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LA CÉLULA
1. LA CÉLULA
• La célula es la unidad básica de la vida.
• Es la parte más simple de la materia viva capaz de realizar por si misma las funciones vitales
básicas de los seres vivos: nutrición, relación y reproducción.
• Podemos distinguir seres unicelulares (formados por una sola célula) y pluricelulares
(formados por dos o más células), que son la mayoría.
• El tamaño y forma de las células es muy variado: desde las más pequeñas, de 1 micrómetro
como las bacterias, hasta las más grandes, que miden 100 micrómetros.
FUNCIONES VITALES:
Tres son las funciones vitales que diferencian a los seres vivos de la materia inerte: la nutrición,
la relación y la reproducción.
Nutrición
La nutrición es el conjunto de procesos a partir de los cuales los organismos vivos obtienen la
energía y los elementos necesarios para conservar y renovar sus estructuras y poder desarrollar
las demás funciones vitales.
La célula toma nutrientes para fabricar materia y producir energía (necesaria para poder
realizar las funciones vitales), y elimina desechos.
Relación:
• A través de esta función vital, los seres vivos captan a través de los estímulos, los cambios,
tanto fisicos como químicos, que se producen tanto en su exterior como en su interior, y pueden
actuar ante ellos a través de las respuestas adecuadas.
• Para desarrollar esta función vital se necesitan órganos receptores que capten los estímulos,
un sistema de coordinación que sea capaz de interpretarlos y un sistema efector que sea capaz
de ejecutar la respuesta adecuada.
• En el caso de la célula esta función también le permite recoger información del medio en
forma de señales o estímulos y responder a ellos adecuadamente y le confiere a las células su
sensibilidad e irritabilidad.
• Una célula puede captar cualquier tipo de variación de las condiciones ambientales,
pudiendo los estímulos ser muy diversos: luminosos, térmicos, mecánicos, químicos,
magnéticos, gravitatorios, eléctricos, etc. Los de tipo químico son los que mayor variedad y
complejidad presentan.
• Las respuestas ante los mismos también pueden ser muy diferentes: secreción de sustancias,
activación o desactivación del metabolismo y de la división celular, formación de paredes
protectoras (enquistamiento), emisión de luz (bioluminiscencia), etc. Pero, posiblemente, la
forma de respuesta más extendida es el movimiento
Reproducción:
• Para poder perpetuar la especie y evitar su extinción, es necesario que los seres vivos se
reproduzcan, de manera que generen nuevos individuos que van ser réplicas más o menos
idénticas a sus progenitores
• A nivel celular, implica la desaparición de la célula que se reproduce en beneficio de su
especie.
• La reproducción tiene lugar tanto en los seres unicelulares más simples (una bacteria) como
en los pluricelulares más complejos (un mamífero)
• La reproducción puede ser asexual o sexual, alternándose en muchos organismos ambos tipos
de reproducción
Reproducción asexual
• La reproducción asexual tiene como ventaja que se pueden lograr muchos individuos idénticos
en poco tiempo, pero si cambian las condiciones del entorno, es posible que no sobrevivan
• En la reproducción asexual habitualmente sala participa un individuo, por lo que su
descendencia será genéticamente idéntica a él, teniendo la misma dotación cromosómica e
idéntico genoma que su progenitor.
• Se puede diferenciar varios tipos de reproducción asexual:
Bipartición
• La bipartición o fisión binaria se produce más comunmente en procariotas.
• En la célula madre se forma una pared transversal y finalmente se produce la separación de las
dos células hijas.
• En bacterias y protozoos.
Esporulación:
• La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de cada núcleo se forma una
membrana, originándose muchas células pequeñas llamadas esporas, que se liberarán al
'romperse la membrana de la célula madre.
• En organismos pluricelulares, un individuo "madre" produce muchas células "hijas" (=
esporas) que originan nuevos individuos.
• En hongos, algas, musgos y helechos.
Gemación:
• La célula madre genera una yema que se separa por constricción y que adquiere, después de un
crecimiento rápido, el tamaño y aspecto de la célula madre.
• En organismos pluricelulares, en ciertas zonas del adulto se producen acúmulos de células
embrionarias que al separarse del mismo originan un nuevo individuo.
• En hidras y corales.
Fragmentación:
• Algunos seres pluricelulares pueden regenerarse en dos individuos si se fragmentan, como una
estrella de mar, pero siempre estos seres cuentan además con un modo de reproducción sexual.
• En algas, celentéreos y gusanos.
Reproducción sexual
• En el caso de la reproducción sexual, dos individuos distintos de una misma especie, unen su
material genético a través de la fecundación, para generar nuevos individuos que no son
genéticamente iguales a ninguno de los padres, ya que comparten el material genético de ambos
progenitores.
• En los seres pluricelulares, la reproducción del individuo depende de células especializadas
(gametos), que se originan en los órganos reproductores.
• La producción de gametos para la reproducción sexual se debe a una división celular
denominada meiosis.
• Mientras que la generación de nuevas células somáticas, que permiten el crecimiento y la
renovación de los tejidos, se produce a través de mitosis.
La mitosis
• La mitosis es un proceso, común a todo tipo de células eucarióticas, haploides o diploides, y
durante el mismo el material genético de la célula progenitora se duplica y tras la división
celular se originan 2 células hijas que tienen exactamente el mismo material genético que su
madre y con el mismo número de cromosomas.
• En el caso de los organismos pluricelulares la mitosis es necesaria para que, desde el mismo
cigoto y durante el crecimiento y desarrollo del individuo, las nuevas células que se forman
tengan toda la información genética y que ésta sea la misma
• En los organismos pluricelulares cuando se reparan tejidos dañados, las nuevas células deben
ser idénticas a las que reemplazan y eso también se produce gracias a este proceso de división
celular.
• La meiosis solo tiene lugar en las células sexuales y durante la misma se producen dos
divisiones celulares, que de una célula diploide (2n) originan 4 células haploides (n), los
gametos, que tienen la mitad de cromosomas que la madre y que son genéticamente diferentes
entre sí.
• Esto es posible gracias al proceso de sobre- cruzamiento en los cromosomas homólogos (se
aparean e intercambian fragmentos de ADN) que produce la recombinación que asegura esa
diferencia genética entre célula progenitora y células hijas.
• Esto incrementa la variabilidad genética de la especie y por tanto, facilita la evolución
biológica.
2. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA
En todas las células, se distinguen tres estructuras básicas:
- MATERIAL GENETICO (ADN)
- MEMBRANA PLASMATICA
- CITOPLASMA
Material genético
Funcionamiento de la célula y del organismo que conforma. Puede estar suelto o encerrado en
una estructura llamada núcleo. Toda célula proviene de una anterior y tiene ADN con las
características específicas del ser vivo que se transmiten a sus descendientes a través de los
cromosomas. Podemos concluir, por tanto, que la célula es la unidad mínima reproductiva.
Además, gracias al ADN la propia célula controla en qué punto de su ciclo vital está.
Membrana plasmática
La membrana plasmática, una capa de lípidos y proteínas que envuelve a la célula y la aísla del
exterior. Se encarga de regular el paso de sustancias al interior de la célula, lo que se conoce
como homeostasis. En algunas células puede haber capas protectoras en el exterior de la
membrana plasmática, como la pared celular (en células vegetales, por ejemplo) o la cápsula (en
bacterias, por ejemplo).
Citoplasma
El citoplasma es la parte de la célula que está rodeada por la membrana. Está compuesto por el
citosol, un medio acuoso en el que flotan los orgánulos celulares. Estos pequeños órganos son
los encargados de llevar a cabo las diversas funciones: algunos sintetizan proteínas, otros
eliminan toxinas…
Membrana Celular
• Está formada por una capa bilipídica y de proteínas
• Sus funciones:
- Barrera limítrofe con el medio extracelular Permitir el paso de sustancias selectivamente
a través de ella.
• El extremo globular de los lípidos es en gran medida soluble en agua (porción hidrofilica) y se
localiza hacia la cara externa acuosa de la célula.
• El otro extremo de cola es altamente insoluble en agua (porción hidrofóbica), y se encuentra
hacia el interior de la propia membrana.
• Las proteínas de la membrana son de diferentes tipos y cada una realiza su función respectiva.
- Clasificación:
Estructurales:
- Son las que cruzan la membrana de lado a lado (integrales) y sólo se presentan hacia la
cara externa o interna de la membrana.
- Actúan como enzimas, antígenos, moléculas de adhesión celular.
Transportadoras:
- Acarrean sustancias a favor de gradientes de concentración.
• Bombas: transportan iones a través de la membrana gastando energía por parte de la célula.
• Canales: cuando son activados, estas proteínas permiten el paso de iones hacia dentro o hacia
fuera de la célula.
• Enzimas: realizan actividad catalítica sobre la superficie de la membrana, a diferencia de las
estructurales, que lo hacen hacia el interior de la membrana.
• Receptores: actúan como elementos de reconocimiento e interacción de sustancias que
proceden del espacio extra-celular, como los neurotransmisores, moduladores u hormonas.
3. COMPARTIMENTOS CELULARES
Existen diferentes espacios donde se ubican los distintos líquidos que constituyen a una célula o
donde ésta desarrolla su interacción con otras.
• Espacio intracelular: es el área comprendida dentro de la célula y está limitada por la
membrana plasmática.
• Espacio extracelular: es el área que se encuentra fuera de la célula.
• Espacio intercelular: el compartimento es comprendido entre célula y célula.
MEDIO INTERNO:
• Se refiere al ambiente que rodea a la célula y que corresponde al espacio extracelular.
• Éste es el medio de donde la célula obtiene sus requerimientos y presenta las condiciones
necesarias para su funcionamiento.
• Este medio es el que provee a la célula una temperatura y un pH óptimos para su
funcionamiento.
4. HOMEOSTASIS
Es una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición
interna estable, compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de
materia y energía con el exterior.
Los ajustes del medio interno se realizan por mecanismos de retroalimentación negativa.
• Por ejemplo, la célula, para su buen funcionamiento, necesita una cantidad adecuada de
glucosa, pero ésta disminuye debido a su consumo continuo por la propia célula, entonces se
activa un mecanismo que incrementa la disponibilidad de la glucosa; sin embargo, el mecanismo
no es tan preciso y la glucosa sobrepasa la demanda celular, entonces, se inhibe este mecanismo
y la disponibilidad de la glucosa vuelve a disminuir.
5. DIFUSIÓN
• Es el paso o movimiento de un soluto que se encuentra en un área de mayor concentración
hacia una de menor concentración en un solvente y que tiende al equilibrio.
• Es el paso o movimiento de un soluto en el solvente y se debe a que presentan su propia
energía de movimiento llamada energía cinética.
• Considerando que la célula que presenta una membrana semipermeable, la velocidad de
difusión con la que pasa un soluto de una zona a otra, depende de varios factores:
- Diferencia de sus concentraciones (gradientes): A mayor diferencia de concentración
entre un área y otra, mayor será su velocidad de difusión e inversamente.
- Si se incrementa la temperatura, la energía cinética de las moléculas también aumenta,
por lo que a mayor grado de calor, mayor será la difusión y a menor grado de calor,
menor difusión.
- Si el área de membrana por la que pasará el soluto es más grande, mayor será la
velocidad de difusión y a la inversa.
- Si el grosor de la membrana es mayor, tardará más tiempo en difundir la sustancia y a la
inversa.
- Si la distancia que tiene que recorrer la partícula es mayor tardará más tiempo en llegar,
por lo que a mayor distancia menor la velocidad de difusión y viceversa.
- Las sustancias afines a los lípidos difundirán con mayor rapidez que las hidrofilicas.
- La presencia de mayor número de canales favorece la velocidad de difusión.
- Si el tamaño de la molécula es grande tendrá mayor dificultad para pasar la membrana en
relación a una molécula pequeña.
- Si las partículas por difundir presentan carga eléctrica y el canal de la membrana
también, la velocidad de difusión dependerá del tipo de carga que presenten ambos.
- Si en un lado de la membrana se halla una carga eléctrica definida y tiene la misma
polaridad que la partícula por difundir, ésta tendrá menor facilidad para difundir respecto
a la que presenta diferente polaridad.
- La presión a la que se encuentran sometidas las soluciones tanto en el espacio
extracelular como intracelular afectará la difusión de un soluto.
- En la membrana plasmática existen proteínas que actúan como transportadores en favor
de gradientes, lo que aumenta la velocidad de difusión. (difusión facilitada)
6. OSMOSIS
• Es el paso de un solvente hacia donde se encuentra un soluto a través de una membrana
semipermeable.
• La membrana plasmática es selectiva y existen sustancias que por su tamaño no pueden salir o
entrar a la célula por lo que generan un movimiento de solvente hacia donde estas se encuentren.
Presión osmótica
• La fuerza que ejerce el agua sobre la superficie del compartimiento que contiene al soluto,
generada por las partículas no difusibles.
• La presión depende del número de partículas del soluto si mayor es el número, más agua
arrastrarán y por consiguiente mayor presión y la inversa.
Isotónica: Concentraciones de soluto están relativamente equilibradas y producen osmóticos no
cambios
Hipertónica: La solución tiene más concentración de solutos en el exterior de las células
Hipotónica: Menor concentración el exterior respecto al interior
7. TRANSPORTE ACTIVO
• Es aquel que requiere de energía por parte de la célula (ATP), donde participan proteínas de
membrana y pueden crear un gradiente de concentración.
• Es crear diferencias de concentración en ambos lados de la membrana.
• La energía que requiere la célula la obtiene de la hidrólisis de ATP, por la ATPasa que forma
un complejo proteico con proteínas transportadoras que actúan como bombas propulsoras
presentes en la membrana plasmática.
Cotransporte:
• Ahorro de energía para • Una forma de ahorro de transportar sustancias a través de una
membrana es aprovechando la actividad de una bomba para transportar más de una sustancia.
Contratransporte:
• Con la misma proteína transportadora, al mismo tiempo, mientras se lleva una sustancia en un
sentido, se acarrea otra en sentido contrario.
8. ENDOCITOSIS
• La membrana plasmática puede realizar movimientos mediante los cuales se engloban
sustancias, detritus, células o microorganismos incorporándolos en su interior.
• Clasificación:
- Fagocitosis: Ingesta de detritus, células o microorganismos englobadas por un proceso
de evaginación formando una vacuola intracelular.
- Pinocitosis: Es la ingestión de sustancias en solución englobadas por un proceso de
invaginación de membrana.
9. EXOCITOSIS
• El proceso de sacar o liberar sustancias de la célula hacia el exterior.
• Implica gasto de ATP, estructuras de citoesqueleto y proteínas de reconocimiento tanto de la
membrana plasmática como de la vesícula secretora y el ion calcio.
• Puede ser de liberación de sustancias de desecho (excreción), como de la liberación de
sustancias útiles (secreción).
• La secreción se da por dos vías:
- La vía regulada:
Los gránulos secretores pueden almacenar y madurar su contenido, hasta que sea
requerida su secreción.
- La vía constitutiva:
Se presenta en la mayoría de distintos tipos celulares, donde no se requiere ni el almacén
ni la maduración de los productos a liberar.
La neurona
INTRODUCCIÓN
El sistema nervioso está constituido por neuronas y células de neuroglia
1.La neurona
 Hoy es la unidad anatómica y funcional del sistema nervioso
 Morfología:
o Soma, cuerpo neuronal o perkarion: Área central ensanchada que contiene al
núcleo
o Neuritas: Ramificaciones que emergen del soma
 Axones: prolongaciones gruesas del diámetro relativamente uniforme
 Dendritas: Pequeñas, abundantes y ramificadas
Axón
 Es la estructura especializada en la conducción del impulso nervioso a distancias
relativamente grandes
 Se origina en el cono axónico
 El axón carece de retículo endoplasmático rugoso
 La porción final es el botón terminal que puede ser uno solo o ramificado y es el sitio
donde se realiza el contacto con otras neuronas (Sinapsis)
 Puede estar envuelto por una vaina de mielina
o Se inicia próxima al cono axónico y está ausente en la parte terminal del axón
o Se pierde en las constricciones de los nódulos de Ranvier
o Por su forma y la dirección a la cual se va a conducir la información el axón es la
estructura eferente de la neurona
Dendritas
 Se proyectan a partir del cuerpo neuronal
 Presentan arborizaciones que actúan como elementos de recepción de otras neuronas
 En algunas se encuentran pequeñas proyecciones que por su apariencia al microscopio de
forma fina y alargada (espinas dendríticas)
 Participan en el mecanismo de comunicación de interneuronal
 Son la parte receptora de la neurona
Clasificación
Función
 Mielínicas
 Amielínicas
Velocidad de conducción
 Rápidas
 Medias
 Lentas
Dirección del estímulo
 Sensitivas o aferentes
 Motoras o eferentes
 Intercelares o interneuronas
2. Células de la neuroglia
 Se encuentran tanto en el sistema nervioso central y periférico
 La guía se divide en los siguientes grupos
o Macroglía
 oligodendrocitos
 Astrocitos
 Células de schwann
 Ependimocitos
o Microglía
 Fagocitos
 Tanto la macroglía como la microglía no son capaces de producir activamente señales
eléctricas
Funciones
 Soporte mecánico
 Retiro de productos del metabolismo neuronal
 Formación de la vaina de mielina
 Amortiguador químico del ion k
 Captación de neurotransmisores como el GABA
 Aporte de algunos nutrientes para la neurona
 Guía en la migración de las neuronas durante el desarrollo
3. Transporte axoplasmático
 El paso de sustancias desde el área de síntesis, el soma, hasta las partes más distales de la
neurona, constituye el transporte axoplasmático.
 Existen 2 clases de transporte axoplasmático
o Anterógrado
o Retrógrado
Anterógrado
 Va desde el soma hacia las partes más distales de la neurona
 Los organelos celulares que contienen membranas se exportan desde el soma
 Velocidad promedio a 400 mm/día
 Los elementos transportados son las vesículas sinápticas y las mitocondrias
 Viajan componentes citosólicos como los neurofilamentos, microtúbulos, actina,
miosina, proteínas solubles y claritina
 Depende de acciones enzimáticas y puede darse independiente del soma
(Presentarse solamente en el axón)
Retrógrado
 Va de las partes más alejadas hacia el soma
 Velocidad de 200 mm/Día
 Es utilizado para llevar al soma elementos celulares post sinápticos como el factor
de crecimiento neural, además de la función de reciclado.
