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ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO. La Estructura Básica del Sistema Nervioso es la Neurona. ESTRUCTURA DE UNA NEURONA. El Sistema Nervioso: Neuronas – Componentes. Morfología: Motoneurona. Prolongaciones. Cuerpo (Soma). Dendritas. Axón. Núcleo y Citoplasma. Cono Axónico. Capa de - PowerPoint PPT Presentation
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ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO
La Estructura Básica del Sistema Nervioso
es la Neurona
ESTRUCTURA DE UNA NEURONA
El Sistema Nervioso: Neuronas – Componentes
Cuerpo(Soma)
Cono Axónico
Prolongaciones
Botones Sinápticos o Terminales
(Telodencia Axónica)
Capa de Mielina
AxónDendritasNúcleo y
Citoplasma Receptores
Grasa
Morfología: Motoneurona
Bomba de Sodio y PotasioMantenimiento de la Diferencia en el Potencial de la Membrana en Reposo (Polarizada): -70 mV : Responsabilidad de la Bomba de Sodio-Potasio—Transporta activamente los iones de sodio (Na+) - cargados positivamente - hacia el exterior de la membrana nerviosa (BOMBA DE SODIO), a la vez que los iones de potasio son desplazados (K+) hacia el interior de la membrana celular, en proporción de tres a dos, respectivamente (BOMBA DE POTASIO)
Interior Membrana:Alto en K+
(Alta Permeabilidad a K+)
Exterior Membrana: Alto en Na+
Carga: NegativaCarga: Positiva
MEMBRANA: POLARIZADA:
Potencial de la Membrana
Potencial de Membrana en Reposo—Diferencia en cargas eléctricas de una lado y otro de la membrana celular (-70 mV)
Potencial en Reposo—La superficie interior de la membrana de la neurona en reposo es 70 a 90 mV negativa con respecto a su superficie exterior
Diferencia de Potencial—Gradiente de concentración de los iones de potasio (K+) y sodio (Na+) en ambos lados de la membrana plasmática (axoplasma) de la neurona
Membrana Polarizada—Membrana cuyas superficies exterior e interior tienen cantidades diferentes de carga eléctrica
El Impulso Nervioso
· Onda/corriente eléctrica· Es la señal que pasa desde una neurona a la siguiente y por último a un órgano final (e.g., un un grupo de fibras musculares, o nuevamente al sistema nervioso central)· Es un cambio físico-químico que una vez inciado se autopropaga· Basado en la propiedad de irritabilidad:
La neurona puede responder a estímulos al originar y conducir impulsos eléctricos
Impulso Nervioso— Una carga electrica que pasa de una neurona a otra y finalmente a un órgano objeto, tal como un grupo de fibras musculares.
Impulso Nervioso
Despolarización
Impulso Nervioso(Potencial de Acción)
(Duración: 1 milisegundo)
Inicia un
“Onda de Negatividad”
El Impulso Nervioso
Potenciales de Acción o de Espiga:
Ley del Todo o Nada—Si un estímulo es lo suficientemente fuerte (intensidad de umbral, estímulo mínimo o despolarización mínima) para generar un potencial de acción, el impulso es transmitido a lo largo de toda la neurona a una fuerza/intensidad constante y máxima por las condiciones existentes.
Potenciales de Acción (Valores de Comienzo/Umbral)—Entre -50 y -55 mV.
Estimulación-Despolarización (Entre 15 y 20 mV): Resultado—Potencial de Acción
1. El estado de reposo
2. Despolarización
3. Propagación de un potencial de acción
Eventos Durante un Potential de Acción
4. Repolarización
5. Regresa al estado de reposo con la ayuda de la bomba de sodio-potasio
Despolarización: Inicia un Impulso:
Membrana Polarizada
Aplicación: Estímulo – Intensidad Adecualda
Altera su Permeabilidad
Permite
Entrar Iones deSodio (Na+)
Salida de Iones dePotasio (K+)
Membrana
INTERNA EXTERNA
Resultado
Positiva Negativa Potencial de Acción:
Impulso Viaja toda la Distancia(Dendritas, Cuerpo Celular, Axón, Fibrillas Terminales)
Potenciales de Acción: EVENTOS:
Periodo Refractorio—Lapso durante el cual ocurre la recuperación de la membrana.
(3) Repolarización (Periodo Refractorio):w Restauración del potencial de reposo de la membrana: Cambio de +30 mV
hasta -70 mv. La neurona está preparada para recibir otro estímulo y transmitirlo de la misma manera.
w Descenso o caída del potencial, ligeramente más lenta que la polarización inicial.
