bioelectr y tej excitables - 2015

UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA RIOJA2015

Tejidos Excitables

Prof. Dra.Cátedra de

Laura M. VincentiFisiología Humana

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Características generales de

tejidos excitables

•

los

Poseen una MEMBRANA que tiene un papelionespreponderante al separar físicamente

positivos yde voltaje oRespondenACCIÓN.

negativos, determinando diferenciasPOTENCIALES de REPOSO.a un estímulo con un POTENCIAL DE•

• Son el fundamento de procesos tales comoTRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN NERVIOSA,MOVIMIENTO y SECRECIÓN GLANDULAR.

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reposo y generar un potencial de acción cuando se

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Primera propiedad

EXCITABILIDAD: Capacidad de modificar el potencial de

aplica un estímulo adecuado.

MÚSCULONERVIO

SÓLO las células de los tejidos excitables

POTENCIAL DE ACCIÓN

TODAS las células delorganismo

POTENCIAL DE REPOSO O DE MEMBRANA

Membrana plasmática

glicoproteína

proteínas periféricas

fibras delcitoesqueleto

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Funciones de la proteínas

de lamembrana

Estructurales

celular

Enzimas

Transportadores

Receptores para hormonas y neurotransmisores

Canales iónicos Químicamente operados

Operados por voltaje

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Potencial de membrana o de reposo• Diferencia del potencial eléctrico entre los

compartimentos intra y extracelular, con ubicación delas cargas

negativas en el interior y positivas

en elexteriorde la membrana.

Equilibrio de Gibbs-DonnanLiquido extracelular

CI"

CI" CI ...

+ + + + + +membranalllÍllllll(l(ílillllllll

IVVJIVVIJIVllJVllVl111VI

...

CI"

..

.Cito sol

≈ -90 mV en células musculares

≈ -70 mV en neuronas fppt.com

ELECTRONEUTRALIDAD

Potencial de membrana o de

reposo•Generado por:

Difusión pasiva de• K

+•Equilibrio Gibbs-Donnan

•Mantenido por:

•Bomba de Na+-OUTSIOE OF CELL

K+ATPasa

000

Plasma membrane

K+

~~= K+ 8•• I ·A~

>:

04· 0-00 ~· .·

INSIOE OF CELL

--WtH; i.onw-, re

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Movimiento de iones a través de

la membranaLeyes de difusión: según gradiente de concentración y gradiente eléctrico

Cl-A-

K+

Na+ Na+

Na+

+NaK+

Cl-

A-

K+

K+

Cl-

A-+Na

A-

Na+

+K -CO3HCl-

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PERMEABILIDAD SELECTIVA PARACIERTOS IONES

K+ Cl- Na+> >

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Equilibrio Gibbs-Donnan

••

Resulta de la presencia de aniones nodifusibles, de un lado de la membrana .

Causa un desbalance en la distribución de losiones móviles.

Equilibrio de Gibbs-DonnanLiquido exlracelular

cr +

cr cr;+

+

+ + + + +membranallllllllllll(lllll(lílll

IVVllYVlllVllVVllVllllVIc

r

+Cito sol

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Equilibrio

de Gibbs-Donnan

Primer momento: NO haygradiente de concentración.

gradiente eléctrico pero SI hay

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A- 50Cl- 100

Cl- 50

K+ 100 K+ 100

IE

Equilibrio

de Gibbs-Donnan

Segundo momento: ya no hay tanto gradiente deconcentración para Cl-, pero se rompió la electroneutralidad a

fppt.comambos lados de la membrana.

A- 50Cl- 84

Cl- 66

K+ 100 K+ 100

IE

Equilibrio

de Gibbs-Donnan

Tercer momento: SI hay electroneutralidad a amboscelular

ladosestá

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de la membrana, pero ahora el interiorhipertónico.

A- 50Cl- 84

Cl- 66

K+ 84 K+ 114

IE

Consecuencias del equilibrio de Gibbs-Donnan:

A ambos de lados de la membrana hayelectroneutralidad.

INTRACELULARMENTE hay un ligeroexceso de cationes difusibles (K+).

EXTRACELULARMENTE hay un ligeroexceso de aniones difusibles (Cl-).

INTRACELULARMENTE hay un excesode partículas osmóticamente activas.Bomba Na+-K+ evita que la célula explote.

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Na+- K+Bomba deO Binding of cytoplasmic Na+to the protein stimulatu

ATPasaf) Phosphorylation causes the proteln to change its confonn11tion.phosphorytallon by ATP.

EXTRACELLULAR FLUID

(+)0 K• Is releas&d and Na• sites are

CYTOPLASM

(-)

receptiva agaln;cycte repeats.

the

0 8 K•blnding triggere release ot a phosphate group.

Lo,resto.ecnterm;

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Distribución de iones y potencialesequilibrio:

de

Potencial de equilibrio: potencial de membrana en el cual laentrada y salida de un ión es igual (equilibración entre las

fuerzas de los gradientes químicos y eléctricos)fppt.com

TABLE 8-2 Ion Concentrations and Equilibrium Potentials

ION EXTRACELLULAR FLUID (mM) INTRACELLULAR FLUID (mM) Eion AT 37º C

K+ 5 mM (normal range: 3.5-5) 150 mM -90 mV

Na+ 145 mM (normal range: 135-145) 15 mM +60 mV

c1- 108 mM (normal range: 100-108) 10 mM (range: 5-15) -63 mV

Ca2+ 1 mM 0.0001 mM see Concept Check question 6

Copyright© 2007 Pearson Education, lnc., publishing as Benjamin Cummings.

