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Práctica No.6 Actividad mecánica del intestino delgado de rata (Peristaltismo) Fisiología (Universidad Nacional Autónoma de México)

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Laboratorio de Fisiología. Grupo 10/ 24 de octubre de 2014

Informe práctico 7: «PERISTALTISMO. Actividad mecánica del intestino delgado de rata » Por: Cancino Villeda Ana Laura.___________ / De la Rosa Moreno Pedro Rene._____________

Dunzz Martínez Valeria._____________ / Hernández Benítez Luis Joshua._____________

Piña Medina Jose Carlos._____________ / Torres Santander Fernando. _____________

 Objetivos. - Realizar un registro basal de la actividad mecánica generada por el intestino delgado para su comparación con distintos efectos. - Observar y describir los efectos que tiene la tensión en la actividad mecánica del intestino delgado de la rata. - Realizar un registro gráfico de la actividad mecánica del músculo liso intestinal de rata. - Observar la movilidad espontánea del intestino delgado de la rata. - Observar el efecto de la acetilcolina, sobre la actividad del músculo intestinal. - Observar los cambios que tiene la actividad intestinal de una rata cuando a éste le agrega una hormona – epinefrina – a la solución en la que se encuentra el intestino. - Describir el efecto que tienen los cambios de temperatura sobre la actividad intestinal de la rata.

 Material y Método. 1. Registro de actividad basal En primera instancia se monta el equipo a utilizar y se realizan todas y cada una de las conexiones pertinentes con el equipo Biopac y se procede a calibrar el equipo, es importante tomar en cuenta la temperatura a la que el ambiente del intestino debe estar, debe ser 37 °C sin exceder esta temperatura. Se procede a practicar la eutanasia de la rata y posteriormente a la obtención del intestino, se monta el equipo completamente con cada una de las características para observar el fenómeno deseado, como primera actividad y estando el intestino sumergido en una solución Tyrode hacemos el registro de una línea basal.

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2. Efecto de la tensión Se realizó una distensión del tejido y se registró la actividad mecánica durante 40 segundos y después se regresó a la longitud inicial continuando con el registro. 3. Efecto de calcio Durante 60 segundos se registro la actividad basal del intestino en una solución sin calcio y después se agregaron 5 gotas de cloruro de calcio.

4. Efecto de la acetilcolina Después de obtener el registro de actividad basal durante 60 segundos, se agregó una gota de la solución de acetilcolina. Sin detener el registro agregue 5 gotas de la solución de atropina (F9) y registre durante 60 a 90 segundos. Nuevamente recambie la solución de Tyrode a 37°C para remover las soluciones añadidas. 5. Efecto de la hormona (adrenalina) Después de haber registrado la actividad basal, se procedió a realizar el efecto que tenia la epinefrina en el intestino, agregando a la solución de Tyrode 5 gotas de adrenalina, en donde el resultado obtenido quedo de la misma manera registrado en el programa BIOPAC. 6. Efecto de la aeración Se registró la actividad basal de la actividad del intestino y posteriormente se desconectó el sistema de aeración que era proporcionado por la bomba, se observó el efecto que produjo la ausencia de oxígeno sobre la actividad del músculo aproximadamente durante 2 minutos. 7. Efecto de la temperatura Una vez registrada la actividad basal del intestino se procedió a cambiar el agua del baño maría por agua fría y a observar y capturar las variaciones que presentó el intestino al cambio de temperatura.

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 Resultados. 1. Registro de actividad basal

Ilustración 1. Se pueden observar cuando el músculo liso del intestino está en su estado basal.

2. Efecto de la tensión

Ilustración 2. Se pueden observar los cambios que ocurren en la actividad mecánica del intestino por efecto de la tensión, es decir cuando estiramos el músculo. 3. Efecto de calcio

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Ilustración 3. Se pueden observar los cambios que ocurren en la actividad mecánica del intestino por efecto del ion calcio.

4. Efecto de la acetilcolina A c etilc olina, 12:23:18 p. m.

Fuerza

1.20

gramos

1.50

0.90

0.60 700.00 s egundos

710.00

Ilustración 4. Cambios observados en la actividad mecánica del intestino delgado al agregar Acetilcolina.

1.50

Fuerza

gramos

1.20

0.90

0.60

750.00

760.00

Ilustración 5. Cambios observados en la actividad mecánica del intestino delgado al agregar Atropina.

5. Efecto de la hormona (adrenalina)

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Adrenalina, 12:27:42 p. m.

Segmento 8, 1 1.20

0.60

0.30

850.00

860.00

870.00

880.00

890.00

900.00

910.00

920.00

930.00

940.00

950.00

960.00

970.00

980.00

990.00

1000.00

segundos

Ilustración 6. Se pueden observar los cambios que ocurren cuando el musculo del intestino esta en su estado basal y la reacción que da cuando a este se le agrego una solución con adrenalina. El efecto se registro por 2 minutos.