Potencial de Acción: PROPAGACIÓN
· Velocidad de transmisión del impulso nervioso:
> Determinantes:o Mielinización del axón:
» Conducción saltatoria: Aumenta la velocidad de transmisión
o Diámetro de la neurona:» Neuronas de tamaño mayores (ofrecen
menos resistencia): Conducen impulsos más rápidos
» Neuronas de menor tamaño: Conducen impulsos más lentos
Conducción Saltatoria—Potencial de acción salta de un nódulo al siguiente cuando atraviesa una fibra mielinizada. Como resultado, la velocidad de transmisión (conducción) del impulso nervioso es mucho más rápida que las fibras no mielinizadas
PROPAGACIÓN: Potencial de Acción:
Fibras Mielinadas
w Conducción saltatoria—el potencial de acción viaja rapidamente de una brecha a otra en la mielina.
w El potencial de acción es de 5 a 150 veces más rápido en los axones mielinados comparado con los no mielinados.
Velocidad del Potencial de Acción
PROPAGACIÓN: Potencial de AcciónConducción Saltatoria
Velocidad del Potencial de Acción
Diámetro de la Neurona
w Neuronas con diámetros más grandes conducen impulsos nerviosos más rápidos.
w Neuronas con diámetros más grandes presentan menos resistencia al flujo local de corriente. Consecuentemente, conducen los impulsos más deprisa (aumento en la velocidad de transmisión) (¡recuerde las fibras musculares FT!).
w Las neuronas con diámetros menores conducen los impulsos más lentos (reducción en la velocidad de transmisión).
Mielinización
w Desarrollo—ocurre durante los primeros años de vida. Esto implica que los niños necesitan tiempo para desarrollar movimientos coordinados.
w Enfermedades neurológicas (e.g., esclerosis múltiple)—Se degenera la vaina de mielina y ocurre una pérdida posterior de la coordinación.
Velocidad del Potencial de Acción
w Región que rodea el punto de contacto entre dos neuronas o entre una neurona y un órgano efector a través del cual se transmiten los impulsos nerviosos mediante la acción de un neurotransmisor (e.g., acetilcolina, norepinefrina, etc.).
w Lugar de comunicación y transmisión de una célula nerviosa a otra o entre una neurona y nun órgano efector (e.g., músculo, glándula, entre otros).
Sinápsis
w Tipos de Sinápsis—Sinápsis química (medio de transmisión más frecuente/común).
w Área de contacto entre el extremo de una larga fibra nerviosa mielinizada y una fibra de músculo esquelético.
w El lugar donde una neurona motora se reune y comunica con una fibra muscular.
w El punto en el que se encuentra una fibra nerviosa con una fibra de músculo estriado/esquelético.
Unión Neuromuscular o Mioneural (Placa Motora Terminal)
w La sinápsis entre el axón terminal de una motoneurona y la placa terminal de la membrana plasmática.
w La unión entre un nervio motor y la célula muscular.
w La porción ramificada terminal de una neurona motora.
w El lugar donde se comunica una neurona motora con una fibra muscular.
w El terminal del axón motor libera neurotransmisores (tal como acetilcolina o norepinefrina) los cuales atraviesan la brecha sináptica para eventualmente unirse a sus receptores en una fibra muscular.
w Esta unión causa despolarización, de manera que posiblemente induce un potencial de acción.
Unión Neuromuscular o Mioneural
w El potencial de acción se esparse a través del sarcolema hasta llegar a los túbulos T, ocasionando la contracción de la fibra muscular.
w Periodo de repolarización.
w El periodo refractorio limita la frecuancia de descarga de una unidad motora.
El Periodo Refractorio
w La fibra muscular no es capaz de responder a cualquier estimulación adicional.
wLas neuronas se comunican con la células musculares en las uniones neuromuaculares, las cuales funcionan como una sinápsis neural.
w El periodo refractorio es el tiempo que toma la fibra muscular repolarizar antes que la fibra pueda responder a otro estímulo.
Uniones Neuromusculares
w La acetilcolina y norepinefrina son los neurotransmisores más importantes en regular el ejercicio.
Puntos Claves
EL SISTEMA NERVIOSO
El Sistema Nervioso Central
Subdivisiones
ENCÉFALO
Cerebro Anterior(Proencéfalo)
Cerebro Medio(Mesencéfalo)
Cerebro Posterior(Rombencéfalo)
Cordón espinal
Sistema Nervioso Central
Encéfalo:
w Cerebro—Lugar de la mente y el intelecto.
w Diencefalo—Lugar de la integración sensorial y regulación de la homeostasis.
w Cerebelo—Juega papel crucial en coordinación del movimiento.
w Tallo cerebral—Conecta el encéfalo con el cordón espinal; coordina las funciones de los músculos esqueletales y mantiene el tono muscular; contiene los reguladores de los sistemas respiratorios y cardiovasculares.
Sistema Nervioso CentralEncéfalo:
w Provee los movimientos voluntarios, interpretación e integración de las sensaciones, consciencia, y función cognitiva.
