apuntes de fisiologia veterinaria, Apuntes de Fisiología. Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH)
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apuntes de fisiologia veterinaria, Apuntes de Fisiología. Universidad CEU Cardenal Herrera (CEU UCH)

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Presentación de PowerPoint

El músculo esquelético: fisiología

Neurotransmisión-Contracción

A 200-times magnified fluorescence image of a section of human skeletal

muscle. Image by Dr. Bo Zheng, University of Pittsburgh and Children’s

Hospital.

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

A section showing a magnified view of skeletal muscle from a dog.

The nucleus of each cell is in blue. Image by Laurence Dubreil, Ecole

Nationale Vétérinaire de Nantes.

¿ Cómo es el músculo estriado esquelético?

1. Paquetes de fibras musculares 2. 90% 3. Unidos a huesos. Función 4. Voluntarios*

¿ Cómo funciona la miofibrilla?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

UNIDAD DE CONTRACCIÓN

A gastrocnemius muscle (calf) with striped pattern of sarcomeres. The view of a mouse gastrocnemius (calf) muscle under a microscope. The sarcomeres are artificially colored green, and appear as stacked horizontal stripes of similar lengths. (White scale bar = 25 microns.)

En la miofibrilla, se contrae el sarcómero ¿ Qué es el sarcómero?

¿ Cómo se mueve el sarcómero?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

¿Cómo se inicia la contracción muscular en el músculo esquelético?

La UNIÓN FUNCIONAL entre el axón de una NEURONA motora y una FIBRA MUSCULAR

En la unión neuromuscular intervienen:

1. Neurona presináptica -(botón presináptico o botón terminal) 2. Espacio sináptico (la hendidura sináptica) 3. Células musculares (la célula diana)

Esta unión funcional es posible debido a que el músculo es un tejido eléctricamente excitable.

Músculo esquelético: Neurona motora. Unión neuromuscular. Fibra motora Músculo cardíaco: Células marcapasos. Miocardio Músculo liso: Sistema autónomo. Sinapsis fibra nerviosa-músculo liso

Botón presináptico de la NMI

Fibra muscular

Vesículas presinápticas

Hendidura sináptica

Unión neuromuscular:

Motoneurona

Vesículas

Placa motora

Hendidura sináptica

Fibra muscular

¿Como se regula la salida del neurotransmisor?

Hendidura sináptica

Receptor (Nicotínico); En la fibra muscular

Neurotransmisores (Ach)

SI N

A P

SI S

¿Cómo se inicia la contracción muscular en el músculo esquelético?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

1. El extremo de la fibra nerviosa se ramifica en finas ramas terminarles que se ensanchan en el extremo: placa motora

2. Las placa motora se introduce en los paquetes musculares y se extienden sobre la superficie de la membrana muscular. Cada botón hace sinapsis con una

célula (fibra) muscular. *La unión está protegida y aislada por

células de Schwann.

Unión neuromuscular: LA SINAPSIS NEUROMUSCULAR

La membrana de la fibra muscular forma numerosos pliegues mas pequeños que se denominan hendiduras subneurales, y que aumentan el área sobre la que puede actuar el neurotransmisor (ACh)

LA SINAPSIS

NEUROMUSCULAR

COMUNICA EN UN SOLO

SENTIDO

Lado PRESINÁPTICO (neurona motora inferior)

Hendidura SINÁPTICA (neurotransmisor: Acetilcolina)

Lado POSTSINÁPTICO (músculo esquelético)

NMI=Neurona Motora Inferior

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

¿Cómo se inicia la contracción muscular en el músculo esquelético?

Unión neuromuscular

NEURONA Ca +

Ach

p.aSNC ¿ Qué ocurre en la neurona?

p.a-Calcio-vesícula-salida de Ach

¿Como se regula la salida del neurotransmisor?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

LA SINAPSIS NEUROMUSCULAR

Lado PRESINÁPTICO (neurona motora inferior)

Mecanismo

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

¿ Qué es la ACETILCOLINESTERASA

Eliminación de ACh de hendidura sináptica:

Ca+

p.a

Acetilcolinesteresa

Ach

¿Por qué es importante la Acetilcolinesterasa? - Regular la neurotransmisión/Contracción

- Reciclaje de Ach

Unión neuromuscular

NEURONA

Ach

SNC Acetilcolina (Ach) REGULACIÓN

1

2

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

El PPM abre los canales de Na+ voltaje dependientes situados en región adyacente del sarcolema iniciando el Potencial de Acción en la fibra muscular

La apertura de los canales de Na+ voltaje

dependientes (adyacentes al nACh R)

Dispara el PA en ambas direcciones

a lo largo de la membrana de la fibra

muscular

Ca+

p.a

MÚSCULO

SA R

C Ó

M ER

O Actina Miosina

Ca+

ADP-Pi

Unión neuromuscular

NEURONA

Ach

SNC

Contracción

¿ Qué ocurre en el músculo?