6. Efecto de la aeración

Ilustración 7. Cambios observados durante la ausencia de oxigenación en el músculo liso. 7. Efecto de la temperatura

Ilustración 8. Cambios observados durante la contracción del musculo intestinal, a pesar de que el registro duró aproximadamente 2 minutos, esta imagen ejemplifica los cambios más notorios del registro.

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gramos

Fuerza

0.90

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 Análisis de resultados. Observando la Ilustración 1. Podemos observar la actividad mecánica llevada a cabo por el intestino delgado de la rata cuando no existen perturbaciones, este estado nos servirá como punto de comparación para el análisis de los cambios producidos por las alteraciones realizadas. En la Ilustración 2, podemos observar el efecto que tiene la tensión, es decir, el estiramiento del músculo sobre la actividad mecánica del mismo, en este caso lo explicamos ya que el peristaltismo comienza por un estiramiento del intestino, debido al ingreso de los alimentos, al momento de aumentar la tensión del intestino, hacemos una simulación de éste evento, por lo cual observamos más contracciones y con mayor fuerza. La imagen 3 muestra que al aumentar calcio divalente en la solución, la fuerza de contracción tambien aumenta, al igual que la frecuencia de los estímulos. En ausencia de calcio se presenta una inhibición de la contracción muscular.

Al comparar las ilustraciones 4 y 5 nos podemos dar cuenta que los fármacos tienen funciones contrarias ya que la acetilcolina aumenta la actividad muscular intestinal y la atropina la disminuye la actividad muscular. Lo observado en la Ilustración 6. Se puede explicar de manera que cuando el musculo se encuentra en estado basal, al momento de aplicar una hormona, en este caso epinefrina, el musculo se relajo, disminuyendo de tal forma las contracciones que tenia estando en estado basal. Como se observa en la Ilustración 8. Al disminuir la temperatura se estimula el peristaltismo, es decir, la actividad muscular intestinal aumenta. La disminución de la temperatura provoca constricción inmediata y contracciones musculares involuntarias, que aumentan el tono muscular o contracción basal que tienen los músculos. En cuanto al registro de la ausencia del oxígeno en la contracción del intestino, se puede observar que se obtuvo una amplitud menor comparada con la basal y además las ondas se vuelven menos frecuentes. Esto indica que la parte del intestino se relaja, es decir, se da una disminución en la contracción por la falta del elemento principal para la respiración celular, el oxígeno, comprobando así que se pierde la fuente para que las mitocondrias realicen el trabajo de producción de ATP necesaria para la movilidad del músculo.

 Discusión de resultados.

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De acuerdo a lo reportado en Tortora (2008), el músculo liso, al estirarse, primero se contrae, desarrollando mayor tensión. Alrededor de un minuto después, la tensión disminuye. Este fenómeno, llamado respuesta estrés-relajación permite al músculo liso someterse a grandes cambios de longitud, manteniendo la efectividad de su capacidad contráctil. Así, a pesar de que el músculo puede distenderse, la presión generada en la luz varía muy poco; tras el vaciado del órgano el músculo liso recupera su longitud y la pared mantiene su firmeza. De acuerdo a lo siguientes podemos corroborar lo observado ya que podemos observar en la ilustración dos que al estirar el músculo existe una mayor actividad mecánica, es decir, encontramos que su capacidad contráctil aumenta, por el contrario disminuirá al regresar a su longitud normal. La contracción tanto del musculo esqueletito como del músculo liso está regulada por el aumento de los iones calcio intracelulares. El aumento de los iones puede ser causado por diferentes estimulaciones, ya sean nerviosas hormonales o también por un cambio en el ambiente químico de la fibra. Sin embargo existen diferencias entre el proceso de contracción del musculo esquelético y el músculo liso. Las células del músculo liso no contienen troponina, sino que contienen una gran cantidad de otra proteína llamada calmodulina. Esta proteína, al ligarse con los iones de calcio activa la miosina cinasa, ésta a su vez fosforila a una cadena ligera de cada cabeza de miosina, cuando no está fosforilada, no se produce el ciclo de enlace-separación con los filamentos de actina y no se da la contracción. En el experimento trabajamos modificando los iones Ca2+ extracelulares, esto se debe a que la participación de estos iones en su mayoría se obtiene del medio extracelular ya que en él es en donde se encuentra la mayor concentración, por ello al quitarlos de la solución la contracción se redujo drásticamente ya que al no tener un exceso de calcio en el medio, el complejo Ca-Calmodulina no se forma y en consecuencia no hay contracción muscular. Así que nuestro resultado respecto a las pruebas con calcio fue correcto. (Fox , 2011) La acetilcolina, liberada por axones pos ganglionares y tras estimular a sus receptores muscarínicos, incrementa la amplitud y duración de las ondas lentas. Por consiguiente, aumenta la producción de potenciales de acción y promueve las contracciones y motilidad del intestino. (Fox, 2011) La atropina un fármaco derivado de Atropa belladona, un miembro de la familia de la belladona es un antagonista de receptores muscarínicos. (Fox, 2011) Basándonos en lo encontrado en la literatura podemos reafirmar que lo observado es correcto ya que como mencionábamos antes estos 2 fármacos son contrarios uno es agonista de los receptores ACh muscarínicos y el otro es antagonista. Esto es lo que nos produce un aumento

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de la actividad muscular en caso de la acetilcolina ya que esta funciona regularmente como excitador a excepción del cerebro que tiene una función diferente y una disminución correspondiente a la atropina que funciona como inhibidora en la actividad muscular. Lo reportado en el libro de texto de Velázquez (2008), los efectos de la adrenalina en el músculo liso de los diferentes órganos y sistemas dependen del subtipo de receptor adrenérgico que predomine en cada subtipo de musculo. Así la relajación del musculo liso visceral se consigue mediante la activación de receptores β2, mientras que la contracción se realiza con los receptores α1. El musculo liso gastrointestinal se relaja con la adrenalina reduciendo ésta el tono y la amplitud de las contracciones espontaneas. Como cita Fox (2011) en el músculo liso intestinal, el ritmo de las contracciones es determinado por despolarizaciones graduadas llamadas ondas lentas provoca que la movilidad en el intestino delgado sea relativamente lenta a comparación de la movilidad que existe en la parte del intestino grueso. A pesar de que se realizan movimientos lentos y que el gasto energético utilizado es mínimo, es necesaria la generación de energía en forma de ATP para que puedan generarse dichos movimientos, es ahí donde participa el oxígeno ya que la ausencia de ésta molécula provoca una deficiencia en la producción de ATP por lo que provoca que se deje de generar actividad mecánica por parte del músculo y se observen en el registro la disminución en la amplitud y número de ondas de dicha actividad. Lawrence (2000) reporta que la resistencia muscular o capacidad para mantener contracciones continuas a una intensidad sub-máxima, también puede verse alterada por la exposición al frío y el descenso consecuente de la temperatura muscular. Si ésta desciende de los 27ºC, la resistencia muscular disminuye bien por una menor velocidad de conducción de los nervios, bien por una menor movilización de fibras musculares (especialmente las que se encuentran cerca de la superficie del músculo). Así mismo la fuerza muscular, alterada por el mismo factor anterior (descenso de la temperatura muscular), también se ve afectada en su expresión máxima (fuerza máxima) y en su manifestación de máxima potencia (mayor cantidad de fuerza aplicada en el menor tiempo posible). Las explicaciones, como en casos anteriores, son varias: desde que dicho enfriamiento provoque un aumento en el tiempo que lleve a las fibras musculares a alcanzar su máxima tensión (por una unión más lenta de los puentes cruzados de actina y miosina), hasta un posible aumento de la viscosidad del sarcoplasma (líquido interno de las células musculares) que aumente la resistencia al movimiento de los citados puentes cruzados, pasando por una ralentización de la tasa de reacciones químicas del músculo (al disminuir la actividad de las enzimas musculares por del descenso de la temperatura interna).

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 Conclusiones.

 La actividad basal del intestino se mantendrá hasta que haya un cambio físico o químico la cual altere su actividad mecánica.  La tensión genera un aumento en las contracciones del músculo así como vemos aumentada la fuerza de las mismas con respecto a la basal.  En ausencia de calcio se presenta una inhibición de la contracción muscular.  Para excitar la función muscular del intestino delgado lo ideal es aplicar acetilcolina y si lo que se requiere es inhibir la función muscular se deberá aplicar atropina.  Cuando el musculo liso intestinal se encuentra en contacto con una solución, en este caso de una hormona secretada por las glándulas suprarrenales (adrenalina) esta tiende a relajarse inhibiendo la respuesta contráctil.  La ausencia de oxígeno genera una disminución en la frecuencia. Además, la falta de oxígeno inhibe la producción de energía que es requerida para llevar a cabo la actividad mecánica del intestino generando una disminución de la fuerza de contracción.  Las temperaturas frías producen a través de un pasaje rápido al duodeno, un aumento del peristaltismo.  Los agentes inhibidores de los movimientos peristálticos, reflejan un aumento en la amplitud de las ondas y periodo de oscilación; pero una disminución de la frecuencia con respecto a la basal.  Los agentes activadores de movimientos peristálticos, disminuyen la amplitud de las ondas y periodos de oscilación; pero aumentan la frecuencia con respecto a la basal.

 Bibliografía.  Lawrence E. A. 2000. “Rendimiento en ambientes extremos”. Ediciones Desnivel. Madrid  J. López Chicharro; A. Fernández Vaquero. “Fisiología del ejercicio. 3ª Edición”. Editorial Médica Panamericana. Madrid (2006).  Fox Stuart. 2011. “Fisiología humana”. 12° edición. McGraw Hill. pp 182-183, 650.  Velázquez, Lorenzo. “Farmacología básica y clínica” 18a ed. Edit. Médica Panamericana. Madrid (2008)  Tortora, G. J. y Derrickson, B. “Principios de anatomía y fisiología.” 11ª ed. Editorial Médica Panamericana. México (2007) pp 322

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

Voet, Donald. “Bioquímica”. 3a ed. Edit. Médica Panamericana. Buenos Aires (2006)

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