Encéfalo – Subdivisiones:
w Cerebro Anterior (Proencéfalo): (1) Telencéfalo (Cerebro: materia gris y blanca) y (2) Diencéfalo (Tálamo, Hipotálamo, Hipófisis [Pituitaria]).
w Cerebro Medio (Mesencéfalo): (1) Tubérculos cuadrigéminos (colículos superiores e inferiores) y (2) Péndulos Cerebrales.
w Cerebro Posterior (Rombencéfalo): (1) Metencéfalo (Cerebelo, Protuberancia o Puente de Varolio) y (2) Mielencéfalo (Bulbo Raquídeo o Médula Oblongata).
REGIONES DEL ENCÉFALO
LAS CUATRO REGIONES PRINCIPALES DEL ENCÉFALO
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
Cerebro: Vinculado con la identificación discriminatoria e integración de información sensitiva de la memoria, conocimientos, razonamiento, empleo del lenguaje, comportamiento emocional e iniciativa de movimiento (control de los movimientos voluntarios).
Corteza Cerebral: Es el lugar de la mente y del intelecto (nuestro cerebro consciente). Permite pensar, estar consciente de los estímulos sensoriales y controlar voluntariamente nuestros movimientos.
Ganglios (Núcleos) Basales: Ayuda a iniciar algunos movimientos (sostenidos y repetidos). Facilita el control de la postura y del tono muscular.
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
Tálamo: Releva impulsos sensitivos desde la médula hacia la corteza cerebral (recibe todas las entradas sensoriales).Registra las sensaciones burdas de dolor, temperatura y tacto.
Hipotálamo: Interviene en el control neuroendocrino, la temperatura corporal, el equilibrio/balance de líquidos, la sed, la ingestión de comida, las emociones, los ciclos de sueño y vigilia
PROENCÉFALO: Diencéfalo:
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
ROMBENCÉFALO: Metencéfalo:Cerebelo: Centro integrador para los movimientos uniformes, coordinados, voluntarios. Recibe impulsos de los proprioceptores y receptores de tacto, visión y audición así como de la corteza motora. Envía entonces a la corteza motora señales de inhibición que evitan los movimientos inapropiado.
Protuberancia o Puente: Sirve como estación de relevo desde el bulbo raquídeo hasta los centros corticales más altos.
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
Bulbo raquídeo (médula oblongata): Se compone de la sustancia blanca y la formación reticular. Sirve de estación de relevo para el paso de impulsos entre la médula espinal y el encéfalo
ROMBENCÉFALO: Mielencéfalo:
Posee los Centros
Cardiaco
Vasomotor(Vasoconstricción,
Vasodilatación)
RespiratorioControl de la
Actividades Reflejas
Médula Espinal/Cordón Espinalw Encargada de la transmisión de información vía los haces de las neuronas
que entran (ascendentes, aferentes o sensoriales) y que salen (descendentes, eferentes o motoras) hacia el encéfalo.
FUNCIONES
Sensitiva (Sensor)
Motora(Motor)
Refleja
EstímulosViajan desde los
Nervios Periféricos
hacia el Encéfalo
EstímulosViajan desde el
Encéfalohacia los Nervios
Periféricos
Núcleosde la
Materias Gris
Sirven deCentros Reflejos
Para losReflejos Raquídeos
CORTE TRANSVERSAL DE UN NERVIO ESPINAL
Médula Espinal: Estructura Funcional
Fibras Sensoras(Aferentes)
Tractos de Fibras Nerviosas
Llevan/ConducenSeñales Nerviosas
desde los Receptores Sensoriales
hasta los Niveles Superiores del
SNC
Fibras Motoras(Eferentes)
Llevan/ConcucenSeñales Nerviosas
desde los SNC
hasta los Órganos Terminales o
Efectores
Sistema Nervisos Periférico (SNP)
Sensorial(Aferente)
Divisiones/Clasificación de los Sistemas
Receptores Periféricos
Motor (Eferente)
SNC
Transportan Informaciónhacia el
Somático(Voluntario)
Autónomo(Vegetativo)
SNC
Periferia(Músculos
Esqueléticos, Piel)
Impulsos
SNC
ÓrganosTerminales
(Músculos lisos, Cardiaca,
Glándulas)
Impulsos
Terminaciones Nerviosas Musculares y Articulares
w Receptores Cinestéticos Articulares en las cápsulas de las articulaciones perciben (sensibilizan) la posición y movimiento de las coyunturas.
w Los Husos Músculares perciben (sensibilizan) cómo un músculo se estira/contrae (grado de estiramiento de las fibras extrafusales, contracción fibras extrafusales). Ayuda a controlar la postura
w Los Órganos Tendinosos de Golgi detectan la tensión de un músculo en su tendón, suministrnado información sobre la fuerza de la contracción muscular.
w Neurotransmisores almacenados en vecículas de los terminales de neuronas presinápticas.
w La señal química se convierte en señal eléctrica (despolarización – neurona postsináptica).