La permeabilidad de la membrana de los TEJIDOSEXCITABLES es modificable mediante estimulaciónquímica y eléctrica.

Los estímulos (E) pueden llevar el potencial demembrana al potencial umbral y provocar la aparicionde un POTENCIAL DE ACCIÓN

-D; iizt¡

~

~

=o -1111

E

----·--·

11

~~-------

-)---.jiltiiiií

11 1lllrt11111I.D

. .

/'~··• . Lr-T--.-""""IF'-r.,-"F"'..--r-r-r=!f-

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Figure 8-9 - Overview

Bases

iónicas del potencial de acción

e Resting membrane potential

Depolarizing stimulus

Membrane depolarizes to threshold. Voltage-gated Na+ channels open and Na+ enters cell. Voltage-gated K+ channels begin to open slowly.

Rapid Na+ entry depolarizes cell.

Na+ channels close and slowerK+ channels open.K+ moves from cell to extracellular fluid.K+ channels remaln open and additlonal K+ leaves cell, hyperpotarizing it.Voltage-gated K+ channels close, less K+ leaks out of the cell.

Cell returns to resting ion permeability and resting membrane potential.

T+30

>.§.+10

~

e:

o~o -10a.QI

..

..-30

.oE~ -50 Threshold

-70

o•o-90

o

Resting

1 2Time (msec) ---

3 4

Rislng Falllng,-,

After-hyperpolarization Resting

: '.-- Voltage~

11e:o

....

.._

o 41 2Time (msec) ---

3

Bases

iónicas del potencial de acción

Both ehan neis

closed

Both channels closed

Na+ channels reset to original positionwhile K+ channels remain open

Na+and K+

+30

L---~ Action potential

>~E

o.~:C«IG)

EG)Q.e:.Q

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Períodos refractarios....

A

E

_!\~-

--- R

lt>)

E

PerÍodo refractario RELATIVOR

-~- Rd)

_/\, PerÍodo refractario ABSOLUTOR

•)E

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2 m•

1 m•

1 ...

Períodos refractarios

Relative refoctory period

Absolute

refoctory

period--

-,-..-------+50 -

.....

_... -

o -

-------~1

)--- ·~ --------70

1

o131 2 4 5

msec

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Propagación del PA:

- - - - - -+ + + + + + + + + + + + + +

<:»~

- - - - ---++++ + + l~

'--1/~

Depolarized section of axon

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Local current flow

~ «>.- - - - - --++ + + + + - - - - - - ri

«>. ~

+ + + + + + + - - - - - -1+ + + + + + +

1

1

1


Características del potencial de acción•Rápido, breve, transitorio (2-200 mseg).

Se mide en mV.Obedece a la “ley del todo o nada”.Se propaga.

••••Tiene período refractario absoluto y relativo.

físico de conducir la electricidad.

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Segunda propiedad

CONDUCTIBILIDAD: capacidad de un medio o espacio

Tejidos exci•

tables:NERVIO

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La neurona: transductor de

energíaDendritas Node of

Ranvier

Layers of myelin

AxonCuerpo celular

Cono axónico

Schwanncell Schwann

-cell

\i/~

~ --

NodesofRanvier

~

Botón terminalNucleus ofSchwann cell

Axon

Myelin sheath

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NEURONA4 zonas funcionalmente• Input

signal

importantes

• Receptora:

de génesis

dendritas

deCell

body•potenciales de acciónpropagados : cono axonal

Axon (initial segment)

---~Myelin sheath•de conducción: axón

•de transmisión: botonesOutput signalterminales

Synapse

Postsynaptic neuron

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Vaina de mielinaSNP: Células de Schwan cubrenneurona

de mielina en una sola

Nod/of Re•:::rs of

myelln

AxonSchwanncellr-A--.

:lc::)r-v

"1Nodes ofRanvierAxon/ Myelin sheath

SNC:Oligodendrocitoscubren de mielinamuchas neuronas

~~...,,i!!!llJt.1O-

ligodendrocyte"--"~

Axon

White matterAstrocyte1p¡.n.~u1n

ure 8-15 - Overview

Propagacióndel PA= Conducciónaxonal

Triggerzone

~ ;=;~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~J)

.; ::!/+++ +++++++++++ +++++++++++

+. ! +++++++++++++++++++++++~

9--....---"+-+-+--" + +--.:.._;,- - - - - - - - - - - -

- - - - - - - -osltlve charge flows lnto

xon by local currentflow.

djacentsections of the

- 0+ + + +0- - - - - - - - - - - - - - - - -- - -++ +-- - - ---= +_,++++++++++++++++++++

~ ... ...

c:---7"--r----------;n Local currentflow from theactive reglon causes new sectlons of the membraneto depolarize.

