Tipos de receptores sensitivos y estímulos que detectan

1. Mecanorreceptores: detectan la compresión mecánica,  su estiramiento o el delos tejidos adyacentes al mismo.

2. Termorreceptores:  detectan cambios en temperatura, unos se encargan delfrio y otros del calor.

3.   Nocirreceptores:  detectan   alteraciones   del   tejido   sean   daños   físicos   o químicos.

4. Receptores electromagnéticos: detectan la luz en la retina ocular.

5. Quimiorreceptores:  detectan el gusto, el olfato, cantidad de O2 en la sangrearterial, osmolalidad de los líquidos corporales, concentración de Co2.

Sensibilidad diferencial de los receptores

Cada tipo de receptor es muy sensible a un tipo específico de estímulo sensitivo para el que está diseñado y en cambio es casi insensible a otra clase de estímulo.

Modalidad sensitiva: el principio de la línea marcada.

Se llama modalidad a cada tipo sensitivo que podemos experimentar: dolor, tacto, visión,   sonido,   etc.   ¿Cómo   nuestras   fibras   nerviosas   pueden   transmitirnos modalidades diferentes de sensación si estas fibras sólo transmiten impulsos? La respuesta está en que cada fascículo nervioso termina en un punto determinado del SNC y el tipo de sensación vivida cuando se estimula una fibra nerviosa queda determinado por la zona del SN a la que conduce esta fibra. Una fibra se excita debido a la electricidad, recalentamiento, su aplastamiento o la activación de la terminación nerviosa para el dolor cuando las células tisulares sufren una lesión.

Ej: Las fibras procedentes de la retina ocular terminan en las áreas visuales. =>

Esta especificidad de las fibras nerviosas para transmitir nada más que una modalidad de sensación se llama principio de la línea marcada.

Transducción de estímulos sensitivos en impulsos nerviosos.

Corriente  eléctrica locales en  las  terminaciones nerviosas: potenciales de

receptor : Todos los receptores sensitivos tienen un rasgo común: Cualquiera que sea el tipo de estímulo que les excite, su efecto inmediato consiste en modificar su potencial eléctrico de membrana. => Potencial del receptor.

Sensibilidad diferencial de los receptores

Cada tipo de receptor es muy sensible a un tipo específico de estímulo sensitivo para el que está diseñado y en cambio es casi insensible a otra clase de estímulo.

Modalidad sensitiva: el principio de la línea marcada Se llama modalidad a cada tipo sensitivo que podemos experimentar: dolor, tacto, visión,   sonido,   etc.   ¿Cómo   nuestras   fibras   nerviosas   pueden   transmitirnos modalidades diferentes de sensación si estas fibras sólo transmiten impulsos? La respuesta está en que cada fascículo nervioso termina en un punto determinado del SNC y el tipo de sensación vivida cuando se estimula una fibra nerviosa queda determinado por la zona del SN a la que conduce esta fibra. Una fibra se excita debido a la electricidad, recalentamiento, su aplastamiento o la activación de la terminación nerviosa para el dolor cuando las células tisulares sufren una lesión.

Ej: Las fibras procedentes de la retina ocular terminan en las áreas visuales. =>Esta especificidad de las fibras nerviosas para transmitir nada más que una modalidad de sensación se llama principio de la línea marcada.

Transducción de estímulos sensitivos en impulsos nerviosos

Corriente  eléctrica locales en  las  terminaciones nerviosas: potenciales de receptor Todos los receptores sensitivos tienen un rasgo común: Cualquiera quesea el tipo de estímulo que les excite, su efecto inmediato consiste en modificar su potencial eléctrico de membrana. => Potencial del receptor.

Mecanismos de los potenciales de receptores

Los receptores pueden excitarse siguiendo alguno de los siguientes modos de generar potenciales de receptores,en todos los casos la causa básica del cambio en el potencial de membrana  es una   modificación   en   la   permeabilidad   de   la   membrana   del   receptor,   que permite   la   difusión   iónica   con   mayor   o   menor   facilidad   a   través   de   la membrana y variar así el potencial transmembrana:

1. Por deformación mecánica, que estira su membrana y abre los canales iónicos

2. Por la aplicación de un producto químico a la membrana, abra canales iónicos

3. Cambio en temperatura de la membrana que modifique su permeabilidad.

4. Por efectos de la radiación electromagnética. Luz. Y permite el flujo de iones.

Relación del potencial de receptor con los potenciales de acción

Cuando el potencial de receptor sube por encima del umbral necesario para desencadenar potenciales de acción en   la  fibra nerviosa adscrita  al receptor, se  produce   su aparición. Cuanto + asciende el potencial de receptor x encima del nivel umbral,se vuelve > la frecuencia del potencial de acción. Potencial   de   receptor   del   corpúsculo   de   Pacini:   un   ejemplo   de funcionamiento de un receptor  El corpúsculo posee una fibra nerviosa central que recorre su núcleo. Alrededor hay una cápsula compuesta por múltiples capas concéntricas. De manera que cualquier compresión desde fuera sobre cualquier punto alargará, oprimirá o deformará la fibra central de cualquier otro modo.

Excitación   de   una   fibra   nerviosasensitiva   por   un   potencial   dereceptor   en   un   Corpúsculo  de Pacini.

Aquí se muestra sólo la fibra central con una sola capa de la cápsula. El extremo final (el que está adentro) es amielínico pero la fibra se mieliniza (naranja) poco antes de abandonar el corpúsculo para entrar a un nervio sensitivo periférico. Se muestra el mecanismo que produce un potencial de receptor. Cuando hay una deformación, por la compresión, se abren los canales iónicos de la membrana y entran iones  Na+, lo   cual  crea >   +  dentro de  la  fibra que   es  el  potencial  de receptor.  Este potencial da lugar a un flujo de corriente  formando un  circuito local —— que se propaga a lo largo de la fibra hasta el SNC.

Relación   entre   la   intensidad   del   estímulo   y   el   potencial   de   receptor 

La amplitud   crece   al   principio   con   rapidez   para   perder   después velocidad progresivamente con los estímulos de alta intensidad. A su vez, la frecuencia delos   potenciales   de   acción   repetidos   que   se   transmiten   desde   los   receptoressensitivos   aumenta   de   forma   aproximadamente   proporcional   al   incremento   del potencial de receptor.

La estimulación muy intensa del receptor suscita nuevos ascensos paulatinamente menores en el número de potenciales de acción.

Adaptación de los receptores

Cuando se aplica un estímulo sensitivo continuo,el receptor responde al principio con una frecuencia de impulsos alta y después baja cada vez más hasta que acaba disminuyendo la frecuencia de los potenciales de acción para pasar a ser muy pocos o muchas veces desaparecer del todo. El corpúsculo de Pacini lo hace muy rápido. Los receptores inadaptables requieren más tiempo horas o días y unos nunca se adaptan del todo como el dolor.

Mecanismo de adaptación de los receptores Varía con cada receptor.

En el Corpusculo de Pacini   sucede   de   2   formas,   también   son   aplicables   a   los   demás mecanorreceptores: 1. debido a que el Corpusculo de Pacini es una estructura viscoelástica, por lo que si se aplica   fuerza   en   uno   de   sus   lados,   esta   fuerza   se   transmite   al   instante directamente al  mismo lado   de  la fibra   nerviosa  central   debido al  componente viscoso   del   corpúsculo,   lo   que   desencadena   un   potencial   de   receptor.   Sin embargo en unas centésimas de segundo el líquido se redistribuye de manera que deja de generar se el potencial de receptor. 2. Mucho más lento, deriva de un proceso “acomodación” si la fibra del núcleo central sigue  deformada,  el   extremo  de   la   propia  fibra   se   acomoda   paulatinamente   al estímulo.   Debido   a   una   inactivación   progresiva   de   los   canales   de   Na   en   su membrana.

Los   receptores   de   adaptación   lenta   detectan   la   intensidad   continua   delestímulo:   los   receptores   tónicos.

Estos siguen   transmitiendo   impulsos   hacia   elcerebro mientras siga presente el estímulo. Mantienen al cerebro constantemente informado. Ej: impulsos procedentes de los husos musculares y de los aparatos tendinosos   de   Golgi.   De   dolor,   quimiorreceptores   de   los   cuerpos   carotídeo  y aórtico.

Receptores   de   adaptación   rápida   detectan   cambios   en   la   intensidad   del estímulo: receptores de velocidad, receptores de movimiento o receptores fásicos:

No pueden utilizarse para transmitir una señal continua debido a que sólo se   activan   cuando   cambia   la   intensidad   del   estímulo.   Pero   reaccionan potentemente siempre  que  esté  teniendo lugar  un  cambio   de  hecho. Ej:   c.  dePacini.

Importancia   de   los   receptores   de   velocidad:   su   función   predictiva 

Si  se conoce la velocidad a la que tiene lugar un cambio en la situación corporal, se podrá   predecir   cuál   será   el   estado   del   organismo   a   su   juicio   unos   cuantos segundos o incluso minutos más tarde. Ej. cuando se corre la información procedente de los receptores de velocidad anticipa los movimientos de los pies en cada fracción de segundos.

Fibras   nerviosas   que   transmiten   diferentes   tipos   de   señales   y   su clasificación fisiológica.

Algunas señales necesitan transmitirse con enorme rapidez. Hay fibras nerviosas de todos los tamaños entre 0.5 y 20 um de diámetro: cuanto > sea este valor, +rápida será su velocidad de conducción.Clasificación general de las fibras nerviosas

A y C. A: α,β,ϒ,δ.                                                                                                                                                                  

A:   fibras   mielínicas   de   tamaño   grande   y   medio   pertenecientes   a   los   nervios raquídeos. C: amielínicas, pequeñas, velocidad baja.

Clasificación alternativa empleada por los fisiólogos de la sensibilidad

Grupo Ia: fibras  procedentes de las  terminaciones anuloespirales de los husos musculares. Diámetro 17um, son fibras tipo A α.

Grupo Ib: Procedentes de los órganos tendinosos de Golgi Ѳ= 16 um. Son fibrastipo A α.

Grupo II: de los receptores táctiles cutáneos aislados y de las terminaciones en ramillete de los husos musculares. Ѳ= 8 um fibras A tipo β y ϒ.