4. Excitabilidad neuronal
 Se puede definir como la capacidad de una célula para responder a un estímulo
 La respuesta de la neurona va a depender de las características que presente su
membrana plasmática
 Las neuronas tienen un potencial de membrana en reposo y un conjunto de elementos o
señales posibles que definen su propiedad de excitabilidad
5. Propiedades activas y pasivas de la neurona
 Las neuronas generan señales eléctricas mediante la apertura o cierre de canales iónicos
 Esta variación de la permeabilidad produce cambios en la difusión de iones que siguen los
gradientes electroquímicos
Propiedades utilizadas por la neurona para generar señales:
1. Presencia de canales iónicos
2. Existencia de gradiente de concentración iónica
3. Capacidad de almacenar cargas eléctricas
Propiedades eléctricas pasivas
Son las que no cambian durante la
generación de señales:
 Conductancia (O su inversa
resistencia) De los canales icónicos
pasivos
 Fuerza electromotriz
 Capacitancia
Propiedades eléctricas activas
Son las que cambian durante la generación de señales.
Implican modificaciones en la conductancia de los siguientes
tipos de canales iónicos hola activos o regulables:
 Canales iónicos regulados por voltaje
 Canales iónicos regulados por transmisor
 Canales iónicos regulados físicamente
Pasivos
Siempre abiertos: No regulables
 K´+ Na´+
 Ca´2+ Cl´-
Conductancia: Están influidas por la capa bilipídica de la membrana neuronal
muy hidrofóbica y que por lo tanto no permite el pasaje fácil de iones.
Fuerza electromotriz: Se genera por la desigual distribución de cargas
eléctricas a uno y otro lado de la membrana. El valor está definido por cada ion
por el potencial electroquímico.
Capacitancia: Capacitador, Consiste en 2 materiales conductivos separados por
un material aislante.
6. Potencial de membrana en reposo
Hiperpolarización: Cuando el potencial de reposo se vuelve más negativo
El potencial de membrana en reposo se da por:
 La separación de cargas eléctricas a través de la membrana celular que es
semipermeable y selectiva
 El potencial electroquímico generado por iones y proteínas de carga, Puede
fluctuar entre -55 y -75 mV, siendo el interior negativo respecto al exterior.
Despolarización: Cuando el potencial de reposo se vuelve más positivo
La recepción de señales depende de la superficie receptora o del área dendrítica o
somática de las neuronas centrales.
Potencial receptor o generador
 Es el cambio de potencial en las neuronas que actúan como receptores sensoriales
 Este tipo de potencial es de naturaleza local, Graduado y no propagable.
Potenciales receptores
 Hiperpolarizantes (Inhibitorios)
 Despolarizantes (excitatorios)
Potencial sináptico
 Mediante el cual una neurona puede alterar el potencial de membrana de las
células con las que se encuentra asociada.
 Naturaleza inhibitoria (PIPS), Hiperpolarizante
 Naturaleza excitatoria (PEPS), Despolarizante
La conducción del impulso nervioso
 Corresponde a la propagación del potencial de acción
Propiedades
 La propagación se da de forma activa a lo largo del axón hasta las terminales
dendríticas correspondientes
 La magnitud de su voltaje permanece constante a todo lo largo de su
propagación
 Una vez iniciado el potencial de acción, no se detiene y se propaga en todas las
direcciones
 Las características que presenta son generalizables a cualquier otra neurona
6. Potencial de acción
 La transmisión de diferencias de potencial del orden de milivoltios a una cierta distancia
requiere que el proceso de transmisión sea activo, Con consumo de energía.
 El potencial de acción axónico se genera por el flujo de corriente iónica a través de canales
específicos de Na y K, Regulados por voltaje
 En él soma, Los canales de Na y K Voltaje-Dependientes están concentrados en la zona de
decisión de la neurona (Cono axónico)
 El axón amielínico se distribuyen a lo largo de toda la superficie axonal, Hoy mientras que
en él axón mielinizado se ubican en los nodos de Ranvier
 La duración del potencial de acción varía con el tipo de fibra nervioso (0.4 a 2 mseg)
 La post-despolarización dura unos 4 mseg Mientras que la hiperpolarización tardía tiene
una duración de hasta 40 mseg
Periodos refractarios
o Absoluto: Es cuando la aplicación de un estímulo será incapaz de desencadenar un
nuevo potencial de acción, Incluso aunque se aplique un estímulo de intensidad
máxima
o Relativo: Es cuando al aplicar un estímulo supramáximo en algunas de las etapas
de repolarización, Desencadenará un potencial de acción. Corresponde cuando la
mayoría de los canales de Na están inactivados
 Una vez generado el potencial de acción, Este se propaga en todas las direcciones y viaja a
través de la membrana plasmática hasta las terminales nerviosas
 La velocidad con que viaja es de potencial de acción, Por el axón hasta el botón terminal,
Dependerá de 2 factores:
o Diámetro del axón
o Presencia de mielina
 La relación que guarda el diámetro con la velocidad del impulso es que cuanto mayor es el
diámetro mayor es la velocidad
 Si la fibra esta mielinizada, La velocidad de conducción será mayor.
TRANSMISIÓN
SINÁPTICA
Y
COMUNICACIÓN
INTERNEURONAL
Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina
Neurofisiología
Estimulación Temprana
Marzo 2023
Temario:
1. Sinapsis
2. Tipos de sinapsis
3. Neurotransmisores
4. Neurotransmisión química
5. Liberación de neurotransmisor
6. Fenómenos postsinápticos de neurotransmisión
química
7. Plasticidad sináptica
8. Dendritas e información
9. Circuitos sinápticos
10. Neurotransmisión vs neuromodulación
11. Redes y circuitos neuronales
1. Sinapsis
• Es la conexión entre dos neuronas o entre una
neurona y una célula efectora (célula
glandular o muscular)
• Es esencial para el procesamiento de
información y la coordinación de la actividad
neuronal
• La neurona presináptica tiene terminales
que contienen vesículas llenas de
neurotransmisores, que son moléculas
químicas liberadas por la neurona
presináptica.
• El espacio entre la neurona presináptica y la
célula postsináptica se llama espacio
sináptico.
• La célula postsináptica tiene receptores
específicos que se unen a los
neurotransmisores liberados por la neurona
presináptica.
• Cuando se produce un potencial de
acción en la neurona presináptica, los
canales de calcio se abren y el calcio
entra en la célula.
• Esto desencadena la liberación de los
neurotransmisores en el espacio
sináptico.
• Los neurotransmisores difunden a
tráves del espacio sináptico y se unen
a los receptores de la célula
postsináptica
• La transmisión sináptica puede ser excitatoria o
inhibitoria.
•
• En la excitatoria, los neurotransmisores hacen que
la célula postsináptica se vuelva mas positiva, lo
que aumenta la probabilidad de que se produzca un
potencial de acción.
• En la transmisión inhibitoria, los neurotransmisores
hacen que la célula postsináptica se vuelva más
negativa, disminuye la probabilidad de que se
produzca un potencial de acción.
2. Tipos de Sinapsis
• Sinápsis Eléctrica:
• Se produce cuando las células están conectadas
por uniones comunicantes o uniones gap.
• Estas uniones permiten que las células
compartan iones y moléculas de señalización
directamente.
• En este tipo de sinápsis, no hay liberación de
neurotranmisores
• Las sinápsis eléctricas son muy rápidas y se
encuentran en áreas del cuerpo que necesitan
una comunicación rápida y coordinada, como el
corazón y los músculos lisos del tracto digestivo.
• Sinapsis Química:
• Es el tipo de sinapsis más común.
• Se produce cuando la neurona
presináptica libera neurotransmisores
en el espacio sináptico que se unen a
los receptores de la célula postsináptica
• Las sinápsis químicas son más lentas
que las sinápsis eléctricas, pero son
más flexibles y permiten una mayor
variedad de respuestas.
• Sinapsis Mixta
• Es un tipo de sinapsis que combina
características de las sinapsis eléctrica y la
sinapsis química.
• En este tipo de sinapsis, la neurona presináptica
libera neurotransmisores que activan los
receptores de la célula postsináptica, pero
también se produce una transferencia directa
de iones entre las células a través de uniones
gap.
• La sinapsis mixta se encuentra en áreas del
cuerpo que requieren tanto una comunicación
rápida como una mayor flexibilidad, como el
cerebro y la retina.
3. Neurotransmisores:
• Definición:
• Son moléculas que se liberan desde la
neurona presináptica hacia el espacio
sináptico y se unen a los receptores de
la célula postsináptica para
desencadenar una repuesta.
• Existen muchos tipo diferentes de
neurotransmisores, cada uno con un
papel específico en el cuerpo.
• Clasificación de los neurotransmisores:
• Los neurotransmisores se pueden clasificar
en cuatro grupos principales:
• Aminas: incluye la dopamina,
serotonina, noradrenalina
• Aminoácidos: incluye el ácido
glutámico, y el ácido gamma-
aminobutírico (GABA)
• Péptidos: incluyen la endorfina y la
sustancia P
• Gases: Incluyen el óxido nítrico y el
monóxido de carbono.
• Funcionamiento de los neurotransmisores:
• Cuando la neurona presináptica recibe una
señal eléctrica, se produce la liberación del
neurotransmisor en el espacio sináptico.
• El neurotransmisor se une a los receptores
de la célula postsináptica, lo que puede
desencadenar la apertura de canales
iónicos, cambios en la polaridad de la
célula o la activación de vías de
señalización intracelular.
• Dependiendo del tipo de neurotransmisor
y del tipo de receptor, la respuesta de la
célula postsináptica puede ser excitatoria o
inhibidora
Importancia de los neurotransmisores en la Estimulación
Temprana
• La comprensión de los neurotransmisores es esencial
para la estimulación temprana ya que estos juegan
un papel importante en el desarrollo del cerebro y la
regulación del comportamiento.
• Ejemplo:
• La dopamina y la serotonina son
importantes para la regulación del estado
de ánimo, la atención y la motivación,
mientras que el ácid gama-aminobutírico
(GABA) es importante para la regulación de
la ansiedad y el sueño.
• Es un proceso mediante el cual las neuronas
transmiten información entre sí y con otras
células del cuerpo a través de la liberación de
neurotransmisores en el espacio sináptico
• El proceso comienza con la llegada de un
potencial de acción a la terminal presináptica de
la neurona, lo que provoca la liberación de los
neurotransmisores en el espacio sináptico.
4. Neurotransmisión Química
Hay muchos tipos diferentes de neurotransmisores, cada
uno con una función específica en el cuerpo.
• Ejemplos:
• La acetilcolina, involucrada en el control del movimiento y
la regulación del sueño
• Dopamina que está involucrada en la regulación del
estado de ánimo, el comportamiento y la recompensa
• Serotonina , que esta involucrada en la regulación del
estado de ánimo, sueño y la ansiedad.
• El ácido gamma-aminobutírico (GABA), que se el principal
neurotransmisor inhibidor en el cerebro y está
involucrado en la regulación de la ansiedad y el sueño.
• El proceso de neutransmisión química comienza con la
llegada de un potencial de acción a la terminal
presináptica.
• Este potencial provoca la apertura de canales de calcio en
la membrana presináptica.
• La entrada de calcio en la célula activa la liberación de los
neurotransmisores almacenados en las vesículas
sináptica en el espacio sináptico.
• Los neurotransmisores liberados en el espacio sináptico
se une a los receptores en la célula postsináptica, lo que
desencadena una respuesta en la célula.
• Dependiendo del tipo de neurotransmisor y del tipo de
receptor, la respuesta de la célula postsináptica puede
ser excitatoria o inhibiboria.
5. Liberación del
neurotransmisor
• La liberación de neurotransmisores es
el proceso por el cual los
neurotransmisores son liberados desde
la neurona presináptica hacia el
espacio sináptico.
• Este proceso es esencial para la
comunicación neuronal, ya que
permite que las neuronas se
comuniquen entre sí y con otras
cédulas del cuerpo.
• Los componentes de la liberación de neurotransmisores:
• La liberación de neurotransmisores es un proceso complejo que involucra la
interacción de muchos componentes celulares y moleculares.
• Algunos de los componentes clave de la liberación de neurotransmisores incluyen:
• La membrana presináptica: es la
membrana de la neurona que se
encuentra en la terminal presináptica.
Contiene canales de calcio que son
esenciales para la liberación de
neurotransmisores.
• Las vesículas sinápticas son pequeñas
bolsas dentro de la neurona
presináptica que contienen
neurotransmisores.
6. Fenómenos postsinápticos de neurotransmisión química
• Son los cambios que ocurren en la
célula postsináptica después de que
los neurotransmisores se han unido a
los receptores de la célula.
• Estos cambios son esenciales para la
comunicación neuronal y para el
correcto funcionamiento del cerebro.
• Fenómenos postsinápticos excitatorios:
• Los fenómenos postsinápticos excitatorios son
los cambios en la célula postsináptica que la
hacen más propensa a generar un potencial
de acción.
• Estos cambios ocurrren cuando los
neurotransmisores se unen a los receptores
postsinápticos excitatorios, lo que causa la
apertura de canales de iones de sodio y la
entrada de iones de sodio en la célula
postsináptica.
• Esta entrada de iones de sodio produce una
despolarización de la célula postsináptica, que
puede llevar a la generación de un potencial
de acción.
• Fenómenos postsinápticos inhibitorios:
• Son cambios en la célula postsináptica
que la hacen menos propensa a
generar un potencial de acción.
• Estos cambios ocurren cuando los
neurotransmisores se unen a los
receptores postsinápticos inhibitorios,
lo que causa la apertura de canales de
iones de cloruro y la entrada de iones
de cloruro en la célula postsináptica.
• Esta entrada de iones de cloruro
produce una hiperpolarización de la
célula postsináptica, que puede llevar a
la generación de un potencial de
acción.
• Suma de los fenómenos postsinápticos:
• Se refiere a la adición de los cambios
postsinápticos que ocurren en la célula
postsináptica después de la activación de
múltiples terminales presinápticas.
• La suma puede ser temporal o especial
• Se refiere a la capacidad de las sinapsis de
cambiar en respuesta a la actividad
neuronal.
• La plasticidad sináptica puede ser a largo
plazo o a corto plazo.
7. Plasticidad sináptica
• La plasticidad sináptica es esencial para el
aprendizaje y la memoria
• Los cambios en la fuerza sináptica pueden se
inducidos por patrones específicos de actividad
neuronal y pueden ser modificados por experiencias
posteriores.
• La plasticidad sináptica es un proceso dinámico que
está regulado por una serie de proteínas y moléculas
8. Dendritas e Información
• Las dendritas son las estructuras ramificadas
que se extienden desde el cuerpo celular de la
neurona y se encargan de recibir información
de otras neuronas
• Estructura de las dendritas
• Las dendritas tiene una estructura
ramificada y cada rama está cubierta
de espinas dendríticas, pequeñas
protuberancias que aumentan la
superficie de la dendrita y permiten
la recepción de múltiples entradas
sinápticas.
• Las dendritas están cubiertas por un
membrana celular, que contiene
canales de iones y receptores para
neurotransmisores.
• Recepción de la información:
• Las dendritas reciben información de otras
neuronas a través de las sinápsis.
• Cuando un neurotransmisor se libera en la
sinapsis, se une a los receptores en la
membrana de la dendrita, lo que desencadena
una respuesta en la célula postsináptica.
• La información recibida por las dendritas puede
ser excitatoria o inhibitoria, lo que significa que
puede aumentar o disminuir la probabilidad de
que la neurona genere un potencial de acción
• Integración de la información
• Es un proceso importante para la comunicación
neuronal
• Las dendritas pueden integrar múltiples señales
sinápticas a través de la sumación temporal y
espacial, lo que significa que pueden combinar
la información recibida en el tiempo o en el
espacio.
• La integración de la información en las
dendritas puede ser esencial para determinar si
la neurona generará o no un potencial de
acción.
• Plasticidad dendrítica:
• Se refiere a la capacidad de las dendritas de
cambiar su estructura y función en
respuesta a la actividad neuronal
• Puede ser a largo plazo o a corto plazo.
• A largo plazo se refiere a cambios
duraderos en la estructura y función
dendrítica, mientras que la plasticidad a
corto plazo se refiere a cambios mas
transitorios
• Es esencial para el aprendizaje y la memoria.
• Los cambios en la fuerza sináptica y la
actividad neuronal pueden inducir cambios
en la estructura dendrítica, lo que puede
tener un impacto en la función neuronal.
• Es un proceso dinámico que está regulado por
una serie de proteínas y moléculas.
9. Circuitos Sinápticos
• Son las conexiones que se establecen entre
neuronas a través de las sinapsis.
• Son la base de la comunicación neuronal y son
esenciales para el procesamiento de
información en el cerebro.
• Tipos de circuitos sinápticos:
• Existen diferentes tipos de circuitos
sinápticos, cada uno con características y
funciones específicas:
• Circuitos en serie: en estos circuitos, una
neurona se conecta con otra y así
sucesivamente, formando una cadena en
la que la información se transmite de una
neurona a la siguiente. Los circuitos en
serie son comunes en los sistemas
sensoriales, donde la información se
procesa de forma secuencial.
• Circuitos Divergentes:
• En estos circuitos, una neurona
se conecta con varias
neuronas, lo que permite que
la información se distribuya a
múltiples áreas del cerebro.
• Los circuitos divergentes son
importantes para el. Control
motor y para la coordinación
de diferentes funciones.
• Circuitos convergentes:
• En estos circuitos, varias neuronas se
conectan con una neurona, lo que
permite que la información de diferentes
áreas del cerebro se integre en una sola
neurona.
• Los circuitos son importantes para la
integración de la información sensorial y
para la toma de decisiones.
• Circuitos recurrentes:
• las neuronas se conectan en una red.
Cerrada, lo que permite que la
información se retroalimenta y se
procese repetidamente.
• Los circuitos recurrentes son importantes
para el control motor y para la memoria
a corto plazo
• Funciones de los circuitos sinápticos:
• Los circuitos sinápticos son esenciales para el procesamiento de
información en el cerebro.
• Cada tipo de circuito tiene una función específica, y la
combinación de diferentes circuitos permite una amplia variedad
de procesamiento de información.
• Algunas de las funciones de los circuitos sinápticos son:
• Procesamiento sensorial: los circuitos en serio son
importantes para el procesamiento de información sensorial
como la visión, el oído y el tacto
• Coordinación motora: los circuitos divergentes son
importantes para la coordinación de diferentes funciones,
como la respiración, el movimiento y el habla.