Neurotransmisores: Mecanismo/Acción
w El impulso nervioso/eléctrico estimula la liberación de neurotransmisores.
w El neurotransmisor es destruido por enzimas o transportado activamente a los terminales presinápticos para ser reutilizados cuando llega el siguiente impulso.
w Neurotransmisores se fijan a receptores,
w Se produce un potencial graduado en la membrana postsináptica.
Respuesta Postsináptica
w La señal química se convierte en eléctrica.
w La naturaleza del impulso puede ser: (1) Excitatorio (produce despolarización: Potencial Postsináptico Excitatorio – PPE) y (2) Inhibitorio (produce hiperpolarización – Potencial Inhibitorio Postsináptico – PPI).
Médula Espinal: Estructura Funcional
Fibras Sensoras(Aferentes)
Tractos de Fibras Nerviosas
Llevan/ConducenSeñales Nerviosas
desde los Receptores Sensoriales
hasta los Niveles Superiores del
SNC
Fibras Motoras(Eferentes)
Llevan/ConcucenSeñales Nerviosas
desde los SNC
hasta los Órganos Terminales o
Efectores
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
w 12 pares de nervios craneales conectados con el encéfalo.
w 31 pares de nervios espinales conectados con la médula espinal.
w División Sensorial—Lleva información sensorial desde el cuerpo vía fibras aferentes hasta el SNC.
w División Motor—Transmite información desde el SNC vía fibras efferentes hacia los órganos objeto.
w Sistema Nervioso Autonómico—Controla las funciones internas involuntarias.
Terminaciones Nerviosas Musculares y Articulares
w Receptores Cinestéticos Articulares en las cápsulas de las articulaciones perciben (sensibilizan) la posición y movimiento de las coyunturas.
w Los Husos Músculares perciben (sensibilizan) cómo un músculo se estira/contrae (grado de estiramiento de las fibras extrafusales, contracción fibras extrafusales). Ayuda a controlar la postura
w Los Órganos Tendinosos de Golgi detectan la tensión de un músculo en su tendón, suministrnado información sobre la fuerza de la contracción muscular.
SNP: Sistema Motor (Eferente)
Sistema Nervioso Somático (Voluntario)—Efectores: Del SNC a Músculos Esqueléticos. Fibras que salen del SNC no hacen sinapsis hasta llegar al músculo esquelético, ocasionando un estímulo/excitación de este órgano efector.
Sistema Nervioso Autonómico (Involuntario o Vegetativo)—Efectores: Del SNC a Músculos Lisos, Músculo Cadíaco, Glándulas, entre otros. Fibras que salen del SNC hacen sinápsis en los ganglios, para eventualmente terminar en los efectores mencionados. Pueden inducir una excitación o inhibición. Se subdivide en: (1) Sistema Nervioso Simpático (2) Sistema Nervioso Parasimpático
- COMPONENTES/DIVISIONES -
SNP: Sistema Motor (Eferente):
· Controlar las funciones involuntarias del cuerpo:D Ejemplos:
* Frecuencia cardíaca* Tensión/presión arterial* Distribución de la sangre* Respiración, entre otras
- El Sistema Nervioso Autonómo -* Función *
NerviosSimpáticos
PREPARA EL CUERPO PARA LA ACCIÓN DURANTE
LAFASE DE ALARMA (LUCHA O HUÍDA)
DESCARGA DELSISTEMA NERVIOSO SIMPATICO
Sistema Nervioso Simpático
Sistema Nervioso AutónomoSISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP)
Sistema Nervioso MotorEl Sistema Nervioso Simpático
Facilitan la Respuesta MotoraDurante un
Ejercicio Agudo
Importancia para los Deportistas/Atletas
Sistema Nervioso Simpático
Lucha-o-Fuga (Alarma)—te prepara para un estrés agudo, actividad física o ejecución deportiva. Por ejemplo, se activa pocos segundos pervio a una competencia deportiva
Facilita tu respuesta motora, con aumentos en
w Frecuencia cardiaca y fuerza en la contracción del corazón
w Suministro sanguíneo hacia el corazón y músculos activos
w Tasa metabólica y liberación de glucosa por el hígado
w Presión arterial
w Tasa del intercambio de gas entre los pulmones y sangre
w Actividad mental y rapidez de la respuesta
CONTROLA LA:RECUPERACIÓNRELAJACIÓNASIMILACIÓN
DESCARGA DELSISTEMA
NERVIOSO PARASIMPATICO
Sistema Nervioso Parasimpático
Doméstico/local—Sistema de economía doméstica/local del cuerpo. Digestión, orinación, secreción glandular, y conservación de energía. Activado durante la calma/reposo.
