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Teórico Sistema Nervioso Motor 1 Prof. Dra Analía Lorena Tomat Cátedra de Fisiología. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Universidad de Buenos Aires atomat@ffyb.uba.ar, analiatomat@gmail.com 1 mailto:atomat@ffyb.uba.ar mailto:analiatomat@gmail.com ❑ Conocer la organización jerárquica y funcional del sistema motor ❑ Conocer los tipos de movimientos ❑ Analizar las funciones de las motoneuronas inferiores y superiores ❑ Concepto de circuitos neuronales ❑ Definir reflejo. Reflejo miotático, miotático inverso. Reflejo flexor y extensor cruzado ❑ Definir el concepto de postura Objetivos Conocimientos previos ❑ Anatomía del sistema nervioso central y periférico ❑ Concepto de sinapsis y neurotransmisión ❑ Sistema nervioso somatosensorial 2 ¿Cómo esta organizado el sistema nervioso? Movimientos involuntarios Postura + Movimientos 3 ¿Cómo esta organizado el sistema nervioso? Movimientos involuntarios Postura + Movimientos 4 Organización jerárquica del sistema nervioso motor somático Planifican el programa motor Ejecución del programa motor Unidades motoras responsables de la contracción muscular 5 Organización jerárquica del sistema nervioso motor somático Planifican el programa motor Ejecución del programa motor Unidades motoras responsables de la contracción muscular 6 Eje somatosensitivo del SN. Tratado de Fisiología Médica. Guyton XI Edición Los diferentes niveles jerárquicos del SN motor somático reciben información somatosensitiva, visual, auditiva y vestibular la cual les permite, una vez integrada, ✓llevar a cabo una acción coordinada de los músculos esqueléticos. ✓corregir movimientos lentos durante su realización ✓mantener la posición erecta y el equilibrio mientras caminamos o realizamos un movimiento. PROPIOCEPTORES (husos musculares, órganos tendinosos de golgi, Rp articulares, etc) Brindan información detallada y continua de la posición y movimiento en el espacio de las diferentes partes del cuerpo 7 Voluntarios ✓Son los más complejos. ✓Se caracterizan por ser aprendidos y realizados con un fin determinado. ✓Se inician como resultado de procesos cognitivos más que a estímulos externos. ✓La repetición les otorga mayor precisión y automatización. Ej: aprender a tocar la guitarra, a andar en bicicleta ✓Clasificación: Lentos o servoasistidos (=/<1 seg): se corrigen y ajustan durante su realización. Rápidos (500 mseg) Balísticos (<500mseg): el SNC programa antes de iniciarlos Los sistemas motores generan movimientos…. 8 http://www.google.com.ar/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiU4ZuiiMfSAhVCfZAKHYBiAFIQjRwIBw&url=http://www.revistaxy.com/ruedas-y-motores/bicicletas-ruedas-y-motores/jyrobike-bicicleta-con-autobalance-para-que-los-ninos-anden-sin-ruedas-auxiliares/&psig=AFQjCNGz52tlKehrhqMMmlARqSahYyg8ow&ust=1489067850321547 Rítmicos ✓ Movimientos repetitivos producidos por patrones estereotipados de contracción muscular desencadenados por estímulos periféricos, o iniciados espontáneamente. ✓ El inicio y terminación son voluntarios. Una vez iniciados se realizan en forma refleja. ✓ Ej: caminar, correr, masticar, rascarse ✓ Circuitos de la médula espinal y el tronco Los sistemas motores generan movimientos….. 