• Integración de información: los circuitos convergentes son
importantes para la integración de información sensorial y
parala toma de decisiones
• Retroalimentación y memoria: los circuitos recurrentes son
importantes para la retroalimentación y la memoria a corto
plazo
• Plasticidad sináptica:
• Se refiere a la capacidad de los circuitos para cambiar su fuerza y su
función en respuesta a la actividad neuronal
• La plasticidad sináptica es esencial para el aprendizaje y la memoria y
puede ser a largo plazo o a corto plazo.
• La plasticidad sináptica puede ser inducida por diferentes
mecanismos, como la actividad neurona, los cambios en la fuerza
sináptica y las señales químicas .
10. Neurotransmisión vs
Neuromodulación
• En la neurociencia, los neurotransmisores
y los neuromoduladores son moléculas
importantes que permiten la
comunicación entre las células nerviosas
o neuronas en nuestro cerebro y sistema
nervioso.
• Aunque ambos están involucrados en la
transmisión de información neuronal,
tienen diferentes funciones y
características.
• Neurotransmisión:
• Los neurotransmisores son moléculas que se
liberan de las neuronas presinápticas y viajan a
través de una pequeña brecha llamada sinapsis
para unirse a los receptores en las neuronas
postsinápticas.
• Cuando los neurotransmisores se unen a los
receptores, esto puede tener varios efectos, como
activar o inhibir la actividad neuronal,
dependiendo del tipo de neurotransmisor y del
receptor involucrado.
• Los neurotransmisores se sintetizan en el cuerpo
neuronal y se almacenan en vesículas sinápticas
antes de ser liberados en respuesta a un señal
eléctrica o química
• Ejemplos de neurotransmisores incluyen:
• Dopamina: asociada con la recompensa y la
motivación
• Serotonina: reguladora del estado de ánimo y
sueño
• GABA: un inhibidor que disminuye la
actividad neuronal
• Glutamato: un exitador que aumenta la
actividad neuronal
• Neuromodulación:
• Los neuromoduladores son moléculas que no
actúan directamente como neurotransmisores,
sino que modulan la actividad de los
neurotransmisores en la sinapsis.
• Estos compuestos se liberan en cantidades más
bajas que los neurotransmisores y pueden
afectar la liberación, la síntesis o la eliminación
de los neurotransmisores.
• Los neuromoduladores pueden aumentar o
disminuir la eficacia de la neurotransmisión y a
menudo tienen un efecto más duradero que los
neurotransmisores.
• Ejemplos de neuromodulación incluyen:
• Acetilcolina: una molécula que actúa tanto
como neurotransmisor como neuromodulador
en diferentes partes del cerebro.
• Endocannabionides: moléculas similares a la
marihuana que modulan la actividad de otros
neurotransmisores
• Adenosina: un neuromodulador que se
acumula en el cerebro durante la vigilia y
disminuye la actividad neuronal.
• En resumen:
• Mientras que los neurotransmisores actúan
directamente en la comunicación neuronal, los
neuromoduladores modulan la actividad
neuronal y pueden tener efectos a largo plazo.
•
• Es importante comprender la diferencia entre
estos dos tipos de moléculas en la estimulación
temprana, ya que pueden estar implicados en el
desarrollo cerebral y la conducta infantil
11. Redes y Circuitos Neuronales
• Redes Neuronales:
• Las redes neuronales son grupos de
neuronas que se conectan entre sí para
procesar información.
• Estas redes pueden ser simples, como
una conexión de dos neuronas o mas
complejas como una red que involucra
millones de neuronas
• Las redes neuronales pueden ser
excitatorias o inhibitorias, dependiente
de la función que desempeñen
• Por ejemplo, algunas redes neuronales
pueden ser responsables de la
percepción sensorial mientras que otras
pueden estar involucradas en la toma de
decisiones.
• Circuitos Neuronales:
• Son grupos de neuronas que están
conectada en patrones específicos
para realizar funciones específicas.
• Estos circuitos pueden ser cortos o
largos y pueden involucrar diferentes
partes del cerebro.
• Los circuitos neuronales pueden ser
excitatorios o inhibitorios y pueden
tener retroalimentación positiva o
negativa.
• Por ejemplo, algunos circuitos
neuronales pueden ser responsables
del movimiento, mientras que otros
pueden estar involucrados en la
memoria y el aprendizaje.
TRANSMISIÓN
SINÁPTICA
Y
COMUNICACIÓN
INTERNEURONAL
Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina
Neurofisiología
Estimulación Temprana
Marzo 2023
ORGANIZACIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Organización Anatómica:
Un músculo esquelético está constituido por fascículos musculares formados, a su vez,
por un conjunto de fibras musculares.
Cada músculo se inserta en el hueso por medio de los tendones, que están constituidos
básicamente por tejido fibroso, elástico y sólido.
Un compartimento muscular comprende un grupo de músculos rodeados por un tejido
que los recubre: la aponeurosis carecen de elasticidad, sujeta las células musculares y
las obligan a contraerse en un determinado eje. Están unidas a los tendones que
conectan los músculos a los huesos.
Los músculos, además de estar constituidos por fibras musculares y tejido conjuntivo,
están recorridos por vasos sanguíneos y fibras nerviosas. La actividad normal de un
músculo esquelético depende de su inervación. Cada fibra muscular esquelética está en
contacto con una terminación nerviosa que regula su actividad.
Las fibras nerviosas motoras transmiten a los músculos las órdenes emitidas por el
sistema nervioso central. Los músculos se activan entonces de manera consciente o
inconsciente.
La vascularización, que se realiza a través de las arterias y las venas, es esencial para el
funcionamiento muscular. Las arterias proporcionan al tejido muscular los nutrientes y
el oxígeno necesarios para su funcionamiento.
Las venas siguen el camino inverso al de las arterias. La circulación de retorno elimina
del músculo los residuos que proceden del trabajo muscular. (ácido láctico, dióxido de
carbono o CO2).
Características Funcionales:
1. Excitabilidad: Es la facultad de percibir un estímulo y responder al mismo. Por lo
que se refiere a los músculos esqueléticos, el estímulo es de naturaleza química:
la acetilcolina liberada por la terminación nerviosa motora. La respuesta de la
fibra muscular es la producción y la propagación a lo largo de su membrana de
una corriente eléctrica (potencial de acción) que origina la contracción muscular.
2. Contractibilidad: Es la capacidad de contraerse con fuerza ante el estímulo
apropiado. Esta propiedad es específica del tejido muscular.
3. Elasticidad: es una propiedad física del músculo. Es la capacidad que tiene las
fibras musculares para acortarse y recuperar su longitud de descanso, después
del estiramiento. La elasticidad desempeña un papel de amortiguador cuando se
producen variaciones bruscas de la contracción.
4. Extensibilidad: ES la facultad de estiramiento. Si bien las fibras musculares
cuando se contraen, se acortan, cuando se relajan, pueden estirarse más allá de
la longitud de descanso.
5. Plasticidad: El músculo tiene la propiedad de modificar su estructura en función
del trabajo que efectúa. Se adapta al tipo de esfuerzo en función del tipo de
entrenamiento (o de uso). Así puede hacer un músculo más resistente o más
fuerte.
Tipos de fibras musculares:
1. Fibras de tipo I de contracción lenta o fibras rojas:
a. Son numerosas en los músculos rojos.
b. Estas fibras de pequeño diámetro y muy vascularizadas, contienen
numerosas mitocondrias y poco glucógeno.
c. Son resistentes a la fatiga, se utilizan sobre todo en ejercicios poco
enérgicos y prolongados (mantenimiento de la postura).
2. Fibras de tipo II de contracción rápida
a. Se localizan en los músculos pálidos
b. Son de mayor diámetro, presentan pocas mitocondrias, están poco
vascularizadas, pero contienen mucho glucógeno.
c. Son poco resistentes a la fatiga aunque muy potentes, se utilizan en los
ejercicios breves pero intensos.
3. Fibras de tipo IIa
a. Son fibras intermediarias cuyo porcentaje varía según los músculos del
organismo y el individuo
b. La relación fibras lentas/rápidas pueden evolucionar en función del
entrenamiento y el tipo de ejercicio practicado.
c. Numerosas fibras IIA evolucionan hacia el tipo Ia consecuencia de
ejercicios prolongados y moderados (entranamiento de fuerza), en
cambio ejercicios breves e intensos de 30 segundos a 2 minutos
(resistencia) provocan la evolución de las fibras tipo IIa hacia el tipo II.
Organización Celular:
Cada fascículo muscular está formado por un conjunto de fibras musculares. La fibra
muscular es un célula alargada cuya longitud puede alcanzar varios centímetros.
Núcleos: frente a lo que sucede en las otras células del organismo, la célula muscular
posee varios núcleos.
Sarcolema: la fibras muscular está rodeada por una membrana: el sarcolema., está
presenta finas invaginaciones tubulares (túbulos T) distribuidas regularmente a lo largo
de la fibra muscular en la que penetra profundamente.
Sarcoplasma: el citoplasma de la fibra muscular, contiene organelas responsables de su
funcionamiento y el citoesqueleto.
Retículo endoplasmático liso y túbulo T: la fibra muscular posee un retículo
sarcoplásmico liso especialmente desarrollado. Este forma extensiones de tal modo que
dos bolsas de retículo sarcoplásmico rodea cada túbulo T para formar una tríada. La
tríada es la estructura que permite el paso de la señal nerviosa durante la liberación del.
Calcio a partir del retículo sarcoplasmático, es decir el acoplamiento de la excitación a
la contracción.
Miofibrillas: la parte fundamental del citoesqueleto muscular esta constituida por
miofibrillas que son los elementos contráctiles de las células de los músculos
esqueléticos. Çada miofibrilla está formada por una cadena de unidades contráctiles
repetitivas, los sarcómeros.
Sarcómero: a lo largo de cada miofibrilla hay una alternancia de bandas oscuras (bandas
A) y claras (bandas I). cada banda A esta cortada en el medio por una raya clara (zona
H). En medio de la banda I se encuentra una zona más oscura (estría Z). la región de una
miofibrilla incluida entre dos estrías Z sucesivas representa un sarcómero.
Los músculos esqueléticos están unidos a los huesos por medio de tendones. Estos
músculos se componen de células llamadas fibras musculares. Cada fibra muscular está
rodeada por una membrana llamada sarcolema, que es la responsable de conducir la
señal eléctrica que desencadena la contracción muscular.
Las fibras musculares contienen filamentos de proteínas llamados actina y miosina, que
se deslizan entre sí para producir la contracción.
La organización de los músculos esqueléticos está determinada por la dirección de las
fibras musculares y su disposición en el cuerpo. Los músculos que tienen fibras
dispuestas en paralelo son capaces de generar una gran cantidad de fuerza, mientras
que los músculos que tienen fibras dispuestas en un ángulo oblicuo son capaces de
generar una gran cantidad de movimiento.
Los músculos esqueléticos también se organizan en grupos, que trabajan juntos para
producir movimientos específicos. Estos grupos de músculos se llaman agonistas,
antagonistas y sinergistas. Los agonistas son los músculos principales que producen un
movimiento, mientras que los antagonistas son los músculos que se oponen a la acción
del agonista. Los sinergistas son los músculos que trabajan en conjunto con el agonista
para producir el movimiento.
El sistema nervioso es responsable de controlar la contracción de los músculos
esqueléticos. El cerebro envía señales eléctricas a través de los nervios motores que se
conectan con las fibras musculares a través de la unión neuromuscular. La liberación de
un neurotransmisor llamado acetilcolina en la unión neuromuscular desencadena la
contracción de as fibras musculares.
El control de la contracción muscular también depende de la frecuencia de señales
eléctricas que llegan a las fibras musculares. La suma de señales eléctricas que llegan a
las fibras musculares determina la cantidad de fuerza que se genera. Si la frecuencia de
las señales eléctricas es alta, las fibras musculares se contraen con más fuerza.
En conclusión: la organización funcional del músculo esquelético se basa en la
disposición de las fibras musculares y su agrupación en agonistas, antagonistas y
sinergistas. La contracción muscular está controlada por el sistema nervioso, que envía
señales eléctricas a través de los nervios motores. La compresión de la organización
funcional del músculo esquelético es esencial para comprender cómo el cuerpo humano
produce movimiento.
ENERGÉTICA MUSCULAR
La energía necesaria para la contracción muscular se obtiene a partir de la hidrólisis de
ATP, la molécula que sirve como moneda energética universal en las células.
Sin embargo, la cantidad de ATP almacenada en los músculos es limitada y se agota
rápidamente durante l ejercicio intenso. Por lo tanto, es necesario un suministro
contante de ATP para mantener la contracción muscular.
Existen tres sistemas energéticos principales que contribuyen al suministro de ATP
durante el ejercicio: el sistema ATP-PC, el sistema glucolítico y el sistema oxidativo. Cada
uno de estos sistemas se activa en diferente condiciones de ejercicio y tiene una tasa de
producción de ATP diferente.
El sistema ATP-PC, es el sistema más rápido y se activa durante los primeros segundos
de un esfuerzo máximo. En este sistema, la creatina fosfato (PC) se hidroliza para
producir ATP. Este sistema puede suministrar ATP durante pocos segundos, pero su
capacidad es limitada.
El sistema glucolítico se activa cuando el suministro de ATP del sistema de ATP-PC se
agota. En este sistema, la glucosa se convierte en piruvato a través de la glucólisis,
generando una pequeña cantidad de ATP. Si el oxígeno está presente, el piruvato entre
en el ciclo de Krebs y se convierte en ATP a través de la fosforilación oxidativa. Si no hay
suficiente oxígeno presente, el piruvato se convierte en lactato, lo que puede
acumularse en los músculos y provoca fatiga.
El sistema oxidativo es el sistema más complejo y se activa cuando el suministro de ATP
del sistema glucolítico se agota. Este sistema se basa en el metabolismo aeróbico, en el
que el oxígeno se utiliza para descomponer los ácidos grasos y los carbohidratos
complejos ene l ciclo de Krebs, lo que produce una gran cantidad de ATP. Este sistema
es muy eficiente, pero su velocidad de producción de ATP es más lenta que la de los
otros dos sistemas.
Es importante destacar que estos tres sistemas energéticos no funcionan de forma
aislada, sino que trabajan juntos para proporcionar la energía necesaria para el ejercicio.
El tipo de ejercicio realizado y la intensidad del mismo determinarán que sistema
energético predominará en cada momento.
Además, la nutrición también juega un papel fundamental en la energética muscular. La
ingesta de carbohidratos antes del ejercicio puede aumentar el almacenamiento de
glucógeno en los músculos, lo que puede mejorar la capacidad del sistema glucolítico
para producir ATP. Por otro lado, una ingesta adecuada de proteínas puede ayudar a
reparar los daños musculares causados por el ejercicio.
En conclusión: la energética muscular es un tema complejo que involucra múltiples
sistemas energéticos y factores nutricionales. Comprender estos procesos es
fundamental para optimizar el rendimiento deportivo y mejora la salud y el bienestar en
general.
FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MOTOR
Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina
Estimulación Temprana
Cuarto Ciclo
Abril 2023
Introducción:
• El sistema motor puede producir como respuesta ante un
estímulo sensorial, un reducido número de acciones:
• La contracción de un músculo o un grupo de músculos
estriados o lisos
• La secreción exócrina, endocrina o paracrina de una célula
o grupo celular
• Modificación de la permeabilidad celular
Jerarquia Motora:
Existen 4 niveles
jerárquicos en los
que esta organizado
el sistema motor:
Médula espinal Tallo del encéfalo Corteza Motora
Area premotora y
otras áreas
corticales.
• Voluntarios o involuntarios
• Axiales, proximales o distales (según sea el
grupo muscular participante)
• Servoasistidos o balísticos (según participe o
no el feedback sensorial)
• Referidos o dirigidos a objetos ubicados en el
espacio extracelular
Clasificación de los
Movimientos
El control del movimiento y la
postura se obtiene mediante
el ajuste del grado de
contracción de los músculos
esqueléticos.
Este ajuste es imposible sin
tres informaciones sensoriales
básicas:
Exterorreceptores: que
proveen al sistema motor con
las coordenadas espaciales
(ubicación) de los objetos
buscados
Propioreceptores, que
canalizan la información sobre
la posición del cuerpo en el
espacio, los ángulos de las
articulaciones y la longitud y
tensión de los músculos
Exteroreceptores y
propioreceptores: que
informan al sistema motor
sobre las consecuencias de la
acción motora que se efectúa
Por lo tanto los mecanismos motores están directamente vinculados a la función
sensorial, y es así imposible hablar de aspectos motores puros en el movimiento
voluntario o reflejo.
El sistema nervioso depende
en su función motora de la
naturaleza física de los
músculos, articulaciones y
huesos.
• Lenta respuesta muscular ante la actividad neuronal
• La naturaleza de resorte del músculo
• La necesidad de controlar simultáneamente muchos músculos que
actúan sobre uan misma articulación o sobre articulaciones vecinas.
Existen tres limitantes para
la función neuronal motora,
derivados del a naturaleza
física.
1. Lenta respuesta muscular ante
la actividad neural
• El músculo, que se contrae y relaja
lentamente, no refleja con fidelidad la
actividad neuronal, sino que actúa como
un filtro.
• Ante señales neuronales cuya frecuencia
varia bruscamente; la respuesta
muscular es menos fiel para seguir su
variación que en el caso en el que las
señalres neuonrales varían suavemente.
3. La necesidad de controlar
simultáneamente muchos
músculos que actúan sobre
la una misma articulación o
sobre articulaciones vecinas.
- En general no es suficiente
la contracción de músculos
agonistas, sino que se
requiere también la de los
antagonistas para producir el
movimiento dado.
2. La naturaleza de
resorte del músculo
- El resultado final del
movimiento dependo no sólo
de la actividad neuronal sino.
También de la longitud inicial
y carga externa que el
músculo soporta.
• Las diferentes conductas motoras pueden
organizarse en un continuo que va desde las
conductas más automáticas (reflejas) hasta
las menos automáticas (movimientos finos
de los dedos).
• Esta organización jerárquica se sistemática
en distintos tipos de circuitos separados que
se hallan vinculados entre si
En la organización jerárquica del sistema motor
somático, existen tres aspectos que son de
importancia para su comprensión fisiológica.
• Existe somatotopia en los diferentes
componentes, es decir, un mapa ordenado de
los sistemas musculares controlados en cada
uno de los niveles de organización
• Cada nivel jerárquico recibe información de la
periferia, por lo que en cada nivel la entrada
sensorial modifica la expresión de la orden
descendente del commando
• Los niveles superiores tienen la capacidad de
controlar o suprimir la información que les
llega (control aferente).
