SISTEMA NERVIOSO AUTONOMO

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Alumnos: Rego Malek, Yamila
Salmini, Morena Nahir
Teme, María Ángeles
Turina, Abril
Villaroel Cornejo, Matías Nahuel
Fisiología Humana
Trabajo Práctico Nº3
Tejidos Excitables
CUESTIONARIO Y EJERCITACIÓN
1) Aplicación práctica del Método Científico. Experimento de Claude Bernard: bloqueo de los impulsos nerviosos por curare.
En base a los resultados obtenidos discutir cuál de las hipótesis planteadas en el texto es la correcta. Se puede también, en base a la última observación, discutir un posible mecanismo de acción competitivo entre curare y acetilcolina. Explicar además por qué se descartan cada una de las hipótesis no confirmadas mediante la experimentación realizada.
	La hipótesis “a” (la droga actúa a nivel del SNC) debido a que al sapo se le saca la médula espinal antes de comenzar con el experimento.
	La hipótesis “b es descartada porque el curare no llega por el nervio, llega por vía vascular. Es decir, el nervio no se ve afectado. 
	La hipótesis “c” (la droga actúa a nivel de la unión neuromuscular) es correcta ya que a nivel de la unión el fármaco curare compite con la acetilcolina para unirse a los receptores nicotínicos disminuyendo el potencial que esta lograría a un tamaño insuficiente para activar la membrana muscular adyacente, es decir, lograr una respuesta propagada (esta se registrará únicamente en el lugar de la placa terminal y disminuirá de manera exponencial conforme nos alejamos de esta). Como el curare es un inhibidor competitivo, cuando aumentar el estímulo, se libera más cantidad de acetilcolina impidiendo que el curare tenga efecto. 
	La hipótesis “d” tampoco es correcta ya que sin el correcto funcionamiento de la maquinaria contráctil del músculo (integridad en las miofibrillas formadas por actina, miosina II, tropomiosina y troponina) la contracción no es posible, sin importar la intensidad del estímulo aplicado. 
	*El término umbral hace referencia a la intensidad mínima de la corriente estimulante, que al actuar durante un tiempo determinado es capaz de producir un potencial de acción (es decir, una respuesta propagada, de lo contrario se produce un potencial local). En una neurona el potencial en reposo es de -70 mV y en el músculo de -90 mV, por lo tanto, el umbral excitatorio siempre será mayor en el músculo (se necesita más intensidad para despolarizar la fibra muscular).
	
2) En base a las Figuras 6 y 7 y a la Tabla 1 se comentarán individual o grupalmente los siguientes aspectos: 
· Inervación del músculo esquelético (placa motora). (Figura 7 en las consignas)
El músculo esquelético está inervado por neuronas motoras espinales, cuyos axones se ramifican para llegar a varias fibras musculares. Cada neurona motora individual y las fibras musculares a las que inerva constituyen una unión neuromuscular.
Cada axón en su terminación pierde su vaina de mielina y se divide en varios botones terminales, en donde contienen muchas vesículas pequeñas claras con acetilcolina, que actuará como transmisor en la unión. Cuando en la neurona se produce un potencial de acción, los canales de Ca+2 dependientes de voltaje se abren en su terminación, lo cual produce la exocitosis de las vesículas que contienen acetil colina. 
En la región de la membrana muscular, o sarcolema, correspondiente a la unión existe una porción engrosada llamada placa terminal motora, y a su vez, en ella hay depresiones llamados pliegues de la unión. En la porción más alta de estos pliegues se encuentran los receptores nicotínicos de acetilcolina (Nm). Solo una fibra nerviosa termina en cada placa terminal.
La acetilcolina se elimina de la hendidura sináptica por acción de la acetilcolinesterasa que se encuentra en la porción más baja de los pliegues de la unión.
· Estructura funcional del músculo esquelético. (Figura 6 en las consignas).
