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Fisiología Animal 
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Biologla 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 
FACULTAD DE CIENCIAS 
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA 
FISIOLOGIA ANIMAL 
CODIGO: 11582 
GUÍAS DE LABORATORIO 
FISIOLOGÍA ANIMAL 
© UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 
Facultad de Ciencias 
Departamento de Biología 
© Autores: 
Arcadio Guzmán, profesor del Departamento de Ciencias Fisiológi-
cas, Facultad de Medicina 
Joel Rojas, profesor del Departamento de Ciencias Fisiológicas, 
Facultad de Medicina y del Departamento de Biología, Facultad de 
Ciencias 
Marcela Camacho, Gladys Fajardo y Clara Spinel, profesoras del 
Departamento Biología, Facultad de Ciencias 
Decano: Juan Manuel Tejeiro 
Vicedecana Académíca: Natalía Ruiz 
Director de Publicaciones: Gustavo Rubiano 
Primera edición, 2003 
Impreso por: 
Universidad Nacional de Colombia 
UNIBIBLOS 
Correo electrónico: unibiblo@unal.edu.co 
Bogotá, Colombía 
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 
FACULTAD DE CIENCIAS 
DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA 
Programa Asignatura: Fisiología Animal. 
semestre 2002. 
Introducción. 
Código: 11582. Primer 
El curso debe brindarle al estudiante de manera clara, conceptos básicos de 
la Fisiología animal para su apropiación. Esto le permitirá aplicarlos en el 
análisis de los principios y mecanismos, así como de las estrategias que se 
han desarrollado en los animales, dentro de los límites químicos y las posibi-
lidades físicas, para su adaptación al medio ambiente. A través del método 
científico se le orienta y facilitan herramientas para plantear y resolver algu-
nos problemas biológicos. 
Tipo de curso: Teórico - práctico. 
Intensidad Horaria: Seis horas por semana presenciales, (2 teoría, 4 de 
laboratorio) . 
3 
Teoría y Laboratorios. 
Intrducción: Introducción al curso, presentación de docentes, generalidades 
sobre Fisiología animal 
La Membrana Celular. Conceptos de modelos de membrana celular, com-
posición de la membrana, propiedades físicas, su capacidad de almacenar 
carga. Potencial electroquímico. Potencial de membrana, transporte activo, 
por ejemplo bomba de sodio, transportes activos secundarios. 
Potencial de Acción: Del potencial de membrana al potencial de acción. 
De la ecuación de Nerst y de Golman a los canales iónicos. Canales voltaje 
dependientes. La conducción del potencial de acción, neuronas mielínicas y 
amielínicas. 
La Sinapsis: estructura sináptica, Sinápsis eléctricas y smapsis qmmlcas. 
Eventos eléctricos en sinápsis, El potencial sináptico. Sinápsis excitatorias e 
inhibitorias. Neurotransmisores y liberación de neurotransmisor. 
La Recepción Sensorial: Propiedades de las células. Mecanismos de trans-
ducción y de salida sensorial. La codificación de estímulos e intensidades 
sensoriales. Control de la sensibilidad sensorial. Organos de los sentidos. 
La Contracción Muscular: Bases estructurales de la contracción mus-
cular esquelética. El acople excitación - contracción. Músculos sincrónicos 
y asincromcos. Control neuronal de la contracción muscular. Metabolis-
mo energético aeróbico y anaeróbico y su relación con las fibras musculares 
aeróbicas y anaeróbicas. 
Comunicación Hormonal. Generalidades. Mecanismo molecular de la ac-
ción hormonal. Hormonas de glándulas periféricas de vertebrados (epífisis, 
4 
tiroides, paratiroides, glándulas suprarrenales, páncreas, gónadas). Sistema 
hipotálamo-hipofisiario de vertebrados. Hormonas de los crustáceos. Hor-
monas de insectos. Ferormonas. 
Intercambio De Gases Respiratorios y Sanguíneos. La Regulación 
Ácido Básica. Generalidades sobre respiración. Bases físicas de la respi-
ración. Respiración cutánea. Respiración branquial: invertebrados, peces. 
Respiración pulmonar: invertebrados y vertebrados. Control de la respira-
ción. Respiración traqueal. Cociente respiratorio. 
El Sistema Circulatorio: Sistemas circulatorios abiertos y cerrados. El 
corazón y el sistema vascular, aspectos físicos en el control y función cir-
culatorio. La actividad eléctrica en el corazón. Sistema arterial y sistema 
venoso. El sistema linfático. Respuesta cardiovascular a condiciones extre-
mas, el ejercicio y el buceo. 
Balance y Control Iónico y Osmótico. Problemas de la osmoregulación 
en ambientes terrestres y acuáticos. Su control hormonal. 
5 
Bibliografía Básica 
[1] Eckert, Animal Physiology, Mechanisms and adaptations, Radall, 
Burggren and French, 4 edición, 1997. Freeman and Company. 
[2] Ramón Latorre, José López-Barneo, Francisco Bezanilla, Rodolfo Llinás, 
Biofísica y Fisiología Celular, Universidad de Sevilla, 1996. 
[3] Bertil Hille, Sinauer Associated INC. Ion Channels of Excitable Mem-
branes, Publishers Sunderland, Massachusetts 1992. 
[4] Bruce Alberts, Dennis Bray, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts, 
James D. Watson, Molecular Biology of the Cell, Garland Publishing, Inc 
New York, 1996. 
Internet: 
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed/ 
http:j /www.geocities.com/unaciona12002 
6 
Descripción general de un sistema de edición 
computarizado 
Profesor: Arcadio Guzmán, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facul-
tad de Medicina 
Una configuración típica para un sistema de medición consiste en: un acon-
dicinador de señales, un convertidor analógico a digital (conversor AjD), el 
computador y un programa de "software" que convierte el computador en 
un registrador digital. Este sistema de medición se muestra en la figura. 
El Acondicionamiento de la señal: El propósito del acondicionamiento 
de la señal es el de suministrar la amplificación necesaria y la eliminación 
de los componentes no deseados de la señal por medio de filtros, antes de 
pasar la señal al convertidor AjD. Las señales de entrada del acondiciona-
dor tienen que ser eléctricas, de tal forma que, muchas señales no eléctricas 
que proceden de un organismo vivo, tienen que pasar por un transductor de 
señales antes de ir al acondicionador. 
La adquisición de señales: Una vez que la señal ha sido acondicionada de 
una manera adecuada, necesita convertirse a forma digital para ser mostrada 
en un monitor o para ser almacenada en un disco en el computador. La 
señal acondicionada, entonces, se encamina al convertidor AjD, el cual toma 
muestras de la señal de voltaje a una velocidad determinada por el usuario. 
Las muestras entonces son convertidas en valores digitales y transferidas a la 
memoria del computador. La tarjeta digitalizadora que realiza la conversión 
AjD tiene también la capacidad de generar señales analógicas a partir de 
señales digitales, es decir, puede efectuar conversiones D j A y además, tam-
bién puede generar señales digitales. 
El análasis de la señal: Los programas de "software" son fundamentales 
en los sistemas modernos de adquisición de datos y control. Estos programas 
dirigen la adquisición de datos, el control del experimento y el análisis. Con 
el software se puede, por ejemplo, colocar la ganancia y determinar los filtros 
del acondicionador, la velocidad de muestreo del convertidor AjD, disparar 
el inicio de la estimulación y almacenar los datos en el disco. Después del 
7 
experimento, el software puede efectuar reducción de datos, análisis de los 
datos, elaborar archivos con los datos analizados y efectuar las gráficas de 
los resultados del análisis. 
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Figura 1: Configuración típica de un sistema de medición computarizado. 
Al acondicionador de las señales se conectan los transductores, electrodos 
y preamplificadores necesarios: la salida del acondicionador se conecta éL 
la caja de conexiones de la tarjeta digitalizadora (INTERFACE) que está 
colocada e n el interior del computador. Por medio de un cable plano (FLAT 
CABLE) se conecta la caja de conexiones a la tarjeta digitalizadora.Por 
medio del cableRS-232 se conecta el acondicionador de la señal al puerto 
serial del computador, para que a través del "software" se pueda manejar el 
acondicionador . 
Anexo No. 1 
La conversión de señales análogas a digitales 
Una señal es cualquier variable física cuya magnitud o variación con el tiem-
po contiene información. Desde el punto de vista de cómo una señal lleva 
la información, esta puede ser analógica o digital. En la señal analógica, la 
información está contenida en la variación continua con el tiempo. En la 
señal digital, la información está contenida en el estado (alto, bajo; si, no; 
1,0) en que se encuentre la señal. 
8 
El proceso de conversión de una señal analógica en digital consiste en : 
l. Dividir la amplitud de la señal analógica en un número determinado 
de partes y 
2. Asignar a cada parte un código. 
Un código se construye con señales digitales. Cada señal digital es una va-
riable binaria. Con tres variables binarias A, B, y C podemos construir el 
siguiente código: 
A B C :-:-:','-11,': 
O O O 
O O 1 
O 1 O ._----.-! 
O 1 1 =J--i 
1 O O - - - I 
1 O 1 ~!J 
1 1 O 
1 1 1 
Con este código se puede dividir una señal con una amplitud determinada 
en 8 partes iguales. Considerando que cada variable binaria puede solamente 
presentar dos valores, O ó 1; la asociación de dos variables binarias, establecen 
un código con 4 valores diferentes. La asociación de tres variables binarias 
establecen un código con 8 valores diferentes. En general, un conjunto de m 
variables binarias, puede representar hasta 2m valores distintos, así: 
2 variables = 22 = 4 valores 
4 variables = 24 = 8 valores 
8 variables = 28 = 256 valores 
12 variables = 212 = 4096 valores 
Observamos que entre más variables binarias utilicemos, el proceso de con-
vertir la señal analógica en digital es más perfecto porque efectivamente divi-
dimos la señal a digitalizar en más partes, es decir resulta más exactamente 
9 
codificada. Desde el punto de vista tecnológico, lo menos costoso y lo más efi-
ciente son 12 las variables binarias utilizadas, es decir, las señales analógicas 
se dividen en 4096 valores 
La targeta digitalizadora: Las especificaciones básicas de esta tarjeta para 
las señales analógicas de entrada son: 
1. N úmero de canales 
2. Velocidad de muestreo 
3. Resolución 
4. Intervalo (rango) del voltaje de entrada 
N úmero de canales: El número de canales de conversión analógica/digital 
puede ser de 8, 16, 32 o 64 canales. La tarjeta para digitalizar varias señales 
(varios canales) con una única tarjeta digitalizadora dse denomina "multiple-
xing". Esta técnica, selecciona y encamina la señal de un canal a la tarjeta 
digitalizadora y automáticamente, desconecta este canal y conecta el que si-
gue, hasta que termina con todos los canales, para luego iniciar de nuevo con 
el primero. 