Además de la organización jerárquica, el
sistema motor presenta una organización
en paralelo.
• Por ejemplo la proyección corticoespinal
está en paralelo con la corticobulbar, la
que a su vez controla grupos neuronales
que proyectan a la médula.
• Esta organización en paralelo no solo es
importante para darle ductilidad a la
respuesta motora, sino también para
ayudar en la recuperación funcional ante
lesiones de alguno de los componentes.
• Al grupo de neuronas que inervan un músculo determinado se
le denomina “pool” de motoneuronas.
• Estos conjuntos neuronales ocupan columnas longitudinales
que se extienden de 2 a 4 segmentos a los largo de la médula.
• Las neuronas y sus denditras se distribuyen en posición
rostrocaudal y hacen contacto con terminales aferentes
primarias originados en el mismo músculo y que llegan al mismo
segmento medular.
• Se distinguen dos grupos de neuronas:
• Ventromedial
• Dorsolateral
• El grupo Ventromedial de motoneuronas
inerva los músculos axiales
• El grupo dorsolateral inverva los músculos
de los miembros.
• En ambos grupos neruonales,
ventromedial y dorsomedial, las
motoneuronas que inervan los músculos
extensores tienen ubicación mas ventral
que aquellas que inervan los flexores
• La zona intermedia de la sustancia gris
comprende las interneuronas, distribuidas
también somatotópicamente.
• Las más laterales proyectan
ipsilateralmente sobre el grupo
neuronal dorsolateral.
• Las más mediales proyectan
bilateralmente sobre el grupo neuronal
ventromedial
• Muchas de estas interneuronas tiene
axones que proyectan hacia arriba y
hacia abajo a través del sustancia
blanca y que terminan en segmentos
medulares ubicados a cierta distancia
• Las interneuronas mediales en algunos
casos presentan axones que recorren la
totalidad de la médula espinal (neuronas
propiespinales)
• Esto asociado a la bilateralidad de la
proyección del grupo medial de
interneuronas, hace que haya
coordinación rostrocaudal y
bilateralmente para el mantenimiento de
la postura.
• Las interneuronas reciben proyección
ordenada de las distintas clases de fibras
aferentes y participan en los diferentes
reflejos.
Proyecciones del
Tronco Encefálico:
• Con excepción del haz corticoespinal, todas las vías
descendentes hacia la médula espinal se originan en el
troncoencefálico
• Distintos grupos neuronales envían proyecciones
descendentes a los grupos de motoneuronas que
controlan las vías descendentes del tronco encefálico y
se dividen en:
• Vías ventromediales, que terminan en el grupo
ventromedial de motoneuronas
• Vías dorsolaterales, que terminan en el grupo
dorsolateral de motoneuronas
Las vías dorsolaterales influyen a las motoneuronas que inervan los
músculos distales y son importantes en la ejecución de los
movimientos finos de los miembros, como por ejemplo la
manipulación de objetos.
• Las vías ventromediales influyen sobre las motoneuronas
inervantes de los músculos axiales y proximales de los miembros
y son importantes en el mantenimiento del equilibrio y de la
postura.
Las vías ventromediales más importantes son tres:
1. Vestibuloespinal medial y lateral, participante en el control del equilibrio
2. Tectoespinal, cuya función es la coordinación de los movimientos oculares o con los de la cabeza y
cuello en la búsqueda del blanco en el campo visual
3. Retículoespinal, participante en el control del tono muscular.
Existen otras tres vías ventromediales
descendentes a partir de:
- Locus Coeruleus (vía noradrenérgica)
- Núcleos del rafe (vía serotoninérgica)
- Núcleo intersticial de Cajal
Las vías ventromediales se
caracterizan por la gran divergencia
en sus terminaciones a nivel del
grupo de motoneuronas ventromedial
y sus interneuronas, con inclusión de
varios segmentos medulares.
• Las vías dorsolaterales están representadas por un
único haz: el haz rubroespinal.
• Se origina en el núcleo rojo (porción magnocelular)
y cruza la línea media, descendiendo por el cordón
dorsolateral opuesto.
• Esta vía se caracteriza por presentar poca
divergencia, inervando cada fibra un número
reducido de motoneuronas del grupo dorsolateal y
sus interneuronas respectivas.
Proyecciones de la Corteza
Cerebral
• Las proyecciones motoras siguen dos rutas principals,
originadas ambas en las mismas zonas de la corteza:
• Haz corticobulbar: comprende fibras que terminan en
los núcleos motores de los pares craneanos.
• Haz corticospinal: comprende fibras que terminan en
grupos neuronales de la médula espinal. En el bulbo
forman las pirámides.
• Los haces corticobulbar y corticospinal provienen no
solo de la corteza motora primaria, sino también de la
corteza premotora y de la corteza somatosensorial
primaria según el siguiente orden:
• La corteza motora primaria (área 4) contribuye con
un 30% de las fibras del haz corticospinal
• La corteza premotora (área 6) contribuye con un
30% de las fibras del haz corticospinal
• La corteza somatosensorial (áreas 3,2 y 1)
contribuye con un 40% de las fibras del haz
corticospinal.
• Así como el haz corticoespinal termina
en motoneuronas y neuronas sensoriales
espinales
• El haz corticobulbar temina tanto en los
núcleos motores como sensitives de los
pares craneanos.
Efecto de la lesión de las
vías motoras:
• Tanto el haz corticospinal lateral como las vías
descendentes dorsolaterals del tronco encefálico
controlan a los músculos distales de los
miembros.
• Tanto el haz corticospinal ventral como las vías
descendentes ventromediales del tronco
encefálico controlan los músculos proximales y
distales.
• La sintomatología originada por lesion del Sistema
corticospinal se acompaña de signos:
• Negativos: (como consecuencia deldéficit) pérdida
de movimiento del hemicuerpo contralateral, y la
périda del fraccionamiento de movimientos.
• Positivos: (por supresión del estímulo inhibitorio
de estructuras centrales) hiperrflexia, aparición de
reflejos anómalos y la espasticidad.
Médula espinal
Reflejos musculares
Tono muscular
Organización de la union neuromuscular
De acuerdo a las propiedades bioquímicas se
distinguen dos tipos de fibras msuculares:
• Fibras rápidas, de gran fuerza contractil y alta
velocidad de contracción, baja concnetración
de mioglobina (pálidas), pobre
vascularización y escaso número de
mitocondrias.
• Fibras lentas, de contracción y relajación
lentas, poca fuerza, alta concentración de
mioglobulina (rojas) y gran vascularización.
Como predomina la glucolisis
anaeróbica, presentan rápida
fatiga.
Presenta un metabolismo
oxidativo elevado
Son poco fatigables
• Definición de unidad motora:
• Conjunto de fibras musculares inervadas
por una única motoneurona de tipo alfa,
• Las unidades motoras están ampliamente
entremezcladas y distribuidas a lo largo del
músculo, por lo que se produce una tension
muscular homogénea aun con la activación
de unas pocas motoneuronas alfa del pool
respectivo.
• El número de fibras musculares inervadas
por una neurona varia.
• Este valor, llamado relación de inervación,
indica el tipo de movimiento en que participa
el músculo.
• En los movimientos graduados, finos,
delicados, los músculos participantes tiene
una baja relación de inervación, lo que les
permite un control más graduado de la fuerza
contractil. Relación de inervación:
Es en el Sistema motor homólog al del campo
periférico en el Sistema sensorial: Cuanto mas
pqueñao es mayor será la precision lograda.
• Existe un importante correlato funcional entre el tipo de actividad de la
motoneurona alfa y la fibras musculares a las que inerva.
• Las fibras musculares rápidas están inervadas por motoneuronas a grandes
que descargan a alta frecuencia (30-60 espigas/Segundo), y conducen a alta
velocidad.
• Las fibras musculares lentas están inervadas por motoneuronas a pequeñas,
qeu descargas a baja frecuencia (10-20 epigas/segndo), y conducen menor
velocidad.
Existen unidades motoras rápidas y unidades
motoras lentas.
El fenómeno observado depende
primordialmente del tipo de neurona y no de la
fibra muscular ya que fibras musculares
reinervadas por motoneuronas rápidas, cambias
de lentas a rápidas.
La contracción muscular y la fuerza muscular
pueden graduarse por dos mecanismos
Reclutamiento de mayor número de unidades
motoras, que se efectúa según el “principio del
tamaño”
• Las motoneuronas del soma más pequeño
tiene el umbral más bajo y se reclutan
primero.
• Esta particularidad se debe a que para un
número semejante de terminales sinápticos
sobre motoneuronas grandes y pequeñas, la
posibilidad de la suma especial de potenciales
electrònicos es mayor cuando el volume dela
neurona es menor.
Aumento de la frecuencia de descarga de las
motoneuronas
• Cuando su frecuencia supera el tiempo de
relajación del músculo, se produce una
contracción permanente.
• Es decir el músculo no traduce en relación 1:1
la frecuencia de descarga de las
motoneuronas y actúa como filtro.
• La contracción muscular es de una duración
de 10-100 mseg, mientras que el potencial de
acción dura aproximadamente 1 mseg.
FILTRO DE BAJA
Consecuncias:
• El músculo solo reproduce fielmente
variaciones lentas de señales neuronales
• Para obtenerse contracción rápida alternante
de una frecuencia por ejemplo de 2/seg,
deben utilizarse tantos grupos musculares
agonistas como antagonistas
• Existen dos tipo de
contracción muscular
• Contracción isométrica,
donde la longitud
muscular no cambia
• Contracción isotónica, en
la que sí se produce un
acortamiento muscular.
• El acortamiento muscular
depende no solo de la
activación neuronal sino
Tambien de otros dos factores:
• Longitud inicial del músculo
• Las fuerzas que se oponen
al cambio de longitude
• El músculo no ofrece Resistencia hasta
el momento en que comienza actuar
como resorte (Resistencia pasiva)
•
• El mantenimento del punto de
equilibrio de una articulación y por lo
tanto la posición articular óptima,
depende tanto de las propiedades
musculares pasivas de resorte como
de la capacidad activa de contracción
muscular.
• Para fijar el ángulo de la articulación en el cual la
tension muscular iguala la fuerza externa (punto de
equilibrio), existen dos estrategias:
• La contracción de los músculos agonistas y la
relajación de los antagonistas
• La co-contracción agonista-antagonista.
Receptores Musculares
Tanto los músculos como las articulaciones
contienen receptors que envían al SNC
información sobre:
• Tensión
• Longitud
• Presión
• Nocicepción
Actividad Contractil
Huso Muscular:
Provee información
sobre la longitud
Órgano Tendinoso de
Golgi:
Proveen información sobre
la tensión del músculo
Husos Musculares:
• Se hallan distribuidos entre las fibras musculares en el músculo esquelético
• Fibras musculares especiales y terminaciones nerviosas sensoriales y motoras
Regulan la excitabilidad de
las fibras nerviosas
sensoriales (aferentes)
Se encuentran fuera del
huso, dan fuerza contráctil
al músculo.
Fibras musculares:
• En bolsa nuclear
• En cadena nuclear
Terminales aferentes:
• Terminaciones primarias (Ia): inerva cada fibra formando una
espiral alrededor.
• Terminaciones secundarias (II): inerva fibras de cadena nuclear
Músculo esta
estirado
Órgano
Tendinoso de
Golgi:
• Son estructuras capsulares
presentes en los tendones,
que se conectan en serie con
15-20 fibras extrafusales.
• No tienen inervación motora
• Tienen inervación sensorial
de fibras tipo Ib que
descargan tanto cuando el
músculo se contrae como
cuando es estirado.
Sólo descarga el huso muscular
REPOSO
Ambos receptores, huso
muscular y órgano tendinoso
ESTIRAMIENTO
MUSCULAR
Sólo descarga el órgano
tendinoso
CONTRACCIÓN
Fibras musculares:
• En bolsa nuclear
• En cadena nuclear
Terminales aferentes:
• Terminaciones primarias (Ia): inerva cada fibra formando una
espiral alrededor.
• Terminaciones secundarias (II): inerva fibras de cadena nuclear
Primarias:
Sensibles a la velocidad de
estiramiento del músculo
(respuesta dinámica)
Longitud final (respuesta
estática)
Secundarias:
Sensibles sólo a la longitud
(respuesta estática)
Reflejo
Miotático
• Los reflejos constituyen
los actos conductuales más
simples.
• Son respuestas
automáticas
desencadenadas por
estimulación sensorial a
nivel de los intero-extero o
propioreceptores.
Arco Reflejo:
• Monosináptico: Compuestos por las neuronas
sensoriales y motora y la sinapsis que las conecta.
• Polisinápticos: en los que un circuito de
interneuronas se interpone entre las neuronas
sensorial y motora o preganglionar autonómica.
El reflejo de estiramiento o miotático es el único tipo de reflejo monosináptico presente en el hombre
Reflejo miotático existen dos componentes:
• Componente fásico: se revela en las
maniobras clínicas como toma de reflejos.
• Componente tónico: Constituye la base del
tono muscular
Ante un estiramiento repentino del músculo, el
huso muscular, un receptor sensible a la
elongación muscular se estimula y a través de
los aferentes primarios Ia, activa motoneuronas
a, con la contracción de fibras extrafusales.
Las fibras Ia a través de interneuronas producen
la inhibición de los músculos antagonistas y la
contracción de los agonistas.
Reflejo Tendinoso
• La activación intensa de estas fibras
nerviosas Ib) producen la relajación del
músculo y de sus agonistas y la
simultánea contracción de los músculos
antagonistas.
• Reflejo miotático inverso
Reflejo de Flexión
• Median este reflejo:
• Segunda población de fibras tipo II
provenientes del músculo y
articulaciones y con fuerte actividad
inductora del reflejo polisináptico
• Fibras aferentes de tipo III y VI.
• Una estimulación de intensidad en
aumento produce sucesivamente:
• Flexion del miembro estimulado
• Flexión del miembro estimulado y
extension del opuesto
• Flexión del miembro estimulado y
movimientos de marcha con los
restantes.
Significado Funcional
de los Reflejos
Musculares
• Los reflejos musculares son ejemplos de sistemas de regulación
fisiológica.
• Su función primordial es el mantenimiento de la homeostasis (tensión y
longitud) dentro de los límites máximos y mínimos normales.
CONTROL DE LA POSTURA Y EQUILIBRIO
GENERACIÓN DEL MOVIMIENTO
Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina
Estimulación Temprana
Mayo 2023
Vías descendentes para el
control de la postura y el tono
• Existen tres tipo de influencias descendentes
sobre los mecanismos del tono y la postura:
• Influencias reticuloespinales:
• La formación reticular mesencefálica es el
sitio de origen tanto de influencias
estimulatorias como inhibitorias del tono
muscular.
• El área medial de la formación reticular
inhibe al tono muscular de los músculos
extensores (controlada por la corteza) y
áreas laterales facilitan el tono muscular
extensor.
• Influencias vestibuloespinales:
• Se necesita la vía vestibuloespinal
intacta para que se exteriorice la
rigidez mediada por el haz
reticulospinal lateral.
• Influencias cerebelosas:
• Influencia inhibitoria
(principalmente del lóbulo
anterior), que ejerce sobre el
núcleo vestibular lateral y el
núcleo cerebeloso fastigio.
En conclusión:
El mecanismo estático (tónico) del
reflejo miotático en los extensores
es fundamental para el
manteniento de la postura. En el hombre, al descerebración, que implica la
desconexión producida por lesión del tronco por debajo
del núcleo vestibular se caracteriza por:
- Extensión de brazos y piernas
- Flexión ventral del pie
- Tronco arqueado hacia atrás
- Extensión del cuello
Organización funcionaldel
aparato vestibular
• El Sistema vestibular tiene como función
la detección de la posición y movimiento
de la cabeza mediante la integración de
la información proveniente de receptors
ubicados en el oído interno.
• Esta información es fundamental para la
coordinación de las respuestas motoras,
movimientos oculares, tono y postura.
• La información sensorial originada en el
vestíbulo es llevada por la porción
vestibular de VIII par a los núcleos
vestibulares y al lóbulo floculonodular del
ceerebelo.
• Desde los núcleos vestibulares existe
proyección hacia los núcleos
oculomotores y hacia la médula espinal.
• Estas conexiones anatómicas permiten:
• Mantener el equilibrio y postura
corporals
• Coordinar los movimientos del. Cuerpo
y la cabeza
• Fijar la mirada en un punto del espacio.
Conexiones centrales
del aparato vestibular
• El laberinto tiene dos funciones interrelacionadas:
• Dinámica: mediada por los canales
semicirculares.
• Permite detectar la rotación de la
cabeza en el espacio y es importante
para el control de reflejo de los
movimientos oculares.
• Estática:
• Mediana por el utriculo y el sáculo
• Permite la determinación de la posición
absoluta de la cabeza en el espacio y es
fundamental para el control de la
postura
Generación y Control
de la Marcha
• Durante la locomoción, el control
descendente tónico ejercido por
estructuras superiores encefálicas se
reemplaza por una sucesión rítmica
periódica de movimientos a nivel de la
médula.
Desde los niveles medulares, se envía
información hacia centros superiores a
través de los haces espinocerebelosos
ventral y dorsal.
• Haz espinocerebeloso dorsal
(columna de Clarke)
• Lleva información sobre el estado
del huso muscular (longitud)
órgano tendinoso (tensión) y
aferentes articulares (posición de
miembros inferiores)
• Haz espinocerebeloso ventral:
• Recibe información predominante de la célula
de Renshaw y sólo débil y difusa de los
receptores musculares y articulares.
• Da información sobre la activación de las
motoneuronas espinales
La Corteza Cerebral y el
Movimiento Voluntario
• En todo acto motor voluntario deben distinguirse los
siguientes aspectos:
• Debe identificarse espacialmente el objetivo del acto
motor (debe despertar interés y motivación)
• Diseñar un plan de acción motor para obtener un
objetivo deseado
• Ejecutar un plan de acción, con coordinación de las
diferentes vías descendentes motoras que influyen
sobre la vía final común de las motoneuronas
espinales.
• Cuatro regiones del a corteza cerebral
desempeña un papel central en el
control del movimiento voluntario
• Corteza motora primaria (área 4 de
Brodmann)
• Corteza premotora
• El área motora suplementaria
• La corteza parietal posterior
Corteza Motora Primaria:
• Es la responsable de la ejecución del plan motor.