9 Los sistemas motores generan movimientos…. Reflejos Respuestas motoras (patrones de contracción y relajación muscular) rápidas, automáticas, estereotipadas e involuntarias a estímulos específicos 10 Ganglios basales Iniciación correcta del movimiento Suprimen movimientos no deseados Cerebelo Coordinación sensitivomotora del movimiento en curso Vía final común ¨Neuronas motoras Inferiores¨ Músculos esqueléticos Circuitos de la médula espinal y el tronco del encéfalo Interneuronas Integración de las neuronas motoras inferiores MOVIMIENTO - POSTURA Sistemas descendentes Neuronas motoras superiores Cortezas motoras Planificación, iniciación y dirección de los movimientos voluntarios Centros del tronco encefálico (Núcleo rojo, Núcleos Vestibulares, Colículo superior, Formación reticular) Movimientos básicos y control postural Aferencias sensitivas Unidad motora: el conjunto de las fibras musculares esqueléticas que esta inervada por una neurona motora inferior Motoneurona α de la médula espinal Motoneuronas del tronco del encéfalo que inervan músculos de la cabeza y cuello Relación de inervación: 1:5 a 1:2000 12 ASTA POSTERIOR O DORSAL: Sensitiva receptora de aferencias periféricas y centrales ASTA ANTERIOR O VENTRAL: Motora Residen los somas de las motoneuronas alfa y gamma e interneuronas 13 Motoneuronas α fásicas grandes y de alta velocidad de conducción Fibras musculares blancas (bajo contenido de mioglobina) y fatigables. Movimientos breves que requieren mucha fuerza y alta velocidad Motoneuronas α lentas o tónicas pequeñas y de baja velocidad de conducción Fibras musculares rojas (alto contenido de mioglobina) y no fatigables. Contracciones de larga duración que requieren poca fuerza (músculos antigravitatorios) Comparten características de las fibras musculares rojas en cuanto a la fatiga y a las blancas en cuanto a la velocidad Organización de las motoneuronas alfa en el asta anterior de la médula espinal Grupo medial: motoneuronas que inervan músculos axiales (tronco y cuello) Engrosamientos cervicales y lumbosacro: • motoneuronas que inervan a los músculos proximales de los miembros (cintura escapular y pelviana) • motoneuronas que inervan a los músculos distales (extremidades). Los músculos proximales se encuentran en posición medial respecto a los distales Motoneuronas que inervan músculos distales: Participan en el control de los movimientos hábiles finos Motoneuronas que inervan músculos axiales (tronco y cuello) y proximales de los miembros: Participan en el control de la postura y equilibrio Las interneuronas mediales inervan bilateralmente a las motoneuronas de los músculos axiales, permitiendo la activación de ambos lados del cuerpo para proveer el soporte postural del cuello y tronco. Las interneuronas laterales del asta ventral se extienden en algunos segmentos medulares y siempre terminan del mismo lado de la médula, permitiendo la realización de movimientos independientes de las extremidades. 16 Los grupos neuronales se organizan espacialmente formando CIRCUITOS NEURONALES, lo que les permite procesar las señales de un modo particular para: •Amplificar las señales sinápticas débiles •Atenuar las señales sinápticas intensas •Generar una mayor definición •Mantener el nivel óptimo de sus funciones Ejemplos de CIRCUITOS NEURONALES ✓Divergencia ✓Convergencia ✓Circuitos de inhibición o facilitación recíproca ✓Circuitos reverberantes ✓Inhibición recurrente ✓Inhibición lateral 17 Permite la sumación espacial de potenciales excitatorios o inhibitorios. La respuesta neuronal reúne la información de diversas fuentes. De este modo el sistema nervioso relaciona, suma y clasifica diferentes tipos de información MNα Centros nerviosos superiores Interneuronas medulares Fibras sensitivas desde receptores musculares, articulares , (Ia, II, Ib), etc MN α MÚSCULO 18 El cerebelo puede por esta vía “conocer” el patrón de actividad de las células de Renshaw y las instrucciones enviadas por las motoneuronas α a los músculos Interneuronas de Renshaw haz espinocerebeloso ventral 19 Vía final común ¨Neuronas motoras Inferiores¨ Músculos esqueléticos Circuitos de la médula espinal y el