~ 9 ,,--:--¡~~~=~==~-+- +-~+:++:--~-~1-~--

~~~++:+: +: +: +: +:+: +: +:+:+:++:()

++++

+++:+++++y- - - -~+++++++++++++Refractory ; Active region

lnactiveregionregion

ORTODRÓMICO : ANTIDRÓMICFig

O :fppt.com

Conducción axonal

•A

Según el diámetro del axón:

mayormayor

diámetro de la fibra nerviosa,es la velocidad de conducción

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Conducción axonal

•Según el tipo de fibra

a) Amielínica

. }. + + + +

N~ ++++++++++++++++++++++++++N~

• •+ +K+K+ K+K+

N~ ++++++++++++++++++++++++++~·

Conducción continua: 1m/seg++

Third

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Firstaetion potential

jJj;•Xfh··-·.·-------- ~::..,n

i

+ +

+

+

*.

+fe

uctlo

n

potenti

el

+ +

e

Conducción axonalSegún el tipo de fibra1

1 b) MielínicaAction potential now here

Na+Myelin ,,------

+,/

_'"' ~Y' ----....

-----

'~---'

AxonNa+

c:::::::J =- =- =

resting potentialdepolarization repolarization Conducción saltatoria:

100m/seg

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Relación entre diámetro del axón y

velocidad demielínicasconducción en fibras amielínicas y

mis

120

10080

6040

20

~

amielfnica

4 8 ' 12

14 1 & 18

20 )lm

diámetro

Vel

ocid

ad d

e co

nduc

ción

Tipos de fibras nerviosas

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Tipo de fibra Función Diámetro(μm)

Velocidad de conducción (m/s)

A

Propiocepción, motoras somáticas

12 - 20 70 – 120

Tacto, presión 5 – 12 30 – 70

Fibras motoras al huso muscular

3 – 6 15 – 30

Dolor, temperatura, tacto

2 – 5 12 – 30

B Autónomas preganglionares

< 3 3 – 15

C

Dolor, temperatura, respuestas reflejas

0.4 – 1.2 0.5 – 2

Post-ganglionares simpáticas

0.3 – 1.3 0.7 – 2.3

Las Fibras A y B son mielínicas; las C amielínicas

Figure 8-6a

Célulasde la glíaEpendymal

cell

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Figure 8-5 – Overview (1 of 3)

Célulasde la glíaCentral nervous system

1contains

1

Peripheral nervous system1

contains1

@f-Ependymal

cells

~Satellite

cells Schwann cells Microglia (modified immune cells)

Oligodendrocytes Astrocytestorm

~form/ actas

\j Scavengers 1

create

LBa rriers

j Myelin sheaths 1

form

+Support for

central nervous system

help form

+ Blood- brain barrier

secrete secrete

1Neurotrophic

factors

take up

1..Support cell bodies

'

Neurotrophic factors

Source of neural

stem cellsK+

' between compartmentsneurotransmitters

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mailto:@f-

NeurotrofinasProteínas necesarias para el crecimiento y la supervivencia neuronal.Producidas por células musculares u otras células inervadaspor las neuronas y por los astrocitos.

Se unen a receptores en las membranas de las terminaciones nerviosas, luego se internalizan y viajan por tranporte axonal

•••

retrógrado en donde inducen la síntesis de proteínasal desarrollo, crecimiento y sobrevida neuronal.

Otras neurotrofinas van desde el soma neuronal terminal y a la célula post-sináptica.Ejemplos:

asociadas

••

al botón

•••

Factor de crecimiento nervioso (NGF).

Factor neurotrófico ciliar (CNTF), producido por lasSchwan y astrocitos.

células de

Factor derivado de la línea de células de la glía (GDNF): conservaneuronas dopaminérgicas del mesencéfalo.

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Transporte axoplásmico:

éRetrograde fast vesicle

jL¡"Synaptic vesicle

• Anterógrado: (CINESINAS)

Rápido (400 mm/día ) Lento (0.5-10 mm/día)

Retrógrado (DINEÍNAS)Ej: factor de crecimiento nervioso

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Peptides synthesized and packaged

Roughendoplasmic Fast axonal transport

reticulum along microtubule network

Soma---,!'~- Vesicle

contents released by exocytosis

SynapticLysosome---4---------1~ ~xonal transport

recycling

Old membranecomponents dlgested in lysosomes

Copyright@ 2007 Pearson Education, lnc., publishing as Benjamin Cummings .

SINAPSIS

Figure 8-20

Estructura sinápticaPermite la conexión entre dos células nerviosas o una célula nerviosa y una muscular o glandular.

Presynapticaxon

Neurona presinápticaHendidura sináptica (20-40nm)Neurona postsinápticaVesículas sinápticas:o pequeñas con centro

denso (A y NA)o pequeñas claras (Ach,

glicina, GABA o glutamato)ograndes con centro denso(neuropéptidos)

..S.entid.o..del .im..pulso...nerv.io.s.o

Hendidura slniptlca

Synapticvesicle j /

Synaptic cleft

Postsynapticmembrane

Receptorprotein

+ +Neurona pHtll

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Clasificación(;

Soma

de sinapsis

Dendrite

Axon

a) Sinapsisaxodendrítica

b) Sinapsisaxosomática

c) Sinapsisaxoaxónica

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Clasificación de las sinapsis

SinapsisSinapsisSinapsis

eléctricaquímicamixta

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Sinapsiseléctrica

