Tema 5: Sinapsis.

En la unión neurona-célula muscular se produce una sinapsis entre el axon de una motoneurona  espinal  y la fibra muscular esquelética. Esta unión se denomina placa motora terminal. Se produce la liberación de la acetil colina que es típica del tejido muscular. Hay un receptor para la acetil colina. Se genera la apertura de los canales de sodio. Se genera el potencial de acción denominado como potencial de placa y esto produce el potencial de acción cuando este potencial llega a +35 mV que es el potencial umbral.

La placa motora se caracteriza por la recaptación del acetil colina por el axon. Durante el potencial se activa la acetil-colina esterasa que excinde al acetil colina en acetato y colina, que ya pueden a travesar la membrana presinaptica y obtenemos en el interior en la región presinaptica la acetil colina.

El potencial de placa en miniatura PPM es un potencial aunque esta motoneurona no se despolarice, ya que solo se producen pequeñas despolarizaciones para tener un tono muscular. La unidad motora es el conjunto de fibras musculares que se enganchan a un axon.

En musculatura lisa hay fibras muy unidas por la membrana plasmática, pero independiente entre si, la conducción sináptica es eléctrica, por lo que no aparece neurotransmisor ni hay retardo sináptico. En el músculo cardiaco se forma un sincitio funcional, células dependientes entre si, hay sinapsis química por lo que aparece el neurotransmisor y como consecuencia hay hendidura sináptica. Si se excita una célula se excitan todas las células.

Tema 5: Sinapsis. II

Los potenciales postsinápticos son de dos tipos dependiendo de la información: si el neurotransmisor es excitador se genera un potencial de acción  que se consigue recurriendo al sodio y si el neurotransmisor es un inhibidor se produce la hiperpolarizacion, se abre el canal aniónico de cloro y se produce la salida de potasio.

La sinapsis se divide en base a  cuatro factores: según su intensidad y extensión las dividimos en:

 Simétrica: en la que tenemos igual intensidad y extensión.

 Asimétrica: en la que tenemos distintas intensidades y extensiones.

Según la estructura anatómica de la sinapsis pueden ser:

     Axosomaticas: se forma de un axon y un soma.

     Axoaxomica: se forma por dos axones.

     Axodendrita: se forma por un axon y una dendrita.

Según el potencial postsinápticos puede ser excitador o inhibidor y según la fisiología tenemos la sinapsis química o sinapsis física. La sinapsis eléctrica se produce porque la membrana postsináptica u presinaptica se unen, no hay hendidura sináptica. Aparece la proteína conexina que es la que une las dos membranas. Es típica de invertebrados. No aparece retardo sináptico. También aparece en el tejido liso. Es bidireccional.

En la sinapsis química pasamos de la energía eléctrica a mensajeros químicos. Aparece la hendidura sináptica y necesitamos el neurotransmisor que es el primer mensajero. Es típica de vertebrados. Aparece un retardo sináptico de 0´5 milisegundos. El retardo sináptico se produce debido a la presencia de la hendidura sináptica. La sinapsis química es unidireccional. La fatiga es la segunda propiedad, con estímulos de frecuencia alta generamos en la membrana postsináptica cambios mínimos. Esto protege contra el exceso de actividad neuronal. La acomodación es diferente, ya que solo aparece en una sola célula, no hay canales de sodio y no podemos obtener la información. La fatiga implica a dos células. La tercera propiedad es la facilitación posttetanica en el que se produce un estimulo fuerte y se vuelve a reposo. El estimulo es muy rápido y cuando se produce el segundo estimulo produce una respuesta presinaptica mayor que la anterior. Este último estimulo este sobre estimulado debido a la gran apertura de los canales de calcio, con los que vaciamos esas vesículas a mayor velocidad mediante exocitosis. La sumarcion viene en base a los impulsos nervios que si es espacial se genera un potencial en el que se aprieta el botón, en caso de dos potenciales se genera la liberación de dos neurotransmisores y si es temporal es que llegan muchos seguidos. El postdescarga o descarga ulterior es la integración de esa información.

Tema 5: Sinapsis.

La sinapsis es el lugar y acción en la cual el impulso nervioso se transmite de una célula a otra. Puede ser de dos tipos que es: las que se producen entre dos neuronas y las que se producen entre una neurona y una célula muscular.

La sinapsis se divide entres partes que son: la región presinaptica, hendidura y región postsináptica. En la región presinaptica a la célula terminal del axon de una neurona se le denomina botón terminal o sináptico. Tienes canales de calcio, que introducen calcio en el interior, entra mediante difusión simple, a favor de gradiente. Aparecen muchas mitocondrias para generar ATP. Hay una gran cantidad de vesículas sinápticas, que son las que contienen el neurotransmisor. El botón sináptico es toda el axon. La hendidura sináptica es un espacio libre e intermedio entre neurona y neurona, concretamente entre el axon de una y el soma de la otra. También es el espacio entre la neurona y la célula muscular. Tiene unas dimensiones de 300 Å. La región postsináptica es la zona de recepción  de la otra neurona, concretamente el soma o una célula muscular. Lo más destacado es la proteína receptora.