Frecuencia de muestreo (Sampling Rate): Este parámetro especifica 
que tan rápido suceden las conversiones análogo/digital. Una frecuencia de 
muestreo alta, adquiere más puntos de la señal en un tiempo dado, suminis-
trando una mejor representación de la señal original. Obviamente, si la señal 
esta cambiando más rápidamente de lo que la tarjeta digitalizadora puede 
convertir aparecen errores en los datos medidos, esta distorsión se conoce 
como "aliasing". 
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M uestreo incorrecto 
De acuerdo con el teorema de Nyquist, se debe muestrear al menos, con una 
frecuencia dos veces mayor que el componente de frecuencia máximo de la 
señaL Por ejemplo, las señales de audio convertidas en señales eléctricas por 
medio de un micrófono, tienen componentes de frecuencia de hasta 20 KHz, 
Se requiere para estas señales, un frecuencia de muestreo por lo menos supe-
rior a los 40 KHz, 
Resolución: La resolución es el número de variables binarias que utiliza 
la tarjeta digitalizadora para representar la señal analógica, La resolución 
más utilizada es de 12 variables binarias, también se le denomina 12 bits de 
resolución, 
!intervalo máximo del voltaje de entrada y ganancia: Este intervalo 
se refiere a la diferencia entre el máximo y mínimo valor de los niveles de vol-
taje que la tarjeta digitalizadora puede manejar. Por lo general, las tarjetas 
digitalizadoras ofrecen varias posibilidades de intervalos de voltaje, Un valor 
típico de intervalo máximo de voltaje es O a 10 voltios o de -10,24 a +10,24 
voltios, Lo aconsejable para aprovechar la capacidad de entrada de la tarjeta 
digitalizadora, es presentar a su entrada señales analógicas aproximadamente 
con este valor de entrada, si no es así se desperdicia parte de la resolución, 
Para ayudar a solucionar el problema con las señales de baja amplitud, la 
tarjeta digitalizadora posee una etapa de amplificación anterior a la conver-
sión digital teniendo valores, la amplificación, de 1, 2, 4 y 8 programables, 
Ancho de código y ganancia de voltaje: El ancho de código es el cambio 
detectable más pequeño de voltaje de la señal analógica, es decir el mínimo 
cambio de la señal analógica que queda codificado, También se dice que este 
11 
cambio en voltaje representa el valor digital del bit menos significativo. Se 
calcula por medio de la siguiente expresión: 
Ancho de código = (Intervalo de voltaje de entrada)/(ganancia)*(2resoluciól1) 
Por ejemplo, un intervalo de voltaje de 20 voltios, una resolución de 12 bits 
y una ganancia de 8 permite obtener una anchura de código de 0,61mV. 
Entonces la resolución teórica de un bit en el valor digitalizado es 0,61 m V. 
12 
Anexo No. 2Descripción general del programa "AxoScope 1" 
El AxoScope controla la tarjeta digitalizadora permitiendo reemplazar a los 
antiguos registradores a papel, con cinta magnética y los osciloscopios por un 
PC. Existen cuatro tipos de ventanas que pueden ser abiertas en AxoScope: 
Ventana de registro (Scope Window): allí son mostrados los datos re-
cién adquiridos y que pudieron haber sido grabados o no. 
Ventana de análisis (Analisis Window): los archivos de los datos alma-
cenados pueden ser cargados a esta ventana, medidos y editados. 
Ventana con los datos medios (Cursor Window): los datos medidos 
en la ventana de análisis utilizando los cursores, son colocados en una tabla 
en la presente ventana. 
Ventana de notas (Lab Book Window): allí se describen los detalles de 
la actividad del programa mientras se adquieren los datos y se analiza. 
Descripción general de la adquisición: Para adquirir datos utilizando 
el AxoScope 1, se deben seguir los siguientes pasos: 
1. Colocar el nombre a un archivo para salvar los datos. (Set Data File 
Names) 
2. Escoger los nombres de las señales y las unidades para cada canal de 
datos que desea adquirir. (Signal Names and Units) 
3. Editar el protocolo que va a ser usado para el registro de los datos. 
(Edit Protocol) 
4. Salvar el protocolo en un archivo. (Save Protocol). Ud. puede enton-
ces usar después "Open Protocol" para cargar cualquier protocolo ya 
salvado y comenzar a registrar inmediatamente. 
13 
5. Abrir una o más ventanas de registro y ajuste sus propiedades de acuer-
do a cómo se quiere que sus datos sean registrados. 
6. Comenzar la adquisición de los datos de su experimento. 
Edición del Protocolo (Edit Protocol): Existen cuatro secciones prin-
cipales en el protocolo de registro. Estas son:1. Modo de adquisición y muestreo. (Adquisition Mode and Sampling) 
2. Descripción de los canales que se van a utilizar en la adquisición de 
datos. 
3. Disparo (Triggering) 
4. Comentarios (File comment) 
Modo de adquisición: Se van a utilizar en la realización de nuestros ex-
perimentos de los modos de adquisición: modo continuo (Gap-free) y modo 
osciloscopio. El modo continuo (Gap-free) permite que los datos sean presen-
tados en la ventana de registro continuamente, siendo el usuario el que define 
exactamente la longitud y la ocurrencia de la adquisición. Si en este modo se 
registra en el disco, todos los datos son salvados al disco, no hay intervalos 
("gaps") en el archivo de datos resultante, porque cada dato se escribe en 
el disco, hasta el límite de su capacidad. El modo osciloscopio permite que 
todos los datos de un barrido sean presentados en la ventana de registro o 
sean registrados en el disco si ellos cruzan el umbral. La longitud de cada 
segmento de datos es constante y depende de la longitud de barrido. En este 
modo el disparo (trigger) es indispensable para efectuar la adquisición. 
Intervalo de muestra por canal: En el modo continuo, es el tiempo (en 
microsegundos) entre dos muestras adyacentes del mismo canal de entrada. 
En el modo de osciloscopio se habla de longitud de barrido por canal, corres-
pondiendo éste al número de muestras de cada canal que serán adquiridas 
para formar cada barrido. 
14 
Canales para adquisición (Analog in Channels): Existen 16 canales 
analógicos de entrada para efectuar adquisiciones. Cualquier número de es-
tos canales puede ser seleccionado. A cada canal se le asocia el nombre de 
la señal. Los nombres de las señales se dan utilizando el comando "Signal 
N ames and U nits" . 
Información sobre el disparo: La fuente de disparo (Trigger Source) 
puede ser la misma señal que está adquiriendo, o un pulso de 5 voltios de 
amplitud, o una acción sobre la barra espaciadora del teclado. Umbral de 
disparo. Esta opción es aplicable únicamente cuando la misma señal es usada 
como fuente de disparo (trigger source). Corresponde al valor umbral que la 
señal debe sobrepasar para disparar una adquisición. 
Comentario (File Comment): Ud. puede entrar un comentario para que 
sea almacenado como encabezamiento del archivo de adquisición que acaba 
de efectuarse. 
Descripción general del "Cyber Amp 380" y del programa "Cyber-
Control": El acondicionador "CyberAmp 380" es un conjunto de 8 ampli-
ficadores programables independientes, los cuales pueden amplificar, filtrar, 
quitar niveles D.C. y acoplar señales A.C. No posee controles manuales, sien-
do entonces manejado por el programa "CyberControl". Además de los 8 
canales de acondicionamiento de las señales, posee un monitor de audio, que 
no es controlado por el computador. 
Cada uno de los 8 canales acondicionadores posee las siguientes 
características: 
1. Posee entradas diferenciales. La señal amplificada es la diferencia entre 
las señales en las entradas no inversora e inversora. 
2. Posee acople de entrada AC (Filtros pasa altos). 
3. Posee filtros pasabajos (Bessel, cuarto orden). 
4. La ganancia por canal puede tener valores discretos variando entre xl 
y x2000 
15 
5. Posee un filtro banda-rechazada (Notch filter) para eliminar 60 Hz de 
la frecuencia de línea de potencia 
6. Se puede introducir o quitar nivel DC en la señal (DC offset y autozero). 
7. Existen dos tipos de entrada para cada canal. UN conector BNC y 
un conector de 15 pines: El contacto interno del conector BNC está 
conectado a la entrada no inversor del amplificador. 
8. El conector de salida para canal es un conector BNC. 
Por medio del programa CyberControl, podemos variar las principales ca-
racterísticas de cada uno de los canales de acondicionamiento de la señal. 
Podemos entonces variar los filtros pasaaltos desde una frecuencia de cor-
te 0,1 Hz pasando por 1 Hz, 10 Hz, 30 Hz, 100 Hz y 300 HZ. La anterior 
variación puede ser efectuada en cada una de las entradas del amplificador 
diferencial. También se puede variar la ganancia en pasos: la ganancia inicial 
(prefiltro) puede ser xl, x10, x100. Y la ganancia posfiltro xl, x2, x5, x10, 
x20, x50, x200. Los filtros pasabajo poseen frecuencias de corte que se pue-
den cambiar desde 2 Hz a 30 KHz y eliminar todos los filtros pasabajo con la 
opción "Bypass". Con la opción "DC offset" podemos colocar un intervalo 
de voltaje DC máximo comprendido entre +3 y -3 voltios. Y por medio del 
"Autozero" podemos colocar en cero el contenido DC de la señal. 
16 
Preparación de Soluciones para Medición. 
Autores: Rojas, MSc, Marcela Camacho, MD., PhD, Departamento de 
Biología, Facultad de Ciencias. 
