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• Bryan Jericho

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CONTENIDO TEMA:............................................................................................................................................................. 3 OBJETIVOS: ..................................................................................................................................................... 3 Objetivo General: ....................................................................................................................................... 3 Objetivos Específicos: ................................................................................................................................. 3 sistema nervioso............................................................................................................................................. 3 Funciones del sistema ................................................................................................................................. 3 El Sistema nervioso central ..................................................................................................................... 4 El sistema nervioso periférico ................................................................................................................. 5 Órganos y tejidos que lo conforman ........................................................................................................... 8 Tejido Nervioso ....................................................................................................................................... 8 Neurona.................................................................................................................................................. 8 El encéfalo .............................................................................................................................................. 9 Nervios ................................................................................................................................................... 9 Ganglio ................................................................................................................................................... 9 Células gliales ......................................................................................................................................... 9 MÉDULA ESPINAL.................................................................................................................................. 10 MEMBRANA PLASMÁTICA .................................................................................................................... 10 Sustancia gris y sustancia blanca ........................................................................................................... 10 Comportamiento celular ........................................................................................................................... 11 Actividad Eléctrica .................................................................................................................................... 12 Potencial de reposo .............................................................................................................................. 13 Potenciales graduados .......................................................................................................................... 13 Potencial de acción ............................................................................................................................... 13 Métodos de monitoreo ............................................................................................................................. 16 Corrientes eléctricas locales en las terminaciones nerviosas: potenciales de receptor .......................... 16 Amplitud del potencial de receptor máximo. ........................................................................................ 16 Potencial de receptor del corpúsculo de Pacini: .................................................................................... 17 Relación entre la intensidad del estímulo y el potencial de receptor. .................................................... 17 sistema muscular .......................................................................................................................................... 19 Funciones del sistema ............................................................................................................................... 19 MÚSCULOS ........................................................................................................................................... 19 MÚSCULOS ORBICULARES..................................................................................................................... 21 Órganos y tejidos que lo conforman ......................................................................................................... 21 1

Fibras estriadas esqueléticas ................................................................................................................. 21 Fibras estriadas cardíacas ..................................................................................................................... 22 Fibras lisas ............................................................................................................................................ 22 TENDONES ............................................................................................................................................ 23 Comportamiento celular ........................................................................................................................... 23 Actividad Eléctrica .................................................................................................................................... 25 Métodos de monitoreo ............................................................................................................................. 26 BIBLIOGRAFÍA: .......................................................................................................................................... 27

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TEMA: SISTEMA NERVIOSO Y SISTEMA MUSCULAR OBJETIVOS: OBJETIVO GENERAL: Investigar sobre los Sistemas Nervioso y Sistema muscular, explicando el funcionamiento del sistema y los tejidos que lo conforman. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: 

Describir el comportamiento celular del Sistema Nervioso y El sistema muscular.



Analizar la actividad eléctrica que emiten el Sistema Nervioso y el sistema Muscular, Investigar los métodos de monitoreo que se realizan en estos dos Sistemas.

SISTEMA NERVIOSO FUNCIONES DEL SISTEMA El sistema nervioso es uno de los más complejos e importantes sistemas de nuestro organismo, la cual se encarga de controlar y regular el funcionamiento de los diversos órganos y sistemas, coordinando su interrelación y la relación del organismo con el medio externo. Es un conjunto de órganos y una red de tejidos nerviosos cuya unidad básica son las neuronas. Las neuronas se disponen dentro de una armazón con células no nerviosas, las que en conjunto se llaman neuroglia.

Figura 1.- Sistema Nervioso

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El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: 

Función sensitiva



Función Integradora



Función Motora

La función sensitiva permite reaccionar ante estímulos provenientes tanto desde el interior del organismo como desde el medio exterior. La función integradora analiza la información sensitiva y la almacenan algunos aspectos de ésta y toma decisiones con respecto a la conducta a seguir. La función Motora puede responder a los estímulos iniciando contracciones musculares o secreciones glandulares. El sistema nervioso puede subdividirse en dos sistemas: 

Sistema nervioso central (SNC): compuesto por el encéfalo y la medula espinal.



Sistema nervioso periférico (SNP): conforman todos los tejidos nerviosos que están fuera del sistema nervioso central.

Figura 2.- Esquema simplificado del sistema nervioso.

EL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL

Está formado por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es la parte del sistema nervioso central contenida en el cráneo y el cuál comprende el cerebro, el cerebelo y el tronco del encéfalo o encefálico. La médula espinal es la parte del sistema nervioso central situado en el interior del canal vertebral y se conecta con el encéfalo a través del agujero occipital del cráneo. El SNC recibe, integra y correlaciona distintos tipos de información sensorial. Además es la fuente de nuestros pensamientos, emociones y recuerdos. Tras integrar la información, a través de funciones motoras que viajan por nervios del SNP ejecuta una respuesta adecuada. El Sistema nervioso central está conectado con los receptores sensitivos, los músculos y las glándulas de las zonas periféricas del organismo a través del Sistema nervioso periférico. 4

Figura 3.- Sistema Nervioso Central

EL SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO

Está formado por nervios que conectan el encéfalo y la médula espinal con otras partes del cuerpo. Los nervios que se originan en el encéfalo se denominan nervios craneales, y los que se originan en la médula espinal se denominan nervios raquídeos o espinales. Los ganglios son pequeños acúmulos de tejido nervioso situados en el SNP, los cuales contienen cuerpos neuronales y están asociados a nervios craneales o a nervios espinales. Los nervios son haces de fibras nerviosas periféricas que forman vías de información centrípeta (desde los receptores sensoriales hasta el SNC) y vías de información centrífugas (desde el SNC a los órganos efectores). El componente aferente del SNP son células nerviosas llamadas neuronas sensitivas o aferentes ( AD = hacia; FERRE = llevar). Conducen los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos de varias partes del organismo hasta el SNC y acaban en el interior de éste. El componente eferente son células nerviosas llamadas neuronas motoras o eferentes ( EX = fuera de; FERRE = llevar). Estas se originan en el interior del SNC y conducen los impulsos nerviosos desde éste a los músculos y las glándulas.