tronco del encéfalo Interneuronas Integración de las neuronas motoras inferiores MOVIMIENTO REFLEJO Aferencias sensitivas 20 Primer nivel de control motor: Reflejos Motores El circuito subyacente a un acto reflejo motor se denomina Arco Reflejo ✓ Estímulo ✓Órgano receptor ✓Vía aferente ✓Centro integrador ✓Vía eferente ✓ Efector ✓Respuesta REFLEJOS PROFUNDOS O MUSCULARES: RECEPTORES PROPIOCEPTIVOSREFLEJOS CUTANEOS: EXTEROCEPTORES RELACIÓN QUE GUARDAN ENTRE SÍ LNTAS PAMANTENIMIENTO DE LA POSTURA Constituyen la base fisiológica del TONO MUSCULAR: Tensión ligera y constante que tiene el músculo sano, lo que le confiere una resistencia ante el estiramiento pasivo. 22 REFLEJO MIOTATICO POSTURA La postura es la relación que guardan entre sí las distintas partes del cuerpo y éste con el espacio Los ajustes posturales son esenciales para poder realizar movimientos (EQUILIBRIO DINÁMICO) Para mantener la bipedestación del ser humano, es necesaria una resistencia muscular activa al desplazamiento del cuerpo por acción de la gravedad, que se logra mediante: ✓ mantenimiento del tono de los músculos extensores proximales (antigravitatorios) ✓ ajustes reflejos frente a perturbaciones inesperadas en la postura ✓ las vías motoras descendentes del sistema ventro medial que controlan estas funciones reflejas Centro de Gravedad Base de sustentación 23 1-Estímulo: Estiramiento 2-Receptor: Huso Neuromuscular: envían información sobre la longitud del músculo 3-Vía aferente o sensitiva: Fibras Ia y II 7-Respuesta: Contracción del músculo 4-Centro integrador: Médula espinal 5-Vía eferente o motora: MN alfa 6-Efector: Fibra muscular esquelética Reflejo Miotático Tono Muscular -Postura Movimientos Circuitos de inhibición recíproca Biceps: Músculo agonista Huso neuromuscular Motoneuronas alfa Aferente Ia Triceps: Músculo antagonista Interneurona inhibitoria FLEXIÓN DEL ANTEBRAZO Flexor Extensor Reflejos Miotático o de Estiramiento ✓ Estímulo: Estiramiento ✓Propioceptor: Huso Neuromuscular: envían información sobre la longitud del músculo ✓Vía aferente o sensitiva: Ia y II Guyton Anatomía y Fisiología del Sistema Nervioso Fibras Ia • Mielínicas-Alta velocidad de conducción • Inervan a todas las fibras intrafusales • La frecuencia de disparo de potenciales de acción refleja la velocidad de cambio de longitud de las fibras intrafusales (Respuesta dinámica) y el grado de estiramiento sostenido de las fibras intrafusales (Respuesta estática) • Excitan de manera directa a la motoneurona alfa del músculo del que provienen Fibras II • Mielínicas-Baja velocidad de conducción • Inervan a las fibras intrafusales de cadena y de bolsa nuclear estáticas • Respuesta estática • Excitan a la motoneurona alfa del músculo del que provienen a través de vías polisinápticas Guyton Anatomía y Fisiología del Sistema Nervioso RESPUESTA ESTÁTICA DEL REFLEJO MIOTÁTICO ✓ Originado por estiramiento tónico o sostenido ✓ Estimulación de teminal Ia y II: sensibles a estiramientos lentos y sostenidos. La frecuencia de disparo de potenciales de acción es proporcional al grado de estiramiento. ✓ Estimulación de motoneuronas alfa tónicas ✓ Constituye la base del tono muscular. RESPUESTA DINÁMICA DEL REFLEJO MIOTÁTICO ✓ Originado por estiramiento rápido o fásico. ✓ Estimulación de la terminal Ia dinámica: sensible a los cambios de la longitud muscular y a la velocidad del estiramiento. ✓ Estimulación de motoneuronas alfa fásicas. ✓ Útil para oponerse a cambios súbitos en longitud muscular. ✓ Se evalúa clínicamente con el martillo. Relevancia fisiológica del reflejo miotático Estiramiento pasivo 2-Alteración imprevista Agregado de gaseosa al vaso 3-Estiramiento rápido de las fibras intrafusales del