La adquisición de datos de modelos celulares y animales requiere de la utili-
zación de soluciones y medios de cultivo que garanticen la viabilidad de los 
mismos y la obtención de información. Para llevar a cabo las prácticas expe-
rimentales programadas para este curso el estudiante debe preparar dichas 
soluciones. 
Objetivo: Preparar soluciones fisiológicas para registros de datos. 
Soluciones 
Solución de Ringer 
NaCl 114,9 mM; 
KC12,5 mM; 
NaH2P04 0,85 mM 
pH 7,1. 
Ringer de anfibio: 
NaCl112 Mm, 
KCl1,9 mM, 
CaC12 1,1 mM, 
NaH2P04 0,7 mM, 
pH = 7,2 
Soluciones de registro 
electro fisiológico 
KCL 150 Mm, pH: 7.4 
NaCl 150 mM, pH 7.4 
Solución externa (Hanks Na) 
NaCl145 mM 
KCl5 mM 
CaC12, 1 mM 
MgC12, 2 mM 
HEPES-Na, 10 mM 
Glucosa 5 mM 
pH 7.34, 
300 mOsm 
Informe. Presentarlo en forma de guía. 
Introducción. 
Soluciones precisas para mantenimiento celular. 
Principios sobre pH y osmolaridad. 
Principios de los equipos que permiten la medición de pH y de osmolaridad. 
Describir el protocolo (receta) seguido para la preparación. 
Cálculo. 
17 
81 
"sopu'qns81 lUltSOW 
"PUPPUloUlsO 8p U9P~p8W 
"Hd 8p u9P1p8W 
"8[US8d 
Laboratorio demostrativo canales iónicos. 
Lectura complementaria: Laboratory set up, Axon Instruments manual 
Lugar: Laboratorio de Biofísica-Centro Interntextbfacho: Departamento de 
Biología, Facultad de Ciencias Objetivos: Visitar un laboratorio de inves-
tigación básica en el cual se llevan a cabo registros de canales ióniclectro-
fisiólogicos y de microfluorometría 
Visita:Laboratorio de Electrofisiología 
Montaje de patch clamp- un electrodo 
Montaje de voltage clamp-dos electrodos 
Mediciones de calcio con microfluorometría 
Montaje de microinyección 
Las demostraciones programadas se harán dependiendo de la disponibilidad 
de material 
Demostraciones: 
Patch clamp en configuración de célula entera. 
• Simulación de sello con célula modelo 
• Registros de corrientes totales de macrófagos murinos 
• Demostración de un registro de corrientes totales de salida - farmaco-
logía 
• Demostración de un registro de corrientes totales de entrada - farma-
cología 
Patch clamp en configuración de célula adherida. 
• Registros de canales únicos en macrófago control 
• Registro de canales únicos en macrófagos sometidos a APT 
Mediciones de calcio en neuronas utilizando la sonda Fura-2 
• Demo de Axonimage 
19 
• Macrófagos cargados con fura-AM 
Votage clamp 
• Registros de ovocitos de Xenopus laevis 
• Registro de Kv 1.1, cambios en la activación 
• Microinyección de ovo citos 
Práctica experimental 
Elaboración de pipetas de registro. 
Adquisición de datos. 
Comparación de potenciales medidos con diferentes soluciones. 
20 
Transporte activo de sodio 
(Piel de sapo) 
Profesores: Arcadio Guzmán y Joel Rojas, Departamento de Ciencias Fi-
siológicas, Facultad de Medicina y Departamento de Biología, Facultad de 
Ciencias 
Objetivo. 
Medir la corriente de cortocircuito a través de la piel de sapo. 
Teoría. 
La bomba Na-K. 
La viabilidad de las células nerviosas es mantenida por el transporte cons-
tante de Na y K a través de la membrana celular en contra de sus gradien-
tes electroquímicos. Esta tarea permanente es llevada a cabo por la bomba 
N a - K mediante un transporte activo y la energíapara la bomba es obtenida 
de la hidrólisis de ATP. Un promedio de 3 iones de sodio y 2 iones de potasio 
son transportados por cada molécula de ATP hidrolizado. El requerimiento 
de sodio es extremadamente específico. Es el único substrato aceptado para 
el transporte neto hacia afuera y es el único catión monovalente no aceptado 
para un transporte hacia adentro. Entonces, el litio, el amonio, el rubidio, el 
cesio y el talio pueden substituir al potasio en la solución externa, pero no al 
sodio en la solución interna. El requerimiento para el potasio externo no es 
absoluto, en su ausencia la bomba podrá sacar sodio a aproximadamente un 
10 de su capacidad en un modo "no-acoplado". El sistema de transporte es 
bloqueado específicamente por glucósidos digitálicos, particularmente la oua-
baina. La bomba de N a - K ha sido extensamente estudiada en una gran 
variedad de preparaciones, incluyendo axones gigantes de calamar, vejiga y 
piel de sapo. 
Transporte epitelial 
Los tejidos epiteliales están especializados en actuar como barreras entre va-
rios compartimientos corporales y en formar las capas superficiales que se 
enfrentan al ambiente. Cada órgano o compartimiento dentro de un animal 
tiene una cobertura de capas superficiales. Algunas de estas hojas sólo sirven 
como barreras pasivas entre compartimientos, sin ocuparse de un transporte 
preferente de solutos yagua. En otros casos, están implicadas en el trans-
21 
porte activo realizando funciones reguladoras. Los epitelios tienen varias 
características en común. En primer lugar, se presentan en las superficies 
que separan los espacios internos del organismo respecto del ambiente. En 
segundo lugar, las células que forman la capa más externa del epitelio suelen 
estar selladas entre ellas mediante uniones estrechas lo que, en grado diverso 
según los epitelios, ocluye las vias paracelulares entre los lados serosal (inter-
no) y mucosal (externo) del epitalio. Las sustancias que son transportadas 
activamente a través de un epitelio deben seguir las vías transcelulares, en 
las que participa la membrana celular. 
Transporte salino activo 
El transporte de iones activo entre los dos lados de un epitelio ha sido demos-
trado en la piel y vejiga urinaria de los anfibios, las branquias de los peces, 
intestino de vertebrados e invertebrados, el túbulo renal y vesícula biliar de 
los vertebrados. La mayor parte del trabajo inicial sobre transporte activo 
epitelial se realizó con piel de rana. En los anfibios la piel actúa como el 
principal órgano osmoregulador. La sal es transportada activamente desde 
el lado mucosal (es decir, desde el lado que mira el agua de la charca) al lado 
serosal de la piel, para compensar las pérdidas salinas desde la piel hacia el 
agua dulce que rodea la rana. 
La preparación experimental de la piel de rana para el estudio del transpor-
te epitelial fue desarrollada por el fisiólogo alemán Ernst Huf y el fisiólogo 
danés Hans Ussing en la década de los años 30 y 40. Se obtiene un trozo de 
piel abdominal de rana, de varios centímetros cuadrados de área y se coloca 
entre las dos mitades de una cámara de Ussing (figura No. 1). La piel se fija 
entre las dos hemicámaras, se introduce la solución de prueba (por ejemplo 
Ringer de anfibio: NaCl 112 Mm, KCl 1,9 mM, CaC12 1,1 mM, NaH2P04 
0,7 mM, pH = 7,2) con la piel actuando como una separación entre los dos 
compartimientos. 
Using, en 1947 comunicó los primeros experimentos en los que se usaron dos 
isótopos del mismo ión para medir los flujos bidireccionales. Se preparo la 
solución de Ringer del compartimiento externo con el isótopo Na 22, mientras 
que el Ringer del compartimiento externo se preparó con Na 24. Se siguió la 
aparición de cada uno de los dos isótopos en el lado opuesto de la piel a lo 
22 
largo del tiempo. En todos los experimentos se observó que el Na muestra un 
movimiento neto a través de la piel, desde el compartimiento externo hacia el 
interno. Se concluyó que el movimiento neto de iones de sodio es el resultado 
del transporte activo, basandose en las siguientes razones: 
1. Tiene lugar sin gradiente de concentración alguno, incluso en contra de 
un gradiente electroquímico. 
2. Es bloqueado por inhibidores metabólicos generales, tales como el cia-
nuro y el ácido yodo acético y por inhibidores específicos de transporte, 
como la ouabaína. 
3. Muestra una fuerte dependencia de la temperatura. 
4. Presenta una cinética de saturación. 
5. Manifiesta especificidad química. Por ejemplo, el Na es transportado, 
mientras que el ión litio, muy relacionado con el Na, no es transportado. 
e 
+ L= ______ ~~ Amperlmetro -s: 
~----------~~ 
Electrodo para 
corriente 
Figura 2: Cámara de Ussing. La piel de rana separa las dos hemicámaras, 
cada una está llena con solución de Ringer u otra solución de prueba. Se 
puede ajustar la fuente de corriente hasta que la diferencia de potencial a 
través de la piel es cero. Bajo estas condiciones, la corriente que fluye por 
el circuito externo, es equivalente a la corriente iónica debida al transporte 
activo a través de la piel. 
23 
Potencial eléctrico transpitelial 
El potencial eléctrico a través de la piel es generado por el transporte acti-
vo de sodio, estos iones son transferidos del exterior al interior. La bomba 
separa los iones de sodio positivos, de los iones de cloro negativos y esta 
separación de carga es medida como un potencial eléctrico transepitelial, con 
valores comprendidos entre 10 y 100 m V. El gradiente eléctrico creado por la 
bomba de sodio (hace la piel negativa fuera y positiva dentro) atrae los iones 
de cloro hacia adentro a través de la piel, pero dado que la bomba activa de 
sodio siempre adelanta el movimiento de sodio al de cloro, la separación de 
carga siempre es mantenida. 
