolas, en las que tiene lugar una vasoconstricción que provoca un aumento de la presión. •Aumentar el ritmo cardíaco. •Dilata la pupila para tener una mejor visión. Aumenta la respiración, por lo que se ha usado como medicamento contra el asma. Puede estimular al cerebro para que produzca dopamina, hormona responsable de la sensación de bienestar.

La adrenalina y los compuestos relacionados producen efectos adrenérgicos que son tanto excitadores como inhibidores. Aquellas respuestas atribuidas a la activación de un receptor alfa son primariamente excitadoras, con la excepción de la relajación intestinal. Aquellas respuestas atribuidas a la activación de un receptor beta son primariamente inhibidoras, con la excepción de los efectos estimulantes miocárdicos.  Acetilcolina: En la solución fisiológica, que contenía al intestino, observamos un aumento en la actividad del músculo liso (figura 2). En el momento justo en que se añadieron las gotas, las actividad peristáltica aumento, después de unos segundos, la actividad disminuyo para volver a los valores basales (figura 1). La noradrenalina o acetilcolina actúa sobre las células efectoras al unirse a unos receptores específicos, que pueden ser de dos tipos: receptores adrenérgicos alfa o receptores beta. Los receptores alfa intervienen en la relajación intestinal, la vasoconstricción y la dilatación de las pupilas. La acetilcolina, se comporta como un agonista de receptores muscarínicos y nicotínicos por lo que provoca el incremento de calcio intracelular y con ello la contracción muscular por su parte, hace que los músculos de los órganos digestivos se contraigan con más fuerza y empujen mejor los alimentos y líquidos a través del tracto digestivo.  Atropina: Es una droga anticolinérgica natural compuesta por ácido trópico y tropina, una base orgánica compleja con un enlace éster. Parecida a la acetilcolina, las drogas anticolinérgicas se combinan con los receptores muscarínicos por medio de un lugar catiónico. Las drogas anticolinérgicas compiten con la acetilcolina en los receptores muscarínicos, localizados primariamente en el corazón, glándulas

salivales y músculos lisos del tracto gastrointestinal y genitourinario. Las drogas anticolinérgicas actúan como antagonistas competitivos en los receptores colinérgicos muscarínicos, previniendo el acceso de la acetilcolina. Esta interacción no produce los cambios normales en la membrana celular que son vistos con la acetilcolina. Durante la práctica agregamos atropina y en la figura 7 se observa un decaimiento en el movimiento peristáltico. En todos los músculos lisos viscerales con inervación motora parasimpática se presenta una relajación por acción de la atropina. Disminuyen el tiempo y la amplitud de las contracciones del estómago y del intestino (Tripanthi 2005) El peristaltismo solo se suprime en forma parcial porque, fundamentalmente está regulado por reflejos locales y otros neurotransmisores.

CONCLUSION: Tras dicha práctica e investigación de cada una de las sustancias utilizadas, así como de las propiedades del musculo liso, se concluye que es de vital importancia conocer cómo reacciona el musculo liso a cada una de las sustancias que utilizamos, traducido a la práctica médica, como fármacos que utilizamos en el día a día frente a los pacientes alteran o modifican la fisiología intestinal, es por eso la importancia del correcto y adecuado manejo de los fármacos en la practica médica.