fisiologia i

Fisiologa I

Temario completo

Alberto Gmez Esteban

Fisiologa I

Alberto Gmez Esteban 2 Medicina

Fisiologa I Temario completo

Alberto Gmez Esteban 2

Bloque I Introduccin a la fisiologa

Tema 1. Homeostasis, medio interno y sistemas de control biolgico Tema 2. Membrana plasmtica Tema 3. Mecanismos generales de transporte Tema 4. Potenciales de membrana Tema 5. Clulas excitables Tema 6. Fibras nerviosas y conduccin del impulso Tema 7. Fisiologa de la comunicacin celular Tema 8. Sinapsis electroqumicas Tema 9. Fisiologa general del msculo esqueltico Tema 10. Fisiologa general del miocardio Tema 11. Fisiologa general del msculo liso Tema 12. Mecanismos de secrecin celular Tema 13. Introduccin a la fisiologa de los receptores sensoriales



Tema 1. Homeostasis. Medio interno. Sistemas de control biolgico Medio interno El medio interno esta principalmente formado por el agua corporal, que es el elemento mayoritario del organismo a cualquier edad y sexo. A pesar de ser el mayoritario en el organismo, existen diferencias en la proporcin de agua corporal dependiendo de dichos factores, disminuyendo la proporcin de agua corporal (en general) con la mayor edad; tambin hay mayor proporcin de agua en los hombres que en las mujeres. Es el medio en el que se llevan a cabo todas las reacciones qumicas fisiolgicas y como se ha mencionado antes vara con la edad y sexo a pesar de ser el componente mayoritario del organismo.

Se reparte en lquido intracelular (LIC - 2/3 del total de agua) y liquido extracelular (LEC - 1/3 del total de agua). El LIC o lquido intracelular es el agua que se encuentra en el interior de todas las clulas del organismo. El LEC o lquido extracelular se encuentra repartido entre el plasma que circula por los vasos sanguneos (5% del LEC) y el lquido intersticial o intersticio (15% del LEC). Ambos lquidos establecen medios de distinta composicin debido a que se hallan separados por barreras de permeabilidad selectiva. Todos los compartimentos tienen casi todos los elementos en comn, pero en distinta concentracin, lo que favorece los gradientes electroqumicos.

Existen dos barreras de permeabilidad selectiva:

Membrana plasmtica. Separa el liquido intracelular del intersticio

Paredes capilares. Separan el intersticio del plasma

El medio interno se utiliza en fisiologa como sinnimo exacto de lquido extracelular. Este trmino se aplica debido a que el lquido extracelular presenta una gran constancia a pesar de hallarse en equilibrio dinmico, mantenindose la composicin qumica. Lgicamente el medio interno excluye el lquido intracelular.

Las clulas al estar vivas continuamente captan elementos del medio interno para garantizar su supervivencia; en caso de isquemia en el tejido (se suspende la renovacin del medio interno), se produce masiva muerte celular, lo que demuestra claramente la dependencia de las clulas del medio interno.

En el medio interno las clulas eliminan sus deshechos metablicos as como captan nutrientes y oxgeno para continuar con este metabolismo. El funcionamiento celular, por tanto, va a quedar reflejado en la composicin del medio interno, siendo esta un til instrumento diagnstico.



El medio interno es constante en cuanto a composicin y similar en todos los tejidos corporales. Adems es un medio dinmico que se mantiene en continua renovacin, precisamente para asegurar su constancia.

Nuestras clulas requieren unas condiciones ambientes determinadas que son proporcionadas por el medio interno. El conjunto del organismo trabaja encaminado a mantener la constancia del medio interno en un proceso que se denomina homeostasis.

Uno organismo se encuentra en homeostasis cuando su medio interno tiene:

1. Concentraciones ptimas de nutrientes, agua, electrolitos, etc

2. Temperatura ptima, que en estado de salud es una constante cercana a los 37 C

3. Presiones ptimas de O2 (pO2), CO2 (pCO2) y las presiones hidrostticas, osmticas, etc...

Un organismo ser mas independiente del medio externo cuanto mayor sea su capacidad de mantener estable su medio interno.

Los sistemas corporales trabajaran por tanto a favor de mantener el medio interno, pero beneficindose al mismo tiempo de l.

Mecanismos homeostticos Toda persona esta sometida a continuos cambios y perturbaciones del medio externo, lo que obliga a una respuesta para el mantenimiento correcto del medio interno.

Puede haber desajustes a nivel de los distintos niveles de organizacin fisiolgicos, como los que afectan a:

Clulas. Obliga a la actuacin de orgnulos

Tejidos enteros. Obliga a la actuacin de aparatos y sistemas enteros. Para regular estos mecanismos son precisos sensores para conocer las condiciones del medio. Estos sensores se pueden identificar con receptores sensoriales, que se localizan tanto a nivel interno, que aportan informacin acerca del medio interno como a nivel externo que hacen lo propio en el medio externo.

El estrs orgnico corresponde a la perturbacin que modifica el estado homeosttico a distinto nivel segn la intensidad de la perturbacin.

La homeostasis puede ser definida como el mantenimiento de las constantes del organismo por la accin coordinada de los procesos biolgicos.



En un organismo sano hay muchas situaciones de estrs fcilmente superables. Si ese organismo se ve desbordado por esa situacin y no es capaz de reajustar su actuacin, sobreviene la enfermedad, que puede llegar a requerir de ayuda externa, como la actuacin clnica o farmacolgica para restaurar la salud.

Sistemas de control biolgico Las estructuras corporales emplean un sistema de lazo cerrado para mantener la constancia del medio interno. Este sistema garantiza que no exista ni exceso ni defecto de respuesta.

En caso de estrs orgnico se produce una entrada de informacin mediante los sensores del organismo; esta informacin llega a un sistema corporal que provoca una respuesta adecuada.

Los sistemas de control biolgico pueden basarse en la retroalimentacin negativa o la retroalimentacin positiva.

Retroalimentacin negativa La retroalimentacin negativa o por termostato es el ms frecuente de los dos sistemas, y es la nica forma de mantener un valor constante en el organismo.

La retroalimentacin negativa es contraria al estimulo que la origin, por lo que tiene que descender si el estimulo era algo alto, lo que permite mantener las constantes vitales en el rango de normalidad.

*Ejemplo* Una ascensin a una montaa con poco oxigeno supone una situacin de estrs orgnico que requiere una respuesta adaptativa.



Nuestros mecanismos homeostticos nos permiten un margen de actuacin, y si nos salimos de este margen se pueden ver desbordados y disminuir su eficacia.

Ejemplos de retroalimentacin negativa son la glucemia, la temperatura corporal, la presin arterial, la pCO2, los niveles de hormonas, etc

*Ejemplo* El termostato si hace fro genera calor, estabilizando la temperatura. En cambio si hace calor, genera fro con la misma finalidad.

Nuestro termostato hipotlamico realiza la misma funcin que un termostato convencional, pero utilizando los sistemas corporales para estabilizar la temperatura en torno a los 37 C.



Existen intervalos de normalidad en los cuales la constante es estable. Normalmente si el sistema acta por defecto el lmite se aproxima a la zona mas baja del intervalo y viceversa. Dentro de esos intervalos, la constante se considera estable.

Estos intervalos de normalidad tambin se basan en edad, peso, sexo, etc Ya que pueden variar dependiendo de estos factores.

Retroalimentacin positiva

Es menos frecuente que la retroalimentacin negativa, pero no obstante tambin sirve para regular determinados momentos en los que necesitamos ms de lo mismo. Es fundamental que este limitada en el tiempo para que no se exageren sus efectos.

Un feedback positivo correra el peligro de llegar a un crculo vicioso, que seria una situacin patolgica de mayor o menor gravedad segn las caractersticas del mismo.

Algunos ejemplos de crculos viciosos son: Choque hipovolmico. Si perdemos un volumen amplio de sangre ( 2L)

considerando el sistema circulatorio como el circuito cerrado que es, el corazn recibir menos sangre, y por lo tanto, bombear menos sangre en cada latido. Esto causa que la perfusin sea cada vez menor, con el consiguiente debilitamiento del corazn y su perdida de eficacia. Esto puede finalizar con la muerte si no es solucionado a tiempo.

Aumento excesivo de la temperatura. El aumento de temperatura causa una mayor velocidad del ritmo metablico, lo cual a su vez hace subir la temperatura aun ms, pudiendo llegar a causar la desnaturalizacin de las enzimas y fallo metablico

Algunos ejemplos de procesos de retroalimentacin positiva fisiolgicos son: Potencial de accin. Se encuentran regulados en las neuronas mediante canales de

voltaje que permiten el paso de iones Na+. Estos canales responden a aumentos de potencial en el interior celular, es decir, cada vez que entra un Na+ aumenta el potencial, lo que causa a su vez que entre ms sodio debido a los canales.

Coagulacin sangunea. La coagulacin normal es un proceso que sirve para mantener una perfusin sangunea constante y es una cascada de acciones. Cuando se rompe un vaso se libera un factor de coagulacin lo cual activa a su vez otros, lo cual causa una reaccin en cadena que causa que el fibringeno se transforme en fibrina y la sangre coagule para reparar el vaso.

Oxigenacin de la hemoglobina. La hemoglobina es una molcula con un efecto similar al alostrico, es decir, cuando permite la entrada de una molcula de oxigeno, la facilidad para captar ms oxigeno aumenta, y viceversa a la hora de expulsarlo debido a cambios de conformacin en el interior de la molcula de hemoglobina.



Participacin en la homeostasis de los sistemas corporales El sistema cardiovascular tiene como funcin fundamental mantener el medio interno en continua renovacin en todos los rganos mediante la llegada de sangre nueva a todos los tejidos. El sistema linftico colabora con el anterior en la recuperacin de lquido que tiende a quedarse en el intersticio, lo que previene el edema (acumulacin excesiva de lquido intersticial que provoca hinchazn). El sistema linftico tambin es el portador de clulas implicadas en la lnea defensiva

El aparato respiratorio sirve para la incorporacin de oxigeno del exterior a nuestro organismo as como la eliminacin del principal metabolito de deshecho: el CO2

El aparato digestivo sirve para incorporar nutrientes de los alimentos y se encarga de la incorporacin de agua y electrolitos. Es un sistema de procesamiento compuesto por una serie de rganos que procesan el alimento para convertirlo en nutrientes utilizables por todos los tejidos. El sistema urinario es tambin fundamental para mantener la homeostasis debido a que ayuda a eliminar los deshechos metablicos disueltos en agua en forma de orina.