Grupo   III:   transportan   la   temperatura,   tacto   grosero   y   sensaciones   de   dolor   y escozor. Ѳ= 3um, fibras de tipo A δ.

Grupo   IV:   fibras   amielínicas,   sensaciones   de   dolor,   picor,   temperatura   y   tacto grosero. Ѳ= 0.5 a 2 um. C.

Transmisión de señales de diferente intensidad por los fascículos nerviosos: sumación espacial y temporal.

Sumación espacial: Se transmite la intensidad creciente de una señal mediante un número progresivamente mayor de fibras. Cada fibra se ramifica en cientos determinaciones   nerviosas   libres   que   sirven   de   receptores.   Todo   conglomerado formado por las fibras que proceden de una sola con frecuencia cubre una zona de piel.

El número de terminaciones es grande en su centro pero disminuye hacia la periferia. Las señales más intensas cada vez se diseminan a más fibras.

Sumación temporal: Se transmiten señales de intensidad creciente acelerando la frecuencia   de   los   impulsos   nerviosos   que   recorren   cada   fibra.   Se   envía   más potencial de acción a lo largo de una sola fibra.

Transmisión y procesamiento de las señales en grupos neuronales 

Existen miles de millones de grupos neuronales en el SNC, cada grupo posee su propia organización especial que le hace procesar las señales de un modo particular y singular, lo que permite que el agregado total de grupos cumpla la multitud defunciones del sistema nervioso.

Transmisión de señales a través de grupos neuronales

 Las neuronas aportan sus   fibras,   ésta   cuando   llega   al   lugar   de   sinapsis   se   ramifica   en   miles   de terminaciones en el grupo para hacer sinapsis con las dendritas o los somas de sus neuronas. La zona neuronal estimulada por cada fibra nerviosa que entra se llama campo de estimulación.

Estímulos por encima y por debajo del umbral: excitación o facilitación

Tiene que actuar sobre una neurona un gran número de terminales de llegada a la vez, o en rápida sucesión, para que ésta se excite. Cuando el estímulo supera el umbral exigido para la excitación se llama estímulo excitador o por encima del umbral.Cuando la descarga de los terminales aumenta las posibilidades de excitación por las señales de llegada a través de otras fibras nerviosas de entrada se denomina estímulo por debajo del umbral, las neuronas resultan facilitadas.

El lugar donde todas las  neuronas están estimuladas por la fibra que llega se llama: zona de descarga de la fibra de entrada, zona excitada o liminal. Y a cada lado de esta zona las neuronas están facilitadas pero no excitadas: zona facilitada.

Inhibición   de   un   grupo   neuronal 

Algunas   fibras   de   entrada   no   excitan   sino inhiben. zona inhibidora. En el centro es mayor la divergencia  de   las   señales  que   atraviesan  los   grupos  neuronales.  Cuando las señales   débiles   que   penetran   en   un   grupo   neuronal   acaban   excitando   a   una cantidad mucho mayor de las fibras nerviosas que lo abandonan.

2 tipos:

1. amplificador: una señal de entrada se disemina sobre un número creciente de neuronas a medida que atraviesa sucesivos órdenes de células en su camino. Ej:vía corticoespinal.
2. En   múltiples   fascículos:   la   transmisión   de   la   señal   desde   el   grupo   sigue   2 direcciones-hacia el cerebelo-a través regiones información del encéfalo hasta tálamo y corteza cerebral.

Convergencia   de   señales 

Un   conjunto   de   señales   procedentes   de   múltiples orígenes se reúnen para excitar una neurona concreta. 2 tipos

1. De una sola fuente: numerosos terminales derivados de la llegada de un solo fascículo de fibras acaban en la misma neurona. Importancia: las neuronas casi nunca se excitan a partir del potencial de acción de un único terminal de entrada. Los potenciales de acción que convergen sobre la neurona desde muchos   terminales   proporcionan   una   sumación   espacial   suficiente   para llevar a la célula hasta el umbral necesario de descarga.

2.  Derivadas   de   múltiples   fuentes:  sumación,   donde   se  une   la   información  de diversas fuentes y la respuesta reúne el efecto acumulado de todos los diferentes tipos de información.

Circuito neuronal con señales de salida excitadoras e inhibidoras 

A veces,una señal de entrada de un grupo neuronal hace que una señal excitadora de salida siga una dirección y a la vez otra señal inhibidora vaya hacia otro lugar. Ej:al mover una pierna. Este tipo de circuito es característico en el control de todos los   pares   de   músculos   antagonistas=  circuito   de   inhibición   recíproca.  Es importante para evitar que el cerebro entre en hiperoactividad.

Prolongación de una señal por un grupo neuronal: posdescarga 

Una señal que  penetra  en   un   grupo   suscita   una  descarga  de   salida  prolongada,  llamada posdescarga. Mecanismos más importantes:

• Posdescarga sináptica: Cuando las sinapsis excitadoras descargan sobre el   zona   o   dendritas   creando   un   potencial   postsináptico,   mientras   se mantenga   este   potencial,   se   puede   seguir   excitando   la   neurona.   Como consecuencia   es posible que una única señal de entrada instantánea dé lugar a la emisión de una señal sostenida.
• Circuito reverberante (oscilatorio) como causa de la prolongación dela   señal:  Ocasionado   por   una   retroalimentación   más   dentro   del   circuito neuronal   que   ejerce   una   retroalimentación   encargada   de   reexcitar   la entrada del mismo circuito.

 Una señal facilitadora fomenta la intensidad y la frecuencia de la reverberación, mientras que otra inhibidora la deprime o la detiene.

Características de la prolongación de la señal en un circuito reverberante

Al principio de la reverberación la intensidad de la señal de salida suele crecer hasta un valor alto y a continuación disminuye hasta llegar a un punto crítico, en el que cesa del todo. => fatiga de las uniones sinápticas que forman el circuito. La fatiga reduce  la estimulación de la siguiente  neurona en esta cadena  hasta dejar de alcanzar el nivel umbral, por lo que se desintegra el circuito de retroalimentación. La   duración   de   la   señal   antes   de   detenerse   puede   controlarse por  medio de inhibición o facilitación del circuito a través de las señales procedentes de otras partes del cerebro.

Emisión de señales continuas desde algunos circuitos neuronales 

Algunos circuitos   neuronales   emiten   señales   de   salida   de   forma   continua,   incluso   sin señales de entrada excitadoras. 2 mecanismos ocasionan este efecto:

1.   Descarga   continua   ocasionada   por   la   excitabilidad   neuronal   intrínseca:   Los potenciales de membrana de  muchas  neuronas son suficientemente  altos  para realizar que la neurona transmita impulsos, estos pueden aumentar o disminuir si son inhibidores o excitadores.

2.  Señales  continuas   emitidas   desde  circuitos   reverberantes   como   medio  para transmitir información:  Cuando un circuito  reverberante no alcance  el grado  de fatiga, continuará emitiendo impulsos, los excitadores aumentan y los inhibidores disminuyen   o   extinguen   la   señal.   Es   decir,   controlan   su   nivel   variable   de intensidad. Ej: SNA, grado de contracción del iris y el ojo, frecuencia cardíaca.

Inestabilidad y estabilidad de los circuitos neuronales

Circuitos   inhibidores:  Circuitos   de   retroalimentación  inhibidores   que   vuelven desde el extremo terminal de una vía hacia las neuronas excitadoras iniciales de esa  misma  vía.  Ciertos  grupos  neuronales  que  ejercen   control   inhibidor  global sobre regiones generalizadas del cerebro.La fatiga de las sinapsis:  La transmisión sináptica se vuelve cada vez  más débil cuanto más largo e intenso sea el período de excitación.

En cada minuto se recibe millones de fragmentos de información procedentes de distintos nervios y órganos sensitivos, todo esto se acumula para generar grandes respuestas las cuales van a ser emitidas por el organismo.

Diseño general del sistema nervioso.

La neurona: unidad funcional básica del sistema nervioso central.

El S.N. contiene más de 100 millones de neuronas, las señales de entrada llegan a ella a través de las sinapsis situadas en las dendritas neuronales, pero también en el soma celular, las señales de salida viaja por el axón y el cual da origen a numerosas ramas independientes que se dirigen hacia otras zonas del sistema nervioso o de la periferia corporal. Un rasgo especial de la mayoría de las sinapsis es que la señal sólo circula en sentido anterógrado (desde el axón de una neurona precedente hasta las dendritas en la membrana celular de las neuronas ulteriores es decir de la neurona que esta enseguida). Esto obliga a la señal a viajar en la dirección exigida para llevar a cabo las funciones nerviosas específicas.

Porción senstiva del sistema nervioso: receptores sensitivos.

La mayoría de las actividades del S.N  se activan cuando experiencias sensitivas excitan los receptores sensitivos, ya sean de carácter visual en los ojos, auditivoen los oídos, táctil en la superficie del organismo o de otros tipos. Estas experiencias sensitivas pueden desencadenar reacciones inmediatas del encéfalo, o almacenarse su recuerdo durante minutos, semanas o años ydeterminar reacciones corporales en algún momento futuro. En la figura se ve la porción somática del sistema sensitivo, que transmite información sensitiva desde los receptores repartidos por la superficie de todo el cuerpo y desde algunas estructuras profundas. Esta información penetra al S.N. central a través de los nervios periféricos y se transporta de inmediato hasta múltiples zonas sensitivas en:

1. La médula espinal a todos sus niveles
2. La formación recular del bulbo raquídeo, la protuberancia y elmesencéfalo en el encéfalo
3. El cerebelo
4. El tálamo
5. Áreas de la corteza cerebral.

Porción motora del sistema nervioso: efectores.

La misión  del S.N es regular las diversas  actividades del organismo. Para desempeñarla, debe controlar los siguientes aspectos:

1. La contracción de los músculos esqueléticos en todo el cuerpo
2. La contracción de la musculatura lisa de las vísceras
3. La secreción de sustancias químicas activas por parte de las glándulas exocrinas y endocrinas en muchas zonas del organismo.

Estas actividades se denominan funciones motoras del sistema nervioso, y los músculos y las glándulas reciben el nombre de efectores porque son  las estructuras anatómicas que ejecutan las funciones dictadas por las señales nerviosas.

