Neurofisiología Catedra de Fisiología Facultad de Medicina de San Fernando UNMSM

1. Actividad eléctrica y
contracción muscular
Dr. Hugo Armando Cebreros Conde
Cátedra de Fisiología Humana
Facultad de Medicina de San Fernando

2. Músculo
• La palabra músculo procede del latín
musculus que significa “ratón pequeño”.

3. Niveles de Organización de la Personalidad
(Tomado de: Ortiz, P. 1994, con modificaciones)
Nivel Individuo Estructura Actividad
Tipo de
Información
Tipo de
Codificación
0. Físico Moléculas Fisicoquímica No existe No existe
I. Celular Células Reproductiva Genética En los genes
II. Tisular Tejidos Metabólica Metabólica
En la matriz
intercelular
III. Orgánico Organismo Funcional Funcional
En redes de tipo
nuclear
IV. Humano
Psiquismo
humano
Psíquica
humana
Psíquica
inconsciente
En redes de tipo
paleocortical
V. Personal Persona Personal
Psíquica
consciente
En redes de
tipo neocortical
PROCESOS
SOCIOCINÉTICOS
PROCESOS
EPIGENÉTICOS

7. 11/07/2021

8. Microfotografía Electrónica de
Barrido

9. Estructura del Músculo Estriado
Sarcómeros: unidad de la fibra muscular,
separado por líneas Z
Bandas A: densas, entre dos bandas I ,
superposición de miosina y
actina, contiene líneas H
Bandas I: claras, superposición de actina,
contiene líneas Z
Bandas M: superposición de actina y miosina
Líneas Z: discos, estructura lateral de soporte
Líneas H: superposición de miosina

10. Estructura Histológica
Músculo cardíaco
Músculo liso
Músculo Esquelético

11. Contracción del Músculo Estriado
Contracción: desplazamiento de filamentos
unos sobre otros, sin cambio en
longitud.
Microscopía de luz: banda A sin
cambios, zona H acortada
Filamentos: No hay continuidad, existen
puentes cruzados en filamentos
gruesos que forman puentes con
filamentos delgados que son soporte
generador de fuerza de deslizamiento

13. Estructura del Músculo Estriado
• Músculo estriado = especializado en génesis rápida de movimiento y fuerza en una
dirección específica
• Estructura altamente ordenada: macroscópico microscópico
• Fibras musculares estriadas: células únicas multinucleadas, de 10 a 100  m de
diámetro y varios centímetros de largo, con patrón regular de estriaciones
transversales, conteniendo miofibrillas
• Miofibrillas: de 1 a 3  m de diámetro y rodeadas por retículo sarcoplásmico,
paralelas al eje de la fibra, a su vez con estriaciones
• Patrón de estriaciones:
*Una sarcómera se repite cada 2 a 3  m, unidad contráctil fundamental,
limitada en ambos extremos por una línea oscura y delgada (Z) de 0.1 
m de ancho
*Cada línea Z divide en dos una zona clara llamada banda I (isotrópica)
de 1  m de ancho
*En el centro de la sarcómera hay una zona oscura llamada banda A
(anisotrópica) de 1.6  m, que es dividida en dos por una zona H menos
densa
*En el centro de la zona H hay una línea M de mayor densidad
• Contenido de proteínas contráctiles

14. Estructura del Músculo Estriado

15. Ultraestructura del Músculo Estriado

16. Ultraestructura del Músculo Estriado

17. Ultraestructura del Músculo Estriado

18. Ultraestructura del Músculo Estriado

19. Estructura de Filamentos Gruesos
• Estructuras bipolares en forma de huso,
1.6 micras en longitud y 15 nm en diámetro
• Puentes cruzados en su superficie, salvo
en el centro
• Molécula de Miosina:
Polímero de miosina (300 moléculas)
Estructura delgada y alargada con
extremo bulboso
Dos cabezas globulares de miosina
Articulación cola/cabeza muy
flexible
• En concentración normal, se ensamblan
en filamentos:
Inicio: cola a cola, antiparalelo
Luego: cabeza a cola en extremos
• Cabezas: apariencia rugosa, puentes
cruzados

20. Estructura de la Miosina
• Hexámero, 2 cadenas pesadas y 4 ligeras
• Cadenas pesadas:
alfa-hélice, giran una sobre la otra,
155 nm longitud, meromiosina ligera,
autoasociación con agregados
ordenados
cabeza globular 19 nm largo y 5
nm diámetro, peso molecular 130,000
extremo N-terminal
• Cadenas ligeras:
forman parte de la cabeza
• Función:
Enzima responsable de
actividad ATPasa
Proteína estructural

21. Estructura de Filamento Delgado
• Filamento delgado:
De línea Z a borde de zona H
Longitud 1 micrómetro, 8 nm diámetro
• Actina:
Proteína globular, 41,800 peso molecular
Actina muscular: polímero de F actina con 360
moléculas
Troponina y tropomiosina adheridas a intervalos
regulares
Nebulina es parte del filamento
• Monómero:
Actina G, esférica, 5 nm diámetro, estabilizada por 1
catión divalente y 1 ATP
Condiciones fisiológicas: polimerización con ATP
=>ADP: actina F
Flexible como actina F
• Proteínas Reguladoras:
Troponina y tropomiosina, responden a cambios en
Ca++ liberado de RS
Troponina: complejo de 3 subunidades, 80,000
peso molecular adherido periódicamente al
filamento delgado, responsable de la unión a iones
Ca++
Tn I: inhibidor
Tn C: unión a Ca ++
Tn T: une a tropomiosina
Tropomiosina: Dos hebras alfa-hélice paralelas

22. Filamentos Gruesos y Delgados

23. Membrana Muscular
• Rol central en Fisiología Muscular
• Moléculas de membrana:
Inician, propagan y regulan
excitación
Mantienen potencial de reposo
Origen de tubos transversos
Localización de patología muscular
importante
• Especialización morfológica:
Caveolas: invaginaciones 80 nm
reservorio de membrana
inicio de túbulos T,
pinocitosis secuestro y
transporte
Aperturas de Túbulos T, unión con RS
Invaginaciones cubiertas de clatrina,
transporte
Acoplamiento periférico con RS
Unión neuromuscular

24. Tipos de Fibras Musculares
Tipo I: Fibras lentas y resistentes a
la fatiga
Tipo IIa: Rápidas y resistentes a la
fatiga.
Tipo IIX/IId: Rápidas y fatigables

25. Fibras tipo I
• Producción energética aeróbica
• Alta densidad mitocondrial
• Alta actividad de enzimas oxidativas
• Alta concentración de citocromo c
• Rico abastecimiento capilar
• Alta concentración de mioglobina
• Baja actividad de miosina-ATPasa;

26. Fibras tipo I
• Las fibras musculares de este tipo son de tamaño pequeño,
capaces de generar tensiones discretas durante periodos largos
de tiempo sin fatigarse, además la fuerza que generan aumenta
y disminuye de forma lenta.
• Las motoneuronas de estas unidades son de menor tamaño,
menor velocidad de conducción y menor umbral de excitación
con respecto a los otros tipos.

27. Haile Gebrselassie
(Asella, Arsi, Etiopía, 18 de abril de1973)
Maratón de Berlín: 42.195Km

28. Fibras tipo IIa
• Combinan propiedades de I y IIX/IIB, ya que tienen capacidad
aeróbica suficiente para resistir a la fatiga durante varios
minutos.

29. Fibras tipo IIX/IId (IIX)
• Producción energética anaeróbica
• Baja densidad mitocondrial
• Alta actividad de enzimas glucolíticas
• Alta actividad de CK
• Pobre abastecimiento capilar
• Baja concentración de mioglobina
• Alta actividad de miosina-ATPasa.

30. Fibras tipo IIX/IId (IIX)
• Poseen fibras musculares de tamaño grande que
desarrollan mayor fuerza en cortos períodos de
tiempo por emplear el metabolismo anaerobio.
• Motoneuronas son grandes, con elevadas
velocidades de conducción y umbral de excitación.

31. Usain St. Leo Bolt
(Sherwood Content, parroquia de Trelawny,
Jamaica, 21 de agosto de 1986)

33. Niveles de Organización de la Personalidad
(Tomado de: Ortiz, P. 1994, con modificaciones)
Nivel Individuo Estructura Actividad
Tipo de
Información
Tipo de
Codificación
0. Físico Moléculas Fisicoquímica No existe No existe
I. Celular Células Reproductiva Genética En los genes
II. Tisular Tejidos Metabólica Metabólica
En la matriz
intercelular
III. Orgánico Organismo Funcional Funcional
En redes de tipo
nuclear
IV. Humano
Psiquismo
humano
Psíquica
humana
Psíquica
inconsciente
En redes de tipo
paleocortical
V. Personal Persona Personal
Psíquica
consciente
En redes de
tipo neocortical
PROCESOS
SOCIOCINÉTICOS
PROCESOS
EPIGENÉTICOS

34. Transmisión Neuromuscular

35. 11/07/2021
Transmisión
Neuromuscular
Y SNP

36. Motoneurona Alfa
Neurona Periférica
2da. Neurona

37. 11/07/2021
Neurona Giganto Piramidal de Betz
Neurona Central
1ra. Neurona

38. 11/07/2021
Vía Motora
Voluntaria

39. 11/07/2021

40. 11/07/2021
Unión Neuromuscular

42. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Receptor
Nicotínico
Canal para
el Na+
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Pool de
Reserva
Pool de
Ataque

43. Receptor Nicotínico

44. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Receptor
Nicotínico
Canal para
el Na+
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Receptor de
Rianodina

45. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

46. 11/07/2021
Activación de la Neurona Giganto
Piramidal de Betz ó
1ra. Neurona ó
Neurona Central

47. 11/07/2021
Haz Cortico
Espinal
Lateral
PPSE
Activación de la Motoneurona  ó
2da. Neurona ó
Neurona Periférica

48. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

49. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

50. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

51. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

52. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

53. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

54. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

55. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

56. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

57. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

58. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

59. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

60. Canal para el Ca++
Voltaje dependiente
Na+
Na+
Ca++
Ca++
Ca++
Z
Z

61. Z
Z

62. Z
Z

63. Z
Z

64. Z
Z

65. I
C
T
T
I
C
Z
Z

66. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
Z
Z

67. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
Z
Z

68. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
Z
Z

69. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
ATP
ATP
Z
Z

70. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
ATP
ATP
Z
Z

71. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
ATP
ATP
Z
Z

72. I
C
T
T
I
C
Ca++
Ca++
ATP
ATP
Z
Z

73. 11/07/2021

74. Transmisión Neuromuscular
1. PA propagado por axón motor, invade y despolariza terminal presináptico
2. Apertura de canales de calcio voltaje-dependientes en el terminal presináptico
3. Ca++ sigue gradiente electroquímico: extracelular intracelular
4. Ca++ intracelular:  probabilidad de unión de vesículas a membrana presináptica
5. 70 vesículas se unen con la membrana presináptica, liberando paquete cuántico de ACh (6 a 10 mil
moléculas de ACh)
6. Liberación de ACh y difusión: unión a ACh-R
7. destrucción AChE
8. 25 mil ACh-R se unen a Nt y cambian de conformación, abriendo canal
9. Tiempo eficaz de apertura: 1 ms, >> ingreso de Na+, << salida => flujo neto de cargas positivas =
despolarización y potencial de placa terminal (PPT), ingreso de Ca++
10. PPT despolariza membrana muscular y se genera potencial de acción que difunde en toda dirección
11. Ca++ es secuestrado y luego sacado de la terminal, colina hidrolizada es resintetizada en ACh, que llenan
vesículas y se reposicionan

75. Acoplamiento Excitación - Contracción
• Extensión de la despolarización sobre la membrana y al interior del
túbulo T
• Liberación de Ca++ secuestrado en el sarcoplasma al activar canales
de Calcio voltaje dependiente
• Difusión del Ca++ en el citoplasma de la fibra muscular
• Unión del Ca++ a la troponina
• Cambio de la conformación en la molécula de actina deja libre un sitio
receptor en la cabeza de miosina y así puede irse uniendo y
desplazando sucesivamente sobre la actina. El proceso de liberación
de la cabeza en cada avance sucesivo consume energía, que se
obtiene por hidrólisis de ATP gracias a que la miosina actúa como
ATPasa. El catabolismo del ATP permite la formación y liberación de
puentes cruzados.
• La rotación de la cabeza ejerce una fuerza que jala el filamento
delgado sobre el grueso hacia el centro de la sarcómera.

76. Relación entre Actina y Cabezas de
Miosina

77. Modelo de Puente Cruzado

78. Niveles de Organización de la Personalidad
(Tomado de: Ortiz, P. 1994, con modificaciones)
Nivel Individuo Estructura Actividad
Tipo de
Información
Tipo de
Codificación
0. Físico Moléculas Fisicoquímica No existe No existe
I. Celular Células Reproductiva Genética En los genes
II. Tisular Tejidos Metabólica Metabólica
En la matriz
intercelular
III. Orgánico Organismo Funcional Funcional
En redes de tipo
nuclear
IV. Humano
Psiquismo
humano
Psíquica
humana
Psíquica
inconsciente
En redes de tipo
paleocortical
V. Personal Persona Personal
Psíquica
consciente
En redes de
tipo neocortical
PROCESOS
SOCIOCINÉTICOS
PROCESOS
EPIGENÉTICOS

79. Secuencia del Potencial de Acción

80. Tipos de Fibras Musculares
Clasificación
histoquímica Descripción
Tinción para ATPasa
pH 9.4 pH 4.6 pH 4.3
Tipo I Contracción lenta
Oxidativa
Clara Oscura Oscura
Tipo IIA Contracción rápida
Oxidativa/Glicolítica
Oscura Clara Clara
Tipo IIX Contracción rápida
Glicolítica
Oscura Clara Clara

81. Tipos de Fibras Musculares