Se produce por el@C

D

®

paso de iones deuna célula a otra atravésgap

de uniones

1.2.3.

MitocondriaUnión gap (conexinas)Señal eléctrica

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http://es.wikipedia.org/wiki/Ion



http://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_gap







SinapsisAction ---- potential

químicaAn action potential depolarizes the axon terminal.----

The depolarization opens voltage-gated Ca2+ channels and Ca2+enters the cell.

Axonterminal

Calcium entry triggers exocytosis of synaptic vesicle contents.

Synapticvesicle ~

'W· Neurotransmitter diffuses across the

synaptic cleft and binds with receptors on the postsynaptic cell.

Neurotransmitter binding initiates a response in the postsynaptic cell.

Voltage-gated _Ca2+ channel

, Ca2+~

VDocking protein

Postsynaptic cell

Cell response ,\.

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Regulación de la actividadneurotransmisores:

de

® Enzymes inactivate~

Glial

• •

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Presynaptic Neurotransmitters cell

can be returned to axon terminals forreuse or transported

Synaptic into glial cells. vesicle

neurotransmitters.

cell ~

• • • • • • • • ••

• •

•

Neurotransmitters can diffuse out of

Postsynaptic the synaptic cleft.

cell

Copyright© 2007 Pearson Education, lnc., publishing as Benjamín Cummings.


Divergenciay convergencia(b) In a convergent pathway, many(a) In a divergent pathway, one

presynaptic neurons converge topresynaptic neuron branchesinfluence a smaller number ofto affect a larger number ofpostsynaptic neurons.postsynaptic neurons.

1ppl.cum

Potenciales locales vspotenciales de acción

• El potencial de acción en una neuronapresináptica no siempre desencadena unpotencial de acción en la neuronapostsináptica.

Existen dos tipos• de respuestas:

ACCIÓNPOTENCIALES DE

POTENCIALES LOCALES (sinápticos,generadores o electrotónicos)

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Potenciales locales o electrotónicos•

•Son consecuencia de estímulos SUBUMBRALESNo cumplen con la LEY DEL TODO O NADA; larespuesta es proporcional al estímulo

No se AUTOPROPAGAN a lo largo de la membranaNo poseen PERÍODO REFRACTARIO

•

•

• Pueden SUMARSE ALGEBRAICAMENTEESPACIAL o TEMPORAL

en forma

• Modifican la excitabilidad de la membrana

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Fig. 153.

Potenciales locales o electrotónicos

Potencialesexcitatorios

postsinápticos(PPSE)

Potencialesinhibitorios

postsinápticos(PPSI)

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Acontecimientos eléctricos en

lamembrana postsináptica

Impulse.A_

AxonGeneraciónde PPSE Axon

terminal(a)

Postaynaptic dendnte

Neurotransmittermolecules

~Aeco<dVm

Na+ •

Na+

"~"SynapliC •cleft EPSP

f

Cytosol-65mV

o 2 4 6 8Transmrtter.gatedton channels

(b) (e) Time 11'0m presynapliC acoon potennat (msec)

a- el impulso que llega a la terminal presinptica origina la liberación del nt. b-las moléculas se unen a unreceptor activado por el nt de un canal iónico. Si entra Na+ la membrana se despolariza. c- el cambio resultanteen el potencial de membrana (mV) recogido por un microelectrodo en la célula es un PPSE.

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PEPS:

transmisión rápida

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Na+ Ca2+

Na+

Ca2+

PEPS:

transmisión rápida

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Na+ Ca2+

Na+

-70mV

Na+

Na+

Potencial Postsináptico Excitatorio

Ca2+

PEPS:

transmisión lenta

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Na+ Ca2+

K+

Na+

K+

Ca2+

PEPS:

transmisión lenta

K+PPE pequeño

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Na+ Ca2+

x K+

-70mV

Na+

x

Ca2+

Acontecimientos eléctricos en

lamembrana postsináptica

¡;

lmpulse]l_/Alcon

Generaciónde PPSI/ Axon

terminal(a)

Postsynapticdendrita

Neurotransmirtermolecules

s~{

ooc1- c1- c1- ooº

o

o

o0o 0oo °

"o ocleft o 1

1

Cytosol

- 65 mV .••••••.•..•...••..•••.••••.....•....•••••.••.••.•..•.••.••.•.

o 2 4Transmítter-gatediOn channels

6 8(b) (e) Time lrom presynaptic action potential

(msee]a- el impulso que llega a la terminal presináptica origina la liberación del nt. b-las moléculas se unen a unreceptor activado por el nt de un canal iónico. Si entra Cl- o sale K+ la membrana se hiperpolariza. c- el cambioresultante en el potencial de membrana (mV) recogido por un microelectrodo en la célula es un PPSI.

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PIPS:transmisión rápida

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Na+ Ca2+

Na+

Ca2+

PIPS:transmisión rápida

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Na+ Ca2+

Cl-

-70mV

Na+

Cl-

PotencialPostsináptico

Ca2+

Inhibitorio

PIPS:transmisión lenta

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Na+ Ca2+

Na+

Ca2+

PIPS:transmisión lenta

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Na+ Ca2+

K+

Na+

K+

Ca2+

Sumación espacial

Action potential

_J..Presynaptic axon

y temporal-..L

..L

Record Vm

J.Vm

Record Vm

/EPSP

-65mV -65mV

Time Time(a) (b)Un potencial de acción presinápticoproduce un pequeño PPSE

-.

A_

Sumación espacial: cuando dos omás impulsos presinápticos actúanal mismo tiempo, sus PEPS sesuman.JL .A

_

Reccrd Vm

Sumación temporal: cuando la/EPSP

misma fibra presináptica dispara PAVm en sucesión rápida, los PEPS

individuales se suman.(e) Time

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Figure 8-27a - Overview

Sumación algebraica

de PPSThree excitatory neurons fire. Their graded potentials separately are al 1 below threshold.

Presynaptic(a)axon terminal

Graded potentialsarrive at trigger zone together and sum to create asuprathreshold signal.

An action potentialis generated.

}Trigger zone

eAction potential


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Figure 8-27b - Overview

Sumación(b)

algebraica

de PPS

One inhibitoryand two excitatory neuronsfire.

The summedpotentials are below threshold, so no action potentialis generated.

neuron

-+---+-} Triggerzone

actionpotential

Education. lnc., publishing as Benjamin Cummings.

Copyright © 2007 Pearson

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Stimuli +30(X1

& X2)

os-E

a;;

-G)

eoc.G)ec..a

.

Threshold Threshold~ -55G);:¡¡:~-70~--

f!.e E G):¡:

X2 Time (msec) X1 X2 Time (msec)

(a) No summation. Two graded potentials willnot cause an action potential if they are far apart in time.

(b) Summation causing action potentia.l lftwo subthreshold potentials arrive at the trigger zone within a short period of time, they may sum and create an action potential.

Copyright© 2007 Pearson Education. lnc., publishing as Benjamín Cummings.

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Inhibición presinápticainhibition, a modulatory neuron synapses on one collateral of the(a) In presynaptic

presynaptic neuron and selectively inhibits one target.

rel¡eas

e

No neurotransmitterlnhibitory neuron ,

Target cell

ºNo response

Action potential

An excitatoryneuron fires.

An action potentialis generated.

An inhibitory neuron fires, blockingneurotransmitter release at one synapse.

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Inhibición postsináptica(b) In postsynaptic inhibition, all targets will be inhibited equally.

oNo response

ºONo response

oe

No response

One excitatoryand one inhibitory neuron tire.

Modulated signal is below threshold.

No response occurs in anytarget cell.

No action potentialis initiated at trigger zone.

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Inhibición indirecta

GABA·o.

-·

·..

'

···

-..

.-

.: - - . .

..

Célula de Renshaw

Por célula de Renshaw. Retroalimentación negativa.

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Neurotransmisores

Synaptic

Precursorpeptlde

Active peptídeneu rotransmittar

11esícles

•3-----

Nucletl8 •

4

•Secretorygranules

Aibosome Golgi

apparatusRoughER

Precursor

(D i Synthotic onzyma

molecule

(a)Nourotransmlnor

molecule

a) Péptidos: 1-un precursor peptídico es sintetizado en el RER. 2- el precursor®peptídico es activado en el aparato de Golgi. 3,4- las vesículas con el Transporter protem

neurotransmisor son transportadas al axón terminal donde son almacenadas.b) Aminas y aa: 1- enzimas convierten el precursor en neurotransmisor en el

••••citosol del botón terminal. 2- proteínas de transporte llevan el ••••••

•

Synaptlcvesicla

neurotransmisor a vesículas sinápticas del botónalmacenadas.

terminal, donde son(b)

Neurotransmisores

CHEMICAL

RECEPTOR

RECEPTOR LOCATION

KEY AGONISTS, ANTAGONISTS,POTENTIATORS*

ANO

Acetylcholine(A Ch)

Cholinergic

ProvocanPEPS

ProvocanPIPS

Nicotinic Skeletal muscles,autonomic neurons, CNS

Nicotine: agonist; curare,c.x-bungarotoxin:

antagonists

Muscarinic

Smooth and cardiacmuscle, endocrine and exocrine glands, CNS

Muscarine: agonist; atropine:antagonist

Amines

Norepinephrine(NE)

Adrenergic(a, 13)

Smooth and cardiacmuscle, endocrine and

ex: Prazosin (Minipress);¡3: propranololexocrine glands

,CNS

Dopamine (DA) Dopamine (O) CNS

Antipsychotic drugs: antagonists;bromocriptine: agonist

Serotonin (5- Serotonergic(5-HT)

CNS

Sumatriptan: agonistLSD: antagonisthydroxytryptamine,

5-HT)

Histamine Histamine (H) CNS

Ranitidine (Zantac®) andcimetidine (Tagamet®):antagonists

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Table 8-4 (2 of 2)

Neurotransmisores RECEPTO

RLOCATION KEY AGONISTS,

POTENTIATORS*

ANTAGONISTS, ANOCHEMICAL RECEPTOR

Amino acids

Glutamate Glutaminergicionotropic

AMPA CNSCNS

NMDA

Glutaminergicmetabotropic

CNS

Glycine: potentiator

GABA (-y-aminobutyric a cid)

GABA (GABAA,GABA8)

CNS

Picrotoxin: antagonist; alcohol,barbiturates: potentiators

Glycine Glycine

CNS

Strychnine: antagonist

Purines

Adenosine Purine (P) CNS

Gases

Nitric Oxide(NO)

None N/A

N/A: no aplicablefppt.com

Receptores:Para cada ligando existen muchos SUBTIPOS de receptores:•ésto multiplica los posibles efectos de un ligando enparticular.

Existen RECEPTORES PRESINÁPTICOS o AUTORREGULADORES:en general realizan retroalimentación negativa.

•

• A pesar de la gran cantidad de receptores existentes, SEAGRUPAN EN FAMILIAS con estructura y función similar:receptores en serpentina, acoplados a proteína G y proteinquinasas, otros actúan directamente como canales iónicos.

Se CONCENTRAN en estructuras postsinápticas cercanas a lasterminaciones nerviosas que liberan NTs específicos.

Cuando son expuestos de manera prolongada a un ligando, disminuyen su respuesta: DESENSIBILIZACIÓN DEL RECEPTOR (down regulation).

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•

•


Sinapsiscolinérgica

Acetylcholine (ACh) isMitochondrionmade from choline andacetyl CoA.

In the synaptic cleftACh is rapidly broken down by the enzyme acetylcholinesterase.

Acetylchollne

Synapticvesicle

Choline is transportedback into the axonterminal and is used to make more ACh.

Cholinergicreceptor

Deja pasar Na+, K+ o Ca++.Excluye Cl-

PostsynapticcellAcetylcholinesterase (AChE)

com

Sinapsis adrenérgicaPresynaptic neuron

p

Postsynaptic cell

......._

Tyrosine !==;~==:==;:~=::a:.....

t (+OH)DopaJ(-COOH) ,.tDopamine

Adrenergicreceptors[ (+OH)

JDopamine _ ..... ' E

Mitochondrion N~

~~NEMAO

Deactivation

1

J1

........,-~~: by~ethylation

Circu•lati

on

(b) fppt.com

Tejidos excitables:MÚSCULO

fppt.com

Tejido excitable =músculo

(a) Skeletalmuse le MÚSCULO

ESTRIADOMúsculo esquelético:-en musculaturasomática-control voluntario-fibras individualesMúsculo cardíaco:-en corazón-control involuntario(cél. marcapasos)-sincitio

[f~~~#::==~!!d-Nucleus

..._--Muscle fiber(cell)

Cardiacmuse le

(b)

Smoothmuse le

(e)

MÚSCULO LISOCopyright C2007 Pearson Education, lnc., publishing as Benjamín Cummings.

fppt.com

Unión neuromuscular=motora

placa

.~:;:•··~---

Synaptlcveslcles

~...._.e'...; ~.~'il-·~~'.~1~~~~nf~~ ( contalnlngACh)

Basement membrane (contafning AChE)

¡;..;::.----SynaptJccleft

;,i::.:~~~

Active zone

Sarcolemma.==.!;;.:i~Reglonof-~--~sarcotemrna wUhACh receptora

Nucleus-- of muscle flber

~-----Junctionalfolds

Músculo esquelético: transductor químico, eléctrico, mecánicofppt.com

Fibra muscular = 1 célulaNuclei

Myofibril

Terminalcisterna

Myofibrils

Proteínas contráctiles

Thln filament

Thick filament

Copyfl9ht C 2004 P.a'80!1 Educaticn,lnc publietwis¡aa BenjamonClan~

fppt.com

Miofibrilla = proteínascontráctiles

Muscles

Sarco mere

,..l.,Myofibril

"'-,Dark band

Light·~band

// Á bond I bond

/ 1

Relaxed

Contracted

Muscle

http://www.blobs.org/science/article.php?article=38#6fppt.com

http://www.blobs.org/science/article.php?article=38























r~'--------- Sarcomere ---------•¡(a).------Aband-----~

¡--lband Hzone-----,::::======--'-b_a,nd>--_L-~

>---- ~ Thinfilament

-- ~ Thick fllament

tM line

t

(b)

-·--

_, __ ¡

• t~/Zdisk/

• •--------r-,

Z disk~--•

•••••••

------. •• •

•• • ••••••••••

•••

t--11•

••• • •••••••

••

••••••

••••••

••••

• • •

•••••••••• •••

•••••••••

• • • •••• • •

• • •

1 bandthin filaments

only

• •Outer

edge of A band

thick and thinfilaments overlap

H zone thick filaments only

M linethick filaments linked

with accessory proteins


Filamentos(e)

gruesos: MiosinaM line

Thick filaments

/........

....

/.... ....

/....

....

....

/.... ....

//

/.... ....

/.... ....

ATP/

....

..../

.... ....................

Myosin

heads~-:-- /

..

...... .... .

... ....

/

Hingeregion

....

........ .... .... ....

Myosin tail.... .... ..

.. ........ ...

. ....

Myosin molecule

54% de las fibras muscularesfppt.com

/

ActividadATPasa

S...i. t..i..o.... d....e

uniónpara Actina

-Dos cabezas globulares y una cola larga.

-Cada cabeza tiene un sitio de unión con la actina y un sitio catalítico que hidroliza ATP.

-Varias moléculas de miosina se entrelazan formando los filamentos gruesos.

-Los filamentos cambian de polaridad en la línea M.

-Filamentos delgados compuestos poractinThaic,k tfilraomepnot

miosBianreazoynetropoTnhininfilaam. ent

-Actina: proteínas globulares que se enlazan en dos cadenas que forman una hélice doble.

-Tropomiosina: filamentos largos que se localizan en el surco entre las dos proteínas de actina. Tapan sitios de

-~(a) Myosin moleculeO BENJAMINICUMMINGS

(d) Longitudinal section of filaments within one sarcomere

uniónof aamcytofiibnrila-miosina.OBE"'-JAMIN/CUMMINGS