Acciones opuestas al sistema nervioso simpático
w Disminución en la frecuencia cardiaca
w Constricción de los vasos coronarios
w Broncocosnstricción (constricción de los tejidos en los pulmones)
wEl sistema nervioso periférico contiene 43 pares de nervios y esta dividido en secciones sensorial y motor.
w La división motora incluye al sistema nervioso auronómico.
Sistema Nervioso Periférico
w La división senorial lleva información desde los receptores sensoriales hasta el SNC.
(continúa)
w La división motora lleva impulsos desde el SNC hacia los músculos u órganos objeto.
Puntos Claves
wEl sistema nervioso autonómico incluye los sistemas nervioso simpático y parasimpático.
w El sistema nervioso simpático prepara al cuerpo para una respuesta aguda.
Sistema Nervioso Periférico
w El sistema nervioso parasimpático lleva a cabo procesos, tales como la digestión y orinación.
w Los sistema simpáticos y parasimpáticos son sistemas opuestos que trabajan juntos.
Puntos Claves
Médula espinal—los impulsos nerviosos se integran aquí. La Respuesta es un Reflejo Local sencillo. Representa el tipo de integración más simple.
Centros de Integracón
Tronco o tallo cerebral (parte interior)—Reacciones motoras subconscientes (involuntarias). Son más elevada y compleja que que los simples reflejos de la médula espinal, tal como el control postural para estar sentado, de pie y moviéndose.
Cerebelo y ganglios basales—Control motor subconsciente (involuntarios) del movimiento. Centro de control y coordinación de las acciones musculares que generan los movimientos articulares (Ej., motricidad fina y gruesa).
Cerebelo—Interviene en todos los procesos de movimientos rápidos y complejos. Ayuda a la corteza motora primaria. Como centro de integración, decide el mejor modo para ejecutar el movimiento dado (e.g., La posición del cuerpo y el estado de los músculos en cada momento. Compara la actividad programada y lo que se desea desarrollar con los verdaderos cambios que tienen lugar en nuestro cuerpo. Como resultado, inicia ajustes correctivos mediante el sistema motor. Recibe información del cerebro (y otras partes del encéfalo) y de los propioreceptores. Determina el mejor plan de acción para producir el movimiento deseado.
Centros de IntegracónTálamo—Entrada de señales sensoras. A nivel consciente, las diversas señales se pueden distinguir.
Corteza cerebral—La corteza motora del cerebro representa el origen para los movimientos más complejos (requiere procesos básicos de pensamiento). La corteza motora primara representa el centro para el control motor para los movimientos finos y discretos (decide qué movimientos deseamos realizar). Las neuronas (células piramidales) permiten el control consciente de nustros músculos esqueléticos. Los tractos (axones) extrapiramidales (tractos corticospinales) de la corteza motora primaria proporcionan el principal control voluntario de los músculos esqueléticos. La corteza sensora primaria recibe señales desde los receptores localizados en la piel y de los propioreceptores. Permite crear un mapa del cuerpo (el cuerpo está cuidadosamen te cartografiado). De esta manera se identifica la localización exacta del estímulo y permite estar consciente continuamente de nuestro ambiente inmediáto.
Centros de Integracón
Médula espinal—reflejo motor simple, tal como retirando la mano luego de tocar algo caliente.
Tallo encefálico inferior—reacciones motoras subconscientes más complejas, tal como el control de la postura.
Cerebelo—control subconsciente del movimiento, tal como aquel requerido para coordinar movimientos múltiples.
Centros de Integracón
Tálamo—distinción consciente entre sensaciones, tal como sentir algo caliente o frío.
Corteza cerebral—alerta consciente de una señal y su ubicación dentro del cuerpo.
Propioreceptores: Receptores de Estiramiento
w Representa un receptor que detecta un estiramiento del músculo.
w Tipos:
Huso muscular: Vientre del músculo, sensible a cambios en la longitud.
Órganos tendinosos de Golgi: Unión entre un músculo y el tendón.
Propioreceptores: Huso Muscular
w Grupo de fibras musculares (entre 4 y 20) modificadas pequeñas (intrafusales) localizada entre las fibras normales (extrafusales), las cuales poseen terminaciones nerviosas aferentes (sensoras) en sus regiones centrales y estan encerradas en una cápsula fibrosa.
w Un receptor sensorial pequeño y complejo de huso (cápsula enlongada fusiforme) localizado en el músculo esquelético (orientado paralelo a las fibras musculares extrafusales) que capta/recibe información sensora en cuanto al grado de estiramiento del músculo.