• Existe una representación topográfica de grupos
musculares contralaterales ”homúnculo sensorial”
y “homúnculo motor”, con mayor representación
cortical de aquellos grupos musculares que
requieren control mas fino.
• La proyección corticoespinal originada en la corteza motora
primaria participa en el control de los músculos distales de los
miembros.
• Las motonueronas alfa, a través de una vía monosináptica
• Las motoneuronas gamma, a través de una vía multisináptica
• Las interneuronas participantes en los reflejos segmentarios
medulares.
• Sistema descendente del tronco encefálico.
La forma en la que la información sensorial llega a la corteza motora es
doble:
• Desde la corteza somatosensorial, a través de conexiones cortico-
corticales
• Desde los núcleos de proyección específica del tálamo
Existen dos niveles de control reflejo y de intensidad de la respuesta a
partir del cambios de longitud y tensión en el músculo.
• Un nivel medular, mediado por los reflejos de estiramiento y tensión
• Un nivel cortical, mediado por el reflejo transcortical.
PROGRAMA
MOTOR
CENTRAL
CONTROL DE LA POSTURA Y EQUILIBRIO
GENERACIÓN DEL MOVIMIENTO
Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina
Estimulación Temprana
Mayo 2023

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  • 1. LA CÉLULA 1. LA CÉLULA • La célula es la unidad básica de la vida. • Es la parte más simple de la materia viva capaz de realizar por si misma las funciones vitales básicas de los seres vivos: nutrición, relación y reproducción. • Podemos distinguir seres unicelulares (formados por una sola célula) y pluricelulares (formados por dos o más células), que son la mayoría. • El tamaño y forma de las células es muy variado: desde las más pequeñas, de 1 micrómetro como las bacterias, hasta las más grandes, que miden 100 micrómetros. FUNCIONES VITALES: Tres son las funciones vitales que diferencian a los seres vivos de la materia inerte: la nutrición, la relación y la reproducción. Nutrición La nutrición es el conjunto de procesos a partir de los cuales los organismos vivos obtienen la energía y los elementos necesarios para conservar y renovar sus estructuras y poder desarrollar las demás funciones vitales. La célula toma nutrientes para fabricar materia y producir energía (necesaria para poder realizar las funciones vitales), y elimina desechos. Relación: • A través de esta función vital, los seres vivos captan a través de los estímulos, los cambios, tanto fisicos como químicos, que se producen tanto en su exterior como en su interior, y pueden actuar ante ellos a través de las respuestas adecuadas. • Para desarrollar esta función vital se necesitan órganos receptores que capten los estímulos, un sistema de coordinación que sea capaz de interpretarlos y un sistema efector que sea capaz de ejecutar la respuesta adecuada. • En el caso de la célula esta función también le permite recoger información del medio en forma de señales o estímulos y responder a ellos adecuadamente y le confiere a las células su sensibilidad e irritabilidad. • Una célula puede captar cualquier tipo de variación de las condiciones ambientales, pudiendo los estímulos ser muy diversos: luminosos, térmicos, mecánicos, químicos, magnéticos, gravitatorios, eléctricos, etc. Los de tipo químico son los que mayor variedad y complejidad presentan. • Las respuestas ante los mismos también pueden ser muy diferentes: secreción de sustancias, activación o desactivación del metabolismo y de la división celular, formación de paredes protectoras (enquistamiento), emisión de luz (bioluminiscencia), etc. Pero, posiblemente, la forma de respuesta más extendida es el movimiento Reproducción: • Para poder perpetuar la especie y evitar su extinción, es necesario que los seres vivos se reproduzcan, de manera que generen nuevos individuos que van ser réplicas más o menos idénticas a sus progenitores • A nivel celular, implica la desaparición de la célula que se reproduce en beneficio de su especie. • La reproducción tiene lugar tanto en los seres unicelulares más simples (una bacteria) como en los pluricelulares más complejos (un mamífero)
  • 2. • La reproducción puede ser asexual o sexual, alternándose en muchos organismos ambos tipos de reproducción Reproducción asexual • La reproducción asexual tiene como ventaja que se pueden lograr muchos individuos idénticos en poco tiempo, pero si cambian las condiciones del entorno, es posible que no sobrevivan • En la reproducción asexual habitualmente sala participa un individuo, por lo que su descendencia será genéticamente idéntica a él, teniendo la misma dotación cromosómica e idéntico genoma que su progenitor. • Se puede diferenciar varios tipos de reproducción asexual: Bipartición • La bipartición o fisión binaria se produce más comunmente en procariotas. • En la célula madre se forma una pared transversal y finalmente se produce la separación de las dos células hijas. • En bacterias y protozoos. Esporulación: • La célula madre divide muchas veces su núcleo y alrededor de cada núcleo se forma una membrana, originándose muchas células pequeñas llamadas esporas, que se liberarán al 'romperse la membrana de la célula madre. • En organismos pluricelulares, un individuo "madre" produce muchas células "hijas" (= esporas) que originan nuevos individuos. • En hongos, algas, musgos y helechos. Gemación: • La célula madre genera una yema que se separa por constricción y que adquiere, después de un crecimiento rápido, el tamaño y aspecto de la célula madre. • En organismos pluricelulares, en ciertas zonas del adulto se producen acúmulos de células embrionarias que al separarse del mismo originan un nuevo individuo. • En hidras y corales. Fragmentación: • Algunos seres pluricelulares pueden regenerarse en dos individuos si se fragmentan, como una estrella de mar, pero siempre estos seres cuentan además con un modo de reproducción sexual. • En algas, celentéreos y gusanos. Reproducción sexual • En el caso de la reproducción sexual, dos individuos distintos de una misma especie, unen su material genético a través de la fecundación, para generar nuevos individuos que no son genéticamente iguales a ninguno de los padres, ya que comparten el material genético de ambos progenitores. • En los seres pluricelulares, la reproducción del individuo depende de células especializadas (gametos), que se originan en los órganos reproductores. • La producción de gametos para la reproducción sexual se debe a una división celular denominada meiosis. • Mientras que la generación de nuevas células somáticas, que permiten el crecimiento y la renovación de los tejidos, se produce a través de mitosis. La mitosis
  • 3. • La mitosis es un proceso, común a todo tipo de células eucarióticas, haploides o diploides, y durante el mismo el material genético de la célula progenitora se duplica y tras la división celular se originan 2 células hijas que tienen exactamente el mismo material genético que su madre y con el mismo número de cromosomas. • En el caso de los organismos pluricelulares la mitosis es necesaria para que, desde el mismo cigoto y durante el crecimiento y desarrollo del individuo, las nuevas células que se forman tengan toda la información genética y que ésta sea la misma • En los organismos pluricelulares cuando se reparan tejidos dañados, las nuevas células deben ser idénticas a las que reemplazan y eso también se produce gracias a este proceso de división celular. • La meiosis solo tiene lugar en las células sexuales y durante la misma se producen dos divisiones celulares, que de una célula diploide (2n) originan 4 células haploides (n), los gametos, que tienen la mitad de cromosomas que la madre y que son genéticamente diferentes entre sí. • Esto es posible gracias al proceso de sobre- cruzamiento en los cromosomas homólogos (se aparean e intercambian fragmentos de ADN) que produce la recombinación que asegura esa diferencia genética entre célula progenitora y células hijas. • Esto incrementa la variabilidad genética de la especie y por tanto, facilita la evolución biológica. 2. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA En todas las células, se distinguen tres estructuras básicas: - MATERIAL GENETICO (ADN) - MEMBRANA PLASMATICA - CITOPLASMA Material genético Funcionamiento de la célula y del organismo que conforma. Puede estar suelto o encerrado en una estructura llamada núcleo. Toda célula proviene de una anterior y tiene ADN con las características específicas del ser vivo que se transmiten a sus descendientes a través de los cromosomas. Podemos concluir, por tanto, que la célula es la unidad mínima reproductiva. Además, gracias al ADN la propia célula controla en qué punto de su ciclo vital está. Membrana plasmática La membrana plasmática, una capa de lípidos y proteínas que envuelve a la célula y la aísla del exterior. Se encarga de regular el paso de sustancias al interior de la célula, lo que se conoce como homeostasis. En algunas células puede haber capas protectoras en el exterior de la membrana plasmática, como la pared celular (en células vegetales, por ejemplo) o la cápsula (en bacterias, por ejemplo). Citoplasma El citoplasma es la parte de la célula que está rodeada por la membrana. Está compuesto por el citosol, un medio acuoso en el que flotan los orgánulos celulares. Estos pequeños órganos son los encargados de llevar a cabo las diversas funciones: algunos sintetizan proteínas, otros eliminan toxinas… Membrana Celular • Está formada por una capa bilipídica y de proteínas
  • 4. • Sus funciones: - Barrera limítrofe con el medio extracelular Permitir el paso de sustancias selectivamente a través de ella. • El extremo globular de los lípidos es en gran medida soluble en agua (porción hidrofilica) y se localiza hacia la cara externa acuosa de la célula. • El otro extremo de cola es altamente insoluble en agua (porción hidrofóbica), y se encuentra hacia el interior de la propia membrana. • Las proteínas de la membrana son de diferentes tipos y cada una realiza su función respectiva. - Clasificación: Estructurales: - Son las que cruzan la membrana de lado a lado (integrales) y sólo se presentan hacia la cara externa o interna de la membrana. - Actúan como enzimas, antígenos, moléculas de adhesión celular. Transportadoras: - Acarrean sustancias a favor de gradientes de concentración. • Bombas: transportan iones a través de la membrana gastando energía por parte de la célula. • Canales: cuando son activados, estas proteínas permiten el paso de iones hacia dentro o hacia fuera de la célula. • Enzimas: realizan actividad catalítica sobre la superficie de la membrana, a diferencia de las estructurales, que lo hacen hacia el interior de la membrana. • Receptores: actúan como elementos de reconocimiento e interacción de sustancias que proceden del espacio extra-celular, como los neurotransmisores, moduladores u hormonas. 3. COMPARTIMENTOS CELULARES Existen diferentes espacios donde se ubican los distintos líquidos que constituyen a una célula o donde ésta desarrolla su interacción con otras. • Espacio intracelular: es el área comprendida dentro de la célula y está limitada por la membrana plasmática. • Espacio extracelular: es el área que se encuentra fuera de la célula. • Espacio intercelular: el compartimento es comprendido entre célula y célula. MEDIO INTERNO: • Se refiere al ambiente que rodea a la célula y que corresponde al espacio extracelular. • Éste es el medio de donde la célula obtiene sus requerimientos y presenta las condiciones necesarias para su funcionamiento. • Este medio es el que provee a la célula una temperatura y un pH óptimos para su funcionamiento. 4. HOMEOSTASIS Es una propiedad de los organismos que consiste en su capacidad de mantener una condición interna estable, compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio regulado de materia y energía con el exterior. Los ajustes del medio interno se realizan por mecanismos de retroalimentación negativa. • Por ejemplo, la célula, para su buen funcionamiento, necesita una cantidad adecuada de glucosa, pero ésta disminuye debido a su consumo continuo por la propia célula, entonces se activa un mecanismo que incrementa la disponibilidad de la glucosa; sin embargo, el mecanismo
  • 5. no es tan preciso y la glucosa sobrepasa la demanda celular, entonces, se inhibe este mecanismo y la disponibilidad de la glucosa vuelve a disminuir. 5. DIFUSIÓN • Es el paso o movimiento de un soluto que se encuentra en un área de mayor concentración hacia una de menor concentración en un solvente y que tiende al equilibrio. • Es el paso o movimiento de un soluto en el solvente y se debe a que presentan su propia energía de movimiento llamada energía cinética. • Considerando que la célula que presenta una membrana semipermeable, la velocidad de difusión con la que pasa un soluto de una zona a otra, depende de varios factores: - Diferencia de sus concentraciones (gradientes): A mayor diferencia de concentración entre un área y otra, mayor será su velocidad de difusión e inversamente. - Si se incrementa la temperatura, la energía cinética de las moléculas también aumenta, por lo que a mayor grado de calor, mayor será la difusión y a menor grado de calor, menor difusión. - Si el área de membrana por la que pasará el soluto es más grande, mayor será la velocidad de difusión y a la inversa. - Si el grosor de la membrana es mayor, tardará más tiempo en difundir la sustancia y a la inversa. - Si la distancia que tiene que recorrer la partícula es mayor tardará más tiempo en llegar, por lo que a mayor distancia menor la velocidad de difusión y viceversa. - Las sustancias afines a los lípidos difundirán con mayor rapidez que las hidrofilicas. - La presencia de mayor número de canales favorece la velocidad de difusión. - Si el tamaño de la molécula es grande tendrá mayor dificultad para pasar la membrana en relación a una molécula pequeña. - Si las partículas por difundir presentan carga eléctrica y el canal de la membrana también, la velocidad de difusión dependerá del tipo de carga que presenten ambos. - Si en un lado de la membrana se halla una carga eléctrica definida y tiene la misma polaridad que la partícula por difundir, ésta tendrá menor facilidad para difundir respecto a la que presenta diferente polaridad. - La presión a la que se encuentran sometidas las soluciones tanto en el espacio extracelular como intracelular afectará la difusión de un soluto. - En la membrana plasmática existen proteínas que actúan como transportadores en favor de gradientes, lo que aumenta la velocidad de difusión. (difusión facilitada) 6. OSMOSIS • Es el paso de un solvente hacia donde se encuentra un soluto a través de una membrana semipermeable. • La membrana plasmática es selectiva y existen sustancias que por su tamaño no pueden salir o entrar a la célula por lo que generan un movimiento de solvente hacia donde estas se encuentren. Presión osmótica • La fuerza que ejerce el agua sobre la superficie del compartimiento que contiene al soluto, generada por las partículas no difusibles. • La presión depende del número de partículas del soluto si mayor es el número, más agua arrastrarán y por consiguiente mayor presión y la inversa.
  • 6. Isotónica: Concentraciones de soluto están relativamente equilibradas y producen osmóticos no cambios Hipertónica: La solución tiene más concentración de solutos en el exterior de las células Hipotónica: Menor concentración el exterior respecto al interior 7. TRANSPORTE ACTIVO • Es aquel que requiere de energía por parte de la célula (ATP), donde participan proteínas de membrana y pueden crear un gradiente de concentración. • Es crear diferencias de concentración en ambos lados de la membrana. • La energía que requiere la célula la obtiene de la hidrólisis de ATP, por la ATPasa que forma un complejo proteico con proteínas transportadoras que actúan como bombas propulsoras presentes en la membrana plasmática. Cotransporte: • Ahorro de energía para • Una forma de ahorro de transportar sustancias a través de una membrana es aprovechando la actividad de una bomba para transportar más de una sustancia. Contratransporte: • Con la misma proteína transportadora, al mismo tiempo, mientras se lleva una sustancia en un sentido, se acarrea otra en sentido contrario. 8. ENDOCITOSIS • La membrana plasmática puede realizar movimientos mediante los cuales se engloban sustancias, detritus, células o microorganismos incorporándolos en su interior. • Clasificación: - Fagocitosis: Ingesta de detritus, células o microorganismos englobadas por un proceso de evaginación formando una vacuola intracelular. - Pinocitosis: Es la ingestión de sustancias en solución englobadas por un proceso de invaginación de membrana. 9. EXOCITOSIS • El proceso de sacar o liberar sustancias de la célula hacia el exterior. • Implica gasto de ATP, estructuras de citoesqueleto y proteínas de reconocimiento tanto de la membrana plasmática como de la vesícula secretora y el ion calcio. • Puede ser de liberación de sustancias de desecho (excreción), como de la liberación de sustancias útiles (secreción). • La secreción se da por dos vías: - La vía regulada: Los gránulos secretores pueden almacenar y madurar su contenido, hasta que sea requerida su secreción. - La vía constitutiva: Se presenta en la mayoría de distintos tipos celulares, donde no se requiere ni el almacén ni la maduración de los productos a liberar.
  • 7. La neurona INTRODUCCIÓN El sistema nervioso está constituido por neuronas y células de neuroglia 1.La neurona  Hoy es la unidad anatómica y funcional del sistema nervioso  Morfología: o Soma, cuerpo neuronal o perkarion: Área central ensanchada que contiene al núcleo o Neuritas: Ramificaciones que emergen del soma  Axones: prolongaciones gruesas del diámetro relativamente uniforme  Dendritas: Pequeñas, abundantes y ramificadas Axón  Es la estructura especializada en la conducción del impulso nervioso a distancias relativamente grandes  Se origina en el cono axónico  El axón carece de retículo endoplasmático rugoso  La porción final es el botón terminal que puede ser uno solo o ramificado y es el sitio donde se realiza el contacto con otras neuronas (Sinapsis)  Puede estar envuelto por una vaina de mielina o Se inicia próxima al cono axónico y está ausente en la parte terminal del axón o Se pierde en las constricciones de los nódulos de Ranvier o Por su forma y la dirección a la cual se va a conducir la información el axón es la estructura eferente de la neurona Dendritas  Se proyectan a partir del cuerpo neuronal  Presentan arborizaciones que actúan como elementos de recepción de otras neuronas  En algunas se encuentran pequeñas proyecciones que por su apariencia al microscopio de forma fina y alargada (espinas dendríticas)  Participan en el mecanismo de comunicación de interneuronal  Son la parte receptora de la neurona Clasificación Función  Mielínicas  Amielínicas Velocidad de conducción  Rápidas  Medias
  • 8.  Lentas Dirección del estímulo  Sensitivas o aferentes  Motoras o eferentes  Intercelares o interneuronas 2. Células de la neuroglia  Se encuentran tanto en el sistema nervioso central y periférico  La guía se divide en los siguientes grupos o Macroglía  oligodendrocitos  Astrocitos  Células de schwann  Ependimocitos o Microglía  Fagocitos  Tanto la macroglía como la microglía no son capaces de producir activamente señales eléctricas Funciones  Soporte mecánico  Retiro de productos del metabolismo neuronal  Formación de la vaina de mielina  Amortiguador químico del ion k  Captación de neurotransmisores como el GABA  Aporte de algunos nutrientes para la neurona  Guía en la migración de las neuronas durante el desarrollo 3. Transporte axoplasmático  El paso de sustancias desde el área de síntesis, el soma, hasta las partes más distales de la neurona, constituye el transporte axoplasmático.  Existen 2 clases de transporte axoplasmático o Anterógrado o Retrógrado Anterógrado  Va desde el soma hacia las partes más distales de la neurona  Los organelos celulares que contienen membranas se exportan desde el soma  Velocidad promedio a 400 mm/día  Los elementos transportados son las vesículas sinápticas y las mitocondrias  Viajan componentes citosólicos como los neurofilamentos, microtúbulos, actina, miosina, proteínas solubles y claritina  Depende de acciones enzimáticas y puede darse independiente del soma (Presentarse solamente en el axón)
  • 9. Retrógrado  Va de las partes más alejadas hacia el soma  Velocidad de 200 mm/Día  Es utilizado para llevar al soma elementos celulares post sinápticos como el factor de crecimiento neural, además de la función de reciclado. 4. Excitabilidad neuronal  Se puede definir como la capacidad de una célula para responder a un estímulo  La respuesta de la neurona va a depender de las características que presente su membrana plasmática  Las neuronas tienen un potencial de membrana en reposo y un conjunto de elementos o señales posibles que definen su propiedad de excitabilidad 5. Propiedades activas y pasivas de la neurona  Las neuronas generan señales eléctricas mediante la apertura o cierre de canales iónicos  Esta variación de la permeabilidad produce cambios en la difusión de iones que siguen los gradientes electroquímicos Propiedades utilizadas por la neurona para generar señales: 1. Presencia de canales iónicos 2. Existencia de gradiente de concentración iónica 3. Capacidad de almacenar cargas eléctricas Propiedades eléctricas pasivas Son las que no cambian durante la generación de señales:  Conductancia (O su inversa resistencia) De los canales icónicos pasivos  Fuerza electromotriz  Capacitancia Propiedades eléctricas activas Son las que cambian durante la generación de señales. Implican modificaciones en la conductancia de los siguientes tipos de canales iónicos hola activos o regulables:  Canales iónicos regulados por voltaje  Canales iónicos regulados por transmisor  Canales iónicos regulados físicamente Pasivos Siempre abiertos: No regulables  K´+ Na´+  Ca´2+ Cl´- Conductancia: Están influidas por la capa bilipídica de la membrana neuronal muy hidrofóbica y que por lo tanto no permite el pasaje fácil de iones. Fuerza electromotriz: Se genera por la desigual distribución de cargas eléctricas a uno y otro lado de la membrana. El valor está definido por cada ion por el potencial electroquímico. Capacitancia: Capacitador, Consiste en 2 materiales conductivos separados por un material aislante.