Corriente de cortocircuito 
Las correspondencias eléctricas del transporte activo de sodio fueron publi-
cadas por Ussing y Zehran en 1951. Ellos razonaron que si sólo el sodio es 
transportado activamente a través del epitelio, debe haber una concordan-
cia cuantitativa entre el número de iones sodio transportados por segundo 
a través de un área unitaria de piel y la intensidad de corriente resultan-
te. Ussing y Zehran impidieron la formación de una diferencia de potencial, 
llevándose las cargas negativas excedentes en el lado externo conforme iban 
quedando separadas del ión sodio que estaba pasando al interior, por medio 
de una red eléctrica externa (figura No. 1). El ajuste a cero de la diferencia 
de potencial, haciendo circular una corriente a través de un circuito externo, 
permite comparar esta corriente con la cantidad neta de iones sodio trans-
portados a través de la piel, en la unidad de tiempo. Experimentalmente 
se encontró una gran concordancia entre la corriente a través de la piel y el 
flujo de sodio medido isotópicamente. Tanto la corriente como el transporte 
de sodio son reducidos o eliminados por la ouabaÍna. 
Modelo para la célula epitelial 
Las células adyacentes de un epitelio de transporte están Íntimamente unidas 
por las uniones estrechas. Ésta situación forzaría a todas las sustancias a 
atravesar la membrana de la célula epitelial dos veces, primero al cruzar 
la membrana del lado mucoso y luego al dejarla pasar del lado seroso. El 
transporte activo por esta ruta requiere que la membrana externa de cada 
célula epitelial sea diferenciada, de manera que la membrana celular que mira 
24 
FUERA .. 
Na+N~};' 
r. ~:', 
I~.;, , 
Membrana 
celular 
.: ,:.: 
,. .;. 
Célula 
'1\' 
t 
1"+ 
K 
Figura 3: Modelo de la célula epitelial que transporta sodio en la piel de sapo, 
La célula epitelial es asimétrica. La cara externa de la célula se considera 
permeable al sodio, la cara interna permeable al potasio. La bomba P en 
la cara interna de la membrana, transporta el sodio que se ha difundido al 
interior celular, hacia el lado seroso. La bomba también transporta potasio 
de nuevo al interior celular, para mantener el balance eléctricoy osmótico. 
hacia el lado seroso del epitelio difiere en las propiedades funcionales de la 
porción de la membrana que mira hacia el lado mucoso. Los experimentos 
con piel de rana han proporcionado distintas líneas de evidencia que apoyan 
esta hipótesis. Por ejemplo: 
7 
1. La ouabaína, que bloquea la bomba Na-K, inhibe el transporte transepi-
telial de sodio, sólo cuando es aplicada en el lado interno (lado seroso) 
del epitelio. Es inefectiva sobre el lado mucoso. Por el contrario, el 
fármaco amilorida, un potente inhibidor del transporte facilitado pasi-
vo, bloquea los movimientos de sodio a través de la piel sólo cuando se 
aplica en el lado externo de la misma. 
25 
2. Para que telnga lugar el transporte activo de sodio de una manera 
máxima, el potasio debe estar presente en la solución del lado interno, 
pero no se necesita en el lado externo. 
3. El transporte de sodio muestra una cinética de saturación en función 
de la concentración de sodio en el lado externo; no se ve afectado por 
la concentración de sodio en el lado interno. 
Tales datos han conducido al modelo de transporte que se muestra en la 
figura No. 2. 
Materiales y métodos 
Complejo instrumental 
El complejo instrumental está conformado por un sistema de adquisición de 
datos, un estimulador de corriente, los electrodos, la cámara para la piel y 
la preparación biológica (piel de sapo Bufo). Los electrodos que se utilizan 
para medir el voltaje se llaman electrodos de calomel. Este electrodo está 
formado por un tubo de vidrio en forma de U, la parte baja del tubo se llena 
de mercurio. Por un lado, un hilo de plata que se sumerge en mercurio por 
el otro, el mercurio está en contacto con una solución de cloruro mercurioso 
(calomel) la cual está en contacto con una solución de cloruro de potasio. En 
la figura No. 3 se muestra el montaje experimental. 
Resultados 
El voltaje transepitelial es de 37, 8mV aproximadamente, positivo en el inte-
rior (lado seroso) con respecto al exterior. Se aplica un pulso de corriente de 
O, 175mA de intensidad y 700ms de duración a través de la piel de sapo. Co-
mo se observa, el voltaje transepitelial cae a Om V, denominándose entonces 
la corriente O, 175mA como "la corriente de cortocircuito". Una vez termina 
la aplicación de esta corriente, el voltaje transepitelial se restablece a su valor 
anterior. Es posible calcular el número de iones positivos que atraviesan la 
piel en 1 segundo, considerando que son iones de sodio y que la corriente 
de sodio es exactamente igual a la corriente de cortocircuito, medida en el 
circuito externo. Se sabe por otros estudios que una bomba mueve alrededor 
de 300 iones cada segundo. El diámetro del sector circular de la piel utilizada 
26 
J> 
,....---,Ag 
! 
~ __ .-__ j~ __ ~_A_- ¡ 
Estimulador 
de corriente 
Hg 
Figura 4: 
0.. 
G.04 
0.0. 
0.01-
0.01 
o-
-o..t1 
100 1000 
Figura 5: Medición de la corriente de cortocircuito. 
f 
2IlOO 
8w1/1 
en la cámara de 2, 2cm. Por consiguiente Ud. puede obtener un valor apro-
ximado del número de bombas que existen en un área de 1 cm. cuadrado de 
27 
piel de sapo Bufo. 
Referencias 
Eckert, R., Randall, D., Augustine, G. Fisiología animal. Interamericana-
McGraw-Hill. 1990. Oackley, B. and Schafer, R. Experimental neurobiology. 
The University of Michigan Press. Ann Arbor. 1978. 
28 
Taller percepción sensorial 
Profesor: Marcela Camacho: Departamento de Biología, Facultad de Cien-
CIas 
Lecturas 
• Honeybee navigation: nature and calibration of the odometer. Srini-
vasan M.V., Zhang S., Altwein M. y Tautz J. (2000) Science, vol 287, 
p 851-853 
• Ant odometry in the third dimension, Wehigemuth, S., Ronacher, B. y 
Wehner, R. (2001) Nature, vol 411, p 795-797 
• Honeybee dances communicate distances measured by optic fiow, Esch, 
H. E, Zhang, S., Srinivasan, M.V. y Tautz, J. (2001), vol 411, p 581-583 
• Perception of three-dimentional shape infiuences colour perception th-
rough mutual illumination. Bloj M.G., Kersten D. y Hurlbert A.e. 
(1999) Nature, vol 402 p 877-879 
• Motion Integration and postdiction in visual awareness, Eagleman 
D.M. y Sejnowski T.T (2000) Science, vol 287, p 2036-2038. 
• Pattern recognition and active vision in chickens. Dawkins M.S. y 
Woodington A. (2000) Nature vol 403, p 652-655 
• Motion direction, speed and orientation in binocular matching, van -Ee 
R. y Andersen B.L. (2001) Nature vol 410, p 691-693 
29 
Excitación y respuesta del nervio ciático 
de sapo 
Profesor: Arcadio Guzmán, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facul-
tad de Medicina 
Objetivo. 
Describir las principales características eslectrofisiológicas del nervio ciático 
de sapo Bufo. 
Teoría 
Potencial de acción compuesto 
Se puede generar un potencial de acción simultáneamente en cada uno de los 
miles de axones que componen el nervio periférico, por medio de un único 
estímulo eléctrico. La respuesta colectiva se denomina potencial de acción 
compuesto (PAC). El registro del PAC es una técnica útil y bastante repro-
ducible. Con el nervio ciático de sapo es posible explorar varios aspectos 
básicos de la conducción neuronal, como el fenómeno del umbral, la veloci-
dad de conducción, el periodo refractario relativo, las máximas frecuencias 
de disparo, la propagación diferencial de grupos de fibras nerviosas y nos en-
seña como varía la forma del PAC dependiendo del modo de registro utilizado. 
Los nervios periféricos de vertebrados contienen típicamente miles de axones, 
pertenecientes a neuronas motoras y sensoriales. Cada axón conduce poten-
ciales de acción de una forma todo - o - nada, de una manera autopropagada, 
sin embargo, la propiedad todo - o - nada desaparece en el nervio periférico. 
El nervio ciático de sapo era la preparación clásica para el estudio del poten-
cial de acción, hasta que fue reemplazada por el axón gigante de calamar. El 
potencial de acción a que nos referimos se llama compuesto, porque se puede 
observar la respuesta de grupos poblacionales de las fibras neuronales que 
componen el nervio ciático. En la figura No. 1 se muestra la propagación 
de las ondas alfa y beta del PAC de la rana toro, correspondientes a dos 
poblaciones de fibras neuronales. 
Cuando la distancia entre los electrodos de estimulación y de registro es 
30 
L
+/3 
ümm l' 
21mm I'.e'w 
l' 
1 /3 
41 mm ~ )( 
1\ 
II 
\ I 
81 mm-
143mm 
'ir 
TIME OF 
S,IMULUS 10 msec 
Figura 6: Los cuatro registros (W-Z) fueron obtenidos en cuatro sitios dis-
tintos, con el electrodo de registro colocado a las distancia de 21, 41, 81 Y 
143mm desde el sitio de estimulación (Omm). A medida que el potencial de 
acción se mueve a lo largo del nervio, los componentes alfa y beta se separan 
cada vez más debido a que la velocidad de propagación de estos componentes 
es diferente lo cual se aprecia mejor entre mayores sean las distancias entre 
el sitio de estimulación y el de registro. Los registros han sido acomodados 
verticalmente en proporción a la distancia de los respectivos electrodos de 
registro al punto de estimulación (Omm). La línea sólida a la izquierda ha 
sido dibujada sobre el artefacto del estímulo. Las dos línea intermitentes 
cruzan por los puntos de iniciación de los componentes alfa y beta, tal como 
se observa en el registro Z y se han indicado por puntos en cada registro. El 
hecho de que las líneas intermitentes sean rectas indica que la velocidad de 
propagación de los componentes alfa y beta a lo largo del nervio es constante 
pero distinta. (Adaptado de Erlanger y Gasser, 1968). 
grande, el PAC consiste de varias ondas (alfa, beta, gamma), tal como se 
observó en la figura No. 1; lo cual es debido a que el tronco nervioso contiene 
31 
fibras con diferentes velocidades de conducción. Erlanger y Gasser (1937) 
clasificaron los grupos de fibras nerviosas, de acuerdo con sus velocidades de 
conducción, tal como aparece en la tabla No. 1 
Fibre group Conduction velocity (mi sec) 
a 41 
A b 22 
g 15 
B 4 
C 0,7 
TablaNo. 1. Grupos de fibras en el nervio ciático de la rana Toro, con valores 
típicos para sus velocidades de conducción a la temperatura del laboratorio. 