-Troponina: proteínas globulareslocalizadas a intervalos sobre latropomiosina con tres subunidades:

T: une troponina con tropomiosina;

I:' inhibe la interacción entre actina y

Myosin head --~(b) Portion of a thick filament

o Bl:NJAMIN/Cl)MM INGS

Troponin complex Tropomyosin G actin

FJgura 3-7. Inicio de la contracción muscular por el Ca". Cuando el Ca2+ se une con la troponina C, la tropomiosina se desplaza en sentido lateral,lo cual expone el sitio de unión en la actina para la miosina.(área oscura). Luego, ta cabeza de miosinase une, el ATP se hidroliza y cambia lamconfiiguoraciósn dienla reagión deyla cabeza y el cuello de la miosina. Para simplificarla figura se muestrasólo una de lasdos cabezas de la

molécula

de mlosina 11.

C: contiene sitios de unión para Ca++.

Otras proteínasDefectocongéni

to

ComplejoDistrofina-Glucoproteína

Distrofia muscular

Desmina(d) CAP Z Actina

Miosina

MyBPCTitina

Línea M Zona H Línea Z

ActininaBanda IBanda A

lill Oysb'Oglycan (DG) ~ex~l2J Sarcog}yéár'IJ (SG)

eompfe:t ~MyBPC: myosin binding protein C

fppt.com

Otras proteínasJettrey Ehmsen,

Ellen

Poon and Kay Davies

Sarcoglycans

Sarcospan

c\.

a-Dystrobrevi

n

:r;,

nNOS

Desmin

fppt.com

Unión neuromuscularo mioneural

Axonal terminalof a motor neuron

MitochondrionSynaptic vesiclescontaining acetycholineNT: acetilcolina

R: nicotínicos(curare)Placa motora oterminal: depresionesde membranaengrosada en dondeencaja el botónterminal

---

--- Synaptic cleftT tubule

.. "

~~e::;:::;,

• oo

o o•~

oºd>º

o

(b)C BENJAMl~UMMINGS

http://health.howstuffworks.com/human-body/systems/musculoskeletal/muscle2.htmfppt.com

http://health.howstuffworks.com/human-body/systems/musculoskeletal/muscle2.htm











































Acoplamiento excitatorio-contráctil

at motor ~-+--to its receptor

pi ate sodium

(e)

Potencial deacción en

célulamuscular

Apertura deAcetilcolina(Ach) Na++canales de

fppt.com

Axonal_,..- terminal

~==========1=1- Synaptic cleft

AChreceptor

Binding of

ACh

end opensthe

channel

O BENJAMJNA'.:UMMINGS

Contracción muscular

sarcolemma

=-;T-tUbule

Ca sarcoplasml

c reticulum

Acoplamiento excitatorio-contráctil


fppt.com












































Somatic motor neuronreleases ACh at neuro-

Net entry of Na+through AChreceptor-channel initiates a muscle action potential.muscular junction.

(a)Axon terminal ofsomatic motor neuron

n-----ACh~~

i'ºº potentialMuscle fiber

~<:> ~[IDJCIIIIIDI:~ 1111111111111

e¡ Action potential

+++

• •

•••••

• Sarcoplasmic reticulumT-tubule ••••• • C•a2+

••••• •

•••

••

••• •+

+++

•••receptor • • •. • •

TropomyosinZ disk

Actin

M line ---Myosinhead

Myosin thick filament

Copyright© 2007 Pearson Education. lnc., publishing as Benjamin Cummings.

Action potential int-tubule alters conformation of DHP receptor.

DHP receptor opens Ca2+release channels in sarcoplasmic reticulum

ca2+ binds to troponin,allowing strong actin-myosin binding.and ca2+ enters cytoplasm.

+(b)

e-

• ••

•••

••+ • /e•/e • • ••Ca2+• •••

+ ca2+• ~. •~; •• • •

+ released~ • •••• • •

_= ·\~e

~=====================================:::)

+ • • •

G,~,

'1~-\,,

\ \

\ \\ \

\ \\ )

/¡/¡

L ..~~.,...._,,,~~,.--r~S"~-r:~:::!!"""~~~~~

Myosin thick filament

. ~_.I .M line Distance actin moves

Actin filament slidestoward center of sarcomere.

Myosin heads executepower stroke.

Copyright© 2007 Pearson Education, lnc., publishing as Benjamín Cummings.


lhlck fllamentTropomyosln

Troponln complex

Thln fllament/

1

Troponina T mantiene unido el complejo Troponina-Tropomiosina.Troponina I inhibe el sitio de unión de Miosina a Actina

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caleíum lons blnd to Troponln

cornplex

Se une Ca++ a Troponina C y hay un cambio conformacional en el complejoTroponina-Tropomiosina. Troponina I deja expuesto el sitio de unión deActina con Miosina.

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Se forma el complejo Acto-Miosina: se activa la actividad ATP asa de lacabeza de miosina.

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ADP

~P1

Las cabezas de Miosina traccionarán los filamentos finos para generar lacontracción. El desdoblamiento del ATP en ADP+Pi libera Energia que da lafuerza a Miosina para martillar hacia atrás y empujar el filamento de Actinahacia la línea M. fppt.com


La introducción de ATP hace que Miosina libere a Actina.

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ADP

El ATP se desdobla en ADP + Pi para que la cabeza de Miosina se enderece yprepare para una nueva contracción

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Neurotransmitter released d1ft~s acreas th& synap~ cieft ana anacnesto ACh receptora on the sarcctemrna

Serco1lernrna

A.xonal

./terminal

Synapllc eleu

T tubule

Q)Acii: ;lenllal '"" 1 ~---------------generaloo is propagated along tne sarcolemmaand down'*'1eT lubules

'SR

@Act1011 potemial lnggers Cal· relea$e trom termmal cestemae of SR

~lllllP'

(

@Tropomyos1n ~cka9e Ce2•restored bloci<l"g aC11n acUve sue: contrac11on ends and mvwe fiber retaxes

Ca2•

@ Calclum tans bmd lo troponm: tropomn changas shepe. rem(}Yll'lg lhe bloclung aclion of 1ropomyosm,scnn aclNe sitas exposed

Ca2~@Contraction; myosln cross bndges alternately o.t1aeh

to actin and detach, pul11ng lhu aet n hlarrlerlls towa.rd

ttw) centef ol the sarcemere: télease et energy by A TP t'tydrolysls pcwors trie cycllng precess

Copynght 02001 Bentamln C\Jmmlngs,

an ltnprtnt 01 Add.ison Wasley Longman. lnc.

mailto:@Act1011

mailto:@Act1011

mailto:@Act1011

mailto:@Tropomyos1n

mailto:@Tropomyos1n

mailto:@Tropomyos1n

mailto:@Tropomyos1n

mailto:@Tropomyos1n

mailto:@Contraction

mailto:@Contraction

mailto:@Contraction

mailto:@Contraction

Etapas de acoplamiento excitatorio-contráctil:Descarga de la motoneurona .

Liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular. Unión de acetilcolina a receptores específicos (nicotínicos) en la membrana postsináptica.Apertura de canales de Na+.Despolarización del sarcolema y transmisión de la misma mediante el sistema T .

1.

2.3.

4.

5.

Ca++6. Liberación de de las cisternas terminales (retículosarcoplásmico) .

Ca++7.

8.Unión de a troponina C .

Desplazamiento lateral de la tropomiosina.

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9.

10.11.12.

Exposición de los sitios activos de actina.

Unión actina+miosina (puentes cruzados). Actividad ATPásica de la miosina e hidrólisis de ATP Dezplazamiento de filamentos delgadossobre los gruesos (acortamiento del sarcómero).

Separación actomiosina.(El ciclo 10-13 puede repetirse varias veces).

13.

14.15.17.18.

Ca++Recaptación activa de al retículo sarcoplásmico.

Cubrimiento de los sitios de unión actina-miosina.

Relajación muscular (proceso activo).

o aumentar la tensión al recibir un estímulo nervioso.fppt.com

Tercera propiedad

CONTRACTILIDAD: capacidad del músculo de acortarse

Fuentes de Energía para lacontracción muscular

Inmediata: ATP•ATP + H2O H3PO4 + 7.3

Kcal

• Mediatas: carbohidratos y lípidos- Ejercicio

fuerte: GLUCOSA + 2 ATPóGLUCÓGENO +

1 ATP

PIRUVATOGlucólisis aeróbica

Glucólisis anaeróbica

6 CO2 + 6H2O + 40 ATP

2 AC. LACTICO + 4 ATP

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Inmediata: ATP•ATP + H2O H3PO4 + 7.3

Kcal

• Mediatas: carbohidratos y lípidos- Ejercicio leve o reposo

O2ACIDOS GRASOS

LIBRESCO2 + H2O+ ATP

Otra fuente inmediata: Ejercici

oFOSFORILCREATININA + ADP CREATININA + ATP

Reposo

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ANAERÓBICOGlucosa + 2ATPGlucógeno + 1ATP Glucosa + 2ATPAc. Grasos + ATP

2 Ác.láctico + 4ATP2 Ác.láctico + 4ATP

6CO2 + 6H2O + 40ATP CO2 + H2O + ATP

ANAERÓBICO

AERÓBICO

AERÓBICO

Al final del ejercicio hay un consumo adicional de O2 (pararetirar el exceso de lactato, reponer reservas de

enATPque

yla la

fosfodreatina, etc.) proporcional ael

la magnitudesfuerzodemanda energética durante rebasó

capacidad de la vía aeróbica. Se genera una DEUDA DEOXÍGENO.

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Unidad motora: conjunto de una motoneurona ylas fibras musculares inervadas por ella

One muscle may have many motor units of different fiber types. • Cada motoneurona espinal inerva sólo un tipo de fibra muscular (unidades motorasrápidas y lentas).Cada fibra muscular esquelética está inervada por sólo una fibra nerviosa, es decir, no hay convergenciade señales múltiples.El tamaño de una unidad motora está en relación inversa con la velocidad y precisión de los movimientos a ejecutar por un músculo determinado: Músculos de movimientos finos: 3-6 fibras/neurona.Músculos posturales olargos: 120-165

•

Neuron 1

•

KEY

D D D

Motor unit 1

Motor unit 2

•Motor unit 3

fibras/neurona.fppt.com

Características de los tipos defibras musculares

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Contracción lenta; Contracción rápida; Contracción rápida;músculos rojos (I) músculos blancos (II) músculos rojos (III)

Tiempo de desarrollo de la Lento Rápido Intermedio tensión máxima

Actividad Miosin- ATPasa Baja Alta Alta

Diámetro Pequeño Grande Medio

Duración de la contracción Larga Corta Corta

Actividad Ca++ATPasa en RS Moderada Alta Alta

Resistencia a la fatiga Alta Baja Alta

Función Postura Mov. rápidos, intensos y Postura, marcha precisos

Metabolismo Oxidativo, aeróbico Glicolítico, anaeróbico Glicolítico pero se vuelve más oxidativo con entrenamiento

Densidad capilar Alta Baja Media

Mitocondrias Numerosas Pocas Moderadas

Color Rojo oscuro Pálido Rojo

bioelectr y tej excitables - 2015

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