Receptor

PPM

ADP

Activación de los receptores:

Pi

Los canales iónicos en los receptores nicotínicos de ACh se abren: simultáneamente entra Na+ y sale K+ creando el Potencial de Placa Motora (PPM)

N-ACh Receptores

P.A

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

El PPM es un potencial graduado: su magnitud depende de la cantidad de ACh liberada.

En la unión neuromuscular no se desencadena un p.a directamente sino que las corrientes locales despolarizan la membrana muscular a cada lado de la unión neuromuscular, y si llegan hasta el umbral abrirán canales de Na+ voltaje dependientes adyacentes (que originarán el p.a)

Las proteínas receptoras están muy concentradas en la membrana postsináptica

Músculo-Activación de los receptores nicotínicos:

Ca+

p.a

MÚSCULO

SARCÓMERO

Actina Miosina

Ca+

ADP-Pi

Unión neuromuscular

NEURONA

Ach

SNC

Contracción

Receptor

p.a

PPM

Canales de Na+ y K+ voltaje dependientes

Na+ K+

Na+ K+

* Diferencias de los receptores PPM y P.A: 2. IONES/DEPENDENCIA

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Ca+

p.a

MÚSCULO

SARCÓMERO

Actina Miosina

Ca+

ADP-Pi

Unión neuromuscular

NEURONA

Ach

SNC

Contracción

p.a

PPM Receptor

¿Por donde viaja el potencial de acción?

¿De que lugar proviene el Calcio?

TRIADA

 Fuente de calcio:

El potencial de acción desencadenará la salidad de calcio al sarcoplasma:

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Los túbulos T, el potencial de acción y el Calcio en el músculo esquelético

¿Pero como se libera el Calcio? Al activarse unos receptores operados por voltaje (DHP)en los túbulos T (TT) y acoplarse a canales de Ca+2 (Rianodina) en el retículo sarcoplásmico (RS)

Pregunta: ¿ La liberación de calcio del RS requiere energía?

Figura: Relación entre los túbulos T (TT) y el retículo sarcoplásmico (RS) durante el acoplamiento excitación-contracción.

1. La propagación del potencial de acción causa la despolarización de la membrana de los TT.

2. La despolarización provoca la apertura de los agregados del canal de Ca+2

dependiente de voltaje en la membrana de los TT (DHP).

3. La apertura de los canales de liberación de ca en la membrana del RS es consecuencia del acoplamiento mecánico con apertura de los canales de Ca+2

dependientes de voltaje en los TT

4. Se libra Ca+2 del RS al interior del sarcoplasma, donde puede bañar los sarcómeros para inducir la contracción. (Fuente: Fisiología Veterinaria. Cunningham. 5ª Ed)

tú b

u lo

s T

(T T)

re tí

cu lo

s ar

co p

lá sm

ic o

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Bombas de Ca

1

2

3

4

5 6

7

8

9

¿ Que necesitamos para relajar el músculo?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

TRABAJO

RESUMEN

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

RELLENE LOS HUECOS

En la contracción, movimiento de actina y miosina:

¿ Qué son los anclajes de los puentes cruzados?

¿ Qué es el golpe de potencia?

¿Qué es necesario para que la cabeza de miosina vuelva

a la posición de inicio?

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

1 TRIADA=

1 TÚBULO T + 2 cisternas terminales

¿ Qué es un túbulo T o túbulo transversal?

¿ Que hacen?

¿Cómo se libera el Calcio?

¿Donde están las cisternas terminales?.

¿Pero como se libera el Calcio?

¿Quién activa estos receptores? T

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Los potenciales de acción se originan en el sistema nervioso central y viaja hasta llegar a la membrana de la motoneurona

El potencial de acción activa los canales de calcio dependientes de voltaje en el axón haciendo que el calcio fluya dentro de la neurona.

El calcio hace que las vesículas con acetilcolina, se unan a la membrana celular de la neurona, liberando la acetilcolina al espacio sináptico

La acetilcolina activa receptores nicotínicos de la acetilcolina en la fibra muscular abriendo los canales para sodio y potasio haciendo que ambos se muevan hacia donde sus concentraciones sean menores: sodio hacia dentro de la célula y potasio hacia fuera (PPM).

La nueva diferencia de cargas causada por la migración de sodio y potasio produce la apertura de los canales dependientes de voltaje. (PA)

El P.A terminan activando de manera mecánica a los receptores ubicados en el retículo endoplásmico de la fibra muscular, llamado retículo sarcoplasmático (RS). Y sale Ca

y se une a la proteína troponina C, presente como parte del filamento de actina, haciendo que module con la tropomiosina, y libera la actina. Mucho Ca

La miosina, lista con anticipación por la compañía energética de ATP se une a la actina de manera fuerte, produciendo contracción de la fibra muscular.