Un músculo es un tipo de tejido. En el caso del músculo estriado este está constituido por células multinucleadas, largas y cilíndricas; llamadas fibras musculares, cada una rodeada por una membrana denominada sarcolema. 
Cada fibra muscular está formada por miofibrillas, las cuales, a su vez, están formadas por filamentos individuales. Estos miofilamentos contienen las proteínas: miosina II (filamentos gruesos), actina, tropomiosina y troponina (I, C y T) (filamentos delgados). Dichas proteínas se encuentran estrictamente ordenadas conformando la maquinaria contráctil del músculo esquelético. 
Esta disposición ordenada de los filamentos es lo que causa las estriaciones transversales características en este tejido: los filamentos gruesos constituyen las bandas A, la cual presenta en el medio la línea M correspondiente al sitio de inversión de la polaridad de las moléculas de miosina II. Los filamentos finos constituyen las bandas I, las cuales presentan una línea z correspondiente al sitio de anclaje de la actina. A nivel de las bandas A, los filamentos finos se cruzan con los gruesos, a excepción de una zona central más clara y próxima a la línea M que se denomina banda H. El área entre dos líneas Z adyacentes se denomina sarcómera (unidad funcional). 
En las fibras musculares también están presentes algunas proteínas adicionales que son importantes para la función contráctil, ellas son: actinina (se une con las líneas Z), desmina (une las líneas Z a la membrana plasmática) y tinina (conecta las líneas Z con las líneas M).
· Acoplamiento excitatorio-contráctil.
Este término hace referencia a el proceso por el cual la despolarización de la fibra muscular inicia la contracción. Para describirlo hace falta definir:
· Sistema Sarcotubular
Está formado por: 
El sistema T, presenta túbulos transversales que se continúan con el sarcolema formando una extensión del espacio extracelular, proporciona un trayecto para la transmisión rápida del potencial de acción desde la membrana celular a todas las fibrillas musculares.
El retículo sarcoplásmico, Rodea a cada una de las fibrillas y presenta cisternas terminales que se encuentran en contacto con el sistema T en las uniones entre las bandas A e I. La disposición del sistema T en el centro con una cisterna terminal del retículo a cada lado se denomina “triada”. El retículo sarcoplásmico es una reserva importante de calcio que también participa en el metabolismo muscular.
· Receptores de dihidropiridina (DHPR): canales de Ca+2 que se encuentran en la membrana de los túbulos T y son activados por voltaje. 
· Receptor de rianodina (RyR): es un conducto de Ca+2 activado por ligando. El ligando es el mismo calcio. 
MECANISMO 
En reposo, la subunidad I de la troponina impide la interacción de la actina y la miosina II, lo cual, impide la contracción muscular. Además, una de las cabezas de la miosina se encuentra unida a ADP. 
La unión de la acetilcolina con los receptores nicotínicos en los pliegues de la unión aumenta la conductancia a los iones sodio y potasio a través de la membrana; la entrada consecuente de iones sodio genera un potencial despolarizaste llamado potencial de placa terminal.
 Dicho potencial, se transmite a todas las fibrillas mediante el sistema T. Este cambio en la polaridad de la membrana del túbulo T activa a los receptores de dihidropiridina (DHPR). En el caso del músculo estriado, el DHPR sirve como sensor del voltaje, no como canal, que desbloquea la liberación de Ca+2 del retículo sarcoplásmico cercano interactuando físicamente con el receptor de rianodina (RyR). Es decir, no se necesita la entrada de Ca+2 extracelular (como en el músculo cardíaco) para activar el RyR y así producir la salida de calcio desde el retículo sarcoplásmico. 
 Se aumenta la concentración citosólica de Ca+2. El calcio libre se une con la troponina C, lo cual induce el debilitamiento de la acción de la troponina I permitiendo la formación de puentes cruzados entre la actina y la cabeza de miosina. Dicho puente libera el ADP de la miosina lo cual produce un cambio de conformación en su cabeza que mueve el filamento delgado sobre el grueso (golpe de poder). 