Cada neurona esta especializada en un neurotransmisor especifico.

La región presinaptica podemos distinguir que en el final de la membrana un engrosamiento. Por esto tenemos que la dirección sea ortodrómica. Debemos conseguir que el potencial  de acción llegue a la región postsináptica. Con el potencial conseguimos abrir los canales de calcio, consiguiendo un punto de liberación y por exocitosis se liberan el neurotransmisor. En la región presinaptica hay muchas mitocondrias para que se produzca la exocitosis. Este neurotransmisor es una sustancia química que se libera. En la región postsináptica aparecen proteínas receptoras  que captan el neurotransmisor, ya que hemos transformado la energía eléctrica del potencial en sustancias químicas. Las proteínas receptoras se dividen en dos que son; el componente de unión externo que fija el neurotransmisor que es especifico para la neurona y el componente ionoforo que esta por debajo del componente de unión externo. El componente ionoforo puede ser de dos tipos: canal iónico o activador de segundos mensajeros. El componente ionoforo produce la apertura de los canales, por el que entra el calcio, sodio y potasio. Si queremos hiperpolarizar la membrana introducimos el cloro para generar cargas negativas. El canal iónico puede ser excitador si introduce cargas positivas e inhibidor si introduce cargas negativas. El primer mensajero es una sustancia química y el segundo es el AMPc y GMPc.

Tema 4: Excitabilidad neuronal. Potencial de acción.

Las fibras nerviosas se clasifican en mielinicas y amielinicas. En la velocidad influye el grosor de la fibra. Cuanto mayor diámetro de la fibra mayor es la velocidad. La velocidad también se ve influido por la temperatura del metabolismo, ya que según aumente la temperatura mayor es la velocidad. La clasificación de las neuronas es:

       Mielinicas que se denominan con la letra A. Se dividen en tres:

     Las mielinicas del tipo α (Aα) tienen un mayor diámetro, con lo que la velocidad es la mayor. También se denominan del tipo I

     Las mielinicas del tipo β y δ que tienen un diámetro intermedio, y la velocidad es menor que las del tipo α. También se les denomina tipo II.

     Las mielinicas del tipo γ que son las que tienen un menor diámetro menor dentro de las mielinicas y la velocidad es la menor. Se denominan del tipo III.

      Amielinicas que se denominan con la letra C.

En el tipo uno podemos distinguir dos tipos que son el tipo Ia y el tipo Ib.

Tema 4: Excitabilidad neuronal. Potencial de acción. IV

Las bases iónicas del potencial de acción son la permeabilidad que es la capacidad de un material de lo atraviese el fluido sin que se altere su estructura. Tenemos dos canales, uno de entrada que es el del sodio y otro de salida que es el de potasio. En el potencial de reposo tenemos la bomba de sodio-potasio con un potencial de -70 mV, la despolarización lenta en el que entra el sodio a través de los canales de sodio, ya que aumenta la permeabilidad de esté llegando a un potencial de -55 mV, en la despolarización rápida es la etapa en la que se produce el nivel máximo de descarga del sodio llegando a un potencial de +35 mV, en la repolarizacion rápida se produce la expulsión de potasio a través de los canales, cerrando la permeabilidad del sodio y aumentando la del potasio en expulsión llegando al potencial de -55 mV, en la repolarizacion lenta se disminuye la permeabilidad del potasio que esta siendo expulsado llegando a un potencial de -70 mV y en la hiperpolarizacion se sigue sacando potasio hasta llegar a un potencial que esta entre el intervalo de -75 y 90 mV. En este ultimo paso conseguimos el periodo refractario relativo, ya que se hay abierto de nuevo los canales de sodio.

El conducto del sodio esta compuesto de dos compuertas, una en el interior y otra en el exterior. La compuesta exterior es la de activación y la interior es la compuerta de desactivación. En reposo, cuando el potencial es de -70 mV esta cerrada la compuerta externa y la interna esta abierta. Cuando llega el estimulo se abre la compuesta externa o de activación  para que entre el sodio aumentando al permeabilidad, lo que genera el cambio de potencial de -70 a +35 mV. Ahora de forma lenta se va cerrando la compuerta interna o de desactivación. Se vuelve a abrir cuando se termina la repolarizacion.

El conducto del potasio se caracteriza por una sola compuerta. Tiene dos estados que son el abierto y cerrado. Esta cerrado cuando esta en potencial de reposo y esta abierto cuando tenemos el potencial de potasio. El potasio solo sale cuando esta abierta la compuerta interna del canal de potasio.

Los canales de calcio y sodio son lentos. Aparece el músculo liso y estriado o cardiaco. Originan los potenciales en meseta. Esto se consigue teniendo canales mas lentos. Estos son los que originan el potencial y la despolarización se consigue con el canal de potasio.

La transmisión del impulso nervioso se caracteriza por la propagación de los potenciales de acción en ambas direcciones.

En el potencial de reposo tenemos las cargas positivas en el exterior y negativas en el interior. En la segunda etapa generamos un estimulo. Cambiamos el voltaje en el exterior. En el exterior tenemos la compuerta de activación que se abre gracias al cambio de voltaje. Posteriormente comienza la entrada de cargas positivas, por el canal de sodio. Con esta entrada conseguimos generar el potencial de acción. Aparece un sumidero de corriente, ya que aparecen cargas positivas a derecha e izquierda. Con lo que vamos abriendo canales de sodio, a medida que cambia el voltaje por los extremos.

La cuarta etapa se produce en el axon en el que hay una despolarización en ambos sentidos. Pero la transmisión del impulso nervioso debe de ser en un solo sentido y no en ambos. Si generamos el potencial artificialmente se produce en ambas direcciones, pero si se origina en una neurona o en una célula muscular se transmite en una sola dirección que es soma-axon.

En la célula se puede producir la transmisión del impulso nervioso de tres formas que son: el ortodrómico que es el que se produce la transmisión en un único sentido. Las células implicadas son células musculares o neuronas. Las ortodrómicas el sentido es soma-axon. En el antidromica se produce en ambos sentidos, que no es lo normal. La saltatoria es el tercer tipo y se produce dando saltos de nódulo de Ranvier en nódulo, este nódulo es el espacio que queda entre cada fragmento de mielina en las neuronas mielinicas. Es el de mayor velocidad. Con este sistema se ahorra mucha energía, pero solo se produce en neuronas mielinicas. Se aumenta la velocidad entre 5 y 7 veces en neuronas mielinicas que en amielinicas. 

Tema 4: Excitabilidad neuronal. Potencial de acción. III

Las propiedades electrofisiológicas son: si nos guiamos por el estudio de la curva de intensidad-duración, la intensidad para iniciarlo es muy alta, pero luego disminuye manteniéndose constante. Hay tres variables que son:

      Reobase: es la minima intensidad suficiente para excitar un nervio o músculo y para mantenerla.

      Tiempo de utilización: es el tiempo necesario para alcanzar la reobase.

      Cronasia: es el tiempo necesario para alcanzar el doble de la reobase.

La acomodación es la otra propiedad. Cuando un electrodo origina una despolarización se amplia de forma repetitiva, no origina efecto en la fibra. No hay tiempo de repolarizacion. Tenemos la ley del todo o nada dice que es el estimulo umbral que produce el potencial de acción es constante y se reparte por toda la fibra nerviosa. Se produce el potencial de acción o no se produce.

Los periodos refractarios son la cuarta propiedad y se define como el periodo en el que no se puede transmitir el potencial. En una fibra excitable no se puede producir un segundo potencial mientras la membrana esta despolarizada por un estimulo que genero el primer potencial de acción. Los tipos de periodos refractarios son:

     Periodo refractario absoluto: coincide co la despolarización lenta o rápida.

     Periodo refractario relativo: coincide con la hiperpolarizacion.

El periodo refractario absoluto no se puede producir un segundo potencial de acción, aunque el segundo sea mayor que el primero. En el periodo refractario relativo es más difícil estimular la fibra nerviosa, pero es posible si el potencial de acción es mayor que l primero. Las causas de esto es que se inactivan por completo los canales de sodio en el caso del periodo refractario absoluto y en el periodo refractario relativo se esta produciendo la apertura del canal de sodio. Pero es mas difícil, porque al tener también abierto el canal de potasio, se pierden cargas, y lo que gano por un lado, se pierde por el otro. 

Tema 4: Excitabilidad neuronal. Potencial de acción. II

La respuesta local es un cambio activo en el potencial de membrana produciéndose puntuales o intermedias despolarizaciones e hiperpolarizaciones. El potencial es de            -15 mV o -7 mV, estando el valor en el intervalo. Si es positivo es despolarizado y si es negativo es hiperpolarizado.

El potencial de acción, si un estimulo genera un cambio de potencial de membrana superando el +15 mV, se genera el potencial de acción o potencial en espiga. El proceso pasa de -70 hasta -15, consiguiendo la despolarización.

El potencial de acción se divide en seis fases que son:

     Comienza con la membrana en reposo con un potencial de -70 mV.

     Si aplicamos un estimulo, se produce la despolarización lenta en la que pasamos de un potencial de -70 hasta -55 mV. Se produce el nivel de descarga que se consigue con la entrada del sodio.

     En la despolarización rápida pasamos de un potencial de -55 a un potencial de +35 mV. Se produce la entrada máxima de sodio, que son las cargas positivas. Se produce la inversión o sobretiro. La célula quiere volver al inicio y comienza a expulsar potasio.

     La repolarizacion rápida se produce un descenso del potencial brusco pasando desde +35 hasta -55 mV. Los canales de sodio quedan bloqueados y no entra más sodio. Los canales de potasio aumentan su velocidad. Se aumentan el número de canales de potasio abiertos.

     La repolarizacion lenta pasamos de un potencial de -55 hasta -70 mV. disminuye la expulsión de potasio. A partir de aquí se puede producir de nuevo el ciclo.

     La hiperpolarizacion es el paso del potencial de -70 hasta -75 ó -90 mV. se produce una membrana hiperpolarizada. Se produce porque el canal de potasio no se ha cerrado, aunque sea más lento.