(Basado en Erlanger and Gasser, 1937) 
Diferencias entre el registro intra y extracelular de un axon. 
Cuando se efectúa el registro intracelular, es necesario utilizar un microelec-
trodo de vidrio que pueda atravesar la membrana celular de tal forma que el 
interior de él quede conectado eléctricamente con el interior celular. Se mide 
de esta manera la diferencia de voltaje entre el interior y el exterior de la 
célula. El interior de la neurona posee un voltaje de reposo aproximadamente 
de -60mV con respecto al exterior; durante el potencial de acción el interior 
se vuelve positivo, aproximadamente a un valor de +40m V con respecto al 
exterior, lo cual implica que la variación de voltaje durante el potencial de 
acción, medido intracelularmente es de 100mV. Las posibilidades técnicas 
de efectuar un registro intracelular de un axón son escasas a no ser que sea 
un axón gigante de calamar. 
Para el registro extracelular tenemos varias maneras de hacerlo, sin embargo 
todas tienen en común el hecho de realizarse en el exterior celular. Además 
los valores medidos extracelularmente durante el potencial de acción, tienen 
valores máximos alrededor de los 15mV. En la figura No. 2 se muestra un 
esquema de las diferencias. 
32 
Los potenciales de aCClOn medidos intra o extracelularmente en un axón, 
presentan la propiedad de todo - o - nada, es decir, su amplitud no depende 
del tamaño del estímulo. Sin embargo, en un nervio, sólo tiene sentido hablar 
de un registro extracelular y además los potenciales de acción no presentan la 
característica del todo - o - nada, sino que su amplitud depende del tamaño 
del estímulo. La razón para esto, es que el potencial de acción registrado es 
el resultado de la actividad simultánea en un gran número de axones (cada 
uno de los cuales obedece a la ley del todo - o - nada) que poseen diferentes 
umbrales. 
+++ +++ 
( ___ ++_+++--,-,0 
Intracellular 
recordln, 
Extracetlutar 
recordin, :v-
Figura 7: Diagrama para mostrar la diferencia en signo de los potenciales 
de acción registrados por electrodos intra y extracelulares. Los registros 
extracelulares son a menudo mostrados con los potenciales negativos hacia 
arriba. 
33 
El u -~ e 
s ql q2 
b a 1 1 
s ., qz 
e 2 3 """'sec: 
Figura 8: Esquema para el registro de los potenciales monofásicos y bifásicos. 
S corresponde a la aplicación del estímulo y el - e2 son los electrodos de 
registro. 
Tipos de registro extracelular sobre el nervio. 
Se pueden obtener potenciales bifásicos y monofásicos cuando se registran los 
potenciales con electrodos colocados directamente sobre el nervio y también 
se pueden obtener potenciales trifásicos si los electrodos están colocados a 
cierta distancia del nervio. Los registros bifásico y monofásico se obtienen 
con dos electrodos activos colocados sobre el nervio, en el primer caso ambos 
detectan el potencial de acción, mientras que en el segundo, solo uno detec-
ta el potencial, como se muestra en la figura No. 3. La técnica utilizada 
para obtener el registro monofásico consiste en evitar que el potencial de 
acción llegue al último electrodo activo, lo cual se logra dañando el nervio o 
aplicándole un anestésico. 
El potencial de acción bifásico. 
La forma de este potencial se explica por el paso de la zona despolarizada bajo 
los dos electrodos. Los electrodos están conectados al amplificador diferen-
cial y con el objeto de mostrar un potencial de acción bifásico, inicialmente 
con polaridad positiva, el primer electrodo se conecta a la entrada inversora 
y el segundo a la no inversora del amplificador diferencial. En la figura No. 
4 se muestra que cuando el potencial de acción está lejos de los electrodos, 
estos están al mismo potencial y el amplificador diferencial tiene una salida 
igual a cero. Debemos tener en cuenta que la zona despolarizada es una 
zona de negatividad que se mueve con una velocidad y que tiene una lon-
34 
gitud determinada. Cuando esta zona está colocada únicamente por debajo 
del electrodo que conecta a la entrada inversora, aparece un voltaje positi-
vo de salida del amplificador y cuando la zona despolarizada está colocada 
únicamente por debajo del electrodo que conecta a la entrada no inversora 
del amplificador diferencial, aparece un voltaje negativo en su salida. Final-
mente, cuando los dos electrodos, detectan el mismo valor de negatividad la 
salida es igual a cero. 
Velocidad de conducción del potencial de acción compuesto 
Como se muestra en la figura No. 1, la forma del potencial de acción com-
puesto de nervio se modifica en función de la distancia recorrida. Se tiene la 
impresión que se trata de ondas distintas, pertenecientes a fibras dotadas de 
propiedades fisiológicas diferentes, confundidas en el origen, estas ondas se 
separan progresivamente a medida que avanza sobre el nervio en razón de sus 
diferentes velocidades. La velocidad de conducción del potencial en las fibras 
amielínicas es com,tante y está directamente relacionada con la raíz cuadrada 
del diámetro del axón, mientras que la velocidad de conducción del poten-
cial de acción en las fibras mielinizadas está linealmente relacionada con el 
diámetro del axón. La velocidad de conducción se puede medir fácilmente en 
un nervio, desplazando una distancia conocida el primer electrodo de registro 
del potencial de acción compuesto y midiendo la diferencia temporal en el 
registro obtenido. 
35 
e, _-=:::!::=:~== 
:2==~ ____ .. ========~ 
t 3 • 
'4 ======::m~-== 
t s • 
Figura 9: La onda mono fásica de la despolarización de las fibras, recogida 
por dos electrodos activos, es registrada como una onda bifásica porque ella 
pasa cuando se propaga bajo cada uno de los electrodos. El primer electrodo 
está conectado a la entrada inversora del amplificador diferencial. (Instantes 
de t1 a t5). 
Materiales y métodos 
Complejo instrumental 
El complejo instrumental está conformado por un sistema de adquisición 
de datos, un sistema de acondicionamiento de la señal, un estimulador de 
corriente eléctrica, la cámara de la preparación, la solución de Ringer y la 
preparación biológica. La solución de Ringer tiene la siguiente composición: 
NaCl114,9mM; KCl2,5mM; Nah2po40,85mM y pH7, 1. El sistema de 
adquisición de datos está conformado por un computador PC compatible 
IBM, una tarjeta digitalizadora Digidata 1200 y su caja de conexiones y el 
programa AxoScope 1.1 de Axon Instruments. El sistema de acondiciona-
miento de la señal está conformado por el acondicionador CyberAmp 380 de 
Axon y un amplificador diferencial. El estimulador de corriente puede ge-
nerar pulsos de duración y amplitud variable y controlada, además produce 
un pulso de sincronismo (trigger) para disparar el sistema de adquisición de 
36 
datos. La cámara para la preparación está constituida por un conjunto de 
electrodos horizontales donde se coloca el nervio ciático. En la figura No. 5 
se muestra el esquema del montaje experimental. 
~ 
CRO 
IN y 
'---- % 
STIMULATOR 
+ 
OUT 
I -~ 
TRIGGER 1 
~ 
"'" 1 PAEAMPLlFIEA SHIELDED 
CABLE 
f 
\- t-
H -
I ~ 
¡ 
z 
z O 
O ¡:::: 
- <: 
t-u.C!) 
üo<: w c.. 
g; O 
o a: 
c.. 
N AVI~ E ENERVE 
CHAMBER 
Figura 10: Esquema del montaje experimental. 
Procedimiento Inmediatamente después de la disección del nervio ciático 
del sapo, se procede a colocarlo sobre los electrodos y a adicionarle gotas 
de solución de Ringer en los sitios de unión de los electrodos con el nervio. 
Los electrodos de estimulación se conectan al estimulador teniendo en cuenta 
que el electrodo catódico despolariza el nervio, por consiguiente el electrodo 
anódico lo hiperpolariza y debe estar colocado hacia la extremidad del ner-
vio, con el objeto de evitar que interfiera con el potencial de acción generado 
en el cátodo. Luego se conectan tres electrodos al amplificador diferencial,primero el común, luego el electrodo inversor y finalmente el electrodo no 
mversor. 
37 
Resultados 
~~ 
10 
t ,.--r-·T·-····.--~ • • • "-CIIIOI 
, 
ID 
.. 111 
Figura 11: Potencial de acción compuesto registrado a una escala de tiempo 
de 50 ms. 
~> 
~~ 
.0._ 
, 
u 
~( ... ) , 7.1 , 10 12 "MI 
~f\--_._._. __ .. _ ...... _-_._. __ ._. -
¡ r---r i r~·t·-"'_··""·-----r---r--r·~~--~ 
U S tl W ~ 
Tlnool_l "1/1 
Figura 12: Registro bifásico y monofásico del potencial de acción compuesto. 
Este potencial de acción se obtuvo con un pulso de estimulación de 0.07 mA 
y una duración de 0.1 ms. La amplitud alcanzada por el potencial de ac-
ción es aproximadamente de 18 m V. Se observa el artefacto del estímulo, el 
38 
cual se ha inducido electromagnéticamente a través de los electrodos y ca-
bles de conexión del amplificador. Este potencial muestra un after-potential 
positivo claramente definido después del potencial de acción y posee una du-
ración aproximada de 10 ms y una amplitud porcentual del 8 con relación a 
la amplitud de la espiga del potencial de acción. Los potenciales posteriores 
(after-potential) son importantes porque son un indicativo de los mecanis-
mos íntimos de ciertos procesos nerviosos. Un aumento del metabolismo del 
nervio aumenta los potenciales posteriores, pero tiene poco efecto sobre la 
espiga y en la asfixia los potenciales posteriores son abolidos, mientras que 
la espiga sigue presente. Podemos concluir que los procesos representados 
por los potenciales posteriores son necesarios para el restablecimiento de las 
condiciones que hacen posible la conducción sucesiva de impulsos. Detlev, 
W. et al. Bioelectric Studies of the Excitation an response of nerve. Annual 
Review of Physiology. Vol. 1, 1993. 