El esqueleto junto con los msculos (sistema musculoesqueltico) sirve para mantener la temperatura y sobre todo posibilita el movimiento para alimentarnos y escapar de un ambiente desfavorable.

El sistema nervioso junto con el endocrino son los principales sistemas reguladores: El sistema nervioso nos proporciona informacin de los cambios y da las rdenes

motoras al resto de los sistemas, actuando sobre los msculos esqueltico, cardiaco y liso. Colabora estrechamente con el endocrino

El sistema endocrino es un sistema de regulacin metablico. Tambin colabora con el sistema nervioso en tareas como la regulacin en la contraccin del msculo liso.

El aparato reproductor es difcil de englobar homeostticamente pero podemos afirmar que su misin es ayudar a la perpetuacin de la especie.



Tema 2. La membrana plasmtica Introduccin La membrana plasmtica o celular es la barrera que delimita la clula y separa el LIC del LEC.

En resumen se trata de una bicapa lipdica que sirve para establecer una frontera entre dos medios acuosos. La estructura de la membrana sigue el modelo del mosaico fluido en el cual existe doble capa de fosfolpidos y otras estructuras lipdicas como el colesterol, adems de protenas que se encuentran inmersas en esa bicapa.

Lpidos

El carcter anfiptico de los fosfolpidos junto con el hecho de que se trate de una doble capa permite la separacin ya que ambas monocapas se disponen enfrentadas.

Cuando una molcula ha de pasar por esta frontera es comn que se encuentre con un lpido ya que es el componente mayoritario de esta membrana.

Protenas

Las protenas son el componente mayoritario en peso de la membrana (55% del peso). Las protenas de membrana le proporcionan numerosas caractersticas funcionales a la clula, como formar parte de canales de paso selectivo de sustancias. Tambin sern receptores de mensajeros qumicos. Muchas protenas integrales tienen por si mismas funcin enzimtica o estn adosadas a protenas con funcin enzimtica.

En la membrana celular dispondremos de distintos tipos de protenas con distintas funciones. Estas protenas hacen que la membrana no sea universal ya que cambian de un tipo celular a otro. Definen las caractersticas de la clula como su permeabilidad o el hecho de ser clulas diana.

Glcidos El tercer componente son los glcidos que estn asociados a lpidos y a protenas.

Es frecuente que los glcidos estn expuestos hacia la superficie exterior fundamentalmente, y tambin tienen su papel aunque sean minoritarios los que forman parte de las protenas. Sirven de etiquetaje y reconocimiento celular.

Funcin de la membrana Resumida la funcin de esta membrana es el de mediar controladamente el paso de sustancias del medio interno hacia el interior celular. Esto mismo esta en concordancia con que se encuentra separando dos medios de distinta composicin (en el sentido de concentracin).



Los principales cationes son el sodio y el potasio:

El sodio es mayoritario en el medio interno

El potasio es mayoritario en el citosol.

Dado que la membrana tiene una composicin definida con funcin especifica, presenta una permeabilidad selectiva. Es una barrera que tiene que servir de intercambio y paso. El organismo renueva el medio interno, el cual dota de nutrientes a la clula. La permeabilidad selectiva por tanto deja pasar ms fcilmente unas sustancias que otras.

Factores que influyen en la permeabilidad A priori los factores que influyen en la permeabilidad son principalmente 4:

Tamao de la sustancia que va a atravesar la membrana, el cual va en relacin a su peso molecular (PM). Las sustancias pequeas y de menor peso molecular atraviesan con mayor facilidad la membrana. Tambin la forma influye en este factor (molculas globulares atraviesan mas fcilmente que las fibrosas). Los gases atraviesan muy fcilmente la membrana plasmtica por su tamao y peso molecular.

Liposolubilidad, debido a que la mayor parte de la superficie expuesta esta formada por lpidos, por lo que si es capaz de trasladarse entre stos, atravesar la membrana con ms facilidad. Esto hace que molculas orgnicas de un PM relativamente elevado puedan atravesar la membrana a pesar de ser grandes.

Carga. A pH y temperaturas fisiolgicas hay numerosas partculas cargadas, sales inorgnicas disociadas, etc Por tanto la carga es condicionante ya que estas sustancias solo pueden pasar por regiones de la membrana sin carga o con carga inversa.

Presencia de transportadores, que diferencian unas clulas de otras y permiten el paso de sustancias que en relacin a los tres puntos anteriores no podan pasar (por ejemplo molculas grandes e hidrosolubles). Estos transportadores son protenas que permiten atravesar la membrana a metabolitos esenciales como la glucosa.

El LIC es ms rico en potasio, fosfatos y protenas.

El LEC es ms rico en sodio, cloruro y muy pocas protenas.



Tema 3. Mecanismos generales de transporte Introduccin La membrana plasmtica media el transporte de sustancias para entrar en la clula desde el medio interno, as como para salir de la clula al intersticio. Este movimiento bidireccional es imprescindible para la supervivencia de la clula.

En trminos generales los transportes transmembrana pueden ser pasivos o activos.

En los procesos pasivos la clula no tiene que aportar energa porque la sustancia que se va a desplazar lo va a hacer a favor de gradiente, debido a su energa cintica.

Esta sustancia se desplazara mediante un gradiente electroqumico (de carga o concentracin) o de presin y se dirige de + a intentando llegar a deshacer el gradiente.

En los procesos activos se requiere energa ya que el movimiento es contra gradiente electroqumico o de presin. Muchos procesos metablicos generan energa que luego se va a utilizar en transportes activos en sustancias que la clula desea introducir.

Un ejemplo de proceso activo se da en las clulas del intestino delgado en las cuales es preciso que los nutrientes entren contra gradiente para que no prosiga el transito intestinal sin producirse digestin y los nutrientes lleguen al medio interno y puedan ser aprovechados por los tejidos.

Procesos pasivos Los procesos pasivos o de difusin no requieren de energa. El proceso de difusin es el proceso por el cual se expande un gas o una molcula en solucin ya que tiende a ocupar el mximo espacio posible. Existe por tanto un flujo neto de donde hay ms sustancia a donde hay menos sin mediar en ste aporte energtico.

En los procesos pasivos se aplica la Primera ley de Fick que indica hacia donde se produce ese flujo neto. La formula del flujo neto enuncia que:

Tx

CADJN s

=

D. Difusibilidad. Capacidad de esa sustancia concreta a moverse en esa membrana concreta =

PM

1

A. rea. El flujo neto es proporcional al rea. Los tejidos con mayor capacidad de intercambio amplan mediante orgnulos el rea de intercambio para mejorar la difusin.



C. Gradiente de concentracin. Se refiere a la diferencia de concentracin entre los dos medios. Esta variable nos indica la direccin y el sentido del flujo neto. Indica asimismo que cuando C1 = C2 no existe flujo neto = C1 C2

x. Distancia. Se trata del grosor/distancia que debe atravesar el soluto. Lgicamente tejidos que realicen muchas difusiones, deben tener membranas finas y cercana entre las estructuras de difusin

T. Temperatura. Influye en todos los factores anteriores, alterando la fluidez de la membrana. Es constante en estado de salud.

Esta ley es muy importante en fisiologa.

Para diferenciar estos procesos de difusin distinguimos entre la difusin simple y la difusin facilitada por un transportador de membrana. Ambos son procesos pasivos en los cuales la sustancia se mueve a travs de la membrana favorecida por su gradiente.

Difusin simple Por difusin simple pasaran todas las sustancias capaces de pasar por los espacios intermoleculares como molculas liposolubles (alcoholes, cidos grasos, vitaminas liposolubles, esteroides) y/o molculas pequeas (O2, CO2, urea). Si la molcula que pasa por difusin simple es el agua, hablamos de smosis.

smosis El agua no es una molcula grande por lo tanto pasa fcilmente por todas las regiones proteicas (poros acuosos, AQP). En la mayora de los casos como el agua se mueve por difusin, aplicamos la idea de que el agua se mueva por smosis en funcin de su gradiente de concentracin.

Si disponemos de un recipiente de dos medios de distinta concentracin de soluto ambos separados por una membrana de permeabilidad selectiva.

El agua es el disolvente que se encuentra en ambos compartimentos y puede atravesar la barrera (no as el soluto). El agua se puede mover, igualando las concentraciones, lo que se conoce como smosis.

La nica manera de oponerse al movimiento de smosis sera aplicar en el compartimento ms diluido una fuerza con un mbolo la cual seria igual a la presin osmtica y de signo opuesto.

En esta situacin aparece el concepto de presin osmtica (pi) que es la fuerza atractiva que se ejerce sobre las molculas de agua (disolvente) desde la solucin ms concentrada, y que promueve el movimiento del agua desde la solucin ms concentrada a la ms diluida para romper el gradiente.

V

TRn =pi



n. Nmero de partculas

R. Constante de los gases perfectos

T. Temperatura. Como decamos en un individuo sano es constante

V. Volumen

Unidades empleadas.

Osmolalidad. Nmero de osmoles / Kilogramo de disolucin

Osmolaridad. Nmero de osmoles / Litro de disolucin

*Osmol. Partcula osmticamente activa. No es preciso que coincida con mol. La coincidencia o no depende de si es un in que se disocia en disolucin*

La osmolaridad intracelular debe ser igual a la extracelular. El sodio es el catin mas abundante y forma la gran mayora de las sales extracelulares.

Al comparar osmolaridades resulta el trmino de medida que es la tonicidad. Podemos hablar de los siguientes lquidos comparados con el plasma:

Medio hipertnico. Presenta una osmolaridad mayor que el plasma sanguneo. En estos medios la membrana semipermeable hace que el agua salga de la clula, y causa que las clulas (eritrocitos) queden con forma de ruedas dentadas (proceso de crenacin).