Huso 5- Motoneurona ALFA del músculo flexor Facilitación e inhibición por neuronas superiores descendentes 4-Aumenta la descarga de potenciales de acción del aferente Ia + 7- Se produce la fuerza necesaria para sostener el vaso 6-Acortamiento del músculo a la misma longitud cuando el vaso estaba vacío Cerebelo (control y corrección de movimientos servoasistidos) Corteza somatosensorial 1° ( sentido de la propiocepción) PROPIOCEPTORESTono Muscular Movimientos ✓La inervación motora gamma determina la sensibilidad del huso neuromuscular al estiramiento. ✓En la realización de un movimiento, las contracciones musculares voluntarias son mediadas por la coactivación alfa-gamma dinámicas. La activación de las motoneuronas gamma durante la ejecución del movimiento (coactivación alfa-gamma) evita el plegamiento del huso neuromuscular y la pérdida de información propioceptiva que se origina en dicho receptor y promueve la participación del reflejo de estiramiento en la regulación fina de la fuerza muscular. ✓El mantenimiento del tono muscular se debe a la contracción muscular sostenida, iniciada por la estimulación de las motoneuronas gamma estáticas ¿ COMO REGULAN LAS MOTONEURONAS GAMMA EL REFLEJO MIOTÁTICO? Cerebelo (control y corrección de movimientos servoasistidos) Corteza somatosensorial 1° ( sentido de la propiocepción) PROPIOCEPTORESTono Muscular Movimientos PURVES D. INVITACIÓN A LA NEUROCIENCIA Reflejos Miotático Inverso o Tendinoso de Golgi Propioceptor y Mecanoreceptor: Órgano Tendinoso de Golgi Los órganos tendinosos de Golgi están dispuestos en series con las fibras musculares extrafusales debido a su localización en la unión del músculo y el tendón. Cuando el músculo se contrae, la fuerza se traduce al tendón y aumenta la tensión en las fibras de colágeno del receptor, lo cual comprime las terminales nerviosas de las fibras Ib, activándolas. Regulación por retroalimentación negativa de la tensión muscular por los órganos tendinosos de Golgi. Las aferencias Ib desde los órganos tendinosos hacen contacto con interneuronas inhibidoras que disminuyen la actividad de las neuronas motoras a que inervan el mismo músculo. Este reflejo impide que los músculos generen una tensión excesiva y ayudan a mantener un nivel constante de tono muscular. Reflejos Miotático Inverso o Tendinoso de Golgi Reflejo de flexión-extensión cruzada. La estimulación de los receptores cutáneos en el pie (en este ejemplo al pisar una tachuela) conduce a la activación de los circuitos locales de la médula espinal que retiran (flexionan) la extremidad estimulada y extienden la otra para proporcionar un soporte compensatorio. -Fisiología Médica, Boron & Boulpaep, 3ª Edición, Editorial Elsiever, 2017. - Neurociencia. D Purves y Col. Ed. Médica Panamericana. 5ra. Ed., 2012 - Fisiología Humana. Tresguerres y Col. Ed. Interamericana. 3ra. Ed. 2005. -Fisiología Médica. Guyton, 12ª edición. Editorial Elsevier España. Bibliografía 35 36 ¡¡¡ ¡Te espero en la clase de consulta! analiatomat@gmail.com atomat@ffyb.uba.ar mailto:analiatomat@gmail.com mailto:atomat@ffyb.uba.ar Diapositiva 1: Teórico Sistema Nervioso Motor 1 Diapositiva 2 Diapositiva 3 Diapositiva 4 Diapositiva 5 Diapositiva 6 Diapositiva 7 Diapositiva 8 Diapositiva 9 Diapositiva 10 Diapositiva 11 Diapositiva 12 Diapositiva 13 Diapositiva 14 Diapositiva 15 Diapositiva 16 Diapositiva 17 Diapositiva 18 Diapositiva 19 Diapositiva 20 Diapositiva 21 Diapositiva 22 Diapositiva 23 Diapositiva 24 Diapositiva 25 Diapositiva 26 Diapositiva 27 Diapositiva 28 Diapositiva 29 Diapositiva 30 Diapositiva 31 Diapositiva 32 Diapositiva 33 Diapositiva 34 Diapositiva 35 Diapositiva 36
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