  • 10. 6. Potencial de membrana en reposo Hiperpolarización: Cuando el potencial de reposo se vuelve más negativo El potencial de membrana en reposo se da por:  La separación de cargas eléctricas a través de la membrana celular que es semipermeable y selectiva  El potencial electroquímico generado por iones y proteínas de carga, Puede fluctuar entre -55 y -75 mV, siendo el interior negativo respecto al exterior. Despolarización: Cuando el potencial de reposo se vuelve más positivo La recepción de señales depende de la superficie receptora o del área dendrítica o somática de las neuronas centrales. Potencial receptor o generador  Es el cambio de potencial en las neuronas que actúan como receptores sensoriales  Este tipo de potencial es de naturaleza local, Graduado y no propagable. Potenciales receptores  Hiperpolarizantes (Inhibitorios)  Despolarizantes (excitatorios) Potencial sináptico  Mediante el cual una neurona puede alterar el potencial de membrana de las células con las que se encuentra asociada.  Naturaleza inhibitoria (PIPS), Hiperpolarizante  Naturaleza excitatoria (PEPS), Despolarizante La conducción del impulso nervioso  Corresponde a la propagación del potencial de acción Propiedades  La propagación se da de forma activa a lo largo del axón hasta las terminales dendríticas correspondientes  La magnitud de su voltaje permanece constante a todo lo largo de su propagación  Una vez iniciado el potencial de acción, no se detiene y se propaga en todas las direcciones  Las características que presenta son generalizables a cualquier otra neurona 6. Potencial de acción  La transmisión de diferencias de potencial del orden de milivoltios a una cierta distancia requiere que el proceso de transmisión sea activo, Con consumo de energía.
  • 11.  El potencial de acción axónico se genera por el flujo de corriente iónica a través de canales específicos de Na y K, Regulados por voltaje  En él soma, Los canales de Na y K Voltaje-Dependientes están concentrados en la zona de decisión de la neurona (Cono axónico)  El axón amielínico se distribuyen a lo largo de toda la superficie axonal, Hoy mientras que en él axón mielinizado se ubican en los nodos de Ranvier  La duración del potencial de acción varía con el tipo de fibra nervioso (0.4 a 2 mseg)  La post-despolarización dura unos 4 mseg Mientras que la hiperpolarización tardía tiene una duración de hasta 40 mseg Periodos refractarios o Absoluto: Es cuando la aplicación de un estímulo será incapaz de desencadenar un nuevo potencial de acción, Incluso aunque se aplique un estímulo de intensidad máxima o Relativo: Es cuando al aplicar un estímulo supramáximo en algunas de las etapas de repolarización, Desencadenará un potencial de acción. Corresponde cuando la mayoría de los canales de Na están inactivados  Una vez generado el potencial de acción, Este se propaga en todas las direcciones y viaja a través de la membrana plasmática hasta las terminales nerviosas  La velocidad con que viaja es de potencial de acción, Por el axón hasta el botón terminal, Dependerá de 2 factores: o Diámetro del axón o Presencia de mielina  La relación que guarda el diámetro con la velocidad del impulso es que cuanto mayor es el diámetro mayor es la velocidad  Si la fibra esta mielinizada, La velocidad de conducción será mayor.
  • 12. TRANSMISIÓN SINÁPTICA Y COMUNICACIÓN INTERNEURONAL Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina Neurofisiología Estimulación Temprana Marzo 2023
  • 13. Temario: 1. Sinapsis 2. Tipos de sinapsis 3. Neurotransmisores 4. Neurotransmisión química 5. Liberación de neurotransmisor 6. Fenómenos postsinápticos de neurotransmisión química 7. Plasticidad sináptica 8. Dendritas e información 9. Circuitos sinápticos 10. Neurotransmisión vs neuromodulación 11. Redes y circuitos neuronales
  • 14. 1. Sinapsis • Es la conexión entre dos neuronas o entre una neurona y una célula efectora (célula glandular o muscular) • Es esencial para el procesamiento de información y la coordinación de la actividad neuronal
  • 15. • La neurona presináptica tiene terminales que contienen vesículas llenas de neurotransmisores, que son moléculas químicas liberadas por la neurona presináptica. • El espacio entre la neurona presináptica y la célula postsináptica se llama espacio sináptico. • La célula postsináptica tiene receptores específicos que se unen a los neurotransmisores liberados por la neurona presináptica.
  • 16. • Cuando se produce un potencial de acción en la neurona presináptica, los canales de calcio se abren y el calcio entra en la célula. • Esto desencadena la liberación de los neurotransmisores en el espacio sináptico. • Los neurotransmisores difunden a tráves del espacio sináptico y se unen a los receptores de la célula postsináptica
  • 17. • La transmisión sináptica puede ser excitatoria o inhibitoria. • • En la excitatoria, los neurotransmisores hacen que la célula postsináptica se vuelva mas positiva, lo que aumenta la probabilidad de que se produzca un potencial de acción. • En la transmisión inhibitoria, los neurotransmisores hacen que la célula postsináptica se vuelva más negativa, disminuye la probabilidad de que se produzca un potencial de acción.
  • 18. 2. Tipos de Sinapsis • Sinápsis Eléctrica: • Se produce cuando las células están conectadas por uniones comunicantes o uniones gap. • Estas uniones permiten que las células compartan iones y moléculas de señalización directamente. • En este tipo de sinápsis, no hay liberación de neurotranmisores • Las sinápsis eléctricas son muy rápidas y se encuentran en áreas del cuerpo que necesitan una comunicación rápida y coordinada, como el corazón y los músculos lisos del tracto digestivo.
  • 19. • Sinapsis Química: • Es el tipo de sinapsis más común. • Se produce cuando la neurona presináptica libera neurotransmisores en el espacio sináptico que se unen a los receptores de la célula postsináptica • Las sinápsis químicas son más lentas que las sinápsis eléctricas, pero son más flexibles y permiten una mayor variedad de respuestas.
  • 20. • Sinapsis Mixta • Es un tipo de sinapsis que combina características de las sinapsis eléctrica y la sinapsis química. • En este tipo de sinapsis, la neurona presináptica libera neurotransmisores que activan los receptores de la célula postsináptica, pero también se produce una transferencia directa de iones entre las células a través de uniones gap. • La sinapsis mixta se encuentra en áreas del cuerpo que requieren tanto una comunicación rápida como una mayor flexibilidad, como el cerebro y la retina.
  • 21. 3. Neurotransmisores: • Definición: • Son moléculas que se liberan desde la neurona presináptica hacia el espacio sináptico y se unen a los receptores de la célula postsináptica para desencadenar una repuesta. • Existen muchos tipo diferentes de neurotransmisores, cada uno con un papel específico en el cuerpo.
  • 22. • Clasificación de los neurotransmisores: • Los neurotransmisores se pueden clasificar en cuatro grupos principales: • Aminas: incluye la dopamina, serotonina, noradrenalina • Aminoácidos: incluye el ácido glutámico, y el ácido gamma- aminobutírico (GABA) • Péptidos: incluyen la endorfina y la sustancia P • Gases: Incluyen el óxido nítrico y el monóxido de carbono.
  • 23. • Funcionamiento de los neurotransmisores: • Cuando la neurona presináptica recibe una señal eléctrica, se produce la liberación del neurotransmisor en el espacio sináptico. • El neurotransmisor se une a los receptores de la célula postsináptica, lo que puede desencadenar la apertura de canales iónicos, cambios en la polaridad de la célula o la activación de vías de señalización intracelular. • Dependiendo del tipo de neurotransmisor y del tipo de receptor, la respuesta de la célula postsináptica puede ser excitatoria o inhibidora
  • 24. Importancia de los neurotransmisores en la Estimulación Temprana • La comprensión de los neurotransmisores es esencial para la estimulación temprana ya que estos juegan un papel importante en el desarrollo del cerebro y la regulación del comportamiento. • Ejemplo: • La dopamina y la serotonina son importantes para la regulación del estado de ánimo, la atención y la motivación, mientras que el ácid gama-aminobutírico (GABA) es importante para la regulación de la ansiedad y el sueño.
  • 25. • Es un proceso mediante el cual las neuronas transmiten información entre sí y con otras células del cuerpo a través de la liberación de neurotransmisores en el espacio sináptico • El proceso comienza con la llegada de un potencial de acción a la terminal presináptica de la neurona, lo que provoca la liberación de los neurotransmisores en el espacio sináptico. 4. Neurotransmisión Química
  • 26. Hay muchos tipos diferentes de neurotransmisores, cada uno con una función específica en el cuerpo. • Ejemplos: • La acetilcolina, involucrada en el control del movimiento y la regulación del sueño • Dopamina que está involucrada en la regulación del estado de ánimo, el comportamiento y la recompensa • Serotonina , que esta involucrada en la regulación del estado de ánimo, sueño y la ansiedad. • El ácido gamma-aminobutírico (GABA), que se el principal neurotransmisor inhibidor en el cerebro y está involucrado en la regulación de la ansiedad y el sueño.
  • 27. • El proceso de neutransmisión química comienza con la llegada de un potencial de acción a la terminal presináptica. • Este potencial provoca la apertura de canales de calcio en la membrana presináptica. • La entrada de calcio en la célula activa la liberación de los neurotransmisores almacenados en las vesículas sináptica en el espacio sináptico. • Los neurotransmisores liberados en el espacio sináptico se une a los receptores en la célula postsináptica, lo que desencadena una respuesta en la célula. • Dependiendo del tipo de neurotransmisor y del tipo de receptor, la respuesta de la célula postsináptica puede ser excitatoria o inhibiboria.
  • 28. 5. Liberación del neurotransmisor • La liberación de neurotransmisores es el proceso por el cual los neurotransmisores son liberados desde la neurona presináptica hacia el espacio sináptico. • Este proceso es esencial para la comunicación neuronal, ya que permite que las neuronas se comuniquen entre sí y con otras cédulas del cuerpo.
  • 29. • Los componentes de la liberación de neurotransmisores: • La liberación de neurotransmisores es un proceso complejo que involucra la interacción de muchos componentes celulares y moleculares. • Algunos de los componentes clave de la liberación de neurotransmisores incluyen: • La membrana presináptica: es la membrana de la neurona que se encuentra en la terminal presináptica. Contiene canales de calcio que son esenciales para la liberación de neurotransmisores. • Las vesículas sinápticas son pequeñas bolsas dentro de la neurona presináptica que contienen neurotransmisores.
  • 30. 6. Fenómenos postsinápticos de neurotransmisión química • Son los cambios que ocurren en la célula postsináptica después de que los neurotransmisores se han unido a los receptores de la célula. • Estos cambios son esenciales para la comunicación neuronal y para el correcto funcionamiento del cerebro.
  • 31. • Fenómenos postsinápticos excitatorios: • Los fenómenos postsinápticos excitatorios son los cambios en la célula postsináptica que la hacen más propensa a generar un potencial de acción. • Estos cambios ocurrren cuando los neurotransmisores se unen a los receptores postsinápticos excitatorios, lo que causa la apertura de canales de iones de sodio y la entrada de iones de sodio en la célula postsináptica. • Esta entrada de iones de sodio produce una despolarización de la célula postsináptica, que puede llevar a la generación de un potencial de acción.
  • 32. • Fenómenos postsinápticos inhibitorios: • Son cambios en la célula postsináptica que la hacen menos propensa a generar un potencial de acción. • Estos cambios ocurren cuando los neurotransmisores se unen a los receptores postsinápticos inhibitorios, lo que causa la apertura de canales de iones de cloruro y la entrada de iones de cloruro en la célula postsináptica. • Esta entrada de iones de cloruro produce una hiperpolarización de la célula postsináptica, que puede llevar a la generación de un potencial de acción.
  • 33. • Suma de los fenómenos postsinápticos: • Se refiere a la adición de los cambios postsinápticos que ocurren en la célula postsináptica después de la activación de múltiples terminales presinápticas. • La suma puede ser temporal o especial
  • 34. • Se refiere a la capacidad de las sinapsis de cambiar en respuesta a la actividad neuronal. • La plasticidad sináptica puede ser a largo plazo o a corto plazo. 7. Plasticidad sináptica
  • 35. • La plasticidad sináptica es esencial para el aprendizaje y la memoria • Los cambios en la fuerza sináptica pueden se inducidos por patrones específicos de actividad neuronal y pueden ser modificados por experiencias posteriores. • La plasticidad sináptica es un proceso dinámico que está regulado por una serie de proteínas y moléculas
  • 36. 8. Dendritas e Información • Las dendritas son las estructuras ramificadas que se extienden desde el cuerpo celular de la neurona y se encargan de recibir información de otras neuronas
  • 37. • Estructura de las dendritas • Las dendritas tiene una estructura ramificada y cada rama está cubierta de espinas dendríticas, pequeñas protuberancias que aumentan la superficie de la dendrita y permiten la recepción de múltiples entradas sinápticas. • Las dendritas están cubiertas por un membrana celular, que contiene canales de iones y receptores para neurotransmisores.
  • 38. • Recepción de la información: • Las dendritas reciben información de otras neuronas a través de las sinápsis. • Cuando un neurotransmisor se libera en la sinapsis, se une a los receptores en la membrana de la dendrita, lo que desencadena una respuesta en la célula postsináptica. • La información recibida por las dendritas puede ser excitatoria o inhibitoria, lo que significa que puede aumentar o disminuir la probabilidad de que la neurona genere un potencial de acción
  • 39. • Integración de la información • Es un proceso importante para la comunicación neuronal • Las dendritas pueden integrar múltiples señales sinápticas a través de la sumación temporal y espacial, lo que significa que pueden combinar la información recibida en el tiempo o en el espacio. • La integración de la información en las dendritas puede ser esencial para determinar si la neurona generará o no un potencial de acción.
  • 40. • Plasticidad dendrítica: • Se refiere a la capacidad de las dendritas de cambiar su estructura y función en respuesta a la actividad neuronal • Puede ser a largo plazo o a corto plazo. • A largo plazo se refiere a cambios duraderos en la estructura y función dendrítica, mientras que la plasticidad a corto plazo se refiere a cambios mas transitorios
  • 41. • Es esencial para el aprendizaje y la memoria. • Los cambios en la fuerza sináptica y la actividad neuronal pueden inducir cambios en la estructura dendrítica, lo que puede tener un impacto en la función neuronal. • Es un proceso dinámico que está regulado por una serie de proteínas y moléculas.
  • 42. 9. Circuitos Sinápticos • Son las conexiones que se establecen entre neuronas a través de las sinapsis. • Son la base de la comunicación neuronal y son esenciales para el procesamiento de información en el cerebro.
  • 43. • Tipos de circuitos sinápticos: • Existen diferentes tipos de circuitos sinápticos, cada uno con características y funciones específicas: • Circuitos en serie: en estos circuitos, una neurona se conecta con otra y así sucesivamente, formando una cadena en la que la información se transmite de una neurona a la siguiente. Los circuitos en serie son comunes en los sistemas sensoriales, donde la información se procesa de forma secuencial.
  • 44. • Circuitos Divergentes: • En estos circuitos, una neurona se conecta con varias neuronas, lo que permite que la información se distribuya a múltiples áreas del cerebro. • Los circuitos divergentes son importantes para el. Control motor y para la coordinación de diferentes funciones.
  • 45. • Circuitos convergentes: • En estos circuitos, varias neuronas se conectan con una neurona, lo que permite que la información de diferentes áreas del cerebro se integre en una sola neurona. • Los circuitos son importantes para la integración de la información sensorial y para la toma de decisiones.
  • 46. • Circuitos recurrentes: • las neuronas se conectan en una red. Cerrada, lo que permite que la información se retroalimenta y se procese repetidamente. • Los circuitos recurrentes son importantes para el control motor y para la memoria a corto plazo
  • 47. • Funciones de los circuitos sinápticos: • Los circuitos sinápticos son esenciales para el procesamiento de información en el cerebro. • Cada tipo de circuito tiene una función específica, y la combinación de diferentes circuitos permite una amplia variedad de procesamiento de información. • Algunas de las funciones de los circuitos sinápticos son: • Procesamiento sensorial: los circuitos en serio son importantes para el procesamiento de información sensorial como la visión, el oído y el tacto • Coordinación motora: los circuitos divergentes son importantes para la coordinación de diferentes funciones, como la respiración, el movimiento y el habla. • Integración de información: los circuitos convergentes son importantes para la integración de información sensorial y parala toma de decisiones • Retroalimentación y memoria: los circuitos recurrentes son importantes para la retroalimentación y la memoria a corto plazo
  • 48. • Plasticidad sináptica: • Se refiere a la capacidad de los circuitos para cambiar su fuerza y su función en respuesta a la actividad neuronal • La plasticidad sináptica es esencial para el aprendizaje y la memoria y puede ser a largo plazo o a corto plazo. • La plasticidad sináptica puede ser inducida por diferentes mecanismos, como la actividad neurona, los cambios en la fuerza sináptica y las señales químicas .
  • 49. 10. Neurotransmisión vs Neuromodulación • En la neurociencia, los neurotransmisores y los neuromoduladores son moléculas importantes que permiten la comunicación entre las células nerviosas o neuronas en nuestro cerebro y sistema nervioso. • Aunque ambos están involucrados en la transmisión de información neuronal, tienen diferentes funciones y características.
  • 50. • Neurotransmisión: • Los neurotransmisores son moléculas que se liberan de las neuronas presinápticas y viajan a través de una pequeña brecha llamada sinapsis para unirse a los receptores en las neuronas postsinápticas. • Cuando los neurotransmisores se unen a los receptores, esto puede tener varios efectos, como activar o inhibir la actividad neuronal, dependiendo del tipo de neurotransmisor y del receptor involucrado. • Los neurotransmisores se sintetizan en el cuerpo neuronal y se almacenan en vesículas sinápticas antes de ser liberados en respuesta a un señal eléctrica o química
  • 51. • Ejemplos de neurotransmisores incluyen: • Dopamina: asociada con la recompensa y la motivación • Serotonina: reguladora del estado de ánimo y sueño • GABA: un inhibidor que disminuye la actividad neuronal • Glutamato: un exitador que aumenta la actividad neuronal
  • 52. • Neuromodulación: • Los neuromoduladores son moléculas que no actúan directamente como neurotransmisores, sino que modulan la actividad de los neurotransmisores en la sinapsis. • Estos compuestos se liberan en cantidades más bajas que los neurotransmisores y pueden afectar la liberación, la síntesis o la eliminación de los neurotransmisores. • Los neuromoduladores pueden aumentar o disminuir la eficacia de la neurotransmisión y a menudo tienen un efecto más duradero que los neurotransmisores.
  • 53. • Ejemplos de neuromodulación incluyen: • Acetilcolina: una molécula que actúa tanto como neurotransmisor como neuromodulador en diferentes partes del cerebro. • Endocannabionides: moléculas similares a la marihuana que modulan la actividad de otros neurotransmisores • Adenosina: un neuromodulador que se acumula en el cerebro durante la vigilia y disminuye la actividad neuronal.
  • 54. • En resumen: • Mientras que los neurotransmisores actúan directamente en la comunicación neuronal, los neuromoduladores modulan la actividad neuronal y pueden tener efectos a largo plazo. • • Es importante comprender la diferencia entre estos dos tipos de moléculas en la estimulación temprana, ya que pueden estar implicados en el desarrollo cerebral y la conducta infantil
  • 55. 11. Redes y Circuitos Neuronales • Redes Neuronales: • Las redes neuronales son grupos de neuronas que se conectan entre sí para procesar información. • Estas redes pueden ser simples, como una conexión de dos neuronas o mas complejas como una red que involucra millones de neuronas • Las redes neuronales pueden ser excitatorias o inhibitorias, dependiente de la función que desempeñen • Por ejemplo, algunas redes neuronales pueden ser responsables de la percepción sensorial mientras que otras pueden estar involucradas en la toma de decisiones.
  • 56. • Circuitos Neuronales: • Son grupos de neuronas que están conectada en patrones específicos para realizar funciones específicas. • Estos circuitos pueden ser cortos o largos y pueden involucrar diferentes partes del cerebro. • Los circuitos neuronales pueden ser excitatorios o inhibitorios y pueden tener retroalimentación positiva o negativa. • Por ejemplo, algunos circuitos neuronales pueden ser responsables del movimiento, mientras que otros pueden estar involucrados en la memoria y el aprendizaje.
  • 57. TRANSMISIÓN SINÁPTICA Y COMUNICACIÓN INTERNEURONAL Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina Neurofisiología Estimulación Temprana Marzo 2023
  • 58. ORGANIZACIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Organización Anatómica: Un músculo esquelético está constituido por fascículos musculares formados, a su vez, por un conjunto de fibras musculares. Cada músculo se inserta en el hueso por medio de los tendones, que están constituidos básicamente por tejido fibroso, elástico y sólido. Un compartimento muscular comprende un grupo de músculos rodeados por un tejido que los recubre: la aponeurosis carecen de elasticidad, sujeta las células musculares y las obligan a contraerse en un determinado eje. Están unidas a los tendones que conectan los músculos a los huesos. Los músculos, además de estar constituidos por fibras musculares y tejido conjuntivo, están recorridos por vasos sanguíneos y fibras nerviosas. La actividad normal de un músculo esquelético depende de su inervación. Cada fibra muscular esquelética está en contacto con una terminación nerviosa que regula su actividad. Las fibras nerviosas motoras transmiten a los músculos las órdenes emitidas por el sistema nervioso central. Los músculos se activan entonces de manera consciente o inconsciente. La vascularización, que se realiza a través de las arterias y las venas, es esencial para el funcionamiento muscular. Las arterias proporcionan al tejido muscular los nutrientes y el oxígeno necesarios para su funcionamiento. Las venas siguen el camino inverso al de las arterias. La circulación de retorno elimina del músculo los residuos que proceden del trabajo muscular. (ácido láctico, dióxido de carbono o CO2). Características Funcionales: 1. Excitabilidad: Es la facultad de percibir un estímulo y responder al mismo. Por lo que se refiere a los músculos esqueléticos, el estímulo es de naturaleza química: la acetilcolina liberada por la terminación nerviosa motora. La respuesta de la fibra muscular es la producción y la propagación a lo largo de su membrana de una corriente eléctrica (potencial de acción) que origina la contracción muscular. 2. Contractibilidad: Es la capacidad de contraerse con fuerza ante el estímulo apropiado. Esta propiedad es específica del tejido muscular. 3. Elasticidad: es una propiedad física del músculo. Es la capacidad que tiene las fibras musculares para acortarse y recuperar su longitud de descanso, después del estiramiento. La elasticidad desempeña un papel de amortiguador cuando se producen variaciones bruscas de la contracción. 4. Extensibilidad: ES la facultad de estiramiento. Si bien las fibras musculares cuando se contraen, se acortan, cuando se relajan, pueden estirarse más allá de la longitud de descanso.
  • 59. 5. Plasticidad: El músculo tiene la propiedad de modificar su estructura en función del trabajo que efectúa. Se adapta al tipo de esfuerzo en función del tipo de entrenamiento (o de uso). Así puede hacer un músculo más resistente o más fuerte. Tipos de fibras musculares: 1. Fibras de tipo I de contracción lenta o fibras rojas: a. Son numerosas en los músculos rojos. b. Estas fibras de pequeño diámetro y muy vascularizadas, contienen numerosas mitocondrias y poco glucógeno. c. Son resistentes a la fatiga, se utilizan sobre todo en ejercicios poco enérgicos y prolongados (mantenimiento de la postura). 2. Fibras de tipo II de contracción rápida a. Se localizan en los músculos pálidos b. Son de mayor diámetro, presentan pocas mitocondrias, están poco vascularizadas, pero contienen mucho glucógeno. c. Son poco resistentes a la fatiga aunque muy potentes, se utilizan en los ejercicios breves pero intensos. 3. Fibras de tipo IIa a. Son fibras intermediarias cuyo porcentaje varía según los músculos del organismo y el individuo b. La relación fibras lentas/rápidas pueden evolucionar en función del entrenamiento y el tipo de ejercicio practicado. c. Numerosas fibras IIA evolucionan hacia el tipo Ia consecuencia de ejercicios prolongados y moderados (entranamiento de fuerza), en cambio ejercicios breves e intensos de 30 segundos a 2 minutos (resistencia) provocan la evolución de las fibras tipo IIa hacia el tipo II. Organización Celular: Cada fascículo muscular está formado por un conjunto de fibras musculares. La fibra muscular es un célula alargada cuya longitud puede alcanzar varios centímetros. Núcleos: frente a lo que sucede en las otras células del organismo, la célula muscular posee varios núcleos. Sarcolema: la fibras muscular está rodeada por una membrana: el sarcolema., está presenta finas invaginaciones tubulares (túbulos T) distribuidas regularmente a lo largo de la fibra muscular en la que penetra profundamente. Sarcoplasma: el citoplasma de la fibra muscular, contiene organelas responsables de su funcionamiento y el citoesqueleto. Retículo endoplasmático liso y túbulo T: la fibra muscular posee un retículo sarcoplásmico liso especialmente desarrollado. Este forma extensiones de tal modo que
  • 60. dos bolsas de retículo sarcoplásmico rodea cada túbulo T para formar una tríada. La tríada es la estructura que permite el paso de la señal nerviosa durante la liberación del. Calcio a partir del retículo sarcoplasmático, es decir el acoplamiento de la excitación a la contracción. Miofibrillas: la parte fundamental del citoesqueleto muscular esta constituida por miofibrillas que son los elementos contráctiles de las células de los músculos esqueléticos. Çada miofibrilla está formada por una cadena de unidades contráctiles repetitivas, los sarcómeros. Sarcómero: a lo largo de cada miofibrilla hay una alternancia de bandas oscuras (bandas A) y claras (bandas I). cada banda A esta cortada en el medio por una raya clara (zona H). En medio de la banda I se encuentra una zona más oscura (estría Z). la región de una miofibrilla incluida entre dos estrías Z sucesivas representa un sarcómero.
  • 61. Los músculos esqueléticos están unidos a los huesos por medio de tendones. Estos músculos se componen de células llamadas fibras musculares. Cada fibra muscular está rodeada por una membrana llamada sarcolema, que es la responsable de conducir la señal eléctrica que desencadena la contracción muscular. Las fibras musculares contienen filamentos de proteínas llamados actina y miosina, que se deslizan entre sí para producir la contracción. La organización de los músculos esqueléticos está determinada por la dirección de las fibras musculares y su disposición en el cuerpo. Los músculos que tienen fibras dispuestas en paralelo son capaces de generar una gran cantidad de fuerza, mientras que los músculos que tienen fibras dispuestas en un ángulo oblicuo son capaces de generar una gran cantidad de movimiento. Los músculos esqueléticos también se organizan en grupos, que trabajan juntos para producir movimientos específicos. Estos grupos de músculos se llaman agonistas, antagonistas y sinergistas. Los agonistas son los músculos principales que producen un movimiento, mientras que los antagonistas son los músculos que se oponen a la acción del agonista. Los sinergistas son los músculos que trabajan en conjunto con el agonista para producir el movimiento.
  • 62. El sistema nervioso es responsable de controlar la contracción de los músculos esqueléticos. El cerebro envía señales eléctricas a través de los nervios motores que se conectan con las fibras musculares a través de la unión neuromuscular. La liberación de un neurotransmisor llamado acetilcolina en la unión neuromuscular desencadena la contracción de as fibras musculares. El control de la contracción muscular también depende de la frecuencia de señales eléctricas que llegan a las fibras musculares. La suma de señales eléctricas que llegan a las fibras musculares determina la cantidad de fuerza que se genera. Si la frecuencia de las señales eléctricas es alta, las fibras musculares se contraen con más fuerza. En conclusión: la organización funcional del músculo esquelético se basa en la disposición de las fibras musculares y su agrupación en agonistas, antagonistas y sinergistas. La contracción muscular está controlada por el sistema nervioso, que envía señales eléctricas a través de los nervios motores. La compresión de la organización funcional del músculo esquelético es esencial para comprender cómo el cuerpo humano produce movimiento. ENERGÉTICA MUSCULAR La energía necesaria para la contracción muscular se obtiene a partir de la hidrólisis de ATP, la molécula que sirve como moneda energética universal en las células. Sin embargo, la cantidad de ATP almacenada en los músculos es limitada y se agota rápidamente durante l ejercicio intenso. Por lo tanto, es necesario un suministro contante de ATP para mantener la contracción muscular. Existen tres sistemas energéticos principales que contribuyen al suministro de ATP durante el ejercicio: el sistema ATP-PC, el sistema glucolítico y el sistema oxidativo. Cada uno de estos sistemas se activa en diferente condiciones de ejercicio y tiene una tasa de producción de ATP diferente. El sistema ATP-PC, es el sistema más rápido y se activa durante los primeros segundos de un esfuerzo máximo. En este sistema, la creatina fosfato (PC) se hidroliza para producir ATP. Este sistema puede suministrar ATP durante pocos segundos, pero su capacidad es limitada. El sistema glucolítico se activa cuando el suministro de ATP del sistema de ATP-PC se agota. En este sistema, la glucosa se convierte en piruvato a través de la glucólisis, generando una pequeña cantidad de ATP. Si el oxígeno está presente, el piruvato entre en el ciclo de Krebs y se convierte en ATP a través de la fosforilación oxidativa. Si no hay suficiente oxígeno presente, el piruvato se convierte en lactato, lo que puede acumularse en los músculos y provoca fatiga. El sistema oxidativo es el sistema más complejo y se activa cuando el suministro de ATP del sistema glucolítico se agota. Este sistema se basa en el metabolismo aeróbico, en el
  • 63. que el oxígeno se utiliza para descomponer los ácidos grasos y los carbohidratos complejos ene l ciclo de Krebs, lo que produce una gran cantidad de ATP. Este sistema es muy eficiente, pero su velocidad de producción de ATP es más lenta que la de los otros dos sistemas. Es importante destacar que estos tres sistemas energéticos no funcionan de forma aislada, sino que trabajan juntos para proporcionar la energía necesaria para el ejercicio. El tipo de ejercicio realizado y la intensidad del mismo determinarán que sistema energético predominará en cada momento. Además, la nutrición también juega un papel fundamental en la energética muscular. La ingesta de carbohidratos antes del ejercicio puede aumentar el almacenamiento de glucógeno en los músculos, lo que puede mejorar la capacidad del sistema glucolítico para producir ATP. Por otro lado, una ingesta adecuada de proteínas puede ayudar a reparar los daños musculares causados por el ejercicio. En conclusión: la energética muscular es un tema complejo que involucra múltiples sistemas energéticos y factores nutricionales. Comprender estos procesos es fundamental para optimizar el rendimiento deportivo y mejora la salud y el bienestar en general.
  • 64. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MOTOR Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina Estimulación Temprana Cuarto Ciclo Abril 2023
  • 65. Introducción: • El sistema motor puede producir como respuesta ante un estímulo sensorial, un reducido número de acciones: • La contracción de un músculo o un grupo de músculos estriados o lisos • La secreción exócrina, endocrina o paracrina de una célula o grupo celular • Modificación de la permeabilidad celular
  • 66. Jerarquia Motora: Existen 4 niveles jerárquicos en los que esta organizado el sistema motor: Médula espinal Tallo del encéfalo Corteza Motora Area premotora y otras áreas corticales.
  • 67. • Voluntarios o involuntarios • Axiales, proximales o distales (según sea el grupo muscular participante) • Servoasistidos o balísticos (según participe o no el feedback sensorial) • Referidos o dirigidos a objetos ubicados en el espacio extracelular Clasificación de los Movimientos
  • 68. El control del movimiento y la postura se obtiene mediante el ajuste del grado de contracción de los músculos esqueléticos. Este ajuste es imposible sin tres informaciones sensoriales básicas: Exterorreceptores: que proveen al sistema motor con las coordenadas espaciales (ubicación) de los objetos buscados Propioreceptores, que canalizan la información sobre la posición del cuerpo en el espacio, los ángulos de las articulaciones y la longitud y tensión de los músculos Exteroreceptores y propioreceptores: que informan al sistema motor sobre las consecuencias de la acción motora que se efectúa
  • 69. Por lo tanto los mecanismos motores están directamente vinculados a la función sensorial, y es así imposible hablar de aspectos motores puros en el movimiento voluntario o reflejo. El sistema nervioso depende en su función motora de la naturaleza física de los músculos, articulaciones y huesos. • Lenta respuesta muscular ante la actividad neuronal • La naturaleza de resorte del músculo • La necesidad de controlar simultáneamente muchos músculos que actúan sobre uan misma articulación o sobre articulaciones vecinas. Existen tres limitantes para la función neuronal motora, derivados del a naturaleza física.
  • 70. 1. Lenta respuesta muscular ante la actividad neural • El músculo, que se contrae y relaja lentamente, no refleja con fidelidad la actividad neuronal, sino que actúa como un filtro. • Ante señales neuronales cuya frecuencia varia bruscamente; la respuesta muscular es menos fiel para seguir su variación que en el caso en el que las señalres neuonrales varían suavemente.
  • 71. 3. La necesidad de controlar simultáneamente muchos músculos que actúan sobre la una misma articulación o sobre articulaciones vecinas. - En general no es suficiente la contracción de músculos agonistas, sino que se requiere también la de los antagonistas para producir el movimiento dado. 2. La naturaleza de resorte del músculo - El resultado final del movimiento dependo no sólo de la actividad neuronal sino. También de la longitud inicial y carga externa que el músculo soporta.
  • 72. • Las diferentes conductas motoras pueden organizarse en un continuo que va desde las conductas más automáticas (reflejas) hasta las menos automáticas (movimientos finos de los dedos). • Esta organización jerárquica se sistemática en distintos tipos de circuitos separados que se hallan vinculados entre si
  • 73. En la organización jerárquica del sistema motor somático, existen tres aspectos que son de importancia para su comprensión fisiológica. • Existe somatotopia en los diferentes componentes, es decir, un mapa ordenado de los sistemas musculares controlados en cada uno de los niveles de organización • Cada nivel jerárquico recibe información de la periferia, por lo que en cada nivel la entrada sensorial modifica la expresión de la orden descendente del commando • Los niveles superiores tienen la capacidad de controlar o suprimir la información que les llega (control aferente).
  • 74. Además de la organización jerárquica, el sistema motor presenta una organización en paralelo. • Por ejemplo la proyección corticoespinal está en paralelo con la corticobulbar, la que a su vez controla grupos neuronales que proyectan a la médula. • Esta organización en paralelo no solo es importante para darle ductilidad a la respuesta motora, sino también para ayudar en la recuperación funcional ante lesiones de alguno de los componentes.
  • 75. • Al grupo de neuronas que inervan un músculo determinado se le denomina “pool” de motoneuronas. • Estos conjuntos neuronales ocupan columnas longitudinales que se extienden de 2 a 4 segmentos a los largo de la médula. • Las neuronas y sus denditras se distribuyen en posición rostrocaudal y hacen contacto con terminales aferentes primarias originados en el mismo músculo y que llegan al mismo segmento medular. • Se distinguen dos grupos de neuronas: • Ventromedial • Dorsolateral
  • 76. • El grupo Ventromedial de motoneuronas inerva los músculos axiales • El grupo dorsolateral inverva los músculos de los miembros. • En ambos grupos neruonales, ventromedial y dorsomedial, las motoneuronas que inervan los músculos extensores tienen ubicación mas ventral que aquellas que inervan los flexores
  • 77. • La zona intermedia de la sustancia gris comprende las interneuronas, distribuidas también somatotópicamente. • Las más laterales proyectan ipsilateralmente sobre el grupo neuronal dorsolateral. • Las más mediales proyectan bilateralmente sobre el grupo neuronal ventromedial • Muchas de estas interneuronas tiene axones que proyectan hacia arriba y hacia abajo a través del sustancia blanca y que terminan en segmentos medulares ubicados a cierta distancia
  • 78. • Las interneuronas mediales en algunos casos presentan axones que recorren la totalidad de la médula espinal (neuronas propiespinales) • Esto asociado a la bilateralidad de la proyección del grupo medial de interneuronas, hace que haya coordinación rostrocaudal y bilateralmente para el mantenimiento de la postura. • Las interneuronas reciben proyección ordenada de las distintas clases de fibras aferentes y participan en los diferentes reflejos.
  • 79. Proyecciones del Tronco Encefálico: • Con excepción del haz corticoespinal, todas las vías descendentes hacia la médula espinal se originan en el troncoencefálico • Distintos grupos neuronales envían proyecciones descendentes a los grupos de motoneuronas que controlan las vías descendentes del tronco encefálico y se dividen en: • Vías ventromediales, que terminan en el grupo ventromedial de motoneuronas • Vías dorsolaterales, que terminan en el grupo dorsolateral de motoneuronas
  • 80. Las vías dorsolaterales influyen a las motoneuronas que inervan los músculos distales y son importantes en la ejecución de los movimientos finos de los miembros, como por ejemplo la manipulación de objetos. • Las vías ventromediales influyen sobre las motoneuronas inervantes de los músculos axiales y proximales de los miembros y son importantes en el mantenimiento del equilibrio y de la postura.
  • 81. Las vías ventromediales más importantes son tres: 1. Vestibuloespinal medial y lateral, participante en el control del equilibrio 2. Tectoespinal, cuya función es la coordinación de los movimientos oculares o con los de la cabeza y cuello en la búsqueda del blanco en el campo visual 3. Retículoespinal, participante en el control del tono muscular. Existen otras tres vías ventromediales descendentes a partir de: - Locus Coeruleus (vía noradrenérgica) - Núcleos del rafe (vía serotoninérgica) - Núcleo intersticial de Cajal
  • 82. Las vías ventromediales se caracterizan por la gran divergencia en sus terminaciones a nivel del grupo de motoneuronas ventromedial y sus interneuronas, con inclusión de varios segmentos medulares.
  • 83. • Las vías dorsolaterales están representadas por un único haz: el haz rubroespinal. • Se origina en el núcleo rojo (porción magnocelular) y cruza la línea media, descendiendo por el cordón dorsolateral opuesto. • Esta vía se caracteriza por presentar poca divergencia, inervando cada fibra un número reducido de motoneuronas del grupo dorsolateal y sus interneuronas respectivas.
  • 84.
  • 85. Proyecciones de la Corteza Cerebral • Las proyecciones motoras siguen dos rutas principals, originadas ambas en las mismas zonas de la corteza: • Haz corticobulbar: comprende fibras que terminan en los núcleos motores de los pares craneanos. • Haz corticospinal: comprende fibras que terminan en grupos neuronales de la médula espinal. En el bulbo forman las pirámides.
  • 86. • Los haces corticobulbar y corticospinal provienen no solo de la corteza motora primaria, sino también de la corteza premotora y de la corteza somatosensorial primaria según el siguiente orden: • La corteza motora primaria (área 4) contribuye con un 30% de las fibras del haz corticospinal • La corteza premotora (área 6) contribuye con un 30% de las fibras del haz corticospinal • La corteza somatosensorial (áreas 3,2 y 1) contribuye con un 40% de las fibras del haz corticospinal.
  • 87. • Así como el haz corticoespinal termina en motoneuronas y neuronas sensoriales espinales • El haz corticobulbar temina tanto en los núcleos motores como sensitives de los pares craneanos.
  • 88. Efecto de la lesión de las vías motoras: • Tanto el haz corticospinal lateral como las vías descendentes dorsolaterals del tronco encefálico controlan a los músculos distales de los miembros. • Tanto el haz corticospinal ventral como las vías descendentes ventromediales del tronco encefálico controlan los músculos proximales y distales.
  • 89. • La sintomatología originada por lesion del Sistema corticospinal se acompaña de signos: • Negativos: (como consecuencia deldéficit) pérdida de movimiento del hemicuerpo contralateral, y la périda del fraccionamiento de movimientos. • Positivos: (por supresión del estímulo inhibitorio de estructuras centrales) hiperrflexia, aparición de reflejos anómalos y la espasticidad.
  • 91. Organización de la union neuromuscular De acuerdo a las propiedades bioquímicas se distinguen dos tipos de fibras msuculares: • Fibras rápidas, de gran fuerza contractil y alta velocidad de contracción, baja concnetración de mioglobina (pálidas), pobre vascularización y escaso número de mitocondrias. • Fibras lentas, de contracción y relajación lentas, poca fuerza, alta concentración de mioglobulina (rojas) y gran vascularización. Como predomina la glucolisis anaeróbica, presentan rápida fatiga. Presenta un metabolismo oxidativo elevado Son poco fatigables
  • 92.
  • 93. • Definición de unidad motora: • Conjunto de fibras musculares inervadas por una única motoneurona de tipo alfa, • Las unidades motoras están ampliamente entremezcladas y distribuidas a lo largo del músculo, por lo que se produce una tension muscular homogénea aun con la activación de unas pocas motoneuronas alfa del pool respectivo.
  • 94. • El número de fibras musculares inervadas por una neurona varia. • Este valor, llamado relación de inervación, indica el tipo de movimiento en que participa el músculo. • En los movimientos graduados, finos, delicados, los músculos participantes tiene una baja relación de inervación, lo que les permite un control más graduado de la fuerza contractil. Relación de inervación: Es en el Sistema motor homólog al del campo periférico en el Sistema sensorial: Cuanto mas pqueñao es mayor será la precision lograda.
  • 95. • Existe un importante correlato funcional entre el tipo de actividad de la motoneurona alfa y la fibras musculares a las que inerva. • Las fibras musculares rápidas están inervadas por motoneuronas a grandes que descargan a alta frecuencia (30-60 espigas/Segundo), y conducen a alta velocidad. • Las fibras musculares lentas están inervadas por motoneuronas a pequeñas, qeu descargas a baja frecuencia (10-20 epigas/segndo), y conducen menor velocidad.
  • 96. Existen unidades motoras rápidas y unidades motoras lentas. El fenómeno observado depende primordialmente del tipo de neurona y no de la fibra muscular ya que fibras musculares reinervadas por motoneuronas rápidas, cambias de lentas a rápidas. La contracción muscular y la fuerza muscular pueden graduarse por dos mecanismos Reclutamiento de mayor número de unidades motoras, que se efectúa según el “principio del tamaño” • Las motoneuronas del soma más pequeño tiene el umbral más bajo y se reclutan primero. • Esta particularidad se debe a que para un número semejante de terminales sinápticos sobre motoneuronas grandes y pequeñas, la posibilidad de la suma especial de potenciales electrònicos es mayor cuando el volume dela neurona es menor.
  • 97. Aumento de la frecuencia de descarga de las motoneuronas • Cuando su frecuencia supera el tiempo de relajación del músculo, se produce una contracción permanente. • Es decir el músculo no traduce en relación 1:1 la frecuencia de descarga de las motoneuronas y actúa como filtro. • La contracción muscular es de una duración de 10-100 mseg, mientras que el potencial de acción dura aproximadamente 1 mseg. FILTRO DE BAJA Consecuncias: • El músculo solo reproduce fielmente variaciones lentas de señales neuronales • Para obtenerse contracción rápida alternante de una frecuencia por ejemplo de 2/seg, deben utilizarse tantos grupos musculares agonistas como antagonistas
  • 98. • Existen dos tipo de contracción muscular • Contracción isométrica, donde la longitud muscular no cambia • Contracción isotónica, en la que sí se produce un acortamiento muscular.
  • 99. • El acortamiento muscular depende no solo de la activación neuronal sino Tambien de otros dos factores: • Longitud inicial del músculo • Las fuerzas que se oponen al cambio de longitude
  • 100. • El músculo no ofrece Resistencia hasta el momento en que comienza actuar como resorte (Resistencia pasiva) • • El mantenimento del punto de equilibrio de una articulación y por lo tanto la posición articular óptima, depende tanto de las propiedades musculares pasivas de resorte como de la capacidad activa de contracción muscular.
  • 101. • Para fijar el ángulo de la articulación en el cual la tension muscular iguala la fuerza externa (punto de equilibrio), existen dos estrategias: • La contracción de los músculos agonistas y la relajación de los antagonistas • La co-contracción agonista-antagonista.
  • 102.
  • 103. Receptores Musculares Tanto los músculos como las articulaciones contienen receptors que envían al SNC información sobre: • Tensión • Longitud • Presión • Nocicepción Actividad Contractil Huso Muscular: Provee información sobre la longitud Órgano Tendinoso de Golgi: Proveen información sobre la tensión del músculo
  • 104. Husos Musculares: • Se hallan distribuidos entre las fibras musculares en el músculo esquelético • Fibras musculares especiales y terminaciones nerviosas sensoriales y motoras Regulan la excitabilidad de las fibras nerviosas sensoriales (aferentes) Se encuentran fuera del huso, dan fuerza contráctil al músculo.
  • 105. Fibras musculares: • En bolsa nuclear • En cadena nuclear Terminales aferentes: • Terminaciones primarias (Ia): inerva cada fibra formando una espiral alrededor. • Terminaciones secundarias (II): inerva fibras de cadena nuclear Músculo esta estirado
  • 106. Órgano Tendinoso de Golgi: • Son estructuras capsulares presentes en los tendones, que se conectan en serie con 15-20 fibras extrafusales. • No tienen inervación motora • Tienen inervación sensorial de fibras tipo Ib que descargan tanto cuando el músculo se contrae como cuando es estirado.
  • 107. Sólo descarga el huso muscular REPOSO Ambos receptores, huso muscular y órgano tendinoso ESTIRAMIENTO MUSCULAR Sólo descarga el órgano tendinoso CONTRACCIÓN
  • 108. Fibras musculares: • En bolsa nuclear • En cadena nuclear Terminales aferentes: • Terminaciones primarias (Ia): inerva cada fibra formando una espiral alrededor. • Terminaciones secundarias (II): inerva fibras de cadena nuclear Primarias: Sensibles a la velocidad de estiramiento del músculo (respuesta dinámica) Longitud final (respuesta estática) Secundarias: Sensibles sólo a la longitud (respuesta estática)
  • 109. Reflejo Miotático • Los reflejos constituyen los actos conductuales más simples. • Son respuestas automáticas desencadenadas por estimulación sensorial a nivel de los intero-extero o propioreceptores.
  • 110. Arco Reflejo: • Monosináptico: Compuestos por las neuronas sensoriales y motora y la sinapsis que las conecta. • Polisinápticos: en los que un circuito de interneuronas se interpone entre las neuronas sensorial y motora o preganglionar autonómica.
  • 111. El reflejo de estiramiento o miotático es el único tipo de reflejo monosináptico presente en el hombre Reflejo miotático existen dos componentes: • Componente fásico: se revela en las maniobras clínicas como toma de reflejos. • Componente tónico: Constituye la base del tono muscular Ante un estiramiento repentino del músculo, el huso muscular, un receptor sensible a la elongación muscular se estimula y a través de los aferentes primarios Ia, activa motoneuronas a, con la contracción de fibras extrafusales. Las fibras Ia a través de interneuronas producen la inhibición de los músculos antagonistas y la contracción de los agonistas.
  • 112. Reflejo Tendinoso • La activación intensa de estas fibras nerviosas Ib) producen la relajación del músculo y de sus agonistas y la simultánea contracción de los músculos antagonistas. • Reflejo miotático inverso
  • 113. Reflejo de Flexión • Median este reflejo: • Segunda población de fibras tipo II provenientes del músculo y articulaciones y con fuerte actividad inductora del reflejo polisináptico • Fibras aferentes de tipo III y VI. • Una estimulación de intensidad en aumento produce sucesivamente: • Flexion del miembro estimulado • Flexión del miembro estimulado y extension del opuesto • Flexión del miembro estimulado y movimientos de marcha con los restantes.
  • 114. Significado Funcional de los Reflejos Musculares • Los reflejos musculares son ejemplos de sistemas de regulación fisiológica. • Su función primordial es el mantenimiento de la homeostasis (tensión y longitud) dentro de los límites máximos y mínimos normales.
  • 115. CONTROL DE LA POSTURA Y EQUILIBRIO GENERACIÓN DEL MOVIMIENTO Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina Estimulación Temprana Mayo 2023
  • 116. Vías descendentes para el control de la postura y el tono • Existen tres tipo de influencias descendentes sobre los mecanismos del tono y la postura: • Influencias reticuloespinales: • La formación reticular mesencefálica es el sitio de origen tanto de influencias estimulatorias como inhibitorias del tono muscular. • El área medial de la formación reticular inhibe al tono muscular de los músculos extensores (controlada por la corteza) y áreas laterales facilitan el tono muscular extensor.
  • 117. • Influencias vestibuloespinales: • Se necesita la vía vestibuloespinal intacta para que se exteriorice la rigidez mediada por el haz reticulospinal lateral.
  • 118. • Influencias cerebelosas: • Influencia inhibitoria (principalmente del lóbulo anterior), que ejerce sobre el núcleo vestibular lateral y el núcleo cerebeloso fastigio.
  • 119. En conclusión: El mecanismo estático (tónico) del reflejo miotático en los extensores es fundamental para el manteniento de la postura. En el hombre, al descerebración, que implica la desconexión producida por lesión del tronco por debajo del núcleo vestibular se caracteriza por: - Extensión de brazos y piernas - Flexión ventral del pie - Tronco arqueado hacia atrás - Extensión del cuello
  • 120. Organización funcionaldel aparato vestibular • El Sistema vestibular tiene como función la detección de la posición y movimiento de la cabeza mediante la integración de la información proveniente de receptors ubicados en el oído interno. • Esta información es fundamental para la coordinación de las respuestas motoras, movimientos oculares, tono y postura.
  • 121. • La información sensorial originada en el vestíbulo es llevada por la porción vestibular de VIII par a los núcleos vestibulares y al lóbulo floculonodular del ceerebelo. • Desde los núcleos vestibulares existe proyección hacia los núcleos oculomotores y hacia la médula espinal. • Estas conexiones anatómicas permiten: • Mantener el equilibrio y postura corporals • Coordinar los movimientos del. Cuerpo y la cabeza • Fijar la mirada en un punto del espacio.
  • 122. Conexiones centrales del aparato vestibular • El laberinto tiene dos funciones interrelacionadas: • Dinámica: mediada por los canales semicirculares. • Permite detectar la rotación de la cabeza en el espacio y es importante para el control de reflejo de los movimientos oculares. • Estática: • Mediana por el utriculo y el sáculo • Permite la determinación de la posición absoluta de la cabeza en el espacio y es fundamental para el control de la postura
  • 123. Generación y Control de la Marcha • Durante la locomoción, el control descendente tónico ejercido por estructuras superiores encefálicas se reemplaza por una sucesión rítmica periódica de movimientos a nivel de la médula.
  • 124. Desde los niveles medulares, se envía información hacia centros superiores a través de los haces espinocerebelosos ventral y dorsal. • Haz espinocerebeloso dorsal (columna de Clarke) • Lleva información sobre el estado del huso muscular (longitud) órgano tendinoso (tensión) y aferentes articulares (posición de miembros inferiores)
  • 125. • Haz espinocerebeloso ventral: • Recibe información predominante de la célula de Renshaw y sólo débil y difusa de los receptores musculares y articulares. • Da información sobre la activación de las motoneuronas espinales
  • 126. La Corteza Cerebral y el Movimiento Voluntario • En todo acto motor voluntario deben distinguirse los siguientes aspectos: • Debe identificarse espacialmente el objetivo del acto motor (debe despertar interés y motivación) • Diseñar un plan de acción motor para obtener un objetivo deseado • Ejecutar un plan de acción, con coordinación de las diferentes vías descendentes motoras que influyen sobre la vía final común de las motoneuronas espinales.
  • 127. • Cuatro regiones del a corteza cerebral desempeña un papel central en el control del movimiento voluntario • Corteza motora primaria (área 4 de Brodmann) • Corteza premotora • El área motora suplementaria • La corteza parietal posterior
  • 128. Corteza Motora Primaria: • Es la responsable de la ejecución del plan motor. • Existe una representación topográfica de grupos musculares contralaterales ”homúnculo sensorial” y “homúnculo motor”, con mayor representación cortical de aquellos grupos musculares que requieren control mas fino.
  • 129. • La proyección corticoespinal originada en la corteza motora primaria participa en el control de los músculos distales de los miembros. • Las motonueronas alfa, a través de una vía monosináptica • Las motoneuronas gamma, a través de una vía multisináptica • Las interneuronas participantes en los reflejos segmentarios medulares. • Sistema descendente del tronco encefálico.
  • 130. La forma en la que la información sensorial llega a la corteza motora es doble: • Desde la corteza somatosensorial, a través de conexiones cortico- corticales • Desde los núcleos de proyección específica del tálamo Existen dos niveles de control reflejo y de intensidad de la respuesta a partir del cambios de longitud y tensión en el músculo. • Un nivel medular, mediado por los reflejos de estiramiento y tensión • Un nivel cortical, mediado por el reflejo transcortical.
  • 132. CONTROL DE LA POSTURA Y EQUILIBRIO GENERACIÓN DEL MOVIMIENTO Dra. Ma. Fernanda Cordero Molina Estimulación Temprana Mayo 2023