Medio hipotnico. Presenta una osmolaridad menor que el plasma sanguneo. Causara la entrada de agua a la clula (eritrocito) que ganara turgencia. Esto se utiliza en pruebas de resistencia celular, en el que se colocan muestras de eritrocitos en disoluciones con concentraciones salinas progresivamente diluidas y observaramos cuando sedimentan (mantienen la forma) o bien se produce hemlisis. Esto permite estudiar el envejecimiento eritrocitario (eritrocatresis) en el cual la hemlisis es prematura.

Medio isotnico. Presenta la misma osmolaridad que el plasma sanguneo. Nos permite mantener eritrocitos en un medio isotnico en caso de realizar una analtica.

Filtracin

En el proceso de filtracin el lquido se mueve por gradiente de presin, es decir, sale o entra a presin a travs de la membrana.

Como todo proceso de difusin se aplica la 1 ley de Fick, previamente vista, pero hablando de un proceso en el que el movimiento es por gradiente de presin:

Tx

PADJ N

=



En estos procesos se produce arrastre por solvente que salen por la presin del lquido. El incremento de presin marca el sentido del movimiento, ya que siempre hemos de tener una presin mayor en la zona de salida que en la zona de entrada.

La aplicacin fisiolgica de este proceso de filtracin es la salida de lquido de los capilares sanguneos que estn en estrecha proximidad de los tejidos, y se encargan del intercambio circulatorio.

Los capilares sanguneos en la regin prxima a las arterias todava tienen una presin hidrosttica relativamente alta, lo suficientemente grande como para que se favorezca la salida de agua de ellos. Hablamos normalmente de esto como ultrafiltracin. En la regin venosa se produce lo contrario, es decir, la presin es menor que en los capilares del lado arterioso, y se produce la entrada de fluido.

Esta ley se denomina Ley de Starling que se basa en las presiones hidrostticas para enunciar la salida de sangre en la porcin arterial, y la reentrada en la regin venosa.

Adems de la presin hidrosttica acta la presin osmtica que acta en sentido inverso a la hidrosttica, sta es debida a las protenas disueltas en el plasma, las cuales por no encontrar presentes en el intersticio generan una presin osmtica que promueve la salida de fluido del capilar. Esto ocurre tambin en la filtracin renal, en los glomrulos.



En los capilares arteriosos disponemos de una presin hidrosttica mayor que en el intersticio, pero tambin disponemos de una presin osmtica u onctica, debida al efecto osmtico de las protenas, presentes en un solo compartimento (el vascular). Si la presin hidrosttica del vaso es mayor que la onctica, entonces puede salir lquido hacia el intersticio.

Si la concentracin plasmtica de protenas es baja, sale agua excesiva al intersticio en el lado arterioso y se reabsorbe menos agua de la necesaria en el capilar venoso. En estos casos se da el edema o acumulacin excesiva de lquidos en el intersticio. Tambin se puede dar por un aumento de presin venosa que impida la reabsorcin de fluidos.

Canales inicos La difusin mediante canales inicos se considera un transporte pasivo debido a que el in que atraviesa no interacciona con la protena canal de manera especfica, adems de moverse a favor de gradiente.

El concepto de gradiente debe ser ampliado ya que al hablar de un in con carga, no solo hablamos de afinidad en cuanto a concentracin, sino en cuanto a carga elctrica (hablando ya de gradiente electroqumico), es decir, una molcula cargada positivamente tiende a verse atrada por un campo elctrico negativo y viceversa.

Este transporte se trata de un trasiego bidireccional que sigue la ley de Fick. La estructura de la protena de la membrana permite el movimiento a un lado o a otro. Estos mecanismos de transporte son muy eficaces (108 molculas/segundo) Existen algunos tipos de estos canales que son regulables, lo que quiere decir que el canal puede estar abierto o cerrado. En estado normal el poro se encuentra abierto, pero en otros momentos, como estado de reposo celular la protena se cierra a modo de compuerta. La protena tiene una estructura en forma de ala, que puede plegarse o desplegarse.

*Clnica*

La filtracin tiene una aplicacin en las membranas de dilisis. Si disponemos de una solucin separada por una membrana de dilisis, que permite separar molculas grandes de molculas pequeas que difunden.

La aplicacin clnica se da en la hemodilisis que se basa en crear un rin artificial mediante este proceso de dilisis. Se da en un cartucho de dilisis en el que le llega la sangre contaminada de un paciente, es depurada, y vuelve a ser prefundida al paciente.



Los canales inicos tienen cierta especificidad:

Carga. El polo proteico por el que pasa un catin debe ser aninico y viceversa. Esto significa que son necesarios distintos canales para aniones que para cationes.

Tamao del in. Permite cierta discriminacin. Por ejemplo algunos canales permiten el paso ms facilitado de K+ que de Na+ debido a que el Na+ pasa hidratado, y de mayor tamao, dificultando por tanto el paso.

Existen sustancias que bloquean algn tipo de canal (el bloqueo de los canales de Na+ se pueden bloquear por tetrodotoxina) las cuales se pueden utilizar a modo de drogas. Se nombran de acuerdo al in que transportan y si estn regulados. Tambin se denominan ionforos y permeasas.

Los canales inicos como decamos pueden estar regulados en ciertos casos, cambiando su conformacin espacial. Los mtodos de regulacin son:

Ligando. Son molculas que no son el in a transportar que tienen un sitio de unin en la protena de membrana y su unin a la misma produce el cambio conformacional.

Ejemplo. Canal de sodio regulado por acetilcolina, es frecuente en la unin neuromuscular.

Voltaje. Es un tipo de canal que se encuentra en el axn neuronal, de importancia en la transmisin del impulso nervioso, que se basa en cambios de potencial en la clula.

Partimos de una situacin de reposo (canal de sodio cerrado) que pasa a una situacin de excitacin con el canal abierto.

Las canalopatas tienen una interesante aplicacin clnica. Afectan a tejidos excitables (fundamentalmente nervioso y muscular). Se han encontrado en afectaciones como migraas, mialgias Y fundamentalmente en patologas paroxsticas (intermitentes) que cursan con crisis convulsivas.

Difusin facilitada Es un tipo de transporte mediado, que a diferencia de los transportes citados hasta ahora, la difusin facilitada junto con los transportes activos utilizan una protena transportadora con la que tiene que interaccionar la sustancia que se va a transportar. Se trata de un transporte mediado.

Cualquiera de los transportes mediados por el mero hecho de la interaccin sustancia-transportador, cumple una serie de caractersticas comunes:

1. El transportador facilita el transporte (de ah el nombre). La glucosa al ser grande e hidrosoluble tiene dificultad para atravesar la bicapa, lo que requiere de un carrier de membrana para su entrada en la clula.



2. Es un proceso saturable, debido a que cuando todos los canales estn ocupados por sustancia a transportar, la velocidad se estabiliza en una meseta.

3. Es inhibible, normalmente con una molcula semejante que se une al mismo sitio que la original, de modo que si tenemos una sustancia compitiendo con la que es preciso transportar, el transporte de la molcula se dificulta.

4. Es muy especifico debido a que lo que hace que la protena permita el paso de la sustancia, es la unin de esa molcula a un sitio receptor, lo que causa el cambio conformacional del carrier.

Existen varios transportadores para la glucosa (protenas GLUT): Glut 4. Se encuentra en el msculo esqueltico, cardiaco y tejido adiposo.

Es activado por insulina. A este tipo de transporte se le denomina uniporte.

La insulina actuando sobre sus receptores aumenta el transporte de glucosa, debido a que favorece la translocacin, es decir, la presencia de transportadores en la membrana plasmtica, retrasando la saturacin.



Procesos activos Primario

Se produce contra gradiente, el aporte de energa viene en forma de ATP del cual depende directamente.

Se subdivide en dos tipos de transportadores dependientes de ATP:

Transportadores inicos ATPasa. Normalmente ellos mismos presentan la actividad ATPasa, son los ms frecuentes. Se subdividen en dos tipos:

Tipo P. El fsforo del ATP fosforila la protena. Esto ocurre en numerosos transportadores como la bomba de sodio

Tipo V. Se encuentran en orgnulos. Un ejemplo es la ATPasa de H+ en endosomas y lisosomas.

Transportadores con casete de unin al ATP. Estn peor caracterizados y la idea de este tipo de transportadores es que el ATP esta unido a un dominio aminoaclico de esta protena transportadora.

Se han descrito transportadores de este tipo para colesterol, hierro, iones cloruro. Un ejemplo es el CFTR (regulador transmembrana de la fibrosis qustica) que es un transportador de cloruro y sodio que en caso de mutacin, provoca la patologa de la fibrosis qustica.

La bomba de sodio potasio (Na+-K+-ATPasa) es una ATPasa tipo P. Tiene actividad enzimtica y transporta sodio y potasio. Se conoce muy bien su estructura proteica, siendo multimrica, en la que se compone de una subunidad , una y una . La subunidad de esta protena es la que realiza casi todas las actividades, ya que tiene actividad ATPasa y unin a reguladores, mientras que el resto de subunidades se encargan del mantenimiento estructural.

Su mecanismo de accin se basa en los siguientes pasos:

1. Se unen tres sodios intracelulares (3Na+) 2. Se produce la hidrlisis del ATP, que fosforila a la protena

3. Se unen dos potasios extracelulares (2K+) 4. Al defosforilarse la protena, los dos potasios entran al citosol y los tres sodios

salen al intersticio

Este transportador es muy importante por su universalidad ya que se encuentra en todas las clulas y genera gradientes inicos causando que haya mucho sodio en el exterior, y mucho potasio en el interior. Es una bomba electrgena ya que intercambia tres cargas positivas por dos, lo que causa que la clula quede polarizada, dejando el interior celular ms negativo.



Es importante en el mantenimiento del volumen celular ya que ayuda a regular la smosis. Si hay alteraciones en la bomba de sodio, los niveles de sodio intracelulares aumentan, este nivel acta atrayendo el agua al interior de la clula que aumenta de tamao pudiendo llegar a explotar.