Posteriormente, ATP se une al sitio libre de la cabeza de miosina,haciendo que se desprenda del filamento delgado y la hidrólisis (catalizada por la enzima miosina ATPasa) de este ATP sumada a la liberación de Pi que esto produce que la cabeza de miosina vuelva a su posición normal, completando el ciclo. 
Entonces: la contracción muscular se produce por el deslizamiento de los filamentos finos sobre los gruesos (no se disminuye su longitud, sino que se superponen) y esto es posible gracias a la acetilcolina que permite la despolarización de la célula y la posterior apertura de los canales de Ca+2 del retículo sarcoplásmico, debilitando a la troponina I. Siempre que haya calcio y ATP disponibles el ciclo puede repetirse. 
Por otro lado, relajación se lleva a cabo cuando el calcio ingresa a la célula. Esto es posible gracias a que existe en la membrana del retículo sarcoplásmico una bomba dependiente de ATP llamada SERCA; esta bombea Ca++ hacia el interior del retículo sarcoplásmico. Además, dentro del retículo, hay una molécula llamada calsecuestrina que atrapa al calcio y hace que se fije mayor cantidad de este ion. Nótese la necesidad de ATP tanto como para generar la contracción, como para generar la relajación.
· Tipos de fibras musculares:
Existen tres tipos de fibras musculares esqueléticas 1, IIA y IIB. En relación a la información provista en la tabla 1 podemos ver:
· Tipo 1: son fibras de velocidad de contracción lenta y de diámetro pequeño. Su fuente primaria para la producción de ATP es la fosforilación oxidativa, por eso requiere un elevado número de: mitocondrias (para realizar el ciclo de Krebs y cadena respiratoria), capilares sanguíneos y mioglobina (provisión de sangre oxigenada, ya que sin oxígeno el piruvato no puede ingresar a la mitocondria). Pero, la acción de la enzima miosina ATPasa es baja ya que este tipo de fibras se caracteriza por ser de contracción lenta. Ejercicio de larga duración. 
· Tipo IIA: son fibras de velocidad de contracción rápida, por eso, a diferencia del tipo 1, la actividad de la miosina ATPasa está aumentada. También obtienen ATP por la vía de fosforilación oxidativa, por lo tanto, requieren, al igual que el tipo 1, un elevado número de mitocondrias, capilares sanguíneos y mioglobina. Ejercicios de potencia.
El color rojo en estos dos tipos de fibras es adquirido por la alta provisión de sangre oxigenada, la cual es de este color. 
· Tipo IIB: son fibras de velocidad de contracción rápida, entonces, al igual que el tipo IIA, la actividad de la enzima miosina ATPasa está aumentada. La vía por la cual estas células obtienen ATP es el glicólisis anaeróbico. Por lo tanto, no requieren de una elevada provisión de oxígeno (por eso el número de capilares y de mioglobina está disminuido, por ende, su color es blanco) ni de mitocondrias, ya que esta vía es citosólica. A diferencia de los otros dos tipos de fibras, esta posee un elevado número de enzimas glucolíticas y glucógeno ya que la glucosa se convierte en su fuente primaria de ATP.
3) Las siguientes cifras representan (en unidades arbitrarias) la evolución temporal de la permeabilidad al Cl- una determinada membrana postsináptica. ¿Cuál de ellas corresponde a la producción de un potencial postsináptico inhibidor? Una vez seleccionada, represéntela en un sistema de abscisas y ordenadas.
a) 15, 13, 11, 6, 1
b) 1, 6, 11, 13, 15
c) 11, 13, 6, 15, 1
La opción b es la correcta ya que la permeabilidad de la membrana para el cloro en un primer momento es baja, ya que es un ion principalmente extracelular. Cuando se busca un potencial inhibidor la membrana aumenta su permeabilidad para el Cl-, el cual ingresará a la célula a favor de gradiente, logrando un efecto de hiperpolarización en la misma, aumentando el umbral de excitación en dicha neurona. En esta variación numérica podemos ver que al principio el Cl- ingresa en gran cantidad a favor de gradiente (del 1 al 6 y después al 13), después los valores son números más cercanos (del 13 al 15) porque se comienza a limitar el ingreso de Cl- al interior de la célula ya que disminuye la diferencia en la concentración del ion dentro y fuera de la célula y además se comienzan a saturar los canales iónicos para dicho ion. Si continuáramos con el gráfico, veríamos que los valores en y se harían constantes (meseta) a medida que pasa el tiempo.
4) ¿Cuál de las siguientes series de valores (mV) representan variaciones del potencial de reposo de una célula aislada en cuyo medio de incubación se incrementa paulatinamente la concentración de K+? Represéntelo gráficamente
a)	-90, -98, -105, +30 
b)	-90, -75, -30, 0, + 10, -90 
c)	-90, -85, -70, -70, -70 
d)	-90, -75, -50, -30, -10, 0 
e)	-90, -95, -100, -110
Dados los datos, como el potencial de membrana que es -90 mV, podemos deducir que es una célula del músculo. Si nosotros agregamos K+ en el cultivo (que representa al líquido extracelular) esto generaría que el K+ intracelular este ya no difundiría a través de la membrana dado que se encuentra en equilibrio en ambos lados de la membrana. Es importante recordar que el flujo de los iones de K+ son los que generan el potencial de membrana en reposo. Por eso se puede ver en el gráfico como asciende hasta a 0 mV (donde llega al equilibrio). 
5) Las siguientes son representaciones esquemáticas del potencial de membrana de la placa motora registrados mediante electrodos intracelulares en una misma célula muscular esquelética. Las flechas representan la aplicación de estímulos umbrales, a través de la motoneurona que la inerva. La diferencia entre el registro A y B puede ser explicada por una de las siguientes alternativas (fundamentar cada una de las opiniones):
a) sección total del axón motor
b) adición de adrenalina al medio de incubación
c) adición de ClNa en la hendidura sináptica
d) adición de curare al medio de incubación
e) adición de una sustancia que actúa como anticolinesterasa.
a. Si el axón estuviese seccionado, es decir cortado, no se propagaría el potencial de acción desde una neurona presináptica a otra postsináptica. Este daño en el axón se llama degeneración Walleriana, donde se interrúmpela transmisión del nervio; en sentido distal a la lesión, la membrana se desintegra y se degenera la vaina de mielina. Además, el cuerpo neuronal muestra agrandamiento y el núcleo adopta una posición extra céntrica. 
b. La adrenalina no genera cambios en el músculo esquelético ya que este no cuenta con receptores adrenérgicos, solo con receptores nicotínicos para acetilcolina. 
c. La adición de ClNa no genera cambios ya que es una solución isotónica (0,9) con respecto al líquido extracelular.
d. El efecto que causa agregar curare al medio de incubación es que este, bloquea la conducción nerviosa motora a nivel de la placa neuromuscular inhibiendo la acción de la acetilcolina (acción anticolinérgica). De esta manera el curare actúa como antagonista nicotínico uniéndose los receptores nicotínicos, bloqueándolos y paralizando toda la musculatura, incluyendo la respiratoria. Por lo tanto, hay menos unión de acetilcolina con receptores colinérgicos, y esto hace que se vea un pequeño potencial local de menos de -15mV. 
e. La anticolinesterasa o anticolinesterásico es un compuesto químico farmacológico que inhibe la enzima acetilcolinesterasa impidiendo que se destruya la acetilcolina liberada, produciendo como consecuencia un aumento en la concentración de la hormona y en la duración de los efectos del neurotransmisor. De esta manera, el gráfico B se vería como una espiga despolarizada, no como un potencial local excitatorio.
Valores Y	1	2	3	4	5	6	0	-10	-30	-50	-75	-90