Procesamiento de la información: función «integradora» del sistema nervioso

Una de las funciones  importantes del S.N consiste en elaborar la información que le llega de tal modo que dé lugar a las respuestas motoras y mentales adecuadas.

El encéfalo descarta más del 99% de toda la información sensitiva que recibe por carecer de interés o de importancia, por ejemplo no se tiene conciencia de la presión originada por el asiento sobre el que descansa.

Función integradora del sistema nervioso

Cuando una información sensitiva importante excita la mente, de inmediato resulta encauzada hacia las regiones motoras e integradoras oportunas del encéfalo para suscitar las respuestas deseadas, por ejemplo cuando se pone la mano sobre una estufa caliente, la respuesta instantánea  consiste en levantarla.

Contenido de las sinapsis en el procesamiento de la información.

lmacenamiento de la información: memoria

Memoria: Acumulación de la información, también constuye una función de las sinapsis.

Los procedimientos de deliberación del encéfalo comparan las experiencias sensitivas nuevas con los recuerdos acumulados; estos úlmos sirven para seleccionar la información sensitiva nueva que resulte más importante y encauzarla hacia las regiones correspondientes para el almacenamiento de la memoria con el fin  de permitir su uso en el futuro o hacia las regiones motoras para dar lugar a las respuestas corporales inmediatas.

Principales niveles de función del sistema nervioso central

Los principales niveles del sistema nervioso central que presentan características funcionales específicas son tres:

1. El nivel medular
2. El nivel encefálico inferior o subcortical
3. El nivel encefálico superior o cortical.

Nivel medular.

La médula espinal es un conducto para transmitir señales que viajan desde la periferia del cuerpo hasta el encéfalo, o en sentido opuesto desde el encéfalo hasta el cuerpo.

Los circuitos neuronales de la médula pueden originar:

1. Los movimientos de la marcha
2. Reflejos para retirar una parte del organismo de los objetos dolorosos
3. Reflejos para poner rígidas las piernas para sostener el tronco en contra de la gravedad
4. Reflejos que controlan los vasos sanguíneos locales, los movimientos digestivos o la excreción urinaria.

En realidad, los niveles superiores del sistema nervioso no suelen operar enviando señales directamente hacia la periferia del cuerpo sino hacia los centros de control en la médula, simplemente «ordenando» que estos centros ejecuten sus funciones.

Nivel encefálico inferior o subcortical.

Este nivel controla las actividades inconscientes del organismo, también por las regiones inferiores del bulboraquídeo, la protuberancia, el mesencéfalo, el hipotálamo, el tálamo, el cerebelo y los ganglios basales. Los centros encefálicos inferiores, y no la corteza, los que despiertan en ella la vigilia, abriendo así su banco de recuerdos a la maquinaria cerebral del razonamiento. Por ejemplo:

• La regulación de la presión arterial y la respiración se lleva a cabo en el bulbo raquídeo y la protuberancia sin intervención de la conciencia.
• El control del equilibrio es una función combinada entre las porciones más antiguas del cerebelo y la formación reticular del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo.

• Los reflejos de la alimentación, como la salivación y el humedecimiento de los labios en respuesta al sabor de la comida, están regulados por regiones del bulbo raquídeo, la protuberancia, el mesencéfalo, la amígdala y el hipotálamo.
• Numerosos patrones emocionales, como la ira, la excitación, las respuestas sexuales, las reacciones al dolor y al placer, aún pueden darse luego de que se destruye gran parte de la corteza cerebral.

Nivel encefálico superior o cortical

• La corteza cerebral es un enorme almacén de recuerdos, jamás trabaja sola,  sino que siempre lo hace asociada a los centros inferiores del sistema nervioso.
• El inmenso depósito de información cortical suele convertir estas funciones en operaciones determinativas y precisas.
• La corteza cerebral resulta fundamental para la mayor parte de los procesos de nuestro pensamiento, pero no puede funcionar por su cuenta.
• La corteza destapa todo un mundo de información almacenada para su uso por la mente.

Sinapsis del sistema nervioso central

La información recorre el sistema nervioso central sobre todo bajo la forma de potenciales de acción nerviosos (impulsos nerviosos), a través de una sucesión de neuronas, una después de la otra. Cada impulso puede:

1. Quedar bloqueado en su transmisión de una neurona a la siguiente
2. Convertirse en una cadena repetitiva a partir de un solo impulso.

Conducción «unidireccional» en las sinapsis químicas.

La conducción unidireccional da la oportunidad de enviar señales dirigidas hacia objetivos específicos. En efecto, es esta transmisión específica hacia regiones separadas y muy focalizadas, tanto en el sistema nervioso como en los terminales de los nervios periféricos, lo que le permite llevar a cabo sus incontables funciones de sensibilidad, control motor, memoria y otras muchas.

Anatomía fisiológica de la sinapsis.

Está compuesta por tres partes fundamentales:

• El soma, que es el cuerpo principal de la neurona
• El axón, que se extiende desde el soma hacia un nervio periférico para abandonar la médula espinal
• Las dendritas, que son prolongaciones ramificadas del soma con unas dimensiones hasta de 1mm de recorrido hacia las zonas adyacentes en la médula.

Sobre la superficie de las dendritas y del soma de la motoneurona se hallan terminales presinápticos (estando aproximadamente del 80 al 95% en las dendritas y sólo del 5 al 20% en el soma). Estos terminales presinápticos ocupan el extremo terminal de las fibrillas nerviosas originadas en muchas otras neuronas. Son excitadores: es decir, segregan una sustancia transmisora que estimula a la neurona postsináptica; sin embargo, otras son inhibidoras, y segregan una sustancia transmisora que inhibe a la neurona postsináptica. Las neuronas pertenecientes a otras porciones de la médula y el encéfalo se diferencian  de la motoneurona anterior así:

1. Las dimensiones del soma celular
2. La longitud, el tamaño y el número de dendritas,
3. La longitud y el tamaño del axón.
4. El número de terminales presinápticos.

Terminales presinápticos.

Se parecen a pequeños botones redondos u ovalados y, por tanto, a veces se les llama botones terminales, botones, pies terminales o botones sinápticos.

El terminal está separado del soma neuronal postsináptico por una hendidura sináptica. En el terminal  existen dos estructuras internas de importancia para la función excitadora o inhibidora de la sinapsis:

• Las vesículas transmisoras (contienen la sustancia transmisora que, cuando se libera a la hendidura sináptica, excita o inhibe la neurona postsináptica, excita si la membrana neuronal posee receptores excitadores e inhibe si tiene receptores inhibidores).
• Las mitocondrias: Aportan ATP, que a su vez suministra energía para sintetizar más sustancia transmisora.

Mecanismo por el que los potenciales de acción provocan la liberación del transmisor en los terminales presinápticos: misión de los iones calcio.

Acción de la sustancia transmisora en la neurona postsináptica: función de las «proteínas receptoras»

La membrana de la neurona postsinápca contiene una gran cantidad de proteínas receptoras. Las moléculas de estos receptores poseen dos elementos importantes:

1. Un componente de unión que sobresale fuera desde la membrana hacia la hendidura sináptica y es acá que se fija el neurotransmisor procedente del terminal presináptico
2. Un componente ionóforo que atraviesa toda la membrana postsináptica hasta el interior de la neurona postsináptica.

Este elemento se desdobla en dos clases:

1. Un canal iónico que permite el paso de determinados tipos de iones a través de la membrana.
   1. Un activador de «segundos mensajeros» que en vez de un canal iónico es una molécula que protuye hacia el citoplasma celular y activa una sustancia o más en el seno de la neurona postsináptica. A su vez, estas sustancias actúan como «segundos mensajeros» para aumentar o disminuir determinadas funciones específicas de la célula.

Canales iónicos:

Los canales iónicos de la membrana neuronal postsináptica suelen ser de dos tipos:

Sistema de «segundo mensajero» en la neurona postsináptica.

Se consigue una excitación o una inhibición neuronal postsináptica a largo plazo al activar un sistema químico de «segundo mensajero» en el interior de esta misma célula, y a continuación será este elemento el que genere el efecto duradero. Existen diversos tipos de sistemas de segundo mensajero. Uno de los más frecuentes recurre a un grupo de proteínas llamadas proteínas G.

La proteína G constade tres elementos:

Un componente alfa (α), que es la porción activadora de la proteína G

Unos componentes beta (β) y gamma (γ) que están pegados al componente αy también al interior de la membrana celular adyacente a la proteína receptora. Al activarse por un impulso nervioso, la porción a de la proteína G se separa de las porciones β y γ y así queda libre para desplazarse por el citoplasma de la célula. Dentro del citoplasma, el componente α desprendido ejecuta una función o más entre múltiples posibles, según las características específicas de cada tipo de neurona

Se describen 4 posibles efectos de la proteína G:

1. Tanto el AMPc como el GMPc pueden activar una maquinaria metabólica en la neurona y, por tanto, poner en marcha múltiples respuestas químicas, entre ellas los cambios prolongados en la propia estructura celular, que a su vez modifican la excitabilidad de la neurona a largo plazo.
2. La proteína G puede activar una enzima intracelular o más. Las enzimas pueden estimular otras funciones químicas específicas en la célula.
3. La transcripción génica puede provocar la formación de nueva proteínas en el seno de la neurona, modificando su maquinaria metabólica o su estructura.

Receptores excitadores o inhibidores en la membrana postsináptica.

Algunos receptores postsinápticos, cuando se activan, provocan la excitación de la neurona postsináptica, y otros su inhibición. Entre los disntos mecanismos moleculares y de membrana empleados por los diversos receptores para provocar la excitación o la inhibición están los siguientes:

Excitación

1. Apertura de los canales de Na para dejar pasar grandes cantidades de cargas eléctricas positivas hacia el interior de la célula postsináptica. Esto eleva el potencial de membrana intracelular en sendo posivo hasta el nivel umbral para la excitación
   1. Depresión de la conducción mediante los canales de cloruro, de K o ambos. Esto reduce la difusión de los iones cloruro con carga negativa hacia el interior de la neurona postsináptica o de los iones K con carga positiva hacia el exterior. El efecto consiste en volver más positivo de lo normal el potencial de membrana interno, que es excitador.
   1. Diversos cambios en el metabolismo interno de la neurona postsináptica para excitar la actividad celular o, incrementar el número de receptores excitadores de la membrana o disminuir el de los inhibidores.

Inhibición:

• Apertura de los canales del ion cloruro en la membrana neuronal postsináptica. Esto permite la difusión rápida de iones cloruro de carga negativa desde el exterior de la neurona postsináptica hacia su interior, lo que traslada estas cargas al interior y aumenta la negatividad en esta zona, efecto que tiene un carácter inhibidor.
  • Aumento de la conductancia para los iones K fuera de la neurona. Esto permite la difusión de iones + hacia el exterior, lo que causa una mayor negavidad dentro de la neurona; esto representa una acción inhibidora.
  • Activación de las enzimas receptoras que inhiben las funciones metabólicas celulares    encargadas de aumentar el número de receptores sinápticos inhibidores o de disminuir el de los excitadores.

Contracción y excitación del musculo liso 

Tipos de musculo liso 

El musculo liso es distinto al de los demás órganos en varios sentidos: 

1)dimensiones físicas 

2)organización en los fascículos 

3)respuesta a diferentes tipos de estímulos

4)características de la inervación  

5)función, pero en general se puede dividir en dos tipos multiunitario o unitario.

Musculo liso multiunitario. 

Está formado por fibras musculares lisas separadas y discretas. Cada una de las fibras actúa independientemente de las demás y con frecuencia esta inervada por una única terminación nerviosa, tambien está recubierta por una capa delgada de sustancia similar a una membrana basal, una mescla de colágeno fino y glicoproteínas que aísla a las fibras entre sí.la característica mas importante de las fibras multiunitario es que cada una de las fibras se puede contraer independientemente de las demás.

Musculo liso unitario.

Son una masa de cientos a miles de fibras musculares lisas que se contraen juntas como una única unidad. Las fibras habitualmente están dispuestas en láminas o fascículos y sus membranas celulares están adheridas entre sí en múltiples puntos, de modo que la fuerza que se genera en una fibra muscular se puede transmitir a la siguiente. Y las membranas celulares están unidas por muchas uniones en hendidura a través de las cuales los iones pueden fluir libremente desde una celula muscular a otra.

Mecanismo contráctil en el musculo liso 

Base química de la contracción del musculo liso  

El musculo liso tiene tanto filamentos de actina como de miosina, que tienen características químicas similares a las del musculo esquelético. Pero no contienen el complejo de troponina normal que es necesario para el control de la contracción del musculo esquelético, tambien los filamentos de actina y de miosina actúan de manera muy similar a los del musculo esquelético en la contracción.

Base física de la contracción del musculo liso

Tienen una configuración diferente por ejemplo grandes números de filamentos de actina unidos a los denominados cuerpos densos, de los cuales unos están unidos a la membrana celular y otros están dispersos en el interior de la celula, y la fuerza de contracción se transmite de unas células a otras principalmente a través de estos enlaces. Interpuestos entre los filamentos de actina de la fibra muscular están los filamentos de miosina, que tienen un diámetro superior al doble que los filamentos de actina. Hay otra gran diferencia: la mayor parte de los filamentos de miosina tiene lo que se denomina puentes cruzados lateropolares, dispuestos de tal manera que los puentes de un lado basculan en una dirección y los del otro lado basculan en la dirección opuesta. 

Comparación de la contracción del musculo liso con la contracción del musculo esquelético 

La mayor parte de las contracciones de los músculos esqueléticos son rápidas al igual que su relajación, pero la mayor parte de los músculos lisos son contracciones tónicas prolongadas que a veces duran horas o incluso días. 

Ciclado lento de los puentes cruzados de miosina

La rapidez del ciclado de los puentes transversales de miosina en el musculo liso es muchísimo más lenta en el musculo liso que en el musculo esquelético. 

Energía necesaria para mantener la contracción del músculo liso

Para mantener la misma tensión de contracción en el musculo liso que en el musculo esquelético solo es necesario de 1/10 a 1/300 de enerigia.se piensa que es debido al lento ciclado. 

Fuerza de contracción muscular

A pesar de la escasez relativa de filamento de miosina en el musculo liso, y a pesar del tiempo lento de ciclado de los puentes cruzados, la fuerza máxima de contracción del musculo liso es mayor que la del musculo esquelético. 

Regulación de la contracción por los iones calcio

El estímulo que inicia la mayor parte de las contracciones del musculo liso es un aumento de los iones calcio en el medio intracelular. Sin embrago el musculo liso no tiene troponina, la proteína reguladora que es activada por los iones calcio para producir la contracción del musculo esquelético.

Combinación de los iones calcio con la calmodulina: activación de la miosina cinasa y fosforilación de la cabeza de miosina

En lugar de la troponina el musculo liso contiene una gran cantidad de calmodulina, es diferente de la troponina debido a que la calmodulina lo hace activando los puentes cruzados de la miosina, esta activación y la posterior contracción se producen según la siguiente secuencia: 

1. Los iones calcio se unen a la calmodulina

2. La combinación calmodulina-calcio se une a la miosina cinasa, que es una enzima fosforiladora y la activa

3. Una de las cadenas ligeras de cada una de las cabezas de miosina, denominada cabeza reguladora, se fosforila en respuesta a esta cinasa. cuando esta cadena no estafosforilada no se produce el ciclo de union-separacion de la cabeza de miosina con el filamento de actina, pero cuando la cadena reguladora esta fosforilada la cabeza tiene la capacidad de unirse respectivamente año filamento de actina y de avanzar a través de todo el proceso de ciclado de tirones intermitentes, al igual que ocurre en el musculo esquelético, produciendo de esta manera la contracción muscular. 

Miosina fosfatasa. 

Está localizada en los líquidos de la celula muscular lisa y escinde el fosfato de la cadena ligera reguladora. Después se interrumpe el ciclo y finaliza la contracción. 

Control nervioso y hormonal de la contracción del musculo liso

Aunque las fibras musculares esqueléticas son estimuladas exclusivamente por el sistema nervioso, la contracción del musculo liso puede ser estimulada por múltiples tipos de señales: señales nerviosas, estimulación hormonal, distención del musculo y otros diversos estímulos. 

Potenciales de membrana y potenciales de acción en el musculo liso

Potenciales de membrana en el musculo liso

El voltaje cuantitativo del potencial de membrana del musculo liso depende de la situación momentánea del musculo.  

Potenciales de acción en el musculo liso unitario

Los potenciales de acción se producen en el musculo liso unitario de la misma forma que en el musculo esquelético. Los potenciales de acción del musculo liso visceral se producen 

En una de dos formas: 1) potenciales en espiga y 2) potenciales de acción con meseta

Excitación del musculo liso visceral por distención muscular

Cuando el musculo liso visceral es distendido lo suficiente, habitualmente se generan potenciales de acción espontáneos, que se deben a una combinación de: 1) los potenciales de onda lenta normales y 2) la disminución de la negatividad global del potencial de membrana que produce la propia distención.

Despolarización del musculo liso multiunitario sin potenciales de acción

Las fibras musculares lisas del musculo liso multiunitarionormalmente se contraen sobre todo en respuesta a estímulos nerviosos. Las terminaciones nerviosas secretan acetilcolina en caso de algunos músculos lisos multiunitario y no adrenalina en el caso de otros. En ambos casos, las sustancias transmisoras producen potenciales de acción; el motivo es que las fibras son demasiado pequeñas para generar un potencial de acción. 

Origen de los iones calcio que causan la contracción: 1) a través de la membrana celular 2) a partir del retículo sarcoplasmico

Aunque el proceso contráctil del musculo liso, al igual que el del musculo esquelético, es activado por iones calcio, el origen de dichos iones es diferente; la diferencia es que el retículo sarcoplasmico, que aporta prácticamente todos los iones calcio para la contracción del musculo esquelético, esta poco desarrollado en la mayor parte del musculo liso. 

Periodo de latencia. Es el tiempo necesario para que se produzca la difusión de calcio desde el medio extracelular al medio intracelular, y tiene un promedio de entre 200 y 300 ms. 

Bomba de calcio. Para producir la relajación del musculo liso después de que se haya contraído se deben retirar los iones calcio de los líquidos intracelulares, esta eliminación se consigue mediante la bomba de calcio que bombea iones calcio hacia el exterior de la fibra muscular lisa de nuevo hacia el líquido extracelular o hacia el retículo sarcoplasmico, si está presente.

Contracción del musculo esquelético  

Las fibras del músculo esquelético están inervadas por fibras nerviosas mielinizadas grandes que se originan en la médula espinal. Cada terminación nerviosa forma una unión denominada unión neuromuscular, el potencial de acción Que se inicia en la fibra muscular viaja en ambas direcciones hacia los extremos de la fibra muscular.

Anatomía fisiológica de la unión neuromuscular: La placa motora terminal.  

La fibra nerviosa forma un complejo de terminaciones nerviosas ramificadas que se invaginan en la superficie de la fibra muscular, pero que permanece fuera de la membrana plasmática, toda esta estructura se llama placa motora terminal, la membrana invaginada se llama gotera sináptica o valle sináptico y al espacio que hay entre la terminación y la membrana de la fibra se llama espacio sináptico o hendidura sináptica, en ella se encuentran numerosos pliegues llamados hendiduras subneurales, en la terminación axónica hay muchas mitocondrias que proporcionan ATP para la síntesis de la acetilcolina la cual excita a la membrana muscular, la acetilcolina se sintetiza en elcitoplasma pero se absorbe en el interior de las vesículas sinápticas de las cuales hay unas 300,000 en una placa terminal, la enzima acetilcolinesterasa destruye la acetilcolina es algunos milisegundos.

Secreción de acetilcolina por las terminaciones nerviosas. 

Cuando un impulso nervioso llega a la unión neuromuscular, se liberan aprox. 125 vesículas de acetilcolina desde la terminación hacia el espacio sináptico. Se piensa que los iones calcio tienen una fuerza de atracción sobre las vesículas de acetilcolina, desplazándolas hacia la membrana neural. 

Exocitosis: Proceso mediante el cual las vesículas se fusionan con la membrana neural y Vacían su acetilcolina en el espacio sináptico. Efecto de la acetilcolina sobre la membrana de la fibra muscular postsináptica para abrir canales iónicos: Los receptores de acetilcolina son canales iónicos activados por acetilcolina y están localizados casi totalmente cerca de las hendiduras subneurales. Cada receptor es un complejo proteico formado de 5 subunidades: 2 alfa; una beta, una delta y una gamma, su principal efecto es permitir que grandes cantidades de Sodio pasen al interior de la fibra, esto genera un cambio de potencial positivo local en la membrana de la fibra muscular denominado potencial de la placa terminal que inicia un potencial de acción. Destrucción por la acetilcolinesterasa de la acetilcolina liberada: La acetilcolina sigue activando los receptores de acetilcolina, sin embargo se elimina rápidamente por 2 medios: 1. Por la enzima acetilcolinesterasa. Una pequeña cantidad de acetilcolina difunde hacia el exterior del espacio sináptico y ya no está disponible para actuar sobre la fibra nerviosa, el breve espacio de tiempo que la acetilcolina está en el espacio sináptico es suficiente para excitar la fibra muscular y su rápida eliminación no permite la reexcitaciónmuscular. Potencial de la placa terminal y excitación de la fibra muscular esquelética: La rápida entrada de iones sodio en la fibra muscular cuando se abren los canales activados por acetilcolina hace que el potencial eléctrico en el interior de la fibra aumente en dirección positiva generando un Potencial local llamado potencial de la placa terminal.

Curare: Fármaco que bloquea la acción activadora de la acetilcolina. 

Toxina botulínica: Veneno bacteriano que reduce la magnitud de la liberación de acetilcolina. Factor de seguridad para la transmisión en la unión neuromuscular: fatiga de la unión. Cada impulso que llega a la unión neuromuscular produce un potencial en la placa terminal aprox. 3 veces mayor que el necesario, por lo que la unión tiene un factor de seguridad. Sin embargo la estimulación de la fibra nerviosa a frecuencias mayores de 100 veces por segundo durante varios minutos disminuye las vesículas de acetilcolina que no pueden pasar a la fibra nerviosa, esto se denomina fatiga.

Biología molecular de la formación y liberación de acetilcolina

La formación y liberación de acetilcolina se produce en las siguientes fases: 1. Se forman vesículas pequeñas en el aparato de Golgi que son transportadas por el axoplasmadesde el cuerpo celular hasta las terminaciones de las fibras nerviosas. 2. La acetilcolina se sintetiza en el citosol de la terminación de la fibra nerviosa. 3. Cuando el potencial de acción llega a la terminación nerviosa, abre muchos canales de calcio en la membrana activados por voltaje 4. El número de vesículas disponibles en la terminación nerviosa es suficiente para permitir la transmisión de solo algunos miles de impulsos desde el nervio hasta el músculo. Fármacos que potencian o bloquean la transmisión en la unión neuromuscular. Fármacos Que estimulan la fibra muscular por su acción similar a la acetilcolina: Metacolina, carbacol, y nicotina. La diferencia consiste en que no son destruidos por la colinesterasa, o son destruidos tan lentamente que su acción persiste. 

Fármacos que estimulan la unión neuromuscular mediante la inactivación de la acetilcolina: Neostigmina, fisostigmina y fluorofosfato de diisopropilo, inactivan la acetilcolinesterasa de las sinapsis para que ya no se pueda hidrolizar la acetilcolina. Esto produce espasmo muscular, y lamentablemente también la muerte.

Fármacos que bloquean la transmisión en la unión neuromuscular: Fármacos curariformes que pueden impedir el paso de los impulsos desde la terminación nerviosa hacia el músculo.

Miastenia grave que causa parálisis muscular: Aparece aprox. 1 de cada 20000 personas produce parálisis muscular debido a que las uniones neuromusculares no pueden transmitir suficientes señales desde las fibras nerviosas hasta las fibras musculares.

Potencial de acción muscular: 1. Potencial de membrana en reposo aprox. -90 a -80 mV en las fibras esqueléticas igual que en la nerviosas. 2. Duración del potencial de 1 a 5 ms en el músculo esquelético 5 veces mayor en los nervios. 3. Velocidad de conducción de 3 a 5 m/s. aprox. 1/13 de la velocidad de conducción de las fibras nerviosas que excitan al músculo esquelético. 

Propagación del potencial de acción al interior de la fibra muscular a través de los “túbulos transversos”

La fibra muscular esquelética es tan grande que los potenciales se propagan a toda la membrana, sin embargo para producir una contracción máxima la corriente debe penetrar en las zonas profundas de la fibra, lo que se consigue mediante los “túbulos transversos”. 

Acoplamiento excitación-contracción

Sistema de túbulos transversos-retículo sarcoplásmico 

Los túbulos se originan en la membrana celular y están abiertos hacia el exterior de la fibra muscular, por lo que cuando un potencial se propaga provoca cambios en los túbulos. El retículo sarcoplásmico tiene 2 partes: 1. Grandes cavidades denominadas cisternas terminales y 2. Túbulos longitudinales.

Liberación de iones calcio por el retículo sarcoplásmico 

En el retículo sarcoplásmico se encuentran un gran número de iones calcio que son liberados desde cada una de las vesículas cuando se produce un potencial de acción en el túbulo T adyacente, el voltaje es detectado por receptores de dihidropiridina que están ligados a canales receptores de rianodina, lo que provoca la apertura de los canales de liberación de calcio en las cisternas, los cuales permanecen abiertos por unos milisegundos. 

Bomba de calcio para retirar los iones calcio del líquido miofibrilar después de que se haya producido la contracción

Una vez que se ha liberado calcio la contracción continúa mientras los iones permanezcan en una concentración elevada. “Pulso”: excitación que da lugar a una liberación de iones calcio suficiente para aumentar la concentración del líquido miofibrilar.

El sarcolema es una fina membrana que envuelve a una fibra musculoesqueletica(quiz) el sarcolema esta formado por una membrana celular denominada membrana plasmática, y una cubierta externa formada de polisacáridos que contiene fibras de colágeno.

– En cada uno de los dos extremos de la fibra muscular la capa superficial del sarcolema se fusiona con una fibra tendinosa.

– Las fibras tendinosas a su vez se agrupan en haces para formar los tendones musculares las cuales insertan los musculos en los huesos

Las miofibrillas están formadas por filamentos de Actina y Miosina.

– Cada fibra muscular contiene varios cientos o miles de miofibrillas

– Cada miofibrilla esta formada aproximadamente por 1.500 filamentos de miosina y 3.000 filamentos de actina adyacentes entre si – La actina y miosina son los encargados de la contracción muscular – En el diagrama mostrado a continuación, los filamentos gruesos son miosina y los delgados son actina.- Como los filamentos de actina y miosina se interdigitanforman bandas claras y oscuras – Las bandas claras contienen solo filamentos de actina y se denominan bandas I porque son isotropas a la luz polarizada. – Las bandas oscuras contiene filamentos de miosina, asicomo los extremos de los filamentos de actina en el punto en el que se superponen con la miosina y se denominan bandas A porque son anisótropas a la luz polarizada.- El disco Z esta formado por proteínas filamentosas distintas de los filamentos de actina y miosina, atraviesa miofibrillas y también pasa desde unas miofibrillas a otras uniendo las miofibrillas a lo largo de la fibra muscular. Las miofibrillas también tienen bandas claras y oscuras. – Las bandas claras y oscuras son las que le dan al musculo esquelético y cardiaco su aspecto estriado

Las moléculas filamentosas de TITINA mantienen en su lugar los filamentos de miosina y actina. – La relacion de yuxtaposición entre los filamentos de actina y miosina se mantienen por medio de una moleculallamada titina.- La titina tiene un peso molecular muy alto (3 millones) y además es una molecula muy elástica. – La titina ayuda a que funcione la maquinaria contráctil de los sarcomeros; un extremo de la titina es elástico y estaanclada a un disco Z y cuando el sarcomero se contrae la titina se relaja y viceversa. La otra parte de la titina se une a un filamento de miosina. – La titina actua como molde para la formación inical de porciones de miosina.

El sarcoplasma es el fluido intercelular entre las miofibrlillas

El sarcoplasma contiene grandes cantidades de potasio, magnesio, fosfato y enzimas proteicas, también tiene mitocondrias; estas mitocondrias proporcionan a las miofibrillas el ATP que necesitan en grandes cantidades de contracciones. 

El retículo sarcoplasmico es un retículo endoplasmicoespecializado de musculo esquelético. Este reticulo tiene una organización especial que es muy importante para regular el almacenamiento, la liberacion y la recaptacion de calcio y por tanto controla la contraccion muscular. Los tipos de fibras musculares de contraccion rapida tienen reticulossarcoplasmaticos EXTENSOS

MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCION MUSCULAR1. El potencial de acción viaja a lo largo de una fibra motora hacia las terminales en el musculo. 2. En cada terminal el nervio secreta acetilcolina (neurotransmisor) 3. La acetilcolina actua en la membrana de la fibra muscular y abre multiples canales de cationes activados por acetilcolina 4. La apertura de los caneles permite que grandes cantidades de iones sodio entren al interior de la membrana de la fibra muscular; esto provoca una despolarización local que a su vez conduce a la apertura de los canales de sodio activados por voltaje, que inicia un potencial de acción de la membrana. 5. El potencial viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular. 6. El potencial de acción despolariza la membrana muscular y la electricidad del potencial de acción va hacia el centro de la fibra muscular donde hace que el retículo sarcoplasmico libere grandes cantidades de iones calcio 7. Los iones de calcio inician atracion entre los filamentos de actina y miosina haciendo que se deslicen unos sobre otros en sentido longitudinal lo que construye el proceso contráctil8. Luego, los iones de calcio son bombeados al retículo sarcoplasmico por una bomba de Calcio de la membrana y ahí permanecen almacenados hasta otro potencial de acción muscular.

MECANISMO MOLECULARDE LA CONTRACCION MUSCULAR

La contracción muscular se produce por un mecanismo de deslizamiento de los filamentos. En el estado relajado, los filamentos de actina apenas se empiezan a superponerse (revisar en el libro en una imagen con mayor calidad) En el estado relajado los filamentos de actina han sido traccionados hacia adentro y por tanto se superponen entre sien su máxima extensión. Además los discos Z fueron traccionados por los filamentos de actina hasta los filamentos de miosina.