Propioreceptores: Huso Muscular
Componentes Estructurales
Fibras Esqueléticas Extrafusales
(Fuera del Huso)
Fibras Esqueléticas Intratrafusales
(Dentro del Huso)
Fibras Esqueléticas Muy Pequeñas Especializadas
Fibras Esqueléticas Usuales de los
Músculos Esqueléticos
Sensibles a Cambios en Tensión Muscular
EstiramientoContracción
Propioreceptores: Huso Muscular
* Inervación/Suministro Nervioso *Región Central Fibras Intrafusales de Estira
Terminaciones Neuronas SensorasTerminaciones Sensoras
PrimariasTerminaciones Sensoras
SecundariasEstiran Fibras Intrafusales
Entra Información de Nuevo hacia
Estiran solo las Fibras Intrafusales
Médula Espinal
Sigue a la Corteza Cerebral y Cerebelo
Ajustes a la Contracción Muscular
Propioreceptores: Huso Muscular
- Inervación Motora -
Motoneuronas Alfa Motoneuronas Gamma
Vía Fibras Extrafusales Vía Reflejo Miotático
CAUSANContración Músculos Esqueléticos(Fibras Esqueléticas Extrafusales)
Propioreceptores: Huso Muscular
- Inervación Motora -
Fibras Descendentes de Vías MotorasHacen Sinápsis con
Motoneuronas Alfa
® Fibras musculares esqueléticas grandes (extrafusales)® Fibras intrafusales de los husos musculares
Motoneuronas Gamma
Impulsos Motores Simultáneos:
Propioreceptores: Huso Muscular
- Componentes Estructurales -
Región Central (No Contráctil, Elástica)
Inervación Nerviosa
Fibras con Saco Nuclear
Fibras Musculares EsqueléIicas Intrafusales
Región Terminal (Contráctil y Elástica))
Fibras con Cadena Nuclear
Solo Puede Extenderse Se Contrae y Extiende
Miofilamentos Miofilamentos
Sensora Motora (Gamma)
Primaria(Ia)
Secundarias(II)
Extremos
Se Unen con
Endomisio Tendón
Inervación Nerviosa
Motora (Alfa)Sensora (Husos)
Husos Muscularesw Un grupo de 4 a 20 fibras musculares pequeñas (intrafusales) con
terminaciones sensoriales y motoras, cubiertas por una capa de tejido conectivo y conectada a fibras musculares regulares (extradusales).
w El medio del huso puede estirarse, pero o no se puede contarer, puesto que contiene poca (o ninguna) actina y miosina.
w Cuando se estiran las fibras extrafusales adheridas al huso, las neuronas sensoriales en el huso transmiten información al SNC sobre la longitud del músculo.
w Se dispara una contracción muscular refleja a través de la neurona motora alfa para resistir un estiramiento adicional.
w La neuronas motoras gama activan las fibras intrafusales, causando que se estire el medio del huso, haciendo que sea sensitivo el huso a pequeños grados de estiramiento.
Órganos Tendinosos de Golgi (OTG)
wTipo de propiorreceptor encapsulados en las fibras tendinosas y localizados cerca de la unión del músculo con las fibras tendinosas (unión musculotendinosa), los cuales son estimulados por el grado de tensión (estiramiento) que produce los tendones (como resultado de la tensión muscular), con el fin primordial de prevenir lesiones potenciales a los músculos y estructuras relacionadas
Órganos Tendinosos de Golgi (OTG)
w Órganos sensoriales encapsulados a través de los cuales pasan las fibras del tendón muscular
w Localizados cerca de la unión tendinosa en el tendón
w Sensibilizan pequeños cambios de tensión
w Inhiben los músculos que se contraen (agonistas) y excitan los músculos antagonistas para prevenir lesión.
Principio de Movilización Ordenada
w La teoría de que las unidades motoras se movilizan generalmente sobre la base de un orden fijo de movilización.
w La actividad neuromuscular se gradúa sobre la base de un orden fijo de movilización de la reserva disponible de unidades motoras.
w Cuanto más fuerza se necesita para ejecutar un cierto movimiento, más unidades motoras se movilizan.
w Las unidades motoras dentro de un músculo determinado parecen estar jerarquizadas (clasificadas).
Principio de Movilización Ordenada
w La movilización de una unidad motora es directamente proporcional al tamaño de la neurona motora.
w Las unidades motoras con neuronas mas pequeñas (unidades de contracción lenta o ST) son movilizadas antes que las neuronas más grandes (de contracción rápida o FT).
w Las unidades motoras ST (más pequeñas) son las primeras unidades en ser reclutadas en los movimientos progresivos (que van desde los índices de producción de fuerza muy bajos hasta los muy elevados).
w Las unidades motoras FT (más grandes) son reclutadas cuando aumenta la fuerza necesaria para ejecutar el movimiento.
wLos Husos Musculares y Órganos Tendinosos de Golgi inducen reflejos para proteger los músculos de ser sobre-estirados.
w La corteza motora primaria, el gánglio basal y cerebelo integran entradas sensoriales para la acción muscular voluntaria.
Integración Senso-Motora
w Los Engramas son patrones motores memorizados almacenados en el encéfalo.
Puntos Claves
wCada fibra está inervada por una sola neurona, pero una neurona puede inervar hasta varios miles de fibras musculares.
w Todas las fibras musculares dentro de una unidad motora pertenecen al mismo tipo de fibra mudcular.