Figura 4.- Sistema Nervioso Periférico

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El sistema nervioso periférico se divide en: 

Sistema nervioso somático



Sistema nervioso vegetativo o autónomo.

EL SISTEMA NERVIOSO SOMÁTICO

Está compuesto por Nervios espinales, 31 pares de nervios que envían información sensorial (tacto, dolor) del tronco y las extremidades hacia el sistema nervioso central a través de la médula espinal. También envían información de la posición y el estado de la musculatura y las articulaciones del tronco y las articulaciones para el control de la musculatura esquelética. Nervios craneales, 12 pares de nervios que envían información sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el sistema nervioso central. Reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética del cuello y la cabeza.

Figura 2.- Sistema Nervioso Somático

EL SISTEMA NERVIOSO VEGETATIVO O AUTÓNOMO

Se compone de Centros bulbares y medulares, así como de dos cadenas de 23 ganglios situados a ambos lados de la médula espinal, y preside las funciones de respiración, circulación, secreciones y en general todas las propias de la vida de nutrición. Los órganos inervados funcionan con entera independencia de nuestra voluntad; por esto se les llama sistema autónomo.

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Figura 3.- Sistema Nervioso Autónomo

Atendiendo al origen y función de las fibras nerviosas el sistema nervioso autónomo se divide en dos grandes grupos: 

Sistema Nervioso Simpático: sus fibras se originan en la médula dorsolumbar y su función es descargar energía para satisfacer objetivos vitales.



Sistema Nervioso Parasimpático: sus fibras nacen en los centros bulbares y sacro e interviene en los procesos de recuperación, se encarga del almacenamiento y administración de la energía.

Figura 4.- Sistema Simpático y Parasimpático

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El sistema nervioso periférico está formado por los nervios que alcanzan los músculos de contracción voluntaria (S.N. Somático) y por un conjunto de nervios que regulan de forma automática o involuntaria muchas funciones corporales (S.N. Autónomo). ÓRGANOS Y TEJIDOS QUE LO CONFORMAN TEJIDO NERVIOSO

Los órganos que integran el Sistema Nervioso están formados fundamentalmente por el tejido nervioso cuyos elementos constitutivos son las neuronas y células gliales que dan origen a la sustancia gris formada por los cuerpos neuronales y el neuropilo, y la sustancia blanca , formada por las fibras nerviosas o axones y sus vainas. La sustancia gris forma centros de procesamiento de la información y en la sustancia blanca se agrupan las vías de conducción aferente y eferente y las vías de comunicación de dichos centros entre sí. La sustancia gris está integrada por neuronas y sus prolongaciones, fibras nerviosas y células. Su color grisáceo se debe a la escasez de mielina.

Figura 5- Neurona, ganglios, nervios conforman el tejido nervioso.

NEURONA

Las neuronas son las células responsables de las funciones del sistema nervioso: pensar, razonar, control de la actividad muscular, sentir, etc. Son células excitables que conducen los impulsos que hacen posibles todas las funciones del sistema nervioso. Representan la unidad básica funcional y estructural del sistema nervioso. El encéfalo humano contiene alrededor de 100.000 millones de neuronas. Aunque pueden tener distintas formas y tamaños, todas las neuronas tienen una estructura básica y constan de 3 partes esenciales: 

El cuerpo neuronal o soma neuronal contiene el núcleo y el citoplasma, con todos sus orgánulos intracelulares, rodeado por la membrana plasmática.

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

Las dendritas son prolongaciones cortas ramificadas, a través de las cuales la neurona recibe estímulos procedentes de neuronas vecinas con las cuales establece una sinapsis o contacto entre células.



El axón es una prolongación, generalmente única y de longitud variable, a través de la cual el impulso nervioso se transmite desde el cuerpo celular a otras células nerviosas o a otros órganos del cuerpo. Cerca del final, el axón, se divide en terminaciones especializadas que contactarán con otras neuronas u órganos efectores. El lugar de contacto entre dos neuronas o entre una neurona y un órgano efector es una sinapsis. Para formar la sinapsis, el axón de la célula presináptica se ensancha formando los bulbos terminales o terminal presináptica los cuales contienen sacos membranosos diminutos, llamados vesículas sinápticas que almacenan un neurotransmisor químico.

Figura 6.- Neurona

EL ENCÉFALO

Es el órgano más importante y el de mayor tamaño del sistema. Se encuentra en el interior del cráneo y de él nacen doce pares de nervios craneales. Los nervios son haces de axones, tejido conectivo y vasos sanguíneos que se encuentran fuera del sistema nervioso central. Cuando esos mismos haces se encuentran dentro del sistema nervioso central se denominan tractos. NERVIOS

Sus elementos constitutivos fundamentales son los axones. Los axones conducen impulsos nerviosos desde o hacia el sistema nervioso central . En el SNC pueden distinguirse neuronas motoras, cuyos axones lo abandonan para incorporarse a los nervios y alcanzar a los efectores (glándulas, músculos, otras neuronas) y neuronas sensitivas, ubicadas en los ganglios espinales, a las que llegan los impulsos de la periferia, que luego continúan para ingresar en el SNC. GANGLIO

Se denomina ganglio al conjunto de células nerviosas que se encuentran en el curso de los nervios. Los ganglios del sistema neurovegetativo se dividen en cervicales, dorsales, lumbares o abdominales, simpático sacro. CÉLULAS GLIALES

La células gliales (o glía) son células del sistema nervioso que se encargan principalmente de funcionar como soporte para las neuronas. Además, intervienen de forma activa en el procesamiento cerebral de la información. Además, las glías proporcionan a las neuronas los nutrientes y el oxígeno que necesitan, separan a unas neuronas de otras, las protegen de patógenos o las eliminan cuando las neuronas mueren. 9

MÉDULA ESPINAL

La médula espinal se localiza en el conducto raquídeo de la columna vertebral, el cual está formado por la superposición de los agujeros vertebrales, que conforman una sólida coraza que protege y envuelva a la médula espinal. La médula espinal tiene forma cilíndrica, aplanada por su cara anterior y se extiende desde el bulbo raquídeo hasta el borde superior de la segunda vértebra lumbar. MEMBRANA PLASMÁTICA

La membrana plasmática forma el límite externo continuo del cuerpo celular y sus prolongaciones y en la neurona es el sitio de iniciación y conducción del impulso nervioso. Su espesor es de aproximadamente 8nm lo cuál la hace demasiado delgada para poder ser observada por un microscopio óptico. Con microscopio electrónico se observa una campa interna y otra externa de moléculas dispuestas muy laxamente (cada capa aproximadamente de 2,5 nm) y separadas por una capa intermedia de lípidos. Moléculas de hidrato de carbono se encuentran adheridas al exterior de la capa plasmática y se unen con proteínas o lípidos formando lo que se conoce como cubierta celular o glucocálix. SUSTANCIA GRIS Y SUS TANCIA BLANCA

En una disección de tejido nervioso puede observarse, incluso sin tinción, que algunas zonas aparecen de color blanquecino mientras que otras tienen un color grisáceo. La materia o sustancia blanca está formada fundamentalmente por axones mielínicos, mientras que en la materia o sustancia gris predominan los somas neuronales. La distribución de ambos tipos de tejido es diferente según la zona del sistema nervioso: en la médula espinal la sustancia blanca rodea a un núcleo de sustancia gris con forma de "H" (o de mariposa), mientras que en el encéfalo la sustancia gris se encuentra ocupando la periferia del cerebro y el cerebelo, en tanto que la sustancia blanca se encuentra en el interior.

Figura 7.- Sustancia Gris y Sustancia Blanca

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COMPORTAMIENTO CELULAR El reflejo voluntario se denomina acto reflejo a toda impresión transformada en acción, sin la intervención de la voluntad ni de la conciencia. En él intervienen dos corrientes nerviosas: una sensitiva, que va del sentido que recibe al centro nervioso (médula espinal) y otra motora que es respuesta a la primera, que va del centro nervioso a la glándula o músculo.

Figura 8.- Reflejo transmitido

Las neuronas son células muy especializadas tanto desde el punto de vista funcional como desde el estructural. Morfológicamente se distinguen en ellas tres regiones diferenciadas: el cuerpo celular o soma contiene el núcleo y los orgánulos celulares típicos. Del cuerpo de la neurona surgen dos tipos de prolongaciones que reciben el nombre genérico de fibras nerviosas. Las dendritas forman la parte capaz de recibir señales, gracias a la presencia en su membrana de receptores específicos para moléculas procedentes de otras células. Suelen ser cortas, estrechas y ramificadas. La membrana del axón recibe el nombre específico de axolemma, y su citoplasma el de axoplasma. Contiene mitocondrias, microtúbulos y neurofilamentos, pero no retículo endoplásmico rugoso. El extremo final del axón se ramifica y establece contacto con varias dendritas de distintas neuronas. Los axones pueden presentar ramificaciones que se prolongan en ángulo recto con su eje y que reciben el nombre de colaterales. Cuando los impulsos que recibe una neurona llegan al cono axónico, si su suma alcanza un cierto valor umbral se produce un cambio en las propiedades eléctricas de la membrana celular que recibe el nombre de potencial de acción. Esta señal eléctrica se propaga a lo largo del axón en una sola dirección, hacia el telodendron, viajando a velocidad constante (característica para cada tipo de neurona) y sin perder intensidad hasta el extremo de la neurona. Las membranas celulares son semipermeables, lo que significa que permiten el paso libre de algunas sustancias, pero no de otras. En general las sustancias que pueden atravesar las membranas son de naturaleza apolar, porque se disuelven bien en los lípidos que forman esta estructura. Sin embargo, el hecho de que algunas sustancias no puedan atravesar espontáneamente la membrana no significa que no puedan hacerlo. La célula posee diferentes tipos de proteínas que pueden actuar como transportadores, con la ventaja añadida para el funcionamiento celular de que tienen carácter específico, es decir, permiten el paso de una sustancia concreta, pero no el de otros compuestos parecidos. Gracias a esto, la célula se mantiene impermeable a compuestos que debe 11

mantener fuera o dentro de ella, pero permite la entrada y la salida de otras sustancias que necesita. Los iones, debido a su carga eléctrica, son uno de esos tipos de sustancias que atraviesan la membrana con gran dificultad. Aunque la impermeabilidad no es completa, el flujo de iones por difusión a través de la bicapa lipídica es prácticamente nulo. Las proteínas que permiten el paso de ciertos iones de un lado a otro de la membrana reciben el nombre de canales iónicos. Existen canales para diferentes iones y que responden a distintos tipos de estímulos. Así, los hay que se abren de modo aleatorio, mientras que otros se abren o se cierran como respuesta a un cambio en la diferencia de potencial entre los lados de la membrana (canales operados por voltaje), como resultado de la unión a la proteína de una sustancia química (canales operados por ligando) o incluso como respuesta a un estímulo mecánico, como la presión (canales operados mecánicamente).

ACTIVIDAD ELÉCTRICA Una de las características fundamentales de las neuronas es la excitabilidad eléctrica, es decir, la capacidad para responder a un estímulo transformándolo en un potencial de acción, se entiende por estímulo cualquier cambio en el entorno lo suficientemente intenso como para provocar una respuesta, y como potencial de acción una señal eléctrica que se propaga a lo largo de la superficie de una neurona, como resultado del movimiento de iones (sodio y potasio) entre el interior de la célula y el medio que la rodea a través de proteínas transportadoras específicas. Una vez que se inicia el potencial de acción se transmite sin perder intensidad durante todo su recorrido, a una velocidad que va desde los 0,5 a los 130 m/s en función del tipo de fibra nerviosa. La membrana plasmática y la cubierta celular juntas forman una membrana semipermeable que permite la difusión de ciertos iones a través de ella pero limita otras. En estado de reposo los iones de (Electrolitos de potasio)K+ difunden a través de la membrana plasmática desde el citoplasma celular hacia el líquido tisular. La permeabilidad de la membrana a los iones de K+ es mucho mayor que el influjo de (Electrolitos de Sodio)Na+. Esto da como resultado una diferencia de potencial estable de alrededor de -80 mv que pueden medirse a través de la membrana ya que el interior es negativo en relación al exterior. Este potencial se conoce como potencial de reposo. Cuando una célula nerviosa es excitada (estimulada) por un medio eléctrico, mecánico o químico, ocurre un rápido cambio de permeabilidad de la membrana a los iones de Na+, estos iones difunden desde el líquido tisular a través de la membrana plasmática hacia el citoplasma celular. Esto induce a que la membrana se despolarise progresivamente. La súbita entrada de iones Na+ seguida por la polaridad alterada produce determinado potencial de acción que es de aproximadamente +40 mv. Este potencial es muy breve (5 nseg) ya que muy pronto la mayor permeabilidad de la membrana a los iones de Na+ cesa y aumenta la permeabilidad de los iones K+, de modo que estos comienzan a fluir desde el citoplasma celular y así el área localizada de la célula retorna al estado de reposo. Una vez generado el potencial de acción se propaga por la membrana plasmática, alejándose del sitio de iniciación y es conducido a lo largo de las neuritas como el impulso nervioso. Una vez que el impulso nervioso se ha difundido por una región dad la membrana plasmática, no puede provocarse otro potencial en forma inmediata. La duración de este estado no excitable se denomina período refractario. 12

POTENCIAL DE REPOSO

Debido a las propiedades electroquímicas de la membrana y a la actividad de los canales iónicos presentes en ella, se produce una diferencia en el potencial eléctrico entre el citoplasma y el medio extracelular. Esa diferencia de potencial recibe el nombre de potencial de reposo. El potencial de reposo existe debido a que se produce una cierta acumulación de iones positivos en la cara externa de la membrana y una cierta concentración de iones negativos en la región del citoplasma próxima a la superficie celular. Hay varios factores que contribuyen a explicar esta diferencia en la distribución de cargas eléctricas: 

La distribución desigual de iones entre el interior y el exterior de la célula. El medio extracelular es rico en sodio (Na+) y cloruro (Cl-), mientras que el interior de la célula presenta concentraciones mayores de potasio (K+), fosfato (PO4-3) y aminoácidos. Esta diferencia se debe, al menos en parte, a que la membrana contiene más canales de apertura aleatoria para el potasio que para el sodio, lo que hace que salga de la célula más potasio que el sodio que entra.



Los aniones intracelulares no pueden atravesar la membrana. Los grupos fosfato y los aminoácidos, que son los aniones más abundantes en el interior de la célula, no pueden atravesar la membrana porque en general se encuentran asociados a moléculas de gran tamaño.



Existe un sistema activo que mantiene la diferencia de carga. Se trata de la bomba sodiopotasio, una proteína transmembrana que expulsa tres iones de Na+ por cada dos iones de K+ que introduce en la célula. Este sistema funciona en contra del gradiente de concentración, por lo que requiere energía que es proporcionada por la hidrólisis de ATP.

POTENCIALES GRADUADO S

La excitabilidad eléctrica de las neuronas consiste, desde el punto de vista físico-químico, en su capacidad para modificar la diferencia de potencial que existe entre el exterior y el interior de la célula como respuesta a cambios externos. La llegada de un estímulo hasta la neurona provoca un cambio en su potencial de reposo, al modificar la actividad de algunos canales iónicos. Un potencial graduado es una pequeña desviación del potencial de reposo que puede aumentar (hiperpolarización) o reducir (despolarización) la diferencia de potencial original. POTENCIAL DE ACCIÓN

El potencial de acción es una sucesión rápida de procesos que primero reducen y luego invierten el potencial de reposo de la membrana para finalmente restituirlo a la situación de partida. En su desarrollo se distinguen dos fases fundamentales. La primera es la despolarización: el potencial de reposo, de signo negativo (el citoplasma está cargado negativamente respecto al exterior) se invierte hasta alcanzar valores positivos, es decir, hasta que el interior de la célula tiene más cargas positivas que el exterior. A continuación se produce una fase de repolarización, en la que el potencial de membrana vuelve a tomar su valor de reposo. Durante esta fase hay un periodo en el que el potencial de membrana es más negativo que el potencial de reposo (fase de hiperpolarización). Durante la hiperpolarización la membrana no puede generar un nuevo potencial de acción, por lo que este lapso de tiempo se denomina periodo refractario. 13

Figura 9.- Potencial de acción.

El potencial de acción solo se desencadena cuando la diferencia de potencial entre el citoplasma y el exterior alcanza un valor crítico conocido como potencial umbral. Aunque este valor puede variar de unas neuronas a otras, es constante para cada célula y suele ser de unos -55mV frente a los 70mV característicos del potencial de reposo. La generación de un potencial de acción en la membrana de la neurona se debe a cambios en el estado de los canales iónicos operados por voltaje que hay en ella.

Figura 10.- Diferencia de potencial.

Cuando la célula está en reposo los canales operados por voltaje de sodio y potasio están cerrados. Si la suma de los potenciales graduados que alcanzan la célula iguala o supera el potencial umbral se abren los canales de sodio operados por voltaje, lo que provoca la entrada de este ión hacia el interior de la célula y la despolarización de la membrana. 14

Cuando se alcanza el potencial máximo, se cierran los canales de sodio y se abren los canales de potasio, lo que provoca la salida de este ión. Los canales de potasio permanecen abiertos incluso después de que se haya recuperado el potencial de reposo, por lo que se produce la hiperpolarización de la membrana. Finalmente se cierran los canales de potasio, con lo que se recupera el potencial de reposo y la célula vuelve a su estado normal.

Figura 11.- Cambio de Iones para producir el potencial.

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MÉTODOS DE MONITOREO CORRIENTES ELÉCTRICAS LOCALES EN LAS TER MINACIONES NERVIOSAS : POTENCIALES DE RECEPTOR

Todos los receptores sensitivos tienen un rasgo en común. Cualquiera que sea el tipo de estímulo que les excite, su efecto inmediato consiste en modificar su potencial eléctrico de membrana. Este cambio en el potencial se llama potencial de receptor. Los diversos receptores pueden excitarse siguiendo alguno de los siguientes modos de generar potenciales de receptor: 1) por deformación mecánica del receptor, que estire su membrana y abra los canales iónicos; 2) por la aplicación de un producto químico a la membrana, que también abra los canales iónicos; 3) por un cambio de la temperatura de la membrana, que modifique su permeabilidad, o 4) por los efectos de la radiación electromagnética, como la luz que incide sobre un receptor visual de la retina, al modificar directa o indirectamente las características de la membrana del receptor y permitir el flujo de iones a través de sus canales. Estos cuatro medios de excitar a los receptores guardan una correspondencia general con los diferentes tipos de receptores sensitivos conocidos. En todos los casos, la causa básica del cambio en el potencial de membrana es una modificación en la permeabilidad de la membrana del receptor, que permite la difusión iónica con mayor o menor facilidad a través de la membrana y variar así el potencial transmembrana. AMPLITUD DEL POTENCI AL DE RECEPTOR MÁXIM O.

La amplitud máxima de la mayoría de los potenciales de receptor sensitivos es de unos 100 mV, pero este valor no se alcanza más que cuando la intensidad del estímulo correspondiente es altísima. Más o menos se trata del mismo voltaje máximo registrado en los potenciales de acción y también es el cambio que sucede cuando la membrana adquiere una permeabilidad máxima a los iones sodio.Cuando el potencial de receptor sube por encima del umbral necesario para desencadenar potenciales de acción en la fibra nerviosa adscrita al receptor, se produce su aparición, según explica la Fig.12. Obsérvese también que cuanto más asciende el potencial de receptor por encima del nivel umbral, se vuelve mayor la frecuencia del potencial de acción.

Figura 12.- Relación entre el potencial de receptor y los potenciales de acción

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POTENCIAL DE RECEPTO R DEL CORPÚSCULO DE PACINI:

En la Fig.13. Se observa que el corpúsculo posee una fibra nerviosa central que recorre su núcleo. Alrededor hay una cápsula compuesta por múltiples capas concéntricas, de manera que la compresión del corpúsculo desde fuera sobre cualquier punto alargará, oprimirá o deformará la fibra central de cualquier otro modo.

Figura 13.- Corpúsculo de Pacini

En la Fig.14 se muestra únicamente la fibra central del corpúsculo de Pacini después de haber retirado todas las capas de la cápsula excepto una. El extremo final con el que acaba en el interior de la cápsula es amielínico, pero la fibra se mieliniza (la cubierta azul que aparece en la figura) poco antes de abandonar el corpúsculo para entrar en un nervio sensitivo periférico. La figura también muestra el mecanismo que produce un potencial de receptor en el corpúsculo de Pacini. Se observa la pequeña zona de la fibra terminal que ha quedado deformada por la compresión del corpúsculo, y que los canales iónicos de la membrana se han abierto, lo que permite la difusión de los iones sodio con carga positiva hacia el interior de la fibra. Esto crea una mayor positividad dentro de la fibra, que es el «potencial de receptor». A su vez, el citado potencial da lugar a un flujo de corriente formando un circuito local, señalado por las flechas, que se propaga a lo largo de la fibra nerviosa. En el primer nódulo de Ranvier, que aún se halla dentro de la cápsula del corpúsculo de Pacini, este flujo de corriente local despolariza la membrana de la fibra a dicho nivel, lo que a continuación desencadena los potenciales de acción típicos que se transmiten a través de la fibra nerviosa hacia el sistema nervioso central.

Figura 14.- Corpúsculo de Pacini, visto desde otra perspectiva.

RELACIÓN ENTRE LA INTENSIDAD DEL ESTÍM ULO Y EL POTENCIAL DE RECEPTOR.

La Fig.15 se muestra la amplitud variable del potencial de receptor ocasionado por una compresión mecánica cada vez más enérgica («potencia del estímulo» creciente) aplicada de forma experimental sobre el núcleo central de un corpúsculo de Pacini. Observe que la amplitud crece al principio con rapidez para perder después velocidad progresivamente con los estímulos de alta 17

intensidad. A su vez, la frecuencia de los potenciales de acción repetidos que se transmiten desde los receptores sensitivos aumenta de forma aproximadamente proporcional al incremento del potencial de receptor. Si este principio se combina con los datos de la, puede verse que la estimulación muy intensa del receptor suscita nuevos ascensos paulatinamente menores en el número de potenciales de acción. Este es un principio sumamente importante que resulta aplicable a casi todos los receptores sensitivos; les dota de sensibilidad frente a experiencias sensitivas muy débiles, sin llegar a una frecuencia máxima de disparo hasta que la experiencia sea de tremenda magnitud. Esto ofrece al receptor una enorme gama de respuesta, desde un extremo muy débil hasta otro muy intenso.

Figura 15.- Intensidad de Estimulo Vs Amplitud de Potencial

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SISTEMA MUSCULAR FUNCIONES DEL SISTEMA El sistema muscular está compuesto por dos importantes estructuras, los músculos y los tendones. La especie humana posee más de seiscientos músculos. Entre otras funciones, el sistema muscular hace posible el desplazamiento del cuerpo, protege a los órganos internos y permite la movilidad de las vísceras. Junto con el sistema óseo, articular y nervioso, el sistema muscular forma parte del sistema locomotor.

Figura 16.- Sistema Muscular.

MÚSCULOS

Son órganos formados por tejido muscular capaces de contraerse y relajarse. Esta función hace que los músculos tengan una rica irrigación sanguínea y una importante inervación. Los músculos están rodeados por una fascia, estructura de tejido conectivo que sirve para envolverlos y separarlos de los músculos vecinos, para evitar el roce, el desplazamiento y para favorecer la movilidad. Los músculos se clasifican se acuerdo a su ubicación, al tipo de movilidad, a la forma que tienen, a la característica de sus fibras musculares y a la función que desempeñan. CLASIFICACIÓN DE LOS MÚSCULOS Por la ubicación

Superficiales, Profundos

Por la forma

Largos, anchos y planos, cortos, esfinterianos, Orbiculares

Tipo de movilidad

Voluntarios, Involuntarios

Fibra muscular

Estriados esqueléticos, Estriados cardiacos, lisos

Por su Función

Flexores, extensores, aductores, abductores, pronadores, suprinadores. 19

De acuerdo a su ubicación, los músculos pueden ser superficiales (glúteos) o más profundos. Por lo general se insertan por medio de aponeurosis o tendones. Los músculos cutáneos se insertan directamente en la dermis.

Figura 17.- Músculos por su ubicación.

Los músculos adoptan diversas formas. Los hay largos, anchos y planos, cortos, esfinterianos y orbiculares o redondos. MÚSCULOS LARGOS Son delgados en sus extremos y anchos en la parte media. Se ubican cerca de los huesos largos de las extremidades superiores (músculo bíceps braquial, tríceps braquial) y de las inferiores. MÚSCULOS ANCHOS Y PLANOS Ubicados en el tórax y el abdomen protegen a los órganos de dichas cavidades. Tienen forma de lámina y son triangulares, cuadrados o rectilíneos. Son ejemplos los músculos pectorales, los intercostales, el recto abdominal y el diafragma, entre otros. MÚSCULOS CORTOS Se ubican sobre huesos cortos y generan movimientos potentes. Los músculos cortos están en la palma de la mano, en la planta de los pies, en los canales vertebrales, en la mandíbula, etc.

Figura 18.- Músculos por su forma

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MÚSCULOS ESFINTERIAN OS Son músculos circulares que tienen la particularidad de contraerse y relajarse para permitir o impedir el paso de sustancias. Se ubican dentro de los conductos de los sistemas digestivo, excretor, reproductor y en los capilares sanguíneos. MÚSCULOS ORBICULARES Son músculos redondos con un orificio en la parte central que se cierra cuando el músculo se contrae. Son ejemplos los músculos orbiculares de los párpados y de los labios.

ÓRGANOS Y TEJIDOS QUE LO CONFORMAN La célula del músculo se denomina fibra muscular. Son células cilíndricas y alargadas. La membrana plasmática de las fibras musculares se llama sarcolema y el citoplasma sarcoplasma. En su interior contiene distintas organelas y numerosas mitocondrias, glucógeno, ácidos grasos, aminoácidos, enzimas y minerales.

Figura 19.- Fibra dentro de un Musculo

Además posee una proteína, la mioglobina, que actúa en el transporte y reserva de oxígeno dentro del músculo. Hay tres tipos de fibras musculares: 

Fibras estriadas esqueléticas



Fibras estriadas cardíacas



Fibras lisas

FIBRAS ESTRIADAS ESQUELÉTICAS

Poseen muchos núcleos periféricos y bandas transversales que le dan un aspecto estriado. Los músculos esqueléticos están formados por fibras musculares estriadas que se contraen rápidamente y en manera voluntaria.

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Figura 20.- Fibra Estriada Esquelética.

FIBRAS ESTRIADAS CARDÍACAS

Como las anteriores, tienen aspecto alargado y estriaciones transversales, pero con solo uno o dos núcleos de ubicación central. Están presentes en las paredes del corazón y su movimiento es involuntario.

Figura 21.- Fibra Estriada Cardiaca

FIBRAS LISAS

Este tipo de fibras no tiene estriaciones transversales y contiene un solo núcleo. Producen contracciones más lentas. Las fibras musculares lisas están en los músculos presentes en órganos del tracto digestivo (estómago, intestinos) favoreciendo el peristaltismo (movimiento), en el tracto respiratorio (bronquios, bronquiolos), urogenital (útero, vejiga) y en los capilares sanguíneos y linfáticos. Producen contracciones más lentas.

Figura 22.- Fibra Lisa

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TENDONES

Son fibras de tejido conectivo, de color blanquecino, que unen los músculos esqueléticos a los huesos. De acuerdo al músculo que inserta, los tendones adoptan distintos tamaños, largos, cortos o pequeños. Cuando el músculo se contrae, el tendón transmite esa fuerza para que se produzca el movimiento. Los tendones son estructuras muy resistentes y sin capacidad para contraerse. Cuando los tendones se deslizan sobre los huesos presentan vainas sinoviales, que son membranas que lubrican al tendón favoreciendo el deslizamiento. La superficie interna de la vaina es una serosa que produce sinovia, y con el objetivo de evitar los roces.

Figura 23.- Tendones de Pie y Manos

COMPORTAMIENTO CELULAR Las fibras musculares son atravesadas en toda su longitud por las miofibrillas, estructuras ubicadas en el sarcoplasma y responsables de la contracción y relajación del músculo. Hay millares de miofibrillas en cada fibra muscular. A su vez, cada miofibrilla está formada por dos tipos de miofilamentos. Uno de ellos es grueso y se llama miosina. El otro es más delgado y recibe el nombre de actina. Tanto la miosina como la actina son proteínas. Los miofilamentos permiten la contracción del músculo ante estímulos eléctricos o químicos. Cada miofibrilla contiene centenares de miofilamentos. La disposición de los miofilamentos en la miofibrilla da lugar a estructuras que se repiten denominadas sarcómeros.

Figura 24.- Estructura de una miofibrilla

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Los sarcómeros son las unidades funcionales de las miofibrillas, capaces de generar contracciones musculares en las fibras estriadas. Los sarcómeros contienen filamentos de actina y miosina que se ubican en forma adyacente. Cuando se produce un estímulo, los miofilamentos de actina y de miosina se atraen y las miofibrillas se acortan. En consecuencia, las bandas H y las bandas I se acortan, ya que los miofilamentos de actina se acercan al centro de la banda A. De esta forma los sarcómeros y toda la estructura muscular se hacen más cortos, provocando el movimiento. Cabe señalar que el sarcómero se acorta en cada contracción, pero los miofilamentos mantienen su longitud habitual. Cuando sobreviene la relajación, los miofilamentos se separan y las fibras se alargan.

Figura 25.- Estiramiento del musculo y niveles del sarcomero.

La dis i ució de la lo gitud del úsculo, de cada u o de los sa có e os, se explica po la teo ía de los fila e tos desliza tes , ue p opo e ue un músculo se acorta o alarga porque los filamentos finos y gruesos se deslizan entre sí, sin cambiar éstos de longitud.

Figura 26.- Sarcomero Relajado y Contraído.

El fenómeno de la contracción comienza cuando llega un estímulo suficiente a la placa motora (zona de unión entre neurona y músculo), lo que hace que se libere calcio almacenado en los túbulos que rodean las fibras, llegando a las miofibrillas. Este calcio, desencadena una serie de procesos que permitirá que los filamentos de miosina deslicen a los de actina, acortando los sarcómeros y en general al músculo. Cuando el estímulo nervioso cesa, el calcio vuelve a los túbulos y se paralizan estos procesos, relajándose de nuevo el músculo 24

ACTIVIDAD ELÉCTRICA Nuestro cerebro manda una señal a nuestros músculos para que se puedan contraer o relajar, esta señal, que se transmite a través de una red de neuronas, llega finalmente al tejido muscular y provoca su contracción. Esta señal o impulso eléctrico, llamado potencial de acción y que se origina en la propia neurona, se transmite de neurona a neurona a través de las sinapsis (uniones entre neuronas) y llega finalmente a la fibra muscular a través de la placa motora (unión entre neurona y fibra muscular).