¿Porque los filamentos de actina se deslizan hacia adentro y se entrecruzan con los de miosina? Esta acción es producida por la interaccion de los puentes cruzados que van desde los filamentos de miosina hasta los de actina. El calcio activa las fuerzas de atracción entre los filamentos. Sin embargo es necesaria la energía para que se realice un proceso contráctil esta energía se obtiene del ATP.

CARACTERISTICAS MOLECULARES DE LOS FILAMENTOS CONTRACTILES- El filamento de miosina esta formado por al menos 200 moleculas de miosina v Las colas forman el cuerpo del filamento de miosina – Las cabezas forman los puentes cruzados – Una parte del cuerpo se prolonga hacia la región lateral y junto a la cabeza formando de esta manera un brazo que separa el cuerpo de los puentes cruzados – Cada puente cruzado es flexible en 2 puntos que se llaman bisagras 1. Primero en el punto en el que el brazo sale del cuerpo 2. En el pinto en el que la cabeza se une al brazo – La cabeza además de actuar en la contracción muscular, actua como una ATPasa (escinde ATP para aportar energía al proceso de la contracción- Los filamentos de actina están formados por actina, tropiomiosina y troponina- Es una moléculas de la proteína F-actina bicatenaria; 2 hebras de moléculas de tropomiosina que se ubican entre las hebras de actina v Hay un complejo de troponinaunido a un extremo de cada una de las moleculas de tropomiosina y que inicia la contracción. – Cada uno de las hebras de la doble heliece F-actina estaformada por moléculas de G-actina polimerizadas; a cada una de estas moléculas de G-actina se le une un ADP (se cree que el ADP son los puntos activos de los filamentos de actina con los que interactúan los puentes cruzados, estos puntos actios están cada 2,7nm) – Longitud del filamento de actina 1mm – Los filamentos de actina se anclan a los discos Z – EL FILAMENTO DE ACTINA TAMBIEN TIENE OTRA PROTEINA: TROPOMIOSINA (longitud 40nm), estas moléculas están enrolladas en espiral alrededor de los lados del a hélice de F-actina. en estado de reposo las moléculas de tropomiosina recubren los puntos activosdelas hebras de actina de modo que no se puede producir atracción entre los filamentos de actina y miosina – TROPONINA: estan unidas a la membrana de manera intermitente a lo largo de la molecula de tropomiosina. La troponina es un complejo de 3 subunidades proteincasunidas entre sí de manera laxa y cada una tiene una función específica en el control de la contracción muscular: Troponina I: tiene una gran afinidad por la actina. Troponina T: tiene gran afinidad por la tropomiosina. Troponina C: tiene gran afinidad por los iones de calcio.

INTERACCION DE UN FILAMENTOS DE MIOSINA, DOS FILAMENTOS DE ACTINA Y LOS IONES CALCIO PARA PRODUCIR CONTRACCION 

Puede existir la inhibición del filamento de actina por el complejo troponina-tropomiosina Un filamento de actina sin la presencia del complejo troponina-tropomiosina, pero con presencia de iones magensio y ATP, se une instantánea e intensamente a las cabezas de las moléculas de miosina; después si le añadimos al filamento de actina el complejo troponina-tropomiosina, la actina no se podría unir a la miosina. Esto se cree que se da porque el complejo troponina-tropomiosina tapa o inhibe los puntos activos del filamento puro de actina y por tanto no se produciría la contracción. Antes de que se produzca la contracción se debe inhibir el efeto bloqueante del complejo troponina-tropomiosina.

ACTIVACION DEL FILAMENTO DE ACTINA POR IONES DE CALCIO Los iones de calcio inhiben el efecto inhibidor del complejo troponina-tropomiosina. Los iones de calcio (4 iones de calcio) se unen con la troponina C, la troponina experimenta cambios y lo que hace es que el complejo troponina-tropomiosina cambie su posición o se deslice, para asi dejar libres los puntos activos.

ATP COMO FUENTE DE ENERGIA PARA LA CONTRACCION: FENOMENOS QUIMICOS EN EL MOVIMIENTO DE LAS CABEZAS DE MIOSINA.1. Antes de que comience la contracción, las cabezas de los puentes cruzados se unen al ATP, la ATPasa de la cabeza escinde el ATP y deja pegado el ADP y el ion fosfato a la cabeza en este estado la cabeza se extiende perperdicularmente hacia el filamento de actina PERO NO ESTA UNIDO A ELLA 2. Cuando el complejo Troponina-Tropomiosina se une a los iones calcio, quedan al descubierto los puntos activos del filamento de actina y entonces las cabezas de miosina se unen 3. El enlace entre la cabeza del puente cruzado y el punto activo del filamento de actina produce un cambio conformacional de la cabeza, lo que hace que la cabeza se desplace hacia el brazo del puente cruzado, lo que proporciona el golpe activo y asi tirar el filamento de actina. la energía que activa el golpe activo es la energía que fue almacenada en la cabeza del puente cruzado.4. Una vez se desplaza la cabeza del puente cruzado, se facilita la liberación del ADP y el fosfato, en el punto de liberación del ADP, se une una nueva molecula de ATP para seguir haciendo el efecto cremallera.5. Después de que la cabeza se haya separado de la actina se escinde una nueva molecula de ATP para comenzar el ciclo siguiente.

Este ciclo se repite hasta que los filamentos de actina desplacen los discos Z hasta los extremos de los filamentos de miosina o hasta que la carga que se ejerce sobre el musculo se hace demasiado grande como para que se produzca una tracción adicional.

EXISTEN 3 FUENTES FUENTES DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR. 

La mayor parte de la energía se utiliza para activar el mecanismo de “cremallera”, también para 1) bombear iones de calcio desde el sarcoplasma hacia el retículo sarcoplasmico 2) bombear iones de sodio y potasio a través de la membrana de la fibra muscular Una concentración de ATP de 4 milimolar (milimoles/litro), es apenas suficiente para mantener la contracción completa del musculo durante 1 a 2 s como máximo; por tanto, es necesario que se vuelva a crear nuevamente ATP forforilando ADP. 1. La primera sustancia que se usa para reconstruir el ATP se llama la fosfocreatina que contiene un enlace fosfato de alta energía similar al del ATP, el cual se escinde de una vez liberando energía que se utilizara en unir un ion fosfato al ADP y posteriormente formar ATP, sin embargo, la cantidad de fosfocretina y ATP almacenados en el musculo solo harán que se contraiga máximo de 5 a 8 s.2. La segunda sustancia que se usa para la reconstrucción de ATP y fosfocreatina es la glucolisis del glucógeno que se ha almacenado previamente en las células musculares, la escisión enzimática rápida de glucógeno en acido pirúvico y ácido láctico va liberando energía que se utiliza para reconstruir el ATP y los almacenes de fosfocreatina. Este mecanismo es de suma importancia ya que se puede dar incluso en ausencia de oxígeno, manteniendo la contracción muscular durante un minuto3. La tercera y última fuente de energía es el metabolismo oxidativo lo que supone combinar el oxígeno con los productos finales de la glucolisis (acetil CoA) (más del 95% de toda la energía utilizada en el musculo para la contracción sostenida a largo plazo procede de esta vía.

COTRACCION ISOMETRICA E ISOTONICA

Contracción Isotónica Se define contracciones isotónicas, desde el punto de vista fisiológico, a aquellas contracciones en la que las fibras musculares además de contraerse, modifican su longitud. se dividen en: – Concéntricas Una contracción concéntrica ocurre cuando un músculo desarrolla una tensión suficiente para superar una resistencia, de forma tal que este se acorta y moviliza una parte del cuerpo venciendo dicha resistencia – Excéntricas Cuando una resistencia dada es mayor que la tensión ejercida por un músculo determinado, de forma que éste se alarga se dice que dicho músculo ejerce una contracción excéntrica, en este caso el músculo desarrolla tensión alargándose es decir extendiendo su longitud, un ejemplo claro es cuando llevamos el vaso desde la boca hasta apoyarlo en la mesa, en este caso el bíceps braquial se contrae excéntricamente. – Isométrico En este caso el músculo permanece estático, sin acortarse ni alargarse, pero aunque permanece estático genera tensión. Un ejemplo de la vida cotidiana sería cuando llevamos a un bebé en brazos, los brazos no se mueven, mantienen al Niño en la misma posición

Existen músculos en nuestro organismo de diferentes tamaños desde los mas pequeños que se contraen 1/50 segundos hasta los mas grandes como el gastrocnemio que se contrae 1/15 segundos y también unos lentos responsables del sostenimiento del cuerpo contra la gravedad, soleos que se contrae a una velocidad de 1/5 segundos. 

Características de los músculos lentos

Fibras lentas (tipo I, músculo rojo) 

1) Fibras más pequeñas e inervadas por fibras nerviosas pequeñas, 

2) vascularización y capilares más extensos para aportar cantidades adicionales de oxígeno.

3) elevado número de mitocondrias, para mantener niveles elevados de metabolismo oxidativo 

4) las fibras contienen grandes cantidades de mioglobina, que se combina con el oxígeno y lo almacena hasta que sea necesario; esto también acelera mucho el transporte de oxígeno hacia las mitocondrias. La mioglobina da al músculo lento un aspecto rojizo y el nombre de músculo rojo.

Fibras rápidas (tipo II, músculo blanco). 

1) Fibras grandes para obtener una gran fuerza de contracción 

2) retículo sarcoplásmico extenso para una liberación rápida de iones calcio para iniciar la contracción 

3) grandes cantidades de enzimas glucolíticas para la liberación rápida de energía por el proceso glucolítico

4) vascularización menos extensa porque el metabolismo oxidativo tiene una importancia secundaria 

5) menos mitocondrias, también porque el metabolismo oxidativo es secundario. Un déficit de mioglobina roja en el músculo rápido le da el nombre de músculo blanco.

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Hay potenciales eléctricos a través de las membranas de prácticamente todas las células del cuerpo. Además, algunas células, como las células nerviosas y musculares, son capaces de generar impulsos electroquímicos rápidamente cambiantes en sus membranas, y estos impulsos se utilizan para transmitir señales a través de las membranas de los nervios y de los músculos. En otros tipos de células, como las células glandulares, los macrófagos y las células ciliadas, los cambio locales de los potenciales de membrana también activan muchas de las funciones de las células.

En la figura de arriba podemos observar que la concentración de potasio es grande dentro de la membrana de una fibra nerviosa, pero muy baja fuera de esta. Consideremos que en este caso la membrana es permeable a los iones potasio, pero no a ningún otro ion. Debido al gran gradiente de concentración de potasio desde el interior hacia el exterior hay una intensa tendencia a que cantidades adicionales de iones potasio difundan hacia fuera a través de la membrana. A medida que lo hacen transportan cargas eléctricas positivas hacia el exterior, generando de esta manera electropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que permanecen detrás y que no difunden hacia fuera con el potasio. En un plazo de aproximadamente 1 ms la diferencia de potencial entre el interior y el exterior, denominada potencial de difusión, se hace lo suficientemente grande como para bloquear la difusión adicional neta de potasio hacia el exterior, a pesar del elevado gradiente de concentración iónica de potasio. En la fibra nerviosa normal del mamífero la diferencia de potencial es de aproximadamente 94 mV, con negatividad en el interior de la membrana de la fibra.

El nivel del potencial de difusión a través de una membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a través de la membrana se denomina potencial de Nernst. La magnitud del potencial de Nernst viene determinada por el cociente de las concentraciones de ese ion específico en los dos lados de la membrana. Cuanto mayor es este cociente, mayor es la tendencia del ion a difundir en una dirección y, por tanto, mayor será el potencial de Nernst necesario para impedir la difusión neta adicional. Se puede utilizar la siguiente ecuación, denominada ecuación de Nernst, para calcular el potencial de Nernst para cualquier ion univalente a la temperatura corporal normal (37 °C):

Sabemos que existen diferencias en las composiciones del líquido intracelular y el extracelular, ¿a qué se debe esto? A los distintos medios de transporte en la superficie de la célula, ¿de qué manera cambian? Por lo que transportan dentro y fuera de la célula. El líquido extracelular contiene una gran cantidad de Na y Cl, y una baja concentración de K. En el líquido intercelular sucede lo contrario.

La concentración de fosfatos y proteínas en el líquido intracelular son mayores que las encontradas en el líquido extracelular.

Como ya habíamos hablado antes de la membrana celular, sabemos que está compuesta por una bicapa lipídica que en su superficie hallamos proteínas que entre sus muchas funciones, sirven como canales por donde distintas moléculas entran y salen dependiendo los requerimientos de la célula. Encontramos:

• Proteínas de los canales: dan una vía acuosa para que entren las moléculas.
• Proteínas transportadoras: se unen a moléculas o iones específicos, para después tener cambios estructurales que desplacen las moléculas a través de la célula.

Vamos a ver que uno de estos tipos de proteínas necesitan algo en especial para poder funcionar: energía. Dividiremos los transportes en activos y pasivos (o difusión).

• Difusión: es un movimiento aleatorio a través de espacios intermoleculares en una membrana o junto con una proteína transportadora. Esta se mueve por medio de la energía cinética.
• Transporte activo: es un movimiento de sustancias a través de la membrana en combinación de una proteína, más un gradiente electroquímico. Este requiere un poco de energía adicional más de la energía cinética.

DIFUSIÓN:

En ella encontramos de dos tipos.

• Difusión simple: en esta, las moléculas se mueven por la membrana sin necesidad de unirse a una proteína.
• Difusión facilitada: esta si requiere de una proteína transportadora. Estas moléculas probablemente se unen a ellas químicamente.

La velocidad de difusión de una sustancia a través de la membrana va a ser directamente proporcional a su liposolubilidad. Otros deben usar los canales proteicos para llegar al interior de la célula. Ahora, la manera en que estos canales se activan es la siguiente.

• Activación por voltaje: en este caso, sus enlaces químicos responden al potencial eléctrico que se establece a través de la membrana celular. Si el interior tiene una carga muy negativa, las compuestas permanecerán firmemente cerradas, en cambio, si el interior se tornara menos negativo, las compuestas se abren.

• Activación química: como su nombre lo dice, las compuertas se abrirán por la unión de una sustancia química a la proteína, lo que produce un cambio estructural en la molécula de la proteína que abre o cierra su cierra la compuerta.

La difusión facilitada también se denomina difusión mediada por transportadores.

Aquí la molécula entra a un canal y se une a un receptor, este cambia a su estructura y le permite el paso a través del canal a través de la membrana. Lo que cambia en este tipo de difusión es la velocidad, está va a aumentar de manera proporcionada a la concentración en que se encuentren las molécula. Entre estas sustancias importantes encontramos a la glucosa y una parte de los aminoácidos.

Existen ciertos factores que influyen en la velocidad de difusión:

• Permeabilidad: es la velocidad neta de difusión de la sustancia a través de cada unidad de superficie de la membrana para la diferencia de concentración de una unidad entre los dos lados de la membrana.
• Diferencia de concentración: su velocidad es proporcional a la diferencia de concentración de la sustancia que se difunde a ambos lados de la membrana.
• Potencial eléctrico: básicamente las cargas de los iones hacen que la moléculas se muevan por la membrana sin haber diferencia en las concentraciones.

Entre estos medios de transporte, encontramos a la ósmosis.

Esta es el proceso de movimiento neto de agua causado por la diferencia de su concentración. En ciertas condiciones existen diferencias entre las concentraciones de agua a través de la membrana, cuando esto ocurre, se produce un movimiento neto de agua a través de la membrana haciendo que la célula se hinche o se contraiga dependiendo de la dirección del movimiento del agua. A esta diferencia de presiones, la llamamos presión osmótica.

Ahora hablemos un poco del transporte activo.

Este tipo de transporte puede desplazar una sustancia contra un gradiente electroquímico, este gradiente es la suma de todas las fuerzas de difusión que actúan en la membrana. El transporte activo es entonces, el proceso en el que una membrana celular transporta una sustancia contracorriente frente a un gradiente de concentración. Este lo hallamos de dos tipos.

• Transporta activo primario: este obtiene su energía directamente del ATP o de algún otro compuesto de fosfato de alta energía.
• Transporte activo secundario: su energía proviene de energía almacenada en forma de diferencias de concentración iónica a ambos lados de la membrana.

Existe un ejemplo clásico y muy importante siempre que hablamos de transporte celular, y ese es la bomba a de sodio-potasio.

Esta básicamente funciona de la siguiente manera: se unen tres iones sodio a una proteína transportadora en el interior, y del otro lado se unen dos iones potasio. La proteína activa una ATPasa provocando la activación de la proteína, a su vez, se escinde una molécula de ATP, dividiéndola en difosfato de adenosina, liberando un fosfato de alta energía. Esta energía produce un cambio químico y estructural en la molécula transportadora llevando los tres iones sodio al exterior y dos iones potasio al interior.

Existe otra forma de transporte activo secundario, el cotransporte y el contratransporte.

El cotransporte lleva las moléculas en la misma dirección a través de la membrana, mientras que el contratransporte las lleva hacia lados opuestos.

El transporte de moléculas a través de la membrana es algo de gran importancia, ya que así se medían las cosas que entran y salen de la célula de manera ordenada y cada una en las concentraciones que se necesitan, si este orden no existiera, ni si quiera pudiéramos hablar de la existencia de una homeostasis.

Existen distintos tipos de proteínas que pueda necesitar el cuerpo humano, sin embargo, no todas son requeridas al mismo tiempo. Para regular esta función, están los genes. Cada gen es una molécula de dos hebras helicoidales a las cuales vamos a designar ácido desoxirribunocleico (ADN), que va a controlar la formación del ácido ribunocleico. Los genes están conformados por una doble cadena de ADN que consta de tres bases básicas: ácido fosfórico, desoxirribosa y 4 bases nitrogenadas: dos purinas (adenina y guanina) y dos pirimidinas (tiamina y citosina). Estas bases siempre irán unidas. Con se había mencionado antes, el cuerpo humano requiere del uso de ciertas proteínas pero no de todas al mismo tiempo, estas están formadas por un grupo de tres bases sucesivas, estas controla la secuencia de aminoácidos de la proteína que se va a formar. Mediante un proceso llamado transcripción, que básicamente en lo que esto consiste es en que se va a copiar solamente un segmento del ADN que nos servirá como molde, en donde se halla la codificación de la proteína que se requiere, comenzando en un punto, donde el promotor le indicará a la ARN polimerasa, dónde es que comenzará a hacer la secuenciación de la proteína que necesita, ésta separará al ADN e ira avanzando hasta llegar a una secuencia de terminación que básicamente le indicará dónde termina la codificación.

Mediante todo este proceso se forman distintos tipos de ARN:

1. ARN mensajero (ARNm): que lleva el código genético al citoplasma para controlar la formación de proteína.
2. ARN ribosómico (ARNr): que junto a los ribosomas ayudan a la construcción y ensamblaje de las proteínas
3. ARN de transferencia (ARNt): que transporta los aminoácidos activados por los ribosomas.

Existen por lo menos 20 tipos de ARNt, cada uno se combina al tipo de aminoácido que le corresponde y lo llevan a los ribosomas. Después, ya en el proceso de traducción interviene el ARNm atravesando el ribosoma, cada uno de sus cordones atrae un ARNt específico para liberar el aminoácido que trae codificado. Este proceso continúa hasta llegar a un cordón terminador, que como su nombre lo indica, le dice que el proceso de traducción ha llegado a su fin. Existen distintos tipos de moléculas que se van a encargar de regular estos procesos.

El sistema genético igual controla la reproducción celular.

Sabemos que casi todas las células del cuerpo, salvo por los eritrocitos maduros, las células musculares estriadas y las neuronas, tienen la capacidad de reproducirse. Estas lo harán a través de un proceso conocido como mitosis. En este proceso, la replication del ADN es similar a la forma en que se transcribe el ARN desde el ADN, excepto por:

• La replicación de de ambas cadenas de ADN.

• Ambas cadenas se replican de extremo a extremo.
• Cada cadena de ADN recién formada se mantiene unida por un enlace débil de hidrógeno a la cadena original.

Durante el tiempo que lleva mitosis, se pueden cometer errores, por ejemplo que alguna base nucleotida no esté emparejada con la que le corresponde. Si estos errores son detectados, son cambiados inmediatamente, de otra manera, podrían dar origen a mutaciones.

De la mitosis podemos mencionar sus fases:

1. La profase: es la etapa inicial, mientras se forma el haz, los cromosomas del núcleo se condensan en cromosomas bien definidos.
2. La prometafase: es la etapa en la que las puntas de los microtubulos se rompen dentro de la envoltura nuclear, con las cromátides aún unidas entre sí.
3. La metafase: en esta etapa los microtúbulos de las cromátidas tiran fuertemente de ellas hasta llevarlas al centro de la célula, alineándolas para formar el plano ecuatorial del huso mitótico.
4. La anafase: es la etapa en la que las dos cromátidas de cada cromosoma son separadas en el centrómero, separando así los 46 pares de cromosomas formando dos juegos independientes de 46 cromosomas hijos.
5. La telofase: es la fase en la que dos juegos de cromosomas hijos se separan por completo. Se disuelve el huso mitótico y se crea una nueva membrana nuclear que rodea a cada grupo de cromosomas.

Una vez ya separadas las células de manera individual, les queda un último paso, la diferenciación. Mientras el humano se va desarrollando, y a medida que sus células se van dividiendo, cada una se va diferenciando. Este proceso se produce es consecuencia de la inactivación y activación de distintos genes durante el proceso de la división celular.

Cada una de las 100 billones de células existentes en nuestro cuerpo pueden funcionar de manera eficiente por muchos años, siempre y cuando su ambiente interno y externo sea el ideal que ella pueda llevar a cabo su trabajo. Al igual que una empresa cuenta con distintos departamento, estas se encuentran organizadas de tal manera que cada una de sus partes se encarga de llevar una tarea específica y en conjunto, mantienen el orden y funcionamiento óptimo de la célula.

Sus partes más importantes son el núcleo y el citoplasma, separados entre sí por una membrana nuclear, esa ayuda a contener el núcleo separado del resto del contenido celular, el citoplasma, que a su vez está limitado por una membrana plasmática. Las distintas sustancias que hallamos dentro de la célula, el protoplasma, encontramos compuestos como agua (el medio principal de la célula), electrolitos (K, Mg, Na, Cl, Ca), proteínas (estructúrales y funcionales), lípidos (fosfolípidos y colesterol) y carbohidratos.

ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA.

Aunque tenga una apariencia gelatinosa, la célula está lejos de ser un globo de agua sin estructura, dentro de ella podemos encontrar distintos organelos organizados de manera en que cada uno mantiene a la célula funcionando en buenas condiciones. Encontramos entre estas estructuras, a las de tipo membranosas como pueden ser la membrana celular, nuclear, la del retículo endoplásmico, las mitocondriales, los lisosomas y el complejo de Golgi. Esta barreras tienen en común el hecho de que están compuestas por lípidos, estos les otorgan el impedimento para que el agua o algunos compuestos hidrosolubles no salgan o entren a ella de manera libre.

• La membrana celular

Está formada casi en su totalidad de proteínas y lípidos, cuenta con un grosor de 7,5-10 nm. Su composición es de 55% proteínas, 25% de fosfolípidos, 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y 3% de carbohidratos. Su estructura es una bicapa lipídica formada a su vez por fosfolípidos, que al contar con un extremo fosfato (hidrófilo) y un extremo de ácido graso (hidrófobo), le da una zona media que es impermeable a sustancias hidrosolubles. Existe el mecanismo de las proteínas de membrana, que lo que hacen es permitir la entrada de ciertos componentes que requiere la célula. Entre ellas encontramos las proteínas integrales, que atraviesan toda la membrana, y las periféricas, que se unen a una superficie de la célula y no la atraviesan. Estos distintos tipos de proteínas actúan como transportadores, enzimas o receptores de membrana.

Ahora hablando un poco sobre lo que se encuentra contenido dentro de esta bicapa, hallamos el citoplasma y sus organelos como el retículo endoplásmico, el aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas y los peroxisomas.

• El retículo endoplásmico.

Esta red tubular compuesta de túbulos y vesículas, forman el retículo endoplásmico. Sus paredes están formadas por una bicapa lipídica, entre ellos se encuentran espacios llenos dejan matriz, llamada matriz endoplásmica , que es diferente del citosol. En el retículo endoplásmico, a veces hallamos ribosomas, cuando estas están presentes el retículo se denomina retículo endoplásmico rugoso, y su función consiste en sintetizar nuevas proteínas. Parte del retículo no cuenta con ribosomas, a este se le llama retículo endoplásmico liso y se encarga de la síntesis de lípidos.

• El aparato de Golgi.

Este organelo está íntimamente relacionado con el retículo endoplásmico, su estructura es similar, y se encuentra asociado al retículo endoplásmico. Cuenta con pequeñas vesículas que salen del RE y se fusionan al aparato de Golgi.

• Los lisosomas.

Son organelos formsdos cuando ocurre una rotura en el aparato de Golgi, para después disiparse por el citoplasma. Estas pequeñas vesículas son como el aparato digestivo de la célula , ya que digiere estructuras celulares dañadas, partículas y sustancias no deseadas. Gracias a sus distintos 40 tipos de hidrolasas pueden diferir cualquier cosa.

• Los peroxisomas.

Estos son similares físicamente a los lisosomas, pero en vez de contener hidrolasas, contienen oxidasas. Este compuesto, al juntarse con el oxígeno forma peróxido de hidrógeno. Esta sustancia altamente oxidante es capaz de oxidar muchas sustancias que serían nocivas para la célula si se encuentran merodeando en ella.

• Las vesículas secretoras.

Su función es la de secretar sustancias químicas especiales, casi todas se forman en el sistema retículo endoplásmico-aparato de Golgi, estas almacenan proenzimas protéicas, enzimas que aún no están activadas.

• Mitocondrias.

Son como el centro neurálgico de la célula, se encuentran por todo el citoplasma. Cuentan con una membrana interna y una externa. Dentro de ella se forman compartimentos en los que se unen enzimas oxidativas. Al oxidarse los nutrientes, forman CO2 y agua y al mismo tiempo, liberan energía. Esta energía se sintetiza en forma de ATP, la que después se lleva fuera de la mitocondria y se difunde por la celula para realizar las funciones celulares.

• El citoesqueleto.

Estas actúan como la estructura de distintas partes de la célula, podemos hallarlos en distintas partes como en los músculos, en los esqueletos de los cilios y en el huso mitótico de la célula.

• El núcleo.

Es el centro de comando de la célula. Él contiene los genes, que son los que van a determinar las características de las proteínas y también de las enzimas intracelulares. Estos controlan y promueven la reproducción celular mediante un proceso especial conocido como mitosis para formar así, dos células hijas. Este se encuentra recubierto por una membrana nuclear que es atravesada por miles de poros nucleares.

Ahora que ya hemos visto de manera muy resumida la accion de cada pequeña parte de la celula, sabemos que está a veces requiere que ciertas sustancias o moléculas entren o salgan de ella, por eso existen ciertos mecanismos como la difusión y el transporte activo, la endocitosis, pinocitosis y la fagocitosis. A grandes rasgos, cada uno de ellos permite la entrada o salida al igual que el desecho de elementos ya sea dentro o fuera de la célula y conllevan una serie de pasos con distintas proteínas y receptores que facilitan estas acciones.

Pudimos comprender a más profundidad cómo es que que funciona la célula y como es que a pesar de su diminuto tamaño, cumple un sin fin de tareas y que tiene un mundo dentro de ella, que se encarga de que nuestro cuerpo funcione de manera correcta en conjunto de otras llevando un trabajo armonioso y en total sincronía.

La fisiología es una materia que nos permite comprender las características que conllevan las funciones que realiza el cuerpo humano, que hace que sea un ser vivo como tal. La fisiología humana explica cómo desde una cosa tan diminuta como puede ser una molécula de cierto tipo, influye de distintas maneras en nuestro organismo. Es una de las materias básicas en la formación médica, ya que si se tiene una buena compresión de ella, podemos conocer el porqué de las enfermedades y en dónde es que radica el fallo de estas. Es uno de los cimientos de la medicina y es importante aprender y comprenderla de manera correcta.

Sabemos que el cuerpo humano está compuesto por células. Contamos con distintos tipos de células especializadas que cumplen una función en especial, pero a pesar de contar con distintas funciones, entre ellas tienen características básicas que las hace similares. Se suelen agrupar en tejidos, lo cual después nos dará origen a un órgano. Las células cuentan con cierto tipo de «comodidades», debido a que el cuerpo humano se encuentra constituido 60% de agua, las células cuentan con líquido dentro de ellas, el líquido intracelular, el líquido en que se encuentran sumergidas es el líquido extracelular. La diferencia entre ambos, es que, en el líquido extracelular encontramos grandes cantidades de iones como el sodio, nutrientes como el oxígeno y algunas moléculas de dióxido de carbono; en cambio, en el líquido intracelular, podemos hallar iones potasio, magnesio y fosfato.

Algunas de estas moléculas deben ingresar y/o salir de las células ya sea parta su utilización o su desecho. El líquido extracelular se puede mover a través de distintas maneras, ya sea por la sangre, por medio de vasos sanguíneos, o entre capilares sanguíneos y los espacios intercelulares. Estos procesos deben ser rigurosos y cuidados, por ello existen mecanismo de regulación parta poder mantenerlos en un estado de equilibrio, o cómo dirigían los fisiólogos, en homeostasis.

Estos sistemas de control ayudan a mantener nuestro organismo funcionando de manera correcta, ya que si se detecta que algo no anda bien, de inmediato se origina una respuesta que devuelve, o trata de devolver, a la normalidad. Algunos ejemplos de estos mecanismos de control son, la regulación de oxígeno y CO2 en el líquido extracelular, la regulación de la presión arterial, algunos valores hormonales y características físicas de los componentes del líquido extracelular.

Como bien hemos podido ver, la fisiología abarca desde lo más diminuto, como el porqué una célula necesita cierto tipo de molécula dentro de ella pero debe de dejar salir otro tipo, hasta cómo responder de manera eficiente si hay una pérdida masiva de sangre. De la mano de la anatomía, la fisiología es de las bases fuertes de la práctica médica y debe ser comprendida para que en un futuro, los médicos en formación puedan ser investigadores excelentes y sepan saber en dónde es que se encuentra la falla para poder otorgar tratamientos efectivos a sus pacientes, y así devolverles su estado de salud optimo.