Secundario Se trata de un transporte que se realiza dependiente de un transporte activo primario. En cualquiera de los casos trata de mover sustancias contra gradiente, pero en el secundario, la energa para el movimiento contra gradiente se debe a otra sustancia que se mueve a favor de su gradiente. Es la energa potencial de esa sustancia que se mueve a favor de gradiente la que permite el transporte activo secundario.

Muy frecuentemente la energa la proporciona la entrada de sodio en la clula a favor de gradiente electroqumico, arrastrando consigo una molcula, o permitiendo que salga de la clula. Todas las clulas que utilicen al sodio como molcula primaria, requieren de la Na+-K+-ATPasa.

Hay dos posibilidades te transporte activo secundario:

Cotransporte. Las sustancias (contra gradiente, y a favor de gradiente) se mueven en la misma direccin.

Se da por ejemplo para la entrada de aminocidos de la luz intestinal al enterocito mediante la entrada de sodio. Tambin se da en los transportadores SGLT que transportan glucosa al interior del enterocito en contra de gradiente, y mediando de nuevo la entrada de sodio.

En los tbulos renales (Asa de Henle) disponemos de una bomba Na+-K+-2Cl-. Contratransporte. Ambas sustancias se mueven en direccin contraria, es

decir si entra sodio a la clula, la sustancia contra gradiente sale de la clula.

Se utiliza por ejemplo para evitar la acidosis intracelular extrayendo protones a costa de introducir sodio en la clula.

En el miocito se utiliza para extraer calcio en contra de gradiente.

Otro ejemplo frecuente es el intercambio anin-anin, en este caso el cloruro con el bicarbonato. El cloruro se introduce en la clula a costa de extraer bicarbonato. Este tipo de transporte se da en el estmago en el que se exporta bicarbonato a la sangre, a costa de extraer cloruro y protones (HCl) al lumen gstrico.



Endocitosis y exocitosis En la endocitosis mediante la formacin de una vescula se introduce material desde el exterior de la clula

En cambio en los procesos de exocitosis algn producto celular se libera al medio interno, al exterior de la clula, por ejemplo como medio de secrecin. En ambos procesos hay un gran nmero de orgnulos membranosos implicados.

Endocitosis

Hay varios tipos de endocitosis dependiendo del tamao de lo que se introduzca.

1. Fagocitosis. Se introducen partculas grandes. Es importante en el sistema defensivo y mediante el actan los leucocitos. Tras la entrada de la vescula, sta se funde con un lisosoma primario (lo que da como resultado un lisosoma secundario), lo que causa la destruccin de la partcula endocitada.

2. Pinocitosis. Se introducen partculas en disolucin que pueden ser incluso macromolculas como protenas.

3. Mediada por receptor. Es especfica ya que se produce en regiones determinadas de membrana (indentaciones) que reconocen lo que se va a introducir. Las indentaciones suelen tener una protena llamada clatrina para revestir las vesculas formadas. En la vescula tambin encontramos una GTPasa llamada dinamina.

Ejemplos de este sistema se dan en los receptores de LDL-colesterol, y asociados a sinapsis nerviosas.

Exocitosis

Es el proceso principal por el que la clula exporta sustancias sintetizadas en la propia clula.

Algunas de estas sustancias se encuentran en vesculas formadas en el Aparato de Golgi. Esta secrecin es dependiente de calcio, y para el movimiento y traslado de la vescula, as como para la expulsin de la sustancia, se requiere de un entramado proteico formado por protenas dependientes de GTP o bien protenas v-SNARE (se encargan de la vescula) y t-SNARE (se encuentran en la membrana). Otra aplicacin de la exocitosis no es verter sustancias, sino para traslocar transportadores sintetizados en el interior de la clula, a la membrana. Disponemos de transportadores en el interior de la clula. De recibir la seal adecuada se desplazan a la membrana fusionndose con esta y sumando sus transportadores.

Transportes en epitelio

Son necesarios para la digestin y para recuperar nutrientes en la nefrona tras la filtracin.



Los epitelios especializados tienen membranas orientadas, es decir, son clulas polarizadas (no en el sentido de cargas sino de orientacin). Las clulas epiteliales tienen membranas luminales con distinta estructura y composicin que la del resto de la membrana (basolateral). Esto permite que haya distintos transportadores en ambas membranas.

Las clulas epiteliales suelen estar unidas entre ellas por uniones estrechas (tight junctions) en las que hay varios tipos de protenas implicadas, sobre todo de la familia de las claudinas y ocludinas, que se encuentran en estas regiones de unin y evitan el paso de sustancias entre clulas adyacentes.

Cuando una sustancia se debe mover a travs del epitelio lo puede hacer por dos posibles vas:

Va transcelular. Atraviesa la clula, lo que implica transporte luminal y transporte basolateral.

Va paracelular. Sustancias que son capaces de atravesar las uniones estrechas. No todas las sustancias pueden ni las mismas sustancias en todas las uniones estrechas de un mismo tracto.



Tema 4. Potenciales de membrana Generalidades Se trata de una forma de comunicacin entre clulas, que parte de las bases de permeabilidad de membrana, canales inicos, etc

La difusin de iones se ve afectada por su carga elctrica y si existe un campo, se vern afectados por el. Esto se conoce como efecto Donnan el cual afirma que si existe un campo elctrico los cationes se mueven hacia las cargas negativas y viceversa.

Modelo de Donnan

El efecto Donnan se explica si observamos dos disoluciones separadas por una membrana semipermeable. Llamamos a los medios A y B en los que hay el mismo nmero de cationes proteicos y cloruro que de aniones potasio. Si la membrana permite pasar potasio y cloruro, pero no protenas cargadas existe igualdad de cargas pero si existe un gradiente de cloruro que fuerza a difundir de B (donde est mas concentrado) hacia A y se genera una diferencia de potencial. El movimiento de unin cloruro que antes estaba en el otro compartimento con cargas neutralizadas, conlleva un cambio de cargas, ahora A es negativo, y B es positivo. Esto detiene el paso de cloruro lo que causa que no se iguale la concentracin. El potasio se ve atrado por el campo de A- para igualar las cargas, movindose y desequilibrando su gradiente qumico para igualar el elctrico.

El principio de Donnan enuncia que en presencia de iones no difusibles se regula el movimiento de aquellos que si pueden difundir.

A

B

B

A

Cl

Cl

K

K

][

][

][

][

+

+

=

Ecuacin de Gibbs-Donnan

La solucin al efecto Donnan, causa que exista una desigualdad a pesar de haberse detenido el flujo neto. Esto causa que se genere una pequea diferencia de cargas a ambos lados de la membrana debido a las partculas cargadas no difusibles, lo que tambin se suma a los efectos de la bomba de Na+/K+



Potenciales El VM, potencial de membrana se trata de la diferencia de potencial que presenta la membrana en cada momento:

VM= Vcito VLEC

En los tejidos excitables hablamos del potencial de reposo VR, que se trata del potencial existente en una clula excitable cuando esta en reposo. Relacionado con este concepto nace el del potencial de accin VA, que es el potencial de membrana cuando la clula excitable es estimulada.

El interior de la membrana es siempre ms negativo que el exterior. Esto se puede comprobar midiendo con un voltmetro, usando dos electrodos que situaramos en proximidad de la membrana, uno fuera y otro dentro. Esta diferencia de potencial a ambos lados de la membrana en reposo en algunas neuronas humanas es de -90 mV.

El potencial de reposo VR significa que no hay excitacin, pero si existe diferencia de potencial (VR 0) debido a:

1. Los gradientes existentes en el interior de la clula, debido a los mecanismos de transporte activo, pasivo y a la existencia de un campo elctrico.

2. La membrana en reposo presenta distinta permeabilidad para iones difusibles: aunque exista un campo elctrico la permeabilidad para algunas partculas es muy baja aunque vayan a favor de gradiente electroqumico.

El Ex potencial de equilibrio siendo X la especie inica, es el potencial de equilibrio de un in X. Se trata del potencial que tiene la membrana celular cuando el flujo neto para ese in es nulo, lo que responde tanto al gradiente qumico como al elctrico. Cuando la presin osmtica iguala a la atraccin elctrica de ese in, se da esta circunstancia.

)][

][log(

3,2

e

iQ

K

K

z

RTW

+

+

=

Ecuacin de Nernst. Va respecto al K+

WE= - zFEQ

Si JN=0 WQ = - WE

)][

][log(

3,2

)][

][log(

3,2

e

iK

e

i

K

K

K

F

TRE

K

K

z

TREFz

+

+

+

+

+

+

=

=

z. Carga inica



F. Constante de Faraday

El VM entonces dependera de tres factores

Permeabilidad de la membrana a ese determinado in

Concentraciones intra y extracelulares del in

Carga inica

La membrana neuronal en reposo tenemos canales de fuga de K+ en los que el sodio entra con dificultad elevadsima en comparacin al potasio. En estos casos cuando la bomba de Na+/K+ detecta un aumento de concentracin de sodio, lo bombea al exterior para mantener el gradiente.

Para hallar el potencial de membrana de clulas permeables a mltiples iones aplicaremos la ecuacin de Goldmann-Hopkin que tiene en cuenta a las tres especies inicas principales que contribuyen al potencial de membrana:

=

++

++

iCleNaeK

eCliNaiK

MClPNaPKP

ClPNaPKPV

][][][

][][][log61

La permeabilidad de un in se debe a la presencia de canales para ese in. Existen canales con distinto grado de especificidad, regulables, etc En reposo el canal abierto es un canal catinico que permite fcilmente el paso de potasio (canal de fuga de potasio) el cual tiende a salir por gradiente qumico. El cloruro por su carga tiene muy poca atraccin hacia el citosol debido a que en ste existen numerosos aniones permanentemente.

El potencial de membrana VM que tiene una clula en cada momento es muy prximo al potencial de equilibrio del in ms permeable que es el potasio (EK+).

Segn parece otra variacin de la ecuacin de Nernst es la siguiente:

=

=

=

+

+

+

+

e

iX

e

iX

X

XE

mVe

kT

X

X

e

kTE

][

][log4,61

7,26][

][log3,2

/

/

/

/

k. Constante de Boltzmann



En una neurona grande tiene un potencial estndar de -86mV que es un valor muy prximo al EK (-94mV). Este valor si se combina al ENa (+61mV) da el valor que conocemos, lo que indica que el potencial de membrana de una neurona se debe fundamentalmente al potasio, y en menor medida al sodio.

La baja contribucin del sodio se debe a que la membrana en reposo es muy poco permeable al sodio, lo que dificulta su entrada a pesar de que pasara a favor de gradiente.

El potencial en reposo se debe en su mayor parte a la Na+-K+-ATPasa ya que intercambia tres cargas positivas por dos, es decir, es electrgena.

*Cuadro aclaratorio*

En una neurona en reposo existen tres principales potenciales en reposo:

Potencial del potasio. Se trata de una diferencia de potencial de -94 mV y se trata del potencial existente cuando la membrana es permeable nicamente al potasio. Fisiolgicamente se da en la fase de hiperpolarizacin de los potenciales de accin (estudiada a fondo en la unidad siguiente).

Potencial de sodio + potasio. Se trata de una diferencia de potencial de -86 mV cuando difunde nicamente sodio y potasio. La membrana es muy poco permeable al sodio en condiciones normales y por ello la contribucin del sodio es muy inferior a la del potasio.

Potencial de sodio + potasio (con actividad de Na+/K+/ATPasa). Se trata de la diferencia de potencial presente en las neuronas en reposo y es de -90 mV. Se da cuando adems de difundir iones sodio y potasio, acta la Na+/K+/ATPasa.



Tema 5. Clulas excitables Introduccin En todas las clulas existe una diferencia de potencial a ambos lados de la membrana. En clulas no excitables existe igualmente un potencial negativo en el interior, pero suele suponer menos diferencia, y es bastante estable.

Las clulas excitables son aquellas cuya funcin se basa en el cambio de potencial. Estas clulas son capaces de generar potenciales de accin, es decir, cambios de potencial en su membrana. Hablamos en el caso contrario de potencial de reposo. stas son las clulas nerviosas, musculares y ciertos tipos de clulas secretoras. En este tema hablaremos sobre todo de clulas nerviosas, y la sinapsis neuromuscular.

Potencial de accin Un tejido excitable para que abandone el potencial de reposo y su potencial pase a ser de accin necesita recibir un estmulo. Para mayor regulacin, el potencial de accin se produce si el estimulo tiene cierta intensidad (valor umbral). Si no tenemos esa intensidad, hay un ligero cambio de potencial, pero no un potencial de accin

Los tipos de estmulos que pueden recibir los tejidos excitables son: Qumicos. Se trata de molculas ligando que regulan el canal inico neuronal,

modificando la permeabilidad de la membrana a algunos iones. La mayora de estas sustancias son neurotransmisores, aunque en el msculo liso tambin hay hormonas capaces de modificar el potencial

Elctricos. Requieren un flujo inico entre clulas mediante canales. Tambin se puede dar de forma exgena mediante electrodos, desfibriladores, etc

Mecnicos. Los receptores se denominan mecanoreceptores. Detectan presiones, cambios espaciales, fricciones, etc

Los potenciales de accin son requeridos para la transmisin del impulso nervioso independientemente del tipo de entrada.



Potencial de accin neuronal

Un cambio de potencial se debe a un cambio de permeabilidad inica, es decir, en la regin del axn en la que el potencial es inverso al habitual, se ha debido producir una corriente inica de cargas positivas. Suele ser un cambio brusco y transitorio (la duracin es de milisegundos, o incluso inferior). Implica una retroalimentacin positiva muy breve.

El sodio es el in encargado de la electrognesis del potencial. El sodio se encuentra en el intersticio en contra de gradiente y cuando se abren los canales inicos se produce la entrada masiva de sodio, cambiando la proporcin de cargas entre el citosol y el intersticio.

El potencial de accin es un potencial de membrana de una clula excitable que podemos dividir en cuatro etapas:

1. Fase de reposo. Existe un potencial debido a gradientes, etc En reposo el interior es ms negativo que el exterior.

2. Fase de despolarizacin. Comienza a entrar sodio por canales regulados por neurotransmisor hasta llegar a un potencial ms positivo en el interior que en el exterior. El sodio entra por gradiente electroqumico.

3. Fase de repolarizacin. Los canales de sodio se cierran con muchsima rapidez hasta llegar a tener el interior negativo frente al exterior.

4. Fase de hiperpolarizacin. Se trata de un estado en el que el interior es ms negativo de lo que debera hasta llegar a la repolarizacin definitiva.



Dentro de estas 4 etapas distinguimos los siguientes puntos:

1. Estimulo umbral. Se trata de un estimulo que alcanza un valor umbral. Si el estimulo alcanza un potencial umbral, se desencadena el potencial de accin.

Hasta que llega al valor umbral, el estimulo crea un ligero potencial, pero cuando llega a cierto valor de electropositividad, se desencadena el potencial de accin de manera muy rpida, dndose el siguiente paso.

2. Potencial invertido. La clula llega a invertir sus cargas. En algunos casos la clula se despolariza a 0, pero lo normal es que llegue a ser un electropositiva. El sodio es el in responsable de ese cambio de potencial.

El potencial invertido suele estar por debajo de +61 mV (ENa) pero suele ser positivo.

3. Postpotenciales. El potencial de la membrana se acerca al potencial de equilibrio del potasio.

Cuando termina el potencial de membrana se regresa al estado de VR de -90 mV.

Primero el estimulo hace que se alcance un potencial umbral, que es un valor concreto distinto en cada neurona, y se trata del potencial que requieran los canales inicos para su apertura.

Los canales inicos necesitan un valor de voltaje concreto para su apertura, lo que se conoce como valor umbral, si no se alcanza, se da el llamado potencial electrotnico sinrgico, que se extingue antes de generar un potencial de accin.

La entrada del propio sodio al llegar al valor umbral, produce que vaya entrando cada vez ms sodio mediante un sistema de retroalimentacin positiva hasta llegar a la fase de despolarizacin. Una vez llegado un momento se inactiva el poro de entrada de sodio impidiendo completamente la entrada de sodio.

Los canales de sodio tienen dos compuertas: una de activacin y una de inactivacin.

El poro activo tiene las dos compuertas abiertas.

En estado de reposo la compuerta exterior esta cerrada

En estado inactivacin la compuerta interior se cierra, tras dejar entrar sodio.



Para que se produzca la despolarizacin es preciso que salgan cargas positivas. Esto se consigue gracias a canales de potasio regulados por voltaje que no estn abiertos en reposo. En la fase de repolarizacin comienza a salir sodio debido a la Na+-K+-ATPasa y a salir potasio por gradiente debido a los canales de potasio, es decir, se produce la salida masiva de cargas positivas.

Cuando se cierran los canales de potasio regulados por voltaje se reestablecen las condiciones iniciales de potencial, en torno a los -90 mV.

Cuando comienza el potencial de accin en el canal de sodio se abre la compuerta de activacin de forma muy rpida y causa que el sodio difunda a muchsima velocidad, la compuerta de inactivacin se cierra al llegar a cierto potencial (+35 mV), y se cierra de manera ms lenta de forma que el valor de potencial asciende aun ms en torno al ENa.

Los canales de potasio se activan lentamente al llegar a un potencial de +35 mV (el mismo al que se cierran los canales de sodio) y se cierran al llegar a los -90 mV. El cierre lento provoca la fase de hiperpolarizacin, con potenciales ms negativos de los habituales.

Esto se ha estudiado por dos mtodos:

Pinzamiento de parche de membrana. Permite apreciar las corrientes inicas y la conductancia al in sodio y la conductancia al in potasio.

Bloqueantes de canales. Los canales inicos se pueden bloquear por determinadas sustancias. Si bloqueamos el canal de potasio con tetraetilamonio nos muestra una grfica de la conductancia de sodio.

Si bloqueamos el canal de sodio con tetrodotoxina (localizada en rganos de algunos peces) o bien anestsicos locales como la provocana podemos medir la conductancia del potasio. .

La recuperacin de la neurona tras el potencial de accin supone la reactivacin de los canales de voltaje, y el restablecimiento inico mediante la Na+-K+-ATPasa. En el potencial de accin hablamos de periodos refractarios como aquellos momentos en los que en cierta porcin de la membrana no puede darse una nueva despolarizacin. Si una neurona esta despolarizada no puede despolarizarse ms, y hablamos que es refractaria a otro estimulo, es decir, no responde a el.

La tetrodotoxina es un poderoso agente neurotxico localizado en los rganos del fugu, un pez muy apreciado en la gastronoma japonesa que contiene esta neurotoxina que paraliza los msculos hasta que el afectado muere por asfixia.

No existe antdoto para la tetrodotoxina, solo se brinda apoyo respiratorio hasta que cesen sus efectos.



Hablamos de periodo refractario absoluto y relativo:

Absoluto. Ningn estimulo puede llegar a desencadenar el potencial de accin.

Relativo. Es mas difcil llegar al potencial de accin, y se requiere un estimulo con mayor valor umbral que el que normalmente se necesitara.

El periodo refractario absoluto se debe a todo el tiempo que los canales de sodio estn abiertos y algunos empiezan a inactivarse, pero es absoluto, debido a que todos los canales de sodio tienen que inactivarse y luego cerrarse para que vuelva a producirse un nuevo potencial de accin. As garantizamos la intensidad del potencial de accin de una membrana, pero si llega un nuevo estimulo cuando los canales de sodio estn cerrados para restablecer la normalidad, no se desencadenar un nuevo potencial.

El periodo refractario relativo ofrece dificultad a la aparicin de un potencial de accin debido a que pueden quedar canales de sodio activos sin que se haya establecido del todo el periodo de reposo. Aunque existe poca diferencia, es ms difcil establecer un potencial de accin debido a que quedan canales de sodio que aun permanecen en ciclo. El periodo refractario relativo finaliza al llegar a la fase de hiperpolarizacin.



Tema 6. Fibras nerviosas y conduccin del impulso Generalidades El potencial de accin es la medida en una zona de la membrana del potencial de membrana, que se da normalmente en el axn neuronal.

Las membranas despolarizadas forman parte de una misma clula, y los cambios inicos por tanto afectaran a las zonas adyacentes. Si se produce un aumento de concentracin de sodio, ste tendera a difundir al resto de la clula.

En una neurona el potencial de accin se produce en la colina o cono axnico, en la que hay muchos canales inicos y menor valor umbral, por lo que es ms probable que se produzca el potencial de accin, y en caso de que se produzca, que ste se desencadene con mayor velocidad. La corriente inica se propaga hasta el terminal axnico por conduccin del potencial de accin.

Mientras se conduce el potencial a lo largo del axn, la seal no sufre decremento suponiendo que exista la misma densidad de canales inicos en la fibra, el potencial se autoregenera en cada segmento.

El potencial de accin es unidireccional?, es decir, esta diseado para que si se integra en el cono axnico, se dirija nicamente hacia el terminal axnico. Esto es posible debido a que el axn se repolariza en la direccin inversa a la de propagacin. La unidireccionalidad se debe al periodo refractario. Esto se denomina conduccin ortodrmica.

El potencial de accin es un potencial todo o nada es decir, si el estimulo llega a un valor umbral, se desencadena hasta el final el potencial de accin, pero si no llega a cierto valor, el potencial no se desencadena.

No hay potenciales grandes, pequeos o medianos, sino un nico potencial.



El potencial de accin se puede propagar mediante dos formas, la conduccin continua y la conduccin saltatoria.

Conduccin continua Se produce en las fibras amielnicas. En estas fibras la conduccin se produce punto a punto, despolarizndose regiones adyacentes debido a canales inicos regularmente repartidos por todo el axn.

En una fibra amielnica aumenta la velocidad del impulso si se aumenta el dimetro de la fibra nerviosa (aumenta la conductividad). Conduccin saltatoria Se produce en fibras mielnicas. En esta propagacin se ahorra energa y el impulso viaja a mayor velocidad, esto es debido a que el impulso se regenera solo en los ndulos de Ranvier que son los que tienen los canales inicos. En la regin internodal apenas hay canales inicos.

La difusin de sodio se da del axoplasma al nodo de Ranvier. Ahorra energa debido a que entra menor cantidad de sodio (ms concentrado en los nodos) y se requiere menos actividad de la bomba de sodio/potasio.

Si los nodos de Ranvier estn lo bastante separados, el sodio avanza mucho tramo solo por difusin y la inactivacin llega solo a zonas muy concretas, lo que significa mayor velocidad del impulso.

La distancia internodal no puede ser ilimitada, ya que la concentracin de sodio requiere un mnimo (es decir un potencial de accin suficiente) para que se desencadene la regeneracin del impulso, es decir, para que se abran los canales de sodio del nodo siguiente.

En las fibras con mielina no suelen haber canales de potasio (se prescinde de la 4 etapa).



Tema 7. Fisiologa general de la comunicacin celular Generalidades En trminos generales, la comunicacin celular se trata de pasar un mensaje de una clula a otra.

Por ejemplo si a una neurona llega un potencial de accin al terminal, se utilizara para causar un efecto en otra clula que se encuentre en esa va.

En trminos generales en las clulas corporales la comunicacin se podra agrupar en una clasificacin en tres dimensiones:

Comunicacin paracrina. Las clulas vierten un mensajero qumico dirigido a clulas adyacentes (muchas veces en el mismo rgano). Ese vertido se realiza a la matriz extracelular y se dirige a clulas prximas.

As funcionan los factores de crecimiento tisular, que se encuentran en los propios tejidos.

Transmisin sinptica. Tras propagarse la seal en el axn, sta llega al terminal, que vierte por exocitosis al neurotransmisor. Es similar a la comunicacin paracrina, pero exclusivo de neuronas.

Comunicacin endocrina. Se realiza un vertido al medio interno. Los intermediarios son glndulas y el mensajero se denomina hormona y normalmente circula por la sangre.

Sinapsis Se trata de la interfase especializada entre una neurona y otra clula nerviosa, muscular o glandular. Este trmino se utiliza cuando la seal parte de una neurona.

La sinapsis es el punto de actuacin farmacolgica y el punto vulnerable donde se producen alteraciones patgenas.

En una sinapsis destacamos de entrada tres componentes principales:

1. Elemento presinptico. Es de donde sale la sinapsis.

2. Elemento postsinptico. Es la clula o parte de la clula que recibe la seal.

3. Hendidura sinptica. Es la oquedad que queda entre ambos elementos pre y postsinpticos por donde viaja la sinapsis.



Clasificacin de la sinapsis Neuroneurales. Entre dos clulas nerviosas

Axodendrtica. Es la ms frecuente. El elemento presinptico es el axn de otra neurona que manda un mensaje a la dendrita del elemento postsinptico.

Axosomticas. En ocasiones el axn presinptico hace sinapsis sobre el soma de la neurona.

Axoaxnicas. El presinptico media la liberacin de sustancias del postsinptico

Dendrodendrticas. Se produce en algunas clulas sensoriales entre dos dendritas.

Neuromusculares. El elemento postsinptico es una clula muscular de cualquier tipo.

Neuroglandulares. El elemento postsinptico es una glndula.



Tema 8. Tipos de sinapsis Generalidades Podemos clasificar la sinapsis en funcin del tipo de seal de comunicacin entre una clula y la otra. En estos casos hablamos de sinapsis elctricas frente a sinapsis qumicas.

La sinapsis qumica es la ms frecuente y esta mediada por un neurotransmisor.

La sinapsis elctrica es mas primitiva y frecuente en el estadio embrionario, aunque tambin existe en el adulto. Se trata de una prolongacin del efecto de los canales inicos, y por tanto requiere una corriente inica mediada por GAP junctions (uniones en hendidura) de ambas clulas.

Sinapsis elctricas Cuando la comunicacin se realiza mediante corrientes inicas hablamos de sinapsis elctricas y requieren uniones GAP en hendidura que se encuentran en ambas clulas, de forma que hay una continuidad de esas protenas que operan de manera similar a un canal inico

Esas protenas multimricas forman un hemicanal en cada clula que denominamos conexn, y esta compuesto por 6 subunidades del monmero conexina. Son uniones de baja resistencia (muy permeables a los iones) que permiten que prcticamente se propague el potencial de accin. El in que ms frecuentemente pasa por estas uniones es el in sodio.

En muchas de estas uniones GAP tenemos posibilidad de estado abierto o estado cerrado. Que el estado cerrado pase a estado abierto depende de un cambio de potencial. La despolarizacin de una de las clulas permitir la despolarizacin de la siguiente.

En principio la estructura es muy simtrica. Este tipo de unin se da en cardiomiocitos y miocitos lisos (en este caso no sera sinapsis ya que no interviene un elemento neuronal), es decir, se da entre dos estructuras muy semejantes. Slo en algunos casos (sinapsis elctricas) se produce una utilizacin de las uniones GAP unidireccional, y este proceso se denomina rectificacin.



Sinapsis qumicas Una sinapsis se considera qumica, cuando la seal que atraviesa la hendidura sinptica es qumica y se denomina neurotransmisor que ser vertido por exocitosis, y se almacena en el terminal en vesculas.

En el elemento postsinptico disponemos de receptores para el neurotransmisor que se vierte desde el elemento presinptico. Para que se produzca el efecto el neurotransmisor se debe unir al receptor postsinptico. Esto produce un cambio biolgico que causa un cambio de potencial en la clula postsinptica.

Las diferencias con la sinapsis elctrica es que:

Las sinapsis qumicas son ms lentas que las elctricas debido a que requieren ms actividad celular que las elctricas que solo requieren la apertura del canal GAP.

Las sinopsis qumicas son unidireccionales. El elemento presinptico es el que tiene las vesculas y el elemento postsinptico es el que tiene los receptores, lo que garantiza que no se pueda dar en direccin contraria.

Las sinapsis qumicas son ms verstiles ya que permite regular la cantidad de neurotransmisor, receptores. Asimismo el receptor puede causar distintos efectos, permeabilizando la membrana a iones positivos y causando una despolarizacin, o bien a aniones y causando una hiperpolarizacin.

La sinapsis elegida para los primeros estudios fue la unin neuromuscular. Son sinapsis muy amplias cuyo neurotransmisor es la acetilcolina (ACh) es decir, se trataba de una sinapsis colinrgica.

Las neuronas tienen una zona de recepcin de seales que son las dendritas y el soma. En esas zonas existen canales regulados por ligandos.

En el axn se da la propagacin y los canales estn regulados por voltaje, siempre de sodio y en ocasiones tambin de potasio por voltaje. En los botones del terminal existen canales de voltaje tambin para el in calcio. En la neurotransmisin en primer lugar llega un potencial de accin al elemento presinptico conducido de acuerdo con la naturaleza de la fibra. En el botn disponemos de canales de calcio regulados por voltaje, los cuales se abren al llegar el potencial de accin, y se difunde calcio al interior del terminal presinptico.

El calcio es un in implicado en el proceso de exocitosis que, adems de producir la despolarizacin interacciona con las vesculas y protenas dependientes de calcio (calmodulina). La interaccin con calcio produce la secrecin de vesculas con acetilcolina desde unas vesculas secretorias que denominamos vesculas sinpticas.



Una vez disponemos de ACh en la hendidura sinptica esta se une a su receptor especfico en el elemento postsinptico, que se trata de una protena integral de membrana la cual reconoce la ACh.

En el msculo esqueltico el receptor de ACh se trata de un ionforo (un ionforo es aquel canal que adems de ser protena receptora, tambin es canal inico) de sodio regulado por ligando (precisamente el ligando es la acetilcolina). Esto causa un potencial postsinptico que denominamos PPM (potencial de placa motora). En el msculo una vez alcanzamos un potencial umbral se da un efecto mecnico que es la contraccin muscular.

Este proceso es un sistema muy especializado de comunicacin celular de forma que el elemento presinptico, liberando un neurotransmisor, provoca un cambio en el elemento postsinptico.

Vesculas sinpticas Las vesculas se forman en las estructuras del cuerpo celular fluyen por transporte axonal, hasta llegar al terminal axnico. Esa vescula que viaja no contiene neurotransmisor. En general el neurotransmisor se sintetiza en el citoplasma del terminal, y de ah se introduce a la vescula.

El paso de exocitosis es un proceso que intervienen multitud de protenas, entre ellas protenas del complejo SNARE (target-SNARE y vesicle-SNARE) y hay una serie de pasos consecutivos que transportan las vesculas hasta un sitio activo.

Las vesculas suelen estar almacenadas en grandes cantidades en una zona de reserva. Hay otras vesculas mas prximas a la hendidura que se sitan ya en el sitio activo, y luego hay un punto concreto que es donde las vesculas son liberadas.

Normalmente las vesculas se funden con la membrana del terminal, aunque a veces esta unin es muy leve (sistema de beso-y-escape). En este entramado hay inhibidores como la toxina botulnica que se une al elemento presinptico y no permite la exocitosis.

El funcionamiento del sistema nervioso es pulstil, de forma que la actuacin sobre el receptor debe ser puntual. Lo fisiolgico es que existan sistemas de terminacin del neurotransmisor. Una forma drstica es hidrolizar la molcula por una enzima especfica.

En este tipo de canales receptores de acetilcolina adems de sodio, puede difundir el potasio.



En el caso de la ACh tenemos la acetilcolinesterasa que hidroliza la ACh en acetato y colina. Es frecuente que la acetilcolinesterasa se encuentre en la matriz extracelular y compite con el receptor de ACh.

Las formas posibles de terminacin de un neurotransmisor son:

1. Difusin lejos de la membrana postsinptica. Al ir bajando el gradiente con el tiempo, la concentracin de neurotransmisor deja de ser significativa.

2. Degradacin enzimtica. La accin de una enzima que rompe o modifica el neurotransmisor para inutilizarlo.

3. Recaptacin en la terminacin presinptica. Tiene lugar por transporte activo secundario. Esto ocurre en numerosas aminas bigenas y catecolaminas

En el caso de la unin neuromuscular mediada por acetilcolina no hay recaptura de ACh, pero el terminal presinptico si que tiene un sistema de recaptura de la colina una vez la ACh ha sido hidrolizada, para sintetizar nuevo neurotransmisor.

La sntesis de acetilcolina se da tras unir AcetilCoA del metabolismo celular a la colina recapturada o sintetizada, dando lugar a acetilcolina mas CoA libre. La enzima encargada es la colina-acetiltransferasa.

Existe un sistema de endocitosis llevado a cabo por el terminal presinptico, por el que se reciclan las vesculas. En el terminal disponemos de endosomas Este es el sistema de vesculas revestidas de clatrina mediado por receptor.

Al llegar un potencial de membrana la vescula sinptica que se encuentra almacenada se va a desplazar liberndose. Una vez liberado el neurotransmisor y vaca la vescula, sta se reviste de clatrina. Cuando se ha alejado de la membrana pierde el revestimiento de clatrina y vuelve a rellenarse de neurotransmisores, situndose de nuevo en el sitio de reserva y aumentando la disponibilidad de neurotransmisor, evitando la fatiga neuronal.

La liberacin del neurotransmisor es cuntica, debido a que las vesculas suelen tener una cantidad exacta de neurotransmisor, es decir, liberan mltiplos de una cantidad exacta de neurotransmisor.



Receptores de neurotransmisor

En una sinapsis qumica es clave el receptor del neurotransmisor. Existen dos clases de receptores:

Ionotrpico. Se trata de una protena integral de la membrana que sirve ella misma como canal inico.

Metabotrpico. Existe tambin en las clulas para receptores hormonales. Se trata de receptores asociados a protenas G. Se produce una cascada de mensajeros intracelulares, lo que hace que este proceso sea ms lento, con mayor tendencia a la amplificacin, pero ms perdurable. Esta relacionado con procesos de aprendizaje y expresin gnica.

El objetivo final es el mismo: un cambio de permeabilidad para producir una corriente inica.

Potenciales postsinpticos Por medio de cualquier tipo de receptor mediante la unin del neurotransmisor se produce un potencial postsinptico, lo que significa un cambio de potencial en esa sinapsis activa por medio del neurotransmisor.

En la unin neuromuscular se produce la entrada de sodio lo que provoca una despolarizacin cuyo efecto es la contraccin muscular.

*Ejemplo* Receptor nicotnico de ACh (Ionotrpico) La nicotina es agonista de este receptor. Se trata de una protena multimrica que es al mismo tiempo un poro. Tambin es receptor de la familia de los muscarnicos (su anlogo estructural es la muscarina) de la acetilcolina. Este receptor va a tener un efecto inhibitorio (hiperpolarizante) dificultando el potencial de accin dado que favorece la activacin de un canal de potasio.

Esto causa que la ACh tenga efectos tanto excitatorios como inhibitorios dependiendo del receptor con el que interaccione.

La ACh en el miocardio es inhibitoria en el cardiomiocito, ralentizando la frecuencia cardiaca y la fuerza de la contraccin, pero en el msculo liso es estimulatoria, favoreciendo el peristaltismo.



Si pensamos en una sinapsis neuroneural el potencial postsinptico se recibe en el cuerpo celular, se integra en el cono y se propaga por el axn, de forma que el cuerpo celular est recibiendo seales de entrada directamente o bien a travs de las dendritas. Este potencial postsinptico se diferencia del potencial de accin:

Su amplitud puede variar

Decrece segn nos alejamos de la sinapsis debido a que la difusin de sodio es local y la concentracin del mismo disminuye cuando nos alejamos de dicha sinapsis.

Pueden sumarse, es decir, no es obligatorio que la descarga de un potencial postsinptico produzca un potencial de accin pero pueden sumarse varios receptores postsinpticos para provocarlo

La sumacin espacial requerira la descarga simultanea de dos botones sinpticos que se encuentren prximos, de forma que generen un gradiente de iones (y despolarizacin) mayor.

La sumacin temporal requiere solo una entrada, que descargue repetidamente por lo que puede llegar a alcanzar el potencial umbral.

Una de las posibilidades que tenia la sinapsis qumica era la versatilidad, de forma que el cambio de accin que provoca puede ser:

Despolarizacin. Conduce al potencial de accin y decimos que es excitatorio. Se producen debido a la entrada de cationes (Na+ y Ca2+)

Hiperpolarizacin. Dificulta el potencial de accin y decimos que es inhibitorio. Se producen debido a la entrada de cationes (Cl-) o bien salida de K+.

En este caso cuando realizamos sumacin de dos terminales, no es indiferente que el cambio de accin de uno o ms terminales sea excitatorio a que sea inhibitorio.

Existen otras posibilidades como modificar el metabolismo interno de la neurona postsinptica destinados a aumentar el nmero de potenciales inhibitorios o bien disminuir el nmero de excitatorios.



Tipos de inhibicin

Existe la posibilidad de realizar una inhibicin presinptica y otra postsinptica. Un potencial postsinptico tambin puede ser inhibitorio, alejando la carga del potencial umbral.

Postsinptica. El neurotransmisor liberado por el terminal presinptico realizar una inhibicin postsinptica

Inhibicin presinptica. El elemento postsinptico de la sinapsis axoaxnica es otro axn que va a ser el elemento presinptico del elemento presinptico de la segunda sinapsis.

Si liberara un neurotransmisor excitatorio desde el segundo elemento, la sinapsis del primer elemento reduce el efecto de dicho neurotransmisor. Esto se ha observado como receptores postsinpticos en terminales que consideramos presinpticos de otra sinapsis posterior.

Si una neurona va a tener sobre ella multitud de elementos presinpticos, va a ser muy posible que ms de uno de ellos descargue a la vez, por lo que la neurona postsinptica enviar la porcin resultante. El impulso se integra en el cono o colina axnica, donde se produce o no el potencial de accin.

La integracin del impulso no se da como suma algebraica, sino que en un determinado milisegundo puede ser que se est recibiendo una cantidad suficientemente elevada de potenciales excitatorios tanto que la suma de ellos es mayor que el umbral, con lo que el resultado es que se produce un potencial de accin.

Si hay una elevada cantidad inhibitoria, el efecto es modular una excitacin y por tanto no se produce el potencial de accin, cortndose la comunicacin sinptica en dicho punto.

Si la excitatoria es superior a la inhibitoria pero inferior al valor umbral, no se da el potencial de accin (todo o nada), sino que se da el estado de facilitacin es decir, el descenso del valor umbral para que un segundo estmulo muy prximo en el espacio o en el tiempo pueda llegar a conseguir el potencial de accin. Esta es la base que permite la sumacin espacial o temporal antes explicada.



Neurotransmisores El neurotransmisor (NT) es el detonante de todo el complejo que incidiendo sobre sus receptores es el que causa el potencial postsinptico.

Son mensajeros qumicos presentes en las neuronas y que parten de ellas. Los criterios que se aplican para afirmar que una sustancia qumica es un neurotransmisor son los siguientes:

1. Se encuentra en el terminal presinptico en cantidades apropiadas, es decir, una cantidad que pueda ser responsable de un cambio en el elemento postsinptico.

2. Existencia de mecanismos capaces de explicar la sntesis y terminacin del neurotransmisor

3. Debe liberarse como respuesta a la despolarizacin del terminal, es decir, que se podra liberar el neurotransmisor artificialmente, aplicando una descarga elctrica exgena sobre el terminal presinptico.

Hay asimismo varios tipos de neurotransmisores agrupados:

Neurotransmisores de bajo peso molecular A este grupo pertenecen los NT clsicos. Son molculas de tamao discreto.

Se sintetizan en el citoplasma y en general lo hacen mediante enzimas especficas de sntesis. Suelen ser asimismo de respuesta rpida y se encuentran en vesculas sinpticas ms pequeas (como resultado de su liberacin cuntica). Pueden coexistir con un neuropptido, es decir, en la vescula no solo encontraremos un solo tipo de neurotransmisor. El terminal para saber que NT liberar cambia la frecuencia de los potenciales, en estas frecuencias los neuropptidos responderan a un tren o rfaga de impulsos.

steres Acetilcolina

Las sinapsis se denominan colinrgicas y los receptores pueden ser:

Muscarnicos. En general son metabotrpicos

Nicotnicos. En general son ionotrpicos

Se localiza en las sinapsis sobre la unin neuromuscular sobre el msculo esqueltico y la fraccin del sistema nervioso que acta sobre el mismo es el sistema nervioso somtico (contiene la ACh) Lo encontraremos asimismo en las neuronas preganglionares en el SN autnomo y en neuronas postganglionares del SNPS y escasas SNS as como en el encfalo (corteza motora) y en los ganglios basales, aunque en el encfalo es poco importante.



Aminas

Dopamina

Se sintetiza a partir de la tirosina por la enzima DOPA-descarboxilasa y se degrada por recaptacin especfica como todas las aminas biognicas en este caso por el transportador de dopamina (DAT). Es un neurotransmisor del sistema nervioso central que se encuentra en vas responsables de funciones motoras (sistema nigroestriado) y respuestas emocionales (sistema mesolmbico). Las neuronas dopaminrgicas son afectadas por el alcohol, la marihuana, la morfina, la cocana y las anfetaminas, que actan inhibiendo la recaptura, prolongando los efectos de la dopamina.

Norepinefrina / Noradrenalina / Epinefrina / Adrenalina

Las sinapsis se denominan adrenrgicos y son importantes reguladores perifricos del SN autnomo sobre los efectores.

La noradrenalina es ms tpica como neurotransmisor que puede verse reforzada por los efectos de la adrenalina. Ambos neurotransmisores (adrenalina y noradrenalina) utilizan los mismos receptores de la familia y de la familia , que tienen efectos opuestos.

Hay vas adrenrgicas en el SNC como neurotransmisor excitatorio y es el neurotransmisor mas frecuente en la neurona simptica postganglionar.

La liberacin de estos neurotransmisores ayuda a superar el estrs orgnico.

Estas aminas bigenas a partir de la tirosina forman un grupo que siempre finalizan su accin con la recaptura especifica del neurotransmisor y tras su recaptura pueden ser degradados por enzimas como la monoaminooxidasa (MAO) o bien la catecol-o-metiltransferasa (COMT) o bien pueden ser reutilizados. Serotonina (5OH-Triptamina) Es una molcula derivada del triptfano. Sus receptores se denominan como 5-HT, y hay alrededor de 15 tipos, de efecto mayoritariamente metabotrpico frecuente en las aminas biognicas.

Es un transmisor del SNC que regula funciones vegetativas como la termorregulacin, la regulacin del nimo, apetito, induccin al sueo, etc

En el tratamiento para la depresin, el tratamiento va encaminado a los receptores de serotonina



Histamina

Es sobre todo una sustancia paracrina que participa en el estimulo inflamatorio, pero se ha visto que hay terminaciones que la utilizan como neurotransmisor. Se nombra como H1, H2 o H3.

Se localiza en el SNC, sobre todo en el hipotlamo.

Esta implicado en la termorregulacin, en el ciclo sueo-vigilia, y en las regulaciones endocrinas.

Aminocidos GABA y Glicina

Son normalmente inhibitorios. Son abundantes en encfalo como todos los aminocidos con funcin neurotransmisora.

GABA. Es muy conocido e importante. Sus receptores se denominan con un subndice. Es el principal NT inhibitorio del SNC. Hay 3 receptores caracterizados:

GABAA. Es un receptor postsinptico tpico inhibitorio (canal de cloruro) cuya caracterstica es tener el sitio de unin del GABA y un sitio que conoce sustancias ansiolticas antiinsomnes como las benzodiacepinas y para hipnticos como los barbitricos.

GABAB. Es metabotrpico presinptico, reduciendo la liberacin de neurotransmisores excitatorios como el glutamato.

Glicina. Es un neurotransmisor encontrado frecuentemente en interneuronas de la medula espinal, y se utiliza normalmente en la inhibicin de msculos antagonistas.

La estricnina se une al receptor de la glicina y produce asfixia.

Glutamato y Aspartato

Son aminocidos muy semejantes dicarboxlicos que actan sobre el mismo tipo de receptores y se denominan como los anlogos estructurales. Ambos aminocidos son normalmente excitatorios.

Gases NO

El xido ntrico (NO) ha sido descrito recientemente. Se sintetiza en reacciones celulares, no se almacena en vesculas y carece de receptores en el elemento postsinptico debido a que difunde a travs de la membrana de las clulas post y presinpticas.



Se sabe que tiene un efecto sobre la musculatura, sobre todo la de los vasos sanguneos (vasodilatador), aunque tambin en el aparato digestivo y es secretado por el SNP. El efecto vasodilatador del NO es potenciado por el sildenafil (viagra). En el SNC se relaciona con la conducta a largo plazo y la memoria

CO

Purinas y nucletidos pricos Adenosina

Tiene un efecto vasodilatador

Uridina y ATP

Se trata de un antagonista de la cafena.

La uridina y el ATP no suelen tener un papel autnomo, sino que actan como cotransmisrores. Normalmente coexisten en el terminal con otro transmisor con el que se vierten a la vez.

Lpidos Endocannabinoides

Se trata de marihuana endgena cuyo efecto en el cerebro es la analgesia y reduccin de sentimientos adversos (ansiedad fundamentalmente). El hecho de que sean anlogos del cannabis causa el efecto estupefaciente de esta sustancia.

Otros Prostaglandinas y neuroesteroides

Neurotransmisores de mayor peso molecular (neuropptidos) El grupo de neuropptidos son neurotransmisores de alto peso molecular. No suelen ser protenas muy grandes pero si son pptidos formados por cierta cantidad de aminocidos lo que causa que tengan un cierto peso molecular, es decir:

Tienen mayor peso molecular que los neurotransmisores pequeos.

Su accin es ms lenta pero ms prolongada. Frecuentemente presentan receptores metabotrpicos

Tienen una potencia mayor, lo que causa que su actuacin se de a concentraciones ms bajas.



Se sintetizan en los ribosomas del retculo endoplsmico rugoso (RER). A pesar de ser molculas grandes se sintetizan en forma de pptidos precursores de mayor tamao.

Las vesculas que contienen estos neuropptidos se forman en el soma, donde se dirigen por transporte axonal hacia el terminal, actuando de la forma que ya hemos descrito. Durante el tiempo que dura el transporte axonal, se suele producir el procesamiento, reduciendo su tamao y convirtindose en el pptidos de tamao definitivo.

En el terminal se almacena en vesculas presinpticas que no se reciclan, y se liberan por exocitosis dependiente de calcio.

Los neuropptidos terminan su accin por proteolisis (rompiendo sus enlaces peptdicos) y tambin muchas veces por difusin. Tienen su propio receptor especifico en el elemento postsinptico.

Su descubrimiento cambio los principios de neurotransmisor. Pueden coexistir con un neurotransmisor clsico, y se liberan por trenes de potencial, es decir, cuando la frecuencia del potencial de accin que entrante es mayor.

Actan a veces como neurotransmisor y muchas otras veces como neuromoduladores, despolarizando o hiperpolarizando para apoyar otro neurotransmisor, es decir, si no son capaces de dar una respuesta aislada, muy frecuentemente dan respuestas integradas con otros neurotransmisores.

Opiceos endgenos Encefalinas y endorfinas

Son agonistas del LSD junto con otros frmacos y drogas alucingenas. Su papel general es el de ser analgsicos, por ejemplo aumentan durante el parto reduciendo el dolor. Otra funcin es la de actuar en las vas de recompensa (p.e. despus del ejercicio). Como analgsicos regulan la liberacin del neuropptido conocido como sustancia P.

Otros Sustancia P

Se trata del neurotransmisor tpico del dolor.

Neuropptido Y

Se trata del neuropptido ms abundante encuentra en mayor cantidad en el encfalo. Participa en la respuesta a la agresin y es un potente estimulador del apetito. Es inhibido por la hormona leptina.



Vasopresina y oxitocina

Son dos hormonas tpicas, pero tambin se liberan en algunas sinapsis actuando sobre la conducta sexual y el aprendizaje. Se encuentran el tallo enceflico y la mdula espinal.

Otros La lista sigue creciendo con hormonas hipofisarias, factores de liberacin hipotalmicos, etc



Tema 9. Fisiologa general del msculo estriado esqueltico. Unidad motora Generalidades Hay tres grandes tipos de msculos con caractersticas a grandes rasgos diferenciales, sencillos.

Msculo esqueltico. Se encarga en general de levantar peso, y movilizar el esqueleto. Se trata de un msculo estriado y voluntario. Es estriado gracias a sus bandas claras (I) y oscuras (A). Puede contraerse y relajarse voluntariamente gracias a su inervacin por las fibras motoras del sistema nervioso somtico

Msculo cardiaco (miocardio). Se trata de un msculo involuntario y estriado. Tiene una estructura especial con un tejido autoexcitable regulado por un sistema marcapasos, y va a tener un movimiento automtico. Se regula por el sistema nervioso autnomo.

Msculo liso. Tiene muchas menos estras que los dos anteriores. Es msculo involuntario y se encuentra en las paredes de las estructuras internas huecas, manteniendo su tono. Se encuentra en vasos sanguneos, aparato digestivo, rganos abdominales, folculos pilosos, etc

Las funciones del msculo son producir movimiento. El msculo esqueltico forma parte del aparato locomotor, pero el resto de los msculos tambin producen movimiento de bombeo, peristaltismo, etc El msculo liso se encarga de mantener el tamao de los rganos huecos.

Tambin se encargan de la termognesis, sobre todo el msculo esqueltico (responsable en un 75%). En caso de fro, se producen contracciones involuntarias del msculo esqueltico.

Propiedades

El msculo es excitable debido a cambios de potencial que sern responsables de su contraccin.

La contractilidad es la propiedad del msculo consistente en acortarse y engrosarse para levantar peso. A su vez el msculo tambin es extensible (observable en los msculos antagonistas) estos al contraerse los agonistas no solo se relajan sino que se distienden.

El msculo tambin es un tejido elstico, es decir, en condiciones fisiolgicas recupera su estructura inicial tras contraerse o distenderse. Esto es de vital importancia en el diafragma


Alberto

fisiologia i

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