Figura 27.- Proceso de Emisión eléctrica desde la neurona.

Esta señal no es más que un cambio en la polaridad de la célula (el interior pasa a ser más positivo que el exterior). A esta modificación de la carga eléctrica de la célula se le llama potencial de acción. Para que se origine esta modificación de la polaridad de la célula algo tiene que cambiar en la célula. Lo que cambia es la cantidad o concentración de ciertos iones eléctricos de nuestro organismo: Sodio (Na+), Potasio (K+). Obedeciendo a señales procedentes de otras células, la fibra muscular puede sufrir despolarizaciones transitorias (potenciales de acción), en el músculo podemos distinguir dos tipos de unidades, las anatómicas y las funcionales. La unidad anatómica es la llamada fibra muscular y la unidad funcional es la unidad motora. Una unidad motora es un grupo de fibras musculares inervado por una única motoneurona de la médula espinal. Si la motoneurona sufre una despolarización, ésta recorre todo el axón hasta las terminaciones sinápticas y provoca la despolarización, casi sincrónica, en todo el conjunto de fibras musculares de la unidad motora. La unidad contráctil de la musculatura del esqueleto es la fibra muscular, que es una célula cilíndrica de unos 50 pm de diámetro, que al ser estimulada se contrae desarrollando fuerza. Un músculo consiste en haces paralelos de fibras musculares. La activación de cada fibra muscular se hace a través del axón de la fibra nerviosa motriz que la inerva. Según la posición y la función del músculo, el número de fibras musculares inervadas por un mismo axón puede variar entre uno o más de mil. El conjunto formado por la célula nerviosa motriz en la espina dorsal, su axón y las fibras musculares constituyen la unidad funcional básica del sistema muscular y se conoce por unidad motora (UM).

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Figura 28.- Unidad motora

Cuando el potencial de acción del nervio alcanza el punto en el que éste se une con el músculo, se libera una cierta cantidad de un transmisor químico (la acetilcolina) que origina la despolarización local de la membrana de la fibra muscular. El transmisor es rápidamente neutralizado por una sustancia denominada estereato de acetilcolina, quedando la unión mioneuronal libre para una nueva excitación. Al potencial complejo que originan las fibras de una UM se le conoce por potencial de la unidad motriz (PUM) y es la suma de los potenciales de acción de las distintas fibras de la UM. En la célula muscular, con un electrodo situado en el interior de la fibra y otro en el exterior se puede detectar una diferencia de potencial de reposo de unos 90 milivoltios. MÉTODOS DE MONITOREO El estudio de la unión neuromuscular implica el estímulo del nervio y el registro de la actividad muscular. Puesto que con la estimulación siempre se producirá algún movimiento, es precisa la aplicación de una técnica muy depurada para que no se produzcan resultados falsos. Las pruebas que se realizan rutinariamente para el estudio de la unión neuromuscular son la respuesta a un estímulo único y la respuesta a la estimulación repetitiva, a baja frecuencia (3 Hz), registrándose las cinco primeras respuestas, y a frecuencia alta (20 Hz) registrándose entre 60 y 120 respuestas. Cualquiera de estas pruebas puede ser repetida, con o sin la realización de esfuerzos en el intervalo, para observar los efectos de la fatiga y la sensibilización. La respuesta a estímulo único se colocan los electrodos de registro sobre el músculo bajo estudio, uno sobre el vientre y el otro distalmente. Los electrodos de estimulación se colocan sobre el nervio que gobierna el músculo estudiado. El electrodo de tierra se coloca entre los electrodos de estímulo y de registro. Se estudiarán los músculos en los que se hayan apreciado síntomas clínicos. El estímu1o se aplicará sobre el nervio cubital a nivel de1 codo y el electrodo de tierra, en la muñeca.

Figura 29.- Monitoreo por electrodos.

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El músculo normal responde a un estímulo único de intensidad supramáxima (que active a todas las fibras) con una despolarización que alcanza entre 5 y 15 mV de amplitud. Esta respuesta se llama un Potencial de Acción Muscular Compuesto (PAMC), porque está producida por la respuesta de un conjunto de fibras musculares que se encuentran en el radio de captura del electrodo. Cuando esta amplitud descienda por debajo de 1 mV se puede sospechar la enfermedad de Lambert-Eaton (fig. 10). La baja amplitud de la respuesta en esta enfermedad es debida a que mientras el músculo está en reposo un gran número de sinapsis están bloqueadas. El registro de la amplitud (valor pico a pico) del PAMC suele dar una buena idea del diagnóstico de una anomalía en la función neuromuscular. Sin embargo, es mejor calcular el área bajo la curva del PAMC en su porción negativa que corresponde a la despolarización de las fibras musculares. Se considera que este procedimiento da una idea mejor del número de fibras activadas por el estímulo.

Figura 30.- Respuesta obtenida en un paciente afecto de la enfermedad de Lambert-Eaton mediante estimulación supramáxima del nervio cubital a una frecuencia de 3Hz.

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