RELLENE LOS HUECOS

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

¿ Cual es el neurotransmisor que utiliza la neurona para comunicarse con el músculo

esquelético?

La contracción muscular se puede explicar como un desplazamiento de los miofilamentos.

En reposo, las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina están inhibidas.

La contracción muscular esta regulada por calcio, el ATP y el Magnesio.

En el músculo el potencial de la placa motora tiene que abrir los receptores: de Na+ y K+ dependiente de voltaje

Puntos a destacar: El papel del Calcio, en la comunicación sináptica, contracción y relajación Comprender los potenciales de acción, la contracción y relajación muscular.

Para el PA en la fibra muscular es necesaria sinergia de Canales ligando-dependiente de ACh y Canales voltaje- dependientes

Tanto la microglía como los astrocitos están implicados en el desarrollo de la neuroinflamación

El potencial de membrana se mantiene gracias al aislamiento electro-químico que ofrece la membrana plasmática

Puntos a destacar: La función de la unión neuromuscular La función de los componentes

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Fisiología del sistema nervioso: Caso clínico (Fisiología Veterinaria. Cunningham. 5ª Ed.)

Historia: una vaca jersey de 4 años ha parido esta mañana; es su segundo ternero. Le han llamado porque aunque la vaca se quedo de pie después del parto, parece descoordinada. Ahora, unas horas después, la vaca esta tumbada y parece torpe. Le han ofrecido agua pero la ha rechazado. No hay otras vacas afectadas. No tenía, la vaca, antecedentes de problemas médicos.

Exploración: La vaca parece torpe y no le presta demasiada atención a usted ni lo que hay en el establo. Su temperatura es ligeramente baja, su frecuencia cardíaca un poco alta. La respiración normal. Esta algo deshidratada. Tienen las orejas frías al tacto, los pulsos periféricos son débiles las contracciones del rumen han disminuido. No se aprecian lesiones que le impiden ponerse de pie. La exploración neurológica es normal, se aprecia una curva en forma de S en la columna vertebral.

LEA Y COMENTE EL CASO

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Comentario: Lo más probable es que sea una hipocalcemia, debido a la alta demanda de calcio, durante la gestación, el desarrollo del carnero y la producción de leche. Como hemos visto, el calcio es imprescindible para las contracciones musculares, además colabora en la estabilización de los nervios periféricos. Esta afección puede provocar tetania leve. Además, el calcio interviene en la liberación de acetilcolina (Ach) en las uniones neuromusculares. La disminución de Ach por la hipocalcemia produce parálisis. Todos los signos clínicos (hipotermia, taquicardia, pulsos débiles, paresia, extremidades frías, curva con forma de S en la espina y disminución de las contracciones del rumen) pueden explicarse por hipocalcemia. El diagnóstico definitivo puede realizarse midiendo el calcio ionizado. Sin embargo, la mayoría de los veterinarios y los ganaderos tratan este trastorno basándose en los signos clínicos, y la respuesta al tratamiento confirma el diagnóstico.

Fisiología del sistema nervioso: Caso clínico (Fisiología Veterinaria. Cunningham. 5ª Ed.)

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Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Tratamiento: Las vacas se tratan con gluconato cálcico administrado por vía intravenosa lenta. En la mayoría los tratamientos clínicos mejoran durante el tratamiento. Recuperan el animo, la contractilidad del rumen la circulación periférica mejoran, y la temperatura corporal interna se normaliza. La mayoría de las vacas intentan ponerse de pie después del tratamiento, que generalmente es de 2 g/ 100 kg, aproximadamente. Algunas vacas pueden tener recaídas, y deberá repetirse el tratamiento.

Fisiología del sistema nervioso: Caso clínico (Fisiología Veterinaria. Cunningham. 5ª Ed.)

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Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

Patologías asociadas: Libros: Fisiología Veterinaria. Cunningham. 5ª Ed.

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Pinterest (Imágenes): Usuario: Vicente Hernandez. https://www.pinterest.es/vhrabaza/ Tableros: fisiología, Veterinary

Twitter: Usuario: Vicente Hernández R. (@vhrabaza) https://twitter.com/vhrabaza?lang=es Hashtag: #fisioløgia #estructurayfunciøn

Vicente Hernández Rabaza, Ph.D

La ausencia o alteración de la ACh en la placa

neuromuscular produce una enfermedad grave, con

flacidez muscular generalizada hasta la impotencia

respiratoria, llamada Miastenia Gravis.

Dennis Breitsprecher, de Hannover, Alemania. La actina del músculo de pollo.

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