El registro bifásico se obtuvo con dos electrodot> activot>, ambot> detectaron 
el potencial de acción. El registro monofásico se obtuvo también con dos 
electrodos activos pero se impidió que al último electrodo activo llegase el 
potencial de acción, utilizando un anestésico local (Xilocaína al 2 por ciento). 
La duración del componente alfa del potencial de acción compuesto es de 2 
ms aproximadamente, tal como t>e obtiene en el registro monofásico. En el 
registro bifásico se obtiene una duración aproximada de 4ms. 
0.11. 
~~~~~~s~~~~~~-~~ 
..... (mo) ""'11 
Figura 13: Variación de la amplitud del potencial de acción compuesto con la 
amplitud del estímulo. 
39 
0.02' 
j; 0.1 
____ 'O_·01-"~,-~-~r_~·-~;___r~~1 I I 
2.1 ti 7.5 10 12 
~( ... ) 8w112 
Figura 14: Medición de la velocidad de conducción del potencial de acción com-
puesto. 
A medida que aumentamos la amplitud del estímulo de corriente de duración 
constante 0,1 ms desde 0,025mA hasta 0,060mA en pasos de 0,005mA se 
incrementa la amplitud del potencial de acción compuesto. Con el valor de 
0,025mA no se obtiene respuesta. La primera respuesta se obtiene con el 
estímulo de O, 030mA y una duración de O, 1ms. 
Entonces, la respuesta umbral está comprendida entre 0,025 y 0,030 mA. Con 
amplitudes de estímulo superiores a 0,060 mA, la amplitud del potencial de 
acción se acerca a un valor máximo, indicando que todas las fibras están 
despolarizadas y además en la gráfica se observa que a medida que aumenta 
la amplitud del estímulo, el valor pico de cada potencial de acción se alcanza 
un poco más temprano. La variación de la amplitud del potencial de acción 
con la amplitud del estímulo nos indica que la respuesta del nervio ante un 
estímulo no es todo - o - nada. Cada fibra nerviosa que conforma el nervio 
sí responde ante un estímulo como todo - o - nada, es decir, al llegar al 
estímulo umbral la respuesta siempre es máxima y no varía con la amplitud 
del estímulo. 
En la gráfica encontramos dos potenciales de acción, ambos fueron produci-
dos con el mismo estímulo: 0,0050 mA de amplitud y 0,1 ms de duración. 
Cuando los dos electrodos de registro activos estaban separados 35 mm se 
40 
obtuvo el potencial de acción de mayor tamaño, después de acercar el primer 
electrodo de registro al segundo a una distancia de 20 mm, se obtuvo el po-
tencial de acción de menor tamaño. Entonces, la amplitud del potencial de 
acción bifásico registrado extracelularmente, depende de la separación de los 
electrodos de registro. La medición de la separación temporal de los dos va-
lores máximos de las espigas de los potenciales de acción es de 0,075 ms. El 
cálculo de la velocidad se obtiene utilizando la relación: Velo-
cidad=(espacio)/(tiempo), es decir, V = (20 mm)/ (0,75 ms) = 26,7 mis a 
la temperatura ambiente. La velocidad del potencial de acción compuesto es 
constante para una temperatura determinada. 
f\ 
""'--í ~'-~-~~'~·w-··r.-r ~"""._'-"'~',. 
11MI(_) • ... , .. 
Figura 15: Medición del periodo refractario relativo. 
Para obtener los potenciales de acción que se muestran en la figura, se han 
aplicado pares de pulsos de estimulación. En todos los casos la amplitud del 
estímulo fue constante e igual a 0,050 mA y la duración de 0,1 ms. El primer 
par de estímulos se aplico con una separación de 15 ms, en este caso podemos 
considerar que las amplitudes de los potenciales de acción son prácticamente 
iguales. El segundo par de estímulos se aplicó con una separación de 12 ms, 
la amplitud del segundo potencial del par, tiene una amplitud un poco menor 
que el primero. El tercer par de estímulos se aplicó con una separación de 
9 ms, el cuarto par de estímulos con una separación de 6 ms y finalmente 
el quinto par de estímulos se aplicó con una separación de 3 ms y no se 
obtuvo una segunda respuesta. La amplitud de los segundos potenciales de 
acción del par, se encuentra disminuida, porque las fibras nerviosas no se han 
alcanzado a recuperar de los cambios ocurridos por la generación del primer 
41 
potencial de acción. Podemos pensar que para que los potenciales de acción 
posean todos la misma amplitud, se requiere como mínimo una separación 
de 15 ms, lo cual corresponde a una frecuencia aproximada de 67 Hz. 
Discusión de resultados 
Como se puede apreciar de una manera general de los resultados obtenidos, 
la preparación del nervio periférico es muy útil para enseñar los principios 
básicos de la conducción nerviosa. Además el montaje experimental utilizado 
es muy sencillo. Actualmente, existen muchas investigaciones con el nervio 
ciático de sapo, sobre todo en las áreas de la farmacología y toxicología. Los 
siguientes artículos son dos ejemplos: 
• Asciouglu, M. and Ozesmi, C. Effects of grayanotoxin 
• 1 on threshold intensity and compound action potential of frog sciatic 
nerve. J. Physiol. Pharmacol. 1966. Jun 47: 2, 341 - 9. 
• Bainton, C. R. Strichartz, G.R. Concentration dependence of lidocaine-
induced irreversible conduction loss in frog nerve. Anesthesiology. 
1994. Sep 81: 3, 657 -67. 
Bibliografía 
[lJ Oakley, B. and Schafer, R. Experimental Neurobiology: A laboratory ma-
nual. The University Michigan Press. Ann Arbor 1984. 
[2J Kayser, Charles. Physiologie. Editions Medicales Flammarion. 1963. 
[3JAidley, D. J. The Physiology of excitable cells. Cambridge at the Univer-
sity Press. 1971. 
42 
Conformismo de la frecuencia de descarga del 
órgano eléctrico con la temperatura en el pez 
cuchillo fantasma negro (Apteronotus Albifrons) 
Profesor: Arcadio Guzmán, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facul-
tad de Medicina 
Introducción 
Regulación y conformismo 
Cuando un animal se enfrenta a cambios en su medio ambiente (p. ej., 
cambios en la temperatura del medio ambiente), puede mostrar una de las 
dos grandes categorías de respuesta: CONFORMISMO o REGULACIÓN. 
Los animales denominados conformistas son incapaces de mantener la cons-
tancia de parámetros internos con cambios en el medio externo, mientras 
que los organismos reguladores, utilizan mecanismos fisiológicos para man-
tener parámetros internos constantes, sin importar las variaciones externas, 
dentro de rangos apreciablemente amplios. Cuando se considera la regula-
ción detemperatura, la clasificación más útil es la de POIQUILOTERMO y 
HOMEOTERMO. La mayoría de los animales acuáticos son poiquilotermos, 
mantienen una temperatura corporal que es igual a la temperatura del agua 
que los rodea. Aunque los procesos metabólicos de estos animales generan 
calor, por lo general se disipa rápidamente, aún en los animales grandes. Los 
primeros animales verdaderamente terrestres, los reptiles (serpientes, lagar-
tos y tortugas), al igual que los peces son poiquilotermos. Los homeotermos 
son animales que mantienen una temperatura corporal constante a pesar de 
las fluctuaciones en su ambiente y la mayoría mantiene una temperatura por 
encima de la de sus alrededores. Entre los animales actuales sólo las aves y 
los mamiferos son verdaderos homeotermos. 
43 
Peces que generan señales eléctricas débiles 
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IL~ j ,A/I ~ 1\ 
IvVVV\ V/V 
TOf\!E OlSCHA.RGE 
,- BLACK GI-'OSI K~J¡FEFIS~i # (APTERONOTUS ALBIr:ROf:S) 
Los peces que generan señales electricas débiles las utilizan para comunicarse 
y percibir el medio ambiente (electrolocalización). Dos grupos de peces de 
agua dulce han evolucionado independientemente con órganos que descargan 
electricidad: los Gymnotideos de Sudamérica y los Mormíridos en Africa. Los 
órganos eléctricos de los peces presentan dos orígenes. La mayoría consiste 
de largas columnas de electro citos, que se concentran hacia la región de la 
cola del pez. Los electro citos se han derivado de tejido muscular y como 
el músculo esquelético son controlados por neuronas motoras colinérgicas. 
Los órganos eléctricos derivados de tejido nervioso sólo se encuentran en una 
familia de los Gimnotideos: la familia Apteronotidae, estos órganos eléctricos 
consisten de grandes racimos de axones mielinizados que corren a lo largo del 
pez hasta la cola. Los peces que emiten señales eléctricas débiles detectan su 
propio campo eléctrico y el generado por otros peces. La electrorecepción, 
o la detección de corrientes eléctricas por el pez está realizada por órganos 
receptores especializados: la ampolla, detecta bajas frecuencias (menores a 50 
Hz) y los receptores tuberosos los cuales son estimulados por altas frecuencias. 
rt?': NfflWNMNVV\ 
44 
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~-
,;. 
Los peces que generan señales eléctricas débiles tienen dos modos de gene-
ración de señal: especies pulsátiles, producen pulsos y especies tonales, que 
emiten señales continuas parecidas a tonos eléctricos sinusoidales. 
Frecuencia de la descarga del órgano eléctrico 
Frequency (Hz) Fantasma Negro 
O 1000 2000 3{)OO 4000 5000 
¡¡; Wo Vr..-v' ,,-, /"\ r-' I /;vi'. ¡ ¡j.!//" ..... 
• ~ ~1 ¡ ~'.,.W" ¡i.iJ Ir'''~ I 
:¡ 188 I ,....... \ ¡!f'"' I 1. ,1 
r ·180 ~ """ "" 
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1000 2000 3000 4000 5000 
10SIi~! Frequency(Hz) 26grados 
6000 
'000 
1300 
1200 
Ñ 
~ 1100 
~ 
t.) 
ffi 1000 
hl s: 900 
20 22 " 26 
,. 30 
TEMPERATURA (e) 
La frecuencia de descarga del órgano eléctrico está controlado por un núcleo 
impar, colocado en la línea media del tallo cerebral, el cual en la mayoría de 
las especies es denominado: núcleo marcapaso. El grupo de neuronas loca-
lizado en el núcleo marcapaso descarga sincrónicamente y excita localmente 
neuronas de relevo que se proyectan hacia la médula espinal para efectuar 
sinapsis con neuronas electromotoras. Las neuronas electromotoras coman-
dan directamente el órgano eléctrico, ya sea vía sinápsis con electrocitos o 
por ellas mismas constituyendo un órgano eléctrico en la forma de procesos 
axonales especializados. 
Objetivo 
Obtener la variación de la frecuencia de la descarga del órgano eléctrico del 
pez cuchillo fantasma negro (Apteronotus Albifrons) con la temperatura. 
Materiales 
45 
1. Acuario 
2. Circuito de control de temperatura 
3. Pez cuchillo fantasma negro 
4. Electrodos 
5. Bomba para colocar en movimiento y filtrar el agua del acuario 
6. Amplificador diferencial 
7. Sistema de adquisición digital de datos 
8. Programa Origin 
Procedimiento 
1. Se baja la temperatura del acuario y el pez, lentamente hasta llegar 
alrededor de los 20 grados centígrados. 
2. Se efectúa la adquisición de la señal del pez durante un segundo. 
3. Se ajusta el control de la temperatura a una temperatura ligeramente 
superior y se espera durante 15 minutos. El agua del acuario permanece 
circulando con la bomba. 
4. Se toma otra adquisición durante otro segundo y se procede como en 
el paso anterior. 
5. Después de haber tomado varias adquisiciones se procede a pasarla al 
programa Origino 
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~ 1I " l' 1, 11 iI~' l' 1\ /1 " 1\ " 1' " ¡I 1, ,1 
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46 
6. Para cada una de las adquisiciones se procede a evaluar la transformada 
rápida de Fourier y a obtener la frecuencia fundamental del conjunto 
de datos evaluados. 
7. Finalmente, se realiza una gráfica con las distintas frecuencias funda-
mentales obtenidas para distintas temperaturas entre 20 y 30 grados 
centígrados. 
Resultados 
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o 1000 .... 311CO _ 5000 ...., 
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Contracción Isométrica del Músculo 
Gastronemio de Sapo 
Profesor: Arcadio Guzmán, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facul-
tad de Medicina 
Objetivos 
• Definir las características fundamentales de la sacudida y tétano iso-
métrico. 
• Obtener la relación entre las fuerzas pasiva y activa con la longitud 
muscular. 
• Mostrar cualitativamente el fenómeno de la fatiga muscular. 
Marco teórico 
El registro de la sacudida muscular nos permite establecer la existencia de 
una estimulación umbral y establecer que con el aumento de la amplitud del 
estímulo se incrementa la fuerza de la sacudida hasta un punto determinado 
por el reclutamiento total de las fibras. El desarrollo del tétano isométrico 
nos muestra el efecto de la suma mecánica, de la fuerza de las sacudidas mus-
culares y nos permite establecer su relación con la frecuencia de estimulación. 
Al estirar el músculo se va incrementando la fuerza pasiva que este realiza. 
La razón entre la fuerza pasiva y estiramiento, definen la característica del 
componente elástico en paralelo. Si para algunos valores de fuerza pasiva del 
músculo, activamos éste para obtener una sacudida muscular, la amplitud 
de las sacudidas será una función del nivel de fuerza pasiva, es decir de la 
longitud muscular. Al representar estos valores de fuerza de sacudidas contra 
longitud, obtenemos la variación de la fuerza activa con la longitud muscular. 
La fatiga muscular es un fenómeno reversible, que ocurre al agotar alguna 
etapa del acoplamiento excitación-contracción. Se ha demostrado que una 
fibra muscular fatigada, puede producir una contractura por cafeína, median-
te la salida de calcio del retículo sarcoplásmico. La fatiga muscular que se 
observa exclusivamente en el músculo no es la misma fatiga que se observa 
48 
en el animal completo, debido a que la unión neuromuscular se fatiga antes 
que el propio músculo y además podría existir fatiga psicológica. 
Montaje experimental 
+ 
e 
T 
M 
+ 
V 
. . 
S 
... 
• . 
La contracción isométrica exige que los extremos del músculo (M) no se acor-
ten salvo por el pequeño desplazamiento cedido por el transductor de fuerza 
(T). El transductor y el músculo están colocados en serie y la fuerza en los 
extremos del músculo es la misma. El soporte (8) cierra el circuito mecánico 
formado por el transductor y el músculo. El músculo se estimula por me-
dio de un pulso de corriente aplicado con dos electrodos de aguja colocados 
dentro del músculo. La forma del pulso de corriente es cuadrada con una 
duración de 0,1 ms y una amplitud que se puede ajustar. El transductor 
consiste de un elemento que se deforma conla fuerza desarrollada por el 
músculo. Este elemento (8train Gauge) al deformarse varía su resistencia 
eléctrica. Con el elemento colocado en un puente de Wheatstone se obtiene 
un voltaje (V) directamente proporcional a la fuerza de contracción muscular. 
La calibración se obtiene al colgar del transductor una masa de 100 g cuyo 
peso es iguala 100gf. Es conveniente que el músculo gastrocnemio del sapo 
tenga un goteo de solución de Ringer. La sacudida muscular es la contrac-
ción producida con la aplicación de un estímulo eléctrico único. En el registro 
(Fig lA) observamos varias sacudidas musculares con diferentes amplitudes 
(fuerza) pero aproximadamente con la misma duración. La amplitud de la sa-
cudida aumenta con la intensidad del estímulo debido al aumento del número 
de fibras estimuladas. Los estímulos empleados tienen una amplitud crecien-
te en mA. El primer estímulo tiene una amplitud subumbral y no produce 
49 
respuesta, el resto de estímulos tienen amplitudes supraumbrales. Todos los 
estímulos aplicados tienen la misma duración: 0,1 ms. La duración de la 
sacudida depende del tipo de músculo (rojo, blanco o intermedio) y de la 
temperatura. 
A 
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Figura 16: Registros de contracciones musculares. A: Sacudidas muscula-
res con diferentes amplitudes de estimulación. B: Contracciones tetánicas 
isométricas. 
La contracción tetánica isométrica se produce cuando se aplican muchos 
estímulos eléctricos consecutivos. En el registro (Fig lB) observamos va-
rias contracciones isométricas tetánicas no fusionadas. La amplitud de la 
fuerza en la contracción tetánica depende de la frecuencia de estimulación. 
La contracción tetánica que desarrolla más fuerza dentro del grupo de las 
mostradas en el registro es fusionada y presenta el fenómeno de "fatiga". 
En la cuarta contracción isométrica no fusionada se observa una falla en el 
circuito del estimulador que omita la estimulación. 
Cuando el músculo no estimulado, sufre un estiramientp, desarrolla una fuer-
za denominada pasiva, porque no corresponde a una activación del compo-
nente contráctil, sino al estiramiento del material de sostén estructural de la 
50 
máquina contráctil. Cuando un músculo es estimulado a diferentes longitu-
des musculares, se encuentra que la fuerza desarrollada, denominada fuerza 
activa, varía con la longitud, presentando un valor máximo a la longitud 
óptima. 
i 
J 
lOO) 
J~ 1 
:1 
Figura 17: Variación de fuerza pasiva y activa con la longitud. 
En el registro (Fig 2) se observan dos fuerzas desarrolladas por el músculo, 
una pasiva que varía con el estiramiento de una forma continua y creciente 
y las fuerzas de las sacudidas musculares con el mismo estímulo aplicado al 
músculo a diferentes longitudes. En el registro de la fuerza no se pueden 
separar las dos fuerzas, si se estira el músculo siempre va a existir una fuerza 
pasiva, sobre la cual se superpone la fuerza activa de la contracción. 
En el registro de la fuerza pasiva se observa que existe una fuerza que desa-
parece una vez se ha estirado el músculo, esta fuerza es debida a la velocidad 
de estiramiento pasivo del músculo. La variación de la fuerza activa con la 
longitud muscular es explicado por la Teoría de los Filamentos Deslizantes. 
En el registro observamos dos contracciones isométricas tetánicas fusionadas. 
La primera desarrolla fuerza pero no la sostiene, sino que ésta desciende ini-
cialmente rápido y luego lentamente, luego se termina la estimulación y la 
51 
fuerza desciende abruptamente al valor inicial de reposo. Después de alre-
dedor de 25 segundos se produce la segunda contracción tetánica fusionada 
y se alcanza una fuerza intermedia que una vez más no se sostiene y que 
desciende más rápidamente que la primera. 
En los dos registros (Fig 3) observamos el fenómeno de la fatiga muscular. En 
un músculo existen distintos tipos de fibras musculares. En los dos extremos 
encontramos fibras resistentes a la fatiga y otras fácilmente fatigables, por 
esta razón la fuerza disminuye rápidamente al comienzo de la fatiga, para 
luego permanecer disminuyendo muy lentamente. 
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Figura 18: Fatiga muscular. Fatiga y refatiga. 
52 
Periodo de Latencia de la Contracción Muscular es-
quelética 
Profesor: Arcadio Guzmán, Departamento de Ciencias Fisiológicas, Facul-
tad de Medicina 
Objetivo 
Mostrar la relación temporal entre el electromiograma y la contracción mus-
cular. 
Teoría 
Período de Latencia 
El periodo de latencia es el tiempo que existe entre el inicio del electro mio-
grama y el inicio de la contracción. Durante el periodo de latencia ocurre el 
acople electromecánico del músculo. La llegada del potencial de acción a los 
terminales de los axones motores causa la liberación de acetilcolina. En la 
placa motora el neurotransmisor abre los canales que dejan pasar cationes, lo 
que produce una corriente despolarizante, la cual desencadena un potencial 
de acción todo - nada en el sarcolema. El potencial de acción se propaga 
desde la placa motora en ambas direcciones. Luego se pone en marcha una 
secuencia de acontecimientos que conducen a la contracción. El mecanismo 
contráctil responde con una latencia de varios milisegundos. 
El electromiograma 
El electromiograma es el registro de la actividad eléctrica que produce la 
contracción muscular. En un músculo al cual se le hace desarrollar fuerza 
voluntariamente, genera una actividad eléctrica continua, porque el nervio 
motor descarga ráfagas de potenciales de acción sobre las fibras musculares 
que inerva ( unidad motora). El potencial eléctrico que se desarrolla en una 
contracción única de todas las fibras de la unidad motora, se prolonga hasta 
unos 12 ms. La mayoría de los potenciales de la unidad motora tienen una 
amplitud alrededor de 0,5 m V. Cuando se registran estos potenciales, aparece 
una espiga aguda que la mayoría de las veces es trifásica, pero que también 
puede tener una forma más compleja. 
53 
Sacudida muscular isométrica 
La contracción iso métrica se efectúa con los extremos del músculo fijos para 
impedir su acortamiento. El nombre de la contracción isométrica generada 
con un sólo estímulo recibe el nombre de sacudida (Twitch). La amplitud de 
la sacudida depende de la amplitud del estímulo y su duración depende del 
tipo de músculo (rojo o blanco) y de la temperatura. 
Suma mecánica 
Si antes de que termina una sacudida muscular, se ha iniciado otra, la fuerza 
contráctil generada por la primera se suma con la fuerza generada por la 
segunda sacudida. Si la frecuencia de aplicación de los estímulos es alta, se 
puede lograr una contracción conocida como tetánica isométrica fusionada, 
porque la subida de la fuerza se desarrolla de una manera perfectamente 
continua hasta un valor de fuerza varias veces superior a la de la sacudida. 
Materiales y métodos 
Complejo instrumental 
El complejo instrumental consta de un sistema de adquisición de datos, el 
transductor de fuerza, el amplificador diferencial, el estimulador de corrien-
te, los electrodos para estimulación y registro y la preparación biológica (un 
sapo Bufo). En la figura No. 1 se muestra el montaje experimental. 
Resultados 
Cada sacudida muscular está precedida por el respectivo electromiograma. El 
electromiograma tiene una duración aproximada de 50 ms y una amplitud pi-
co a pico aproximada de 4 m V, el cual corresponde a la activación simultánea 
de todas las unidades motoras queconforman el músculo. El estímulo que se 
aplicó al nervio ciático fue de 0,1 mA y 0,1 ms de duración y correspondió a 
54 
Sistema de 
adquisición 
de datos 
Señal Fuerza 
Sincronismo 
Estimulador 
Figura 19: Esquema del montaje experimental. 
un estímulo supramáximo. La sacudida muscular del músculo gastrocnemio 
de sapo tiene una duración aproximada de 287 ms y una amplitud de 0,08 
kgf. 
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...... 
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250 soo 750 
T1fM (1M) 8w 1/1 
Figura 20: Las sacudidas musculares y los respectivos electromiogramas. 
La marca vertical indica el momento en que se estimuló el nervio ciático 
con un pulso de corriente de amplitud de 0,1 mA y una duración de 0,1 ms. 
55 
Entre el estímulo al nervio ciático y el comienzo del electromiograma existe 
un intervalo de 3,11 ms los cuales corresponden al tiempo de conducción 
del potencial de acción en el nervio, el retardo sináptico y el inicio de la 
despolarización de las fibras musculares. Entre el estímulo al nervio ciático 
y la iniciación de la actividad muscular existe un intervalo de 12,2 ms. El 
periodo de latencia entre el comienzo del electromiograma y el comienzo de 
la actividad muscular tiene una duración de 9,09 ms. Durante el periodo de 
latencia ocurre el acople excitación-contracción. 
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Figura 21: Periodo de latencia. 
Se han aplicado tres pulsos de corriente al nervio ciático separados arbi-
trariamente. Cada nueva sacudida está precedida por el electromiograma 
correspondiente a la activación de las unidades motoras. Antes de que cada 
sacudida muscular termine, se ha aplicado un nuevo estímulo, lo cual hace 
que se inicie una nueva sacudida, cuya fuerza se suma con la anterior. Este 
registro de fuerza corresponde a una contracción tetánica fusionada. 
56 
o ... 
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o 
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2110 IlOO 
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Figura 22: Suma tetánica. 
57 
710 
Sw1/1 
Seguimiento del Ciclo Estral en Ratones 
Profesores: Gladys Fajardo, PhD y Clara Spinel, PhD, Departamento de 
Biología, Facultad de Ciencias. 
Introducción 
Los caracteres sexuales primarios son las gónadas, testículos en los machos y 
ovarios en las hembras. Los órganos sexuales secundarios o accesorios son las 
glándulas y los sistemas de conductos que intervienen en la transmisión de 
los gametos o de los cigotos en el desarrollo. Las gónadas no sólo permiten 
proliferar los gametos sino que también secretan hormonas que controlan el 
estado funcional de los órganos sexuales secundarios y en cierto grado in-
fluyen sobre los fenómenos psicobiológicos que intervienen en las reacciones 
del apareamiento. Los caracteres sexuales secundarios son especializaciones 
más o menos externas que no son esenciales para la proliferación ni para el 
movimiento de las células germinales, sino que tienen relación con el aparea-
miento, el nacimiento y la nutrición de los críos. 
Ciclo estral: En la mayoría de los vertebrados, con excepción de los prima-
tes, la receptividad sexual de las hembras se restringe a períodos llamados 
estro o celo. Durante este tiempo la hembra está fisiológicamente dispuesta a 
recibir al macho y se presentan cambios estructurales en los órganos sexuales 
de la hembra. Los llamados animales monoestrales completan anualmente 
sólo un ciclo de estro y un largo período de anestro separa las épocas de 
celo. Las formas poliestrales completan anualmente dos o más ciclos si no 
son interrumpidos por una gestación (o preñez). El fenómeno dominante en 
el ciclo estral es la ovulación. 
La ovulación depende de la liberación de gonadotropinas que parten de la 
hipófisis anterior, cuya liberación está controlada por el hipotálamo. Posi-
blemente en todas las formas, el sistema nervioso central controla el proceso 
ovulatorio. El ciclo menstrual característico de los primates es fundamen-
talmente comparable al ciclo estral, pero existen entre éstos dos diferencias 
importantes: en las hembras de los primates no existe apogeo ineqUÍVoco 
de aumento de la actividad receptora, la hembra puede aceptar al macho 
en cualquier período y la ruptura del endometrio al final del ciclo va acom-
58 
pañada de pérdida de sangre. 
Los frotis vaginales son muy útiles para la estimación del estadio del ciclo 
estral en mamiferos o menstrual en la mujer, excepto en vacas. En la mujer, 
el frotis vaginal se realiza periódicamente para detectar cambios anormales 
en la morfología celular y de este modo prevenir a tiempo patologías como 
cáncer uterino. 
Las etapas del ciclo estral de acuerdo a la morfología celular característica 
de la mitad de cada etapa, son las siguientes: 
Diestro (Anestrus), se observa gran cantidad de leucocitos, puede encontrarse 
pocas células epiteliales con núcleo y no cornificadas. Puede durar dos días o 
algo más. Proestro, se encuentra gran número de células pequeñas, redondas 
y con núcleo picnótico (visible) provenientes del epitelio vaginal, y muchos 
glóbulos rojos, muy pocos leucocitos y algunos detritos. Dura aproximada-
mente un día. Crecimiento del folículo y una gran secreción de estrógenos. 
Estro, fuerte descamación de células epiteliales, apareciendo como células 
cornificadas más superiores y sin núcleo, muchos glóbulos rojos y no leucoci-
tos (si aparecen se está al final de esta etapa). Es el período de predisposición 
(ovulación), dura casi 12 horas. Se finaliza con la ovulación y por ende dis-
minución fuerte de estrógenos, se inicia el cuerpo lúteo. 
Metaestro, también de casi 12 horas, puede verse una mezcla de células corres-
pondientes a las de las etapas a, b y c, muchísimos leucocitos, y predominan 
las células no cornificadas y pocas cornificadas. 
Objetivos 
Aprender a realizar cirugías y seguimiento pos-operatorios en animales de 
laboratorio. Observar las modificaciones del epitelio vaginal controlado por 
la hormonas sexuales. Determinar el efecto de la ausencia del ciclo estral. 
59 
Materiales 
• 10 ratones hembras, 
• algodón, anestésico (Ketamina y Xilazina), 
• tablas de disección, 
• jeringas de 1 mI, suero fisiológico (ringer) para mamífero, 
• penicilina en polvo o antibióticos de laboratorio, 
• tintura de yodo o isodine, 
• láminas porta- y cubreobjetos, 
• capilares sellados para frotis vaginal, 
• Material de disección fina (tijeras de disección pequeñas punta aguda, 
otra punta roma, pinzas de disección punta fina y otra con punta roma), 
• hilo y agujas para suturar, 
• colorante azul de metileno, 
• mechero, 
• Cinta de enmascarar, 
• marcadores indelebles, 
• frascos goteros, 
• Gelatina sin sabor 
• Fenol (jugo de limón). 
• Lámpara de luz fría. 
60 
Método 
Como son animales de laboratorio que se van a tener durante dos semana, 
es indispensable que se organice con todos los estudiantes la vigilancia diaria 
de los animales, se recomienda que el suministro de alimento y del agua sea 
ad limitum, Adicionalmente, establecer un programa para la limpieza de las 
jaulas, la toma de muestras y preparación de los frotis vaginales. Durante el 
fin de semana se pueden mantener los ratones y realizar los frotis en sus casas. 
Grupo 1. Ovariectomizadas 
1. Se toman tres ratones hembras y se procede a su castración u ovariecto-
mía, de la manera descrita a continuación: 
2. Dormir la ratona con Ketamina 90mg/kg y Xilazina 15 mg/kg, para 
un peso de 30 mg tomar 0,6 mI de ketamina con la jeringa de 1ml y 
en la misma jeringa 0,3 mI de xilazina. Se inyecta intraperitoneal y se 
espera a que la ratona muestre los signos de insensibilidad a la presión 
caudal. 
3. Rociar con alcohol al 75 % y afeitar la piel en la parte dorso-lumbar 
a un lado de la línea media. Se practica en la piel un corte recto 
de aproximadamente 1 cm de largo. Luego se abre y levanta la piel, 
lográndose observar