Respuesta Motora
w Las unidades motoras se declutan en una manera ordenada (orden). Por lo tanto, se activan unidades específicas cada vez que se ejecuta una actividad específica; entre más fuerza se necesite, más únidades son reclutadas.
w Las unidades motoras con neuronas más pequeñas (unidades ST) son activadas antes que aquellas con neuronas más grandes (unidades FT).
Puntos Claves
Esquelético, Voluntarios o Estriadosw Músculo voluntario; controlado conscientemente Sobre 600 a través del cuerpo
Cardíaco (Miocardio)w Se controla por si mismo con la ayuda de los sistemas
nervioso y endocrinow Solamente en el corazón
Lisos o Involuntariosw Músculo involuntario; controlado inconscientemente En la paredes de los vasos sanguíneos y órganos internos
Tipos de Músculos
FIBRA MUSCULAR
Sarcolema: Membrana de plasma que rodea cada fibra muscular.
Fibras (células) musculares: Representan las células individuales de los músculos esqueléticos.
Fascículo: Pequeños haces de fibras envueltos por una vaina de tejido conectivo, el perimisio.
Sarcoplasma: Parte líquida (gelatinosa) de las fibrasmusculares Túbulos T: Extensiones del sarcolema que pasan lateralmente a través de la fibra muscular. Camino para el transporte de líquidos extracelulares (glucosa, oxígeno, iones, etc.).
Retículo Sarcoplasmático: Red Longitudinal de túbulos membranosos. Sirve como depósito para el calcio.
TEJIDOS CONECTIVOSEpimisio: Tejido conectivo externo que recubre todo el músculo.
Perimisio: Tejido conectivo intermedio que recubre los fascículos.
Endomisio: Tejido conectivo interno que recubre las fibras o células musculoesqueletales.
LA ESTRUCTURA BÁSICA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Puntos Claves
wUna célula muscular individual se conoce como fibra muscular.
w Una fibra muscular está envuelta por un plasma membranoso conocido como sarcolema
Fibra Muscular
w El citoplasma de la fibra muscular se conoce como sarcoplasma.
w Dentro del sarcoplasma, los túbulos T permiten el transporte de sustancias a través de la fibra muscular.
w El retículo sarcoplasmático almacena calcio.
FIBRA MUSCULARMiofibrilla: Largos filamentos que contiene cada fibra musculoesquelética, los cuales representan los elementos contractiles de los músculos esqueletales.
Sarcómero: La unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla.
Miosina: Miofilamentos más gruesos compuesto de dos hilos de proteinas enrrollados. En el extremo de cada hilo se forma la Cabeza de Miosina.
Actina: Miofilamentos más delgados compuesto de actina, tropomiosina y troponina. Contiene uno de los extremos insertados en la línea Z:
• Molécula de Actina: Globulares, diseño helicoidal
• Tropomiosina: Tubular, se enrrolla alrededor hilos de actina
• Troponina: Acopla con iones de calcio
SARCÓMERO
wLas miofibrillas son los elementos contractiles del músculo esquelético, con varios miles constituyendo un solo músculo.
w Un sarcómero se compone de dos filamentos proteínicos, la miosina y actina, los cuales son los responsables de la contracción muscular.
Miofibrillas
w La miosina es un filamento grueso con una cabeza globular en un extremo.
w El filamento de actina—compuesto de actina, tropomiosina y troponina—se adhiere a un disco Z.
wLas miofibrillas se componen de sarcómeros, las unidades más pequeñas de un músculo.
Puntos Claves
UNIDAD MOTORA:Un solo nervio o neurona motora que inerva a un grupo de fibras musculares
Unión neuromuscular: La sinapsis entre un nervio motor y una fibra muscular
Secuencia de Acontecimientos durante la Acción Muscular• Impulso nervioso llega a los axones terminales• Neurona motora secreta acetilcolina (ACh)• ACh se fija sobre receptores en el sarcolema• Genera potencial de acción en fibra muscular• Libera iones de calcio (Ca++) vía Túbulos:
Desde retículo sarcoplasmático hacia el sarcolema• Ca++ se une con troponina sobre el filamento de actina• Separa tropomiosina de los puntos activos en filamento de actina• Cabezas de miosina se adhieren a puntos activos en el filamento de actina
Energía para la Acción Muscular• La enzima ATPase se encuentra en la cabeza de la miosina• ATPase descompone la molécula de ATP• Productos: ADP + Pi + Energía Libre/Útil• La energía liberada enlaza la cabeza de miosina con el filamento de actina• Permite la acción muscular
Final de la acción Muscular• El calcio se agota• El calcio es bombeado hacia el retículo sarcoplasmático para su almacenaje• Son desactivadas la troponina y la tropomiosina• Se bloquea el enlace de los puentes cruzados de miosina con los filamentos de actina• Se interrumpe la utilización del ATP• Filamemntos de miosina y actina regresan a su estado original de reposo/relajación
1. Una unidad motora, con señales del encéfalo o médula espinal, libera el neurotransmisor acetilcolina (Ach) en la unión
neuromuscular.
