Neurofisiología

SISTEMA
NERVIOSO
SISTEMA
ENDÓCRINO
PROPORCIONAN LA MAYOR
PARTE DE LA REGULACIÓN
DEL ORGANISMO
Regula las actividades rápidas
del cuerpo:
SISTEMA
NERVIOSO
SISTEMA
ENDOCRINO
• La contracción muscular
• Cambios súbitos en la actividad
visceral
• Secreción exocrina y de
algunas glándulas endócrinas
Regula principalmente
actividades metabólicas
del cuerpo
Comparación entre
sistema endócrino y sistema nervioso
SISTEMA NERVIOSO
LOCALIZACION PERIFÉRICO
FUNCIÓN
CONTROL
Sensorial
Autónomo
(músculo
liso, cardíaco,
glándulas)
CENTRAL
(Cerebro y
medula espinal)
Motor
Somático
(músculo
esquelético)
CORTEZA MOTORA
CEREBRO
CORTEZA SENSITIVA
TÁLAMO ÓPTICO
ENCÉFALO
CEREBELO
SNC
TALLO
ENCEFÁLICO
MESENCÉFALO
PROTUBERANCIA
BULBO
MÉDULA ESPINAL
El S.N.P. constituye la conexión entre el S.N.C.y el entorno
SMS
MÚSCULO ESQUELÉTICO
MÚSCULO LISO
SNP
SNA
MÚSCULO CARDÍACO
GLÁNDULAS SECRETORAS
DE CÉLULAS EXÓCRINAS
Incluye componentes sensitivos y componentes motores
El sistema nervioso se organiza
en base a dos tipos de células
Glía
Actividades de
apoyo a la red
neuronal
Neurona
Responsables de
la transmisión
nerviosa
ASTROCITOS
•Son las células de la glia mas abundantes y ramificadas
•Conectan neuronas y cubren capilares
•Funciones:
•soporte de las neuronas
• guían la migración de neuronas en el desarrollo
•Mantienen homeostasis y excitabilidad
•Proporcionan nutrientes
OLIGODENDROCITOS Y CÉLULAS DE
SCHWANN
MICROGLIA
CÉLULAS EPENDIMALES
NEURONA
•
•
•
•
Unidad anatómica y fisiológica
del sistema nervioso
En el sistema nervioso humano
hay aprox 100 mil millones
En ciertas regiones del sistema
nervioso central forman la
sustancia gris, pero también
están presentes, en menor
número, en la sustancia blanca
Poseen un cuerpo neuronal o
soma y prolongaciones:
dendritas + axon
CARACTERÍSTICAS COMUNES
A OTRAS CÉLULAS:
• genomio
• organización
• aparato bioquímico
CARACTERÍSTICAS ESPECIALES DE LA
NEURONA
• Excitabilidad
• capacidad de establecer sinapsis para la
transmisión de señales de una célula a otra
• incapacidad de dividirse por mitosis
SOMA: FUNCIONES
• principal zona metabólica y nutricional
• recibe señales desde otras células y las
envía hacia el axón
• función trófica : la integridad del axón
depende de su unión con el cuerpo celular
DENDRITAS
• extensiones del cuerpo celular
• poseen microtúbulos y neurofilamentos
• Funciones: reciben señales que entran a
la célula provenientes de otras células y
las envían hacia el axón
SOMA + DENDRITAS
constituyen las zonas receptora e integrativa
de la neurona
sitio en que se integran los potenciales
locales no propagados
AXON
• PARTES CONSTITUTIVAS:
– CONO AXONAL Ó MONTÍCULO AXÓNICO : SITIO
DONDE SE GENERAN LOS POTENCIALES DE
ACCIÓN POR SER EL QUE POSEE EL MENOR
UMBRAL
– TERMINALES AXÓNICOS Ó BOTONES
TERMINALES: SE UBICAN LAS VESÍCULAS QUE
CONTIENEN LOS NEUROTRANSMISORES
• FUNCIONES:
– GENERACCION Y CONDUCCION DEL IMPULSO
NERVIOSO
CONDUCCION CELULIPETA
CONDUCCION CELULIFUGA
AXONES
MIELINIZADOS
recubiertos por
material aislante:
mielina
zonas desnudas:
Nódulos de Ranvier
AMIELÍNICOS
mayor velocidad
de conducción
menor velocidad
de conducción
ENFERMEDADES DEL SISTEMA NERVIOSO
PRODUCIDAS POR PÉRDIDA DE MIELINA
•pueden ser por pérdida de mielina en uno ó más internódulos
•la conducción de los impulsos puede retrasarse ó bloquearse
™síndrome de Guillain-Barré
™neuropatía diabética
™esclerosis múltiple
TRANSPORTE AXÓNICO
9 requiere energía metabólica
9 microtúbulos del citoesqueleto funcionan como
guía
9 anterógrado: permite la reposición de vesículas
sinápticas y de enzimas responsables de la
síntesis de neurotransmisores
9 retrógrado: devuelve la membrana de las
vesículas sinápticas al soma para su
degradación lisosómica. Puede originar
procesos patológicos al transportar hacia el
soma virus (rabia, poliomielitis) o toxinas
(tetánica)
NEURONA : FUNCIÓN DE
CONDUCCIÓN
• conducción intraneuronal: en cualquier
sentido
• conducción interneuronal: unidireccional
conducción ortodrómica, dada por la
presencia de las sinapsis
CLASIFICACIÓN DE LAS NEURONAS DE
ACUERDO A SUS FUNCIONES
• neuronas sensitivas ó aferentes
• neuronas motoras ó eferentes
• neuronas intercalares ó de asociación
DESCENDENTES,
CENTRíFUGAS O
MOTORAS
ASCENDENTES,
CENTRíPETAS O
SENSITIVAS
IMPULSOS
NERVIOSOS
VÍAS DE CONDUCCIÓN
EFECTORES
• Contracción músculos
esqueléticos
• Contracción músculo liso
• Secreción glándulas
RECEPTORES
• Vías de la sensibilidad
general somática
• Vías sensoriales
• Vías de la sensibilidad
general visceral
SNC
EFECTOR SOMÁTICO
R.S
NA
GRP
NES
SMS
NEA
EFECTORES
AUTONÓMICOS
GA
SMA
músculo liso
músculo cardíaco
células exócrinas
R.S
NA
GRP
NC
músculo esquelético
NEURONAS SENSITIVAS Ó
AFERENTES
• transmiten los impulsos al S.N.C. desde
los receptores sensoriales
• se ubican en los ganglios de las raíces
posteriores de los nervios raquídeos ó en
los ganglios sensitivos de los nervios
craneales
NEURONAS MOTORAS Ó
EFERENTES
• conducen la orden impartida por el S.N.C.
hacia el órgano efector
• según a quien inerven pueden ser
somáticas ó autonómicas
NEURONA EFERENTE
SOMÁTICA
• inerva al músculo esquelético
• se ubica en el asta anterior de la médula
espinal ó en los núcleos motores del
tronco encefálico para los nervios
craneales
NEURONA EFERENTE
AUTONÓMICA
• inerva a los efectores autonómicos:
músculo liso , músculo cardíaco , células
secretoras de glándulas exócrinas
• se localizan en los ganglios autonómicos
NEURONAS INTERCALARES Ó
DE CONEXIÓN
proporcionan conexiones entre diferentes
regiones del sistema nervioso
las membranas biológicas son barreras de
permeabilidad selectiva que separan al
citoplasma del medio extracelular ó del
contenido de las organelas intracelulares
PROTEINAS DE MEMBRANA
•
•
•
•
•
•
estructurales
transportadores
bombas
enzimas
receptores
canales iónicos
CANALES IÓNICOS
CARACTERISTICAS DE LOS CANALES IÓNICOS
• selectivos (permiten el pasaje de iones y / ó
moléculas teniendo en cuenta su carga, su
tamaño y la cantidad de agua que atrae)
• pasivos (siempre están abiertos y los iones ó
moléculas pasan a través de ellos
continuamente) ó activos (poseen compuertas
que pueden abrirse ó cerrarse y la activación
puede ser : voltaje dependiente ó química)
• localización regional
• específicos funcionalmente
LOCALIZACIÓN REGIONAL
• CANALES PASIVOS: en las membranas de
dendritas, soma y axón
• CANALES ACTIVOS:
– DE ACTIVACIÓN QUÍMICA: generalmente en
dendritas y soma
– VOLTAJE DEPENDIENTES: generalmente en cono
axonal, a lo largo de todo el axón amielínico, y en los
nódulos de Ranvier de los axones mielinizados
ESPECÍFICOS FUNCIONALMENTE
canales pasivos: responsable de mantener el potencial
de membrana
canales de activación química: responsables de originar
los potenciales postsinápticos
(la señal entra a la célula)
canales voltaje dependientes: responsables de la
generación y propagación de
los potenciales de acción
(la señal sale de la célula )
MOVIMIENTOS IÓNICOS A
TRAVÉS DE LA MEMBRANA
• difusión simple
transporte pasivo
• difusión facilitada
• transporte activo
PROCESOS DE TRANSPORTE PASIVO
PROTEINAS TRANSPORTADORAS
DIFUSIÓN FACILITADA
• sistema de transporte de sustancias a favor del
gradiente de concentración
• se realiza mediante la participación de moléculas
proteicas ó glicoproteicas (carriers) que facilitan el tráfico
transmembrana de la molécula
• Características:
– Saturación
– Inhibición competitiva
– especificidad
TRANSPORTE ACTIVO
Utiliza carriers o transportadores que
poseen una función ATPasa, de la que
deriva la energía necesaria para vencer el
gradiente que se opone al tráfico de la
molécula transportada
• Uso indirecto de ATP: usa E potencial
almacenada en el gradiente de
concentración. El ATP lo gasta otro
transportador
• Ejemplo: co-transporte Na+/glucosa
Una SEÑAL es una
RESPUESTA
Es una modificación en el potencial de
membrana inducida por estímulos en
una célula excitable
Propiedades Generales del
Sistema Nervioso
LA EXCITABILIDAD
Capacidad para
reaccionar a
estímulos químicos,
físicos, etc.
CONDUCTIVIDAD
Capacidad de transmitir la
excitación desde un lugar a
otro.
EXCITABILIDAD
Capacidad de responder a un estimulo
mediante la modificación del
potencial de membrana
PRINCIPALES CÉLULAS
EXCITABLES
• fibra nerviosa
• fibra muscular
POTENCIAL DE
MEMBRANA
DETERMINACION DEL POTENCIAL DE
MEMBRANA
• se coloca un electrodo en el interior celular
• se coloca otro electrodo en el liquido extracelular
• se determina la diferencia de potencial entre ambos
mediante un aparato de registro
SE OBSERVA
• pasaje de corriente eléctrica
• el LIC es negativo con respecto al LEC
• si consideramos el potencial del LEC 0 , el
potencial del LIC es de -95 mv para la
fibra muscular y -70 mv para la fibra
nerviosa
POTENCIAL DE REPOSO
DETERMINADO POR:
•potencial de difusión de K+
MANTENIDO POR:
•Bomba de Na+/K+/ATPasa
ORIGEN DEL POTENCIAL DE
MEMBRANA
• diferente concentración
de iones a un lado y otro
de la membrana
• permeabilidad de la
membrana para los
diferentes iones
Ión
(mEq/l)
K+
Na+
Prot-
LIC
LEC
150
12
54
4.2
142
14
CONTRIBUCION DEL POTENCIAL DE
DIFUSIÓN DEL K+
debido a la elevada proporción de iones K+ en el interior
de la membrana, ellos difunden a través de los canales
abiertos hacia el exterior, siguiendo su gradiente de
concentración
LA MEMBRANA NO ES PERMEABLE A
LOS PROTEINATOS
cuando el potasio difunde siguiendo su gradiente de
concentración, se origina una separación de cargas
eléctricas, ya que no es acompañado por un
movimiento similar por los proteinatos
se ha creado negatividad interna y
positividad externa
el potasio se mueve ahora a favor de su
gradiente eléctrico y en contra del
gradiente de concentración
el K+ difundirá hasta que la fuerza del
gradiente eléctrico iguale a la fuerza del
gradiente de concentración
POTENCIAL DE EQUILIBRIO
es el potencial eléctrico que balancea al
gradiente de concentración
CONTRIBUCIÓN DE LA DIFUSIÓN DE
Na+
existe una ligera permeabilidad de la membrana
al Na+ en reposo, por lo que estos iones
difunden mínimamente hacia el interior
POTENCIALES DE
EQUILIBRIO
• el potencial de equilibrio para el K+ es de
-98 mv
• el potencial de equilibrio para el Na+ es de
+55mv
CONTRIBUCION DE LA
BOMBA DE Na+ K+
existe un bombeo continuo de tres iones
sodio hacia el exterior por cada dos iones
de potasio bombeados hacia el interior de
la membrana
ESTÍMULO
todo agente capaz de inducir una
modificación del potencial de membrana
en una célula excitable
EFECTO DE INGRESO Y EGRESO DE
CARGAS SOBRE EL POTENCIAL DE
MEMBRANA
LEC
+ + + + + + + + + + + + + + + + + +
LIC
- -
- - - -
HIPOPOLARIZACIÓN
•ingreso +
•egreso HIPERPOLARIZACIÓN
•ingreso •egreso +
- - - - -
-
-
- -
-
- -
modificación del potencial de membrana
inducida por la aplicación de un estímulo en una
membrana excitable
SEÑALES Ó
RESPUESTAS
LOCALES Y
GRADUADAS
TODO O NADA O
PROPAGADAS
Ambas basadas en movimientos de iones, es decir,
cambios rápidos y transitorios del potencial de membrana en reposo
CLASIFICACIÓN DE LOS ESTÍMULOS SEGÚN
SU INTENSIDAD
ESTÍMULO
REPUESTA QUE INDUCE
Umbral o liminal
potencial de acción
Subumbral o subliminal
local y graduada
Supraumbral o
supraliminal
potencial de acción
RESPUESTAS LOCALES
• hipo o hiperpolarizantes
• graduadas
• amplitud del potencial de
membrana disminuye con la
distancia. Sufren atenuación
• admiten suma
TIPOS DE POTENCIALES
GRADUADOS
•
Potencial electrotónico: en respuesta al paso de corriente a
través de electrodos
•
Potencial post-sináptico excitatorio o inhibitorio: en
respuesta a neurotransmisores en la sinapsis
•
Potencial de placa motora: en respuesta a neurotransmisores
en la placa neuromuscular
•
Potencial de acoplamiento: en la sinapsis eléctrica
•
Potencial generador o receptor: en respuesta a estímulos
apropiados en los receptores sensoriales
POTENCIALES GRADUADOS
Si el potencial local y graduado es de suficiente magnitud
puede dar lugar a un potencial de acción antes de desvanecerse
POTENCIAL DE ACCIÓN
• no graduado
• posee umbral de descarga
• amplitud no depende de la
intensidad del estímulo
• no decae con la distancia
• período refractario
• estímulos liminales
• estímulos
supraliminales
• suma de estímulos
subliminales
Fases y causas del potencial de acción
POTENCIAL DE ACCIÓN:
PERÍODOS REFRACTARIO ABSOLUTO Y
RELATIVO
LA VELOCIDAD DE CONDUCCION DEL PA
DEPENDE DE:
• Diámetro
del axón
• Resistencia de la membrana (mielina)
1 m/seg en axones desnudos
h/ 120 m/seg en axones mielinizados
Propagación del potencial de acción
Propagación del potencial de acción
PROPAGACIÓN DEL POTENCIAL DE
ACCIÓN
conducción continua
conducción saltatoria
La transmisión sináptica es el proceso
mediante el cual una neurona se comunica
con otra neurona, con una fibra muscular ó
con una célula
Sinapsis neuroefectoras
Sitio anatómico donde ocurre
la transmisión sináptica
•
•
•
•
Mayoría de las sinapsis
Información a través de neurotransmisores (NT)
Los terminales axónicos contienen mitocondrias y
vesículas sinápticas con NT
Receptores pre y postsinápticos
EJEMPLO DE R PRE Y POSTSINÁPTICOS:
Adrenoceptores
TIPOS DE SINAPSIS QUÍMICAS
•
•
•
axo-dendrítica
axo-axónica
axo-somática
SINAPSIS QUIMICA
SINAPSIS ELECTRICA
Hendidura sináptica: 30-400 nm
Distancia corta entre m pre y post
sináptica
Sin continuidad entre citoplasmas
Continuidad física entre
citoplasmas
Transmisión de información por NT
Transmisión de información por
corriente eléctrica
Dirección de la transmisión:
Unidireccional
Dirección de la transmisión:
Bidireccional
Retraso sináptico
Ausencia de retraso sináptico
NEUROTRANSMISORES:
Sustancias químicas utilizadas en la
comunicación neuronal
De bajo PM:
Aminoacidos: Asp, Glu, GABA, Gli
Aminas biógenas: Ach, NA, DA, Ser
z
De alto PM:
Neuropéptidos
Sust P
Endorfinas-Encefalinas
Péptidos opiodes
z
SÍNTESIS DE NEUROTRANSMISORES
Aminoácidos
Aminas biógenas
Neuropéptidos
EVENTOS EN LA SINAPSIS
HIPOPOLARIZACIÓN
HIPERPOLARIZACIÓN
MECANISMOS IÓNICOS QUE GENERAN
POTENCIALES POST-SINÁPTICOS
PPE aumento de cargas
+ intracelulares
z
z
activación de Na+
(ingreso)
inactivación de K+
(retención)
PPI aumento de cargas
- intracelulares
z
z
z
z
activación de Cl(ingreso -)
activación de K+
(egreso +)
inactivación de Na+
inactivación de Ca++
MECANISMO DE ACCIÓN DE LOS
NEUROTRANSMISORES
categorías de
receptores
ionotrópicos
metabotrópicos
SINAPSIS RÁPIDAS
SINAPSIS LENTAS
Activa protein kinasa
Efecto biológico
FIN DE LA NEUROTRANSMISIÓN
CARACTERÍSTICAS DE LAS SINAPSIS
QUÍMICAS
suma temporal
z suma espacial
z conducción unidireccional
z retardo sináptico
z inhibición pre-sináptica
z inhibición post-sináptica
z facilitación pre-sináptica
z facilitación post-sináptica
z
SUMA TEMPORAL
SINAPSIS EXCITATORIA
SINAPSIS INHIBITORIA
SUMA ESPACIAL
SINAPSIS EXCITATORIA
INHIBICIÓN PRESINÁPTICA
Mecanismo de la Inhibición presináptica
Ejemplo: Por sinapsis axo-axónica aumenta la conductancia al
Cl-, disminuye la altura del PA pre, menor entrada de Ca++ y
menor cantidad de NT excitador liberado
FACILITACIÓN PRESINÁPTICA
PA
pre
PEPS
Corriente de
Ca++
Ejemplo: La Ser liberada en terminal axo-axónica cierra
canales de K+, el PA se prolonga y los canales de Ca++ se
abren por un período mas largo y se libera mayor cantidad
de NT excitatorio.
INHIBICIÓN POSTSINÁPTICA
Hiperpolariza
ción de la
membrana
postsináptica:
PPIs
La excitabilidad de la membrana postsináptica disminuye en una inhibición
postsináptica, en cambio no se modifica en la inhibición presináptica (por
sinapsis axo-axónica)
FACILITACIÓN POSTSINÁPTICA
Hipopolarización de la membrana
postsináptica: PPEs
Aumenta la excitabilidad de la
célula postsináptica
TIPOS DE CIRCUITOS NEURONALES
OCLUSIÓN
Red simple de neuronas. Las neuronas A, B y C
tienen terminaciones excitatorias en las
neuronas X, Y y Z
NEUROTRANSMISORES
*
*
*
NEUROTRANSMISORES
AMINAS
BIOGENAS
ACETILCOLINA
AMINO
ACIDOS
POLIPEPTIDOS
MONOAMINAS
EXCITATORIOS
INHIBITORIOS
AMINAS BIÓGENAS
z
z
z
z
z
Acetilcolina (Ach)
Noradrenalina (NA)
Adrenalina (A)
Dopamina (DA)
Serotonina (Ser)
AMINOÁCIDOS
EXCITATORIOS
z Glutamato (Glu)
z Aspartato (Asp)
INHIBITORIOS
z Ácido gama amino butírico
(GABA)
z Glicina (Gli)
POLIPÉPTIDOS
z
z
z
z
Neuropéptidos opioides
(encefalinas, endorfinas)
Sustancia P
Péptidos gastrointestinales
(CCK, VIP, GIP)
Péptidos hipotalámicos e
hipofisarios
NEUROTRANSMISIÓN COLINÉRGICA
NEUROTRANSMISOR: ACETILCOLINA
NEURONAS COLINÉRGICAS:
z
z
z
z
z
de conexión SNA: PS + OS
neuronas ganglionares PS
algunas neuronas ganglionares OS: glándulas
sudoríparas, músculo piloerector, músculo liso de las
arteriolas que irrigan al músculo esquelético
neurona eferente somática (α)
algunas neuronas del SNC
RECEPTORES COLINÉRGICOS
NICOTINICOS MUSCARINICOS
NICOTÍNICOS
Agonista: Nicotina en bajas dosis
Antagonista: Nicotina en altas dosis
Hexametonio (GA)
Curare (PM)
Ubicación:
z ganglios autonómicos
z placa motora ME
NICOTÍNICO: CANAL DE ACETILCOLINA
MUSCARINICOS
Agonista: Muscarina
Antagonista: Atropina
z
M1 ( IP3 y DAG) (M5)
SNC
ganglios autonómicos
z
M2 y M3 ( AMPc)
sinapsis neuroefectora autonómica
RECEPTORES COLINÉRGICOS
Inactivación de ACh
z
Por degradación enzimática realizada por
la enzima acetilcolinesterasa que se
encuentra en el espacio sináptico (en la
membrana pre y postsináptica)
NEUROTRANSMISIÓN
NORADRENÉRGICA
NEUROTRANSMISOR: NORADRENALINA
NEURONAS NORADRENÉRGICAS:
z
z
neuronas ganglionares OS (excepto glándulas
sudoríparas, músculo piloerector, músculo liso de las
arteriolas que irrigan al músculo esquelético)
SNC
ADRENOCEPTORES
POSTSINAPTICOS
POTENCIA RELATIVA
α
NA > A > ISO
ß1 ISO > A = NA
ß2 ISO > A > > NA
ADRENOCEPTOR AGONISTA
α1 post
α2 pre y post
fenilefrina
metoxamina
clonidina
guanabenzamina
ANTAGONISTA
prazosín
yohimbina
ß1
ISO- NA- A
metoprolol
propranolol
ß2
ISO- A
propranolol
EJEMPLOS DE MECANISMOS DE ACCIÓN
DE ALGUNOS NEUROTRANSMISORES
Receptor α1 o M1 : Via PG + PLC: Ca2+ (PPEs)
Receptor α2 preS : Via PG - AC: disminuye AMPc (PPIs)
Receptor ß y α2 postS: Via PG + AC: AMPc (PPEs)
Receptor M2 cardíaco: Via PG – AC; abre canales K+ (PPIs)
Receptor N ionotrópico : activa directamente canales de Na+ (PPEs)
Inactivación de NA
Por captación neuronal (energía dependiente
e inhibida por cocaína y anfetaminas):
catabolizada por la MAO mitocondrial o ser
reutilizada en vesículas.
z Por captación extraneuronal por la célula
efectora metabolizada por la COMT y MAO
mitocondrial
z
METABOLISMO DE NA
z
TERMINAL AXÓNICO
MAO mitoc.
z
CÉLULA EFECTORA
COMT
metilación
aldehído dihidroximandélico
normetanefrina
ácido dihidroximandélico
(DOMA)
dihidroxifenilglicol (DHPG)
DOPAMINA
*
SEROTONINA ó 5HT
Receptores:
5HT3 ionotrópico
gNa+
PPE
5HT1A metabotrópico
AMPc
gK+
PPI
El principal mecanismo de remoción
se realiza mediante captación de alta
afinidad por un mecanismo activo Na+
dependiente
Glándula pineal:
serotonina melatonina
GLUTAMATO Y ASPARTATO
Receptores Ionotrópicos
Generan PPEs
R kainato
R quisqualato
R Nmetil D Aspartato(NMDA)
Excitotoxicidad
*
GABA y GLICINA
Al unirse a sus respectivos receptores
producen hiperpolarización de la membrana
postsinaptica (PPIs)
z Las GABAergicas son abundantes en SNC
z Las neuronas secretoras de GLI están
restringidas a ME y TE
z
Receptores:
GABA A (ionotrópico, apertura
canal de Cl-)
GABA B (metabotrópico,
apertura canal K+)
NEUROPÉPTIDOS OPIOIDES
RECEPTORES OPIÁCEOS
z
ß endorfina
ligando de r mu (µ)
adicción morfina
z
z
met-encefalina
leu-encefalina
ligando de r delta (δ)
dinorfinas
ligando de r kappa (k)
Activación rµ
aumenta conductancia a K+
hiperpolarización
Activación rδ-k
cierra canales de Ca++
*
Determinar el efecto de la variación de la
concentración externa de K+ sobre:
a)
el potencial de reposo (PR) medido
mediante registro intracelular en una fibra
muscular esquelética de sapo
b) el potencial de equilibrio del ión (EK+)
aplicando la ecuación de Nernst
PARTE
PRÁCTICA
Utilizando los siguientes datos experimentales (extraídos del
video observado):
a)
Calcular el PR para los distintos valores de
concentración externa de K+ presentes en condiciones
fisiológicas y en las soluciones 1, 2 y 3
Condición
Fisiológica
Ci K+ =
Ce K+ =
140 mM (no se modifica)
2,5 mM
Ce K+
Experimental
Solución 1 = 1,0 mM
Solución 2 = 5,0 mM
Solución 3 = 25,0 mM
EFECTO DE LA VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN
EXTERNA DEL ION K+
PR determinado experimentalmente
Solución N = ‐ 90 mV
Solución 1 = ‐ 105 mV
Solución 2 = ‐ 77 mV
Solución 3 = ‐ 36 mV
CÁLCULO DEL EK+ APLICANDO ECUACIÓN
DE NERNST
(Potencial eléctrico para el ión K+)
EK+ = ‐ 58 mV x log 10 Ci/Ce Ci/Ce log 10
Solución N = 140/2,5 = 56 1,748
Solución 1 = 140 /1 = 140 2,146
Solución 2 = 140/5 = 28 1,447
Solución 3 = 140 /25 = 5,6 0,748
EFECTO DE LA VARIACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN
EXTERNA DEL ION K+
EK+ (aplicando la ecuación de Nernst)
- 58 mV x log10 Ci / Ce
(cálculo)
Solución N = ‐ 58 x 1,748 = ‐ 101 mV
Solución 1 = ‐ 58 x 2,146 = ‐ 124 mV
Solución 2 = ‐ 58 x 1.447 = ‐ 83 mV
Solución 3 = ‐ 58 x o,748 = ‐ 43mV
REGISTRO DE LOS POTENCIALES
Experimentales y teóricos
Tabla
Experimental
[K+] mM
Potencial(Nernst)
PR mV
EK+
Solución 1 1 ‐ 105
‐ 124
Solución N 2,5 ‐ 90
‐ 101
Solución 2 5,0 ‐ 77
‐ 83
Solución 3 25 ‐ 36
‐ 43
Grafico de los valores obtenidos en la escala lineal del
papel semilogarítmico
mM
[K+] mM
[ K+]
PR mV
EK+
Solución 1 1 ‐ 105
‐ 124
Solución N 2,5 ‐ 90
‐ 101
Solución 2 5,0 ‐ 77
‐ 83
Solución 3 25 ‐ 36
‐ 43
..
25
20
10
..
1
0
20
40
60
80
. .
.
100
.
120
mV
POTENCIAL
DE
ACCIÓN
EFECTO DE LA VARIACIÓN EXTRACELULAR DE Na+
Ci Na+ = 14 mM (no se modifica)
Ce Na = 142 mM
Ce Na+
Solución 1 =
Solución 2 =
[Na+] e mM
20,0 mM
35,0 mM
Overshoot mV
Solución 1 20 5
Solución 2 35 16
Solución N 120 36
¾ PA
evento
eléctrico
desencadenado por una corriente
eléctrica
despolarizante
con
concentraciones normales del Na+
externo
¾ Con variaciones en la Ce de
Na+ desaparece la inversión de la
polaridad (overshoot).
¾ Al restituir la Ce Na+
restituye el overshoot
Existe una relación lineal directa con la
concentración extracelular de sodio y el medio externo
se
Sistema Nervioso
Autónomo
Concepto: Es la parte del sistema nervioso que controla las
funciones viscerales y mantiene la homeostasia
del organismo en respuesta a las alteraciones
del medio interno y a los estímulos externos.
Su actividad es independiente de la voluntad
(Autónomo)
Sinonimia:
Sistema Nervioso Vegetativo
División Funcional:
Parasimpático
Simpático
Sistema Nervioso
Somático vs Autónomo
Efectores
Inhibiciones
Arcos Reflejos
Efectores Somáticos y Autonómicos
Sistema Nervioso Somático
Efector
Somático
Motoneurona α
Sistema Nervioso Autónomo
Efectores
Autonómicos
Neurona de conexión
Neurona ganglionar
autonómica
Inhibición central y periférica
Efector
Somático
Motoneurona α
Inhibición central
Inhibición periférica
-
Efectores
Autonómicos
Neurona ganglionar
autonómica
Neurona de conexión
SNC
SNP
Arco Reflejo Somático
SNC
SNP
POSTERIOR
Neurona Aferente (Ganglio Sensitivo)
Receptor sensitivo
Ach
m. α
Neurona Eferente
ANTERIOR
Núcleos motores:
- del tronco encefálico
- del asta anterior medular
N
N
Efector
Somático
Arco Reflejo Parasimpático
SNC
SNP
POSTERIOR
Neurona Aferente (Ganglio Sensitivo)
Receptor sensitivo
Neurona de
Conexión
Ach
Ach
N
M1
ANTERIOR
Núcleos parasimpáticos:
- del tronco encefálico
- de la médula sacra (S2-S4)
Neurona ganglionar
Viá eferente
(Ganglio Autonómico)
M2-5
Efector
Autonómico
Arco Reflejo Simpático
SNC
SNP
POSTERIOR
Neurona Aferente (Ganglio Sensitivo)
Receptor sensitivo
Neurona de
Conexión
α
Ach
NA
β
N
M1
ANTERIOR
Núcleos simpáticos:
- Asta lateral de la médula
dorso-lumbar (D1-L3)
Ach
Neurona Ganglionar
(Ganglio Autonómico)
Excepciones colinérgicas
•Músculo liso pilo-erector
•Glándulas Sudoríparas
•Músculo liso de arteriolas
(irrigan músc. esquelético)
M2-5
Efectores
Autonómicos
Neurona de conexión
Nervio simpático
Fibra motora
somática
Nervio espinal
Fibra pre-ganglionar
Fibra post-ganglionar
Ramo comunicante blanco
Ramo comunicante gris
Nervio esplácnico
Ganglio simpático pre-vertebral
Neurona ganglionar
simpática
Cadena simpática latero-vertebral
Fibras post-ganglionares
Ganglio simpático latero-vertebral
Integración
Efectores
Autonómicos
Parasimpático Craneal
Ach
Ach
Simpático
Parasimpático
Simpático Toráxico
NA
Ach
Simpático Toráxico
Simpático Lumbar
Ach
NA
Médula
Adrenal
A
NA
Ach
Parasimpático Sacro
Ach
Ach
Funcionalmente
Parasimpático
Simpático
Anatómicamente
Cráneo-Sacro
Dorso-Lumbar
Colinérgico
Noradrenérgico-Colinérgico
Farmacológicamente
Parasimpático
Simpático
Respuestas de efectores a los estímulos autonómicos
Órgano Efector
Impulso Colinérgico
Músculo ciliar
Miosis
Músculo cardíaco
Arteriolas
Ap. Gastrointestinal
Impulso Noradrenérgico
α1
Disminución de frecuencia cardíaca
y contractilidad
β1
Constricción
α1
Constricción
β2
Dilatación
Aumento de la actividad motora
y secreción
α1
α 2 β2
Relajación de esfínteres
Glándulas salivales
Páncreas
Tejido Adiposo
Midriasis
Secreción acuosa y profusa
Incremento de secreción
de insulina y glucagon
Aumento de frecuencia
cardíaca y contractilidad
Contracción de esfínteres
Inhibición
de funciones digestivas
α1
Secreción viscosa y escasa
β2
Secreción de amilasa
α2
Disminución de secreción
de insulina y glucagon
β2
Incremento de secreción
de insulina y glucagon
β1
Lipólisis
Sinapsis Autonómicas
SINAPSIS GANGLIONAR
SINAPSIS NEUROEFECTORA
Ach
Ach
Neurotransmisores
Parasimpáticos
N
M1 , Da
M2-5
Botón presináptico
Botón presináptico
Receptores
ganglionares
SNC
Antagonistas
SNP
Nicotina (alta dosis)
Hexametonio
Receptores
neuroefectores
-
Atropina
Sinapsis Autonómicas
SINAPSIS GANGLIONAR
SINAPSIS NEUROEFECTORA
Ach
Ach
Neurotransmisores
Parasimpáticos
N
M2-5
M1 Da
Botón presináptico
Botón presináptico
Receptores
ganglionares
SNC
SNP
Receptores
neuroefectores
+
Agonistas
Pilocarpina
Metacolina
Sinapsis Autonómicas
SINAPSIS GANGLIONAR
SINAPSIS NEUROEFECTORA
Ach
N
M1
Neurotransmisores
Simpáticos
NA
Ach
Botón presináptico
α1-2
β1-2
M2-5
Botón presináptico
Receptores
ganglionares
SNC
Antagonistas
SNP
Receptores
neuroefectores
-
-
Nicotina (alta dosis)
Hexametonio
M2-5: Atropina
α1: Prazosín
α2: Yohimbina
β1-2: Propanolol
Sinapsis Autonómicas
SINAPSIS GANGLIONAR
SINAPSIS NEUROEFECTORA
NA
Ach
N
M1
Neurotransmisores
Simpáticos
Ach
Botón presináptico
α1-2
β1-2
M2-5
Botón presináptico
Receptores
ganglionares
SNC
SNP
Receptores
neuroefectores
+
Agonistas
α1: Metoxamina/ Fenilefrina
α2: Clonidina
β1-2: Isoproterenol
M2-5: Muscarina
TRABAJO PRACTICO
• Objetivo: demostrar el efecto de la estimulación
eléctrica y de la administración sistémica de agonistas y
antagonistas noradrenérgicos y de bloqueantes
ganglionares sobre la contracción de la membrana
nictitante del gato (MN)
• Conceptos teóricos:
• MN: estructura membranosa formada por músculo liso
multiunidades (MLMU-segundo párpado)
• Contracción de la MN: deja el ojo al descubierto
• Relajación: cubre al ojo
• Inervación exclusivamente ortosimpática
Desarrollo del TP:
Preparación del animal:
• Gato anestesiado y con la zona del cuello al descubierto
(fibras preganglionares) para insertar electrodos
• Vena femoral canalizada para la administración de
drogas por vía endovenosa
• Conexión a un fisiógrafo para el registro de las
contracciones musculares ya sea por estimulación
eléctrica o química
Inervación OS de MN
SNC
SNP
POSTERIOR
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
NA
Ach
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
1) Estimulación eléctrica de la fibra
preganglionar
SNC
SNP
POSTERIOR
Estímulo Eléctrico
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
NA
Ach
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
1) Estimulación eléctrica de la fibra
preganglionar
2) Administración de noradrenalina
SNC
SNP
POSTERIOR
Administración de NA
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
Ach
NA
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
2) Administración de noradrenalina
NA
3) Bloqueo ganglionar por tetraetilamonio (TEA)
SNC
SNP
1) Administración de TEA
POSTERIOR
2) Estímulo Eléctrico
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
Ach
NA
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
3) Bloqueo ganglionar por tetraetilamonio (TEA)
a) Estimulación eléctrica de fibra pre
b) Bloqueo con TEA y estímulo de fibra pre
c) Administración de NA
d) Recuperación progresiva de la respuesta a la
estimulación eléctrica de la fibra pre
a
b
c
d
4) Bloqueo del r α1 por Fentolamina (F)
SNC
SNP
1) Administración de F
POSTERIOR
2) Administración de NA
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
Ach
NA
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
4) Bloqueo del r α1 por Fentolamina (F)
a) Estimulación eléctrica de fibra pre
b) Administración de NA
a
F
NA
5) Administración de Fenilefrina (agonista α1)
SNC
SNP
1) Administración
de Fenilefrina
POSTERIOR
Neurona de
Conexión
(Asta lateral)
Ach
NA
α1
N
ANTERIOR
Neurona Eferente
(Ganglio Cervical Superior)
Efector
Autonómico
(Mb. Nictitante)
5) Administración de Fenilefrina (agonista α1)