2. ACh cruza la brecha y se une a los receptores del sarcolema.
3. Esto inicia un potencial de acción, siempre y cuando se provea suficiente ACh.
Acoplamiento Excitación/Contración
4. El potencial de acción viaja a lo largo del sarcolema y a través de los túbulos T hasta el retículo sarcoplasmático, desde donde se liberan los iones de Ca2+.
(continúa)
6. Una vez se establezca un estado de unión fuerte con la actina, las cabezas de la actina se inclina, halando el filamento de actina (ataque de potencia).
7. Las cabezas de la miosina se unen con el ATP y la ATPase (que se encuentra en la cabeza de la miosina) degrada el ATP en ADP y Pi, liberando energía.
8. La acción muscular se detiene cuando el calcio se bombee fuera del sarcoplasma y regresa al retículo sarcoplasmático para su almacenamiento.
Excitation/Contraction Coupling
5. El Ca2+ se une a la troponina en el filamento de actina y la troponina hala la tropomiosina de los sitios activos, permitiendo que las cabezas de la miosina se unan al filamento de actina.
Tipos de Fibras Musculares
w Contracción Lenta (CL) o “Slow Twitch” (ST)
w Contracción Rápida (CR) o “Fast Twitch” (FT):
Contracción Rápida tipo a (CRa ó FTa)
Contracción Rápida tipo b (CRb ó FTb)
Contracción Rápida tipo c (CRc ó FTc)
w Alta capacidad oxidativa (CHO y grasas): Elevada Tolerancia Aeróbica – Menor fatigabilidad
w Baja capacidad glucolítica (CHO): Baja Capacidad Anaeróbica
w Umbral de estímulo para tensión máxima: 110 ms (lento)
Fibras Musculares “Slow-Twitch” (ST):
w Unidad Motora: 10–180 fibras por neurona motora - Pocas fibras - Menor fuerza
w Unidad Motora: Pequeño cuerpo celular – Menor velocidad
w Forma lenta de la miosina ATPase: Suministro de energía más lento
w Retículo sarcoplasmátco menos desarrollado: Menor capacidad para liberar calcio – Menor velocidad contracción
w Distribución Cuerpo: 50% se componen de fibras ST
w Velocidad contractil: Baja (lento) – Menor fuerza
w Reclutamiento: Mayor frecuencia que las fibras FTa
w Alta capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga (baja fatigabilidad)
w Baja capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generada por la unidad motora
w Lenta velocidad contractil (110 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma lenta)
Fibras Musculares “Slow-Twitch” (ST)
w 10–180 fibras por neurona motora
w Bajo desarrollo del retículo sarcoplasmático
w Baja capacidad oxidativa (CHO y grasas): BajaTolerancia Aeróbica – Mayor fatigabilidad
w Alta capacidad glucolítica (CHO): Elevada Capacidad Anaeróbica
w Umbral de estímulo para tensión máxima: 50 ms (rápido)
Fibras Musculares “Fast-Twitch” (FT):
w Unidad Motora: 300–800 fibras por neurona motora - Muchas fibras - Mayor fuerza
w Unidad Motora: Grande cuerpo celular – Mayor velocidad
w Forma rápida de la miosina ATPase: Suministro de energía más rápido
w Retículo sarcoplasmátco más desarrollado: Mayor capacidad para liberar calcio – Mayor velocidad contracción
w Distribución Cuerpo: 25% (FTa), 22-24% (FTb), 1-3% (FTc)
w Velocidad contractil: Alta (rápido) – Mayor fuerza
w Reclutamiento: Mayor frecuencia FTa que FTb y FTc
w Moderada capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga
w Alta capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generadad por la unidad motora
w Rápida velocidad contractil (50 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma rápida)
Fibras Musculares Fast-Twitch (FTa)
w 300–800 fibras por neurona motora
w Alto desarrollo del retículo sarcoplasmático
w Reclutamiento: Mayor frecuencia que FTb y FTc
w Fuerza de la contracción: Alta
w Fatigabilidad: Alta
Fibras Musculares Fast-Twitch (FTa)
w Distribución en Cuerpo: 25% compuesto de fibras FTa
w Retículo sarcoplasmático: Más desarrollado que ST
w Capacidad aeróbica (oxidativa): Moderada
w Capacidad anaeróbica (glucolítica): Alta
w Velocidad de la contracción: Alta (Rapido)
w Baja capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga (alta fatigabilidad)
w Alta capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generada por la unidad motora
w Alta velocidad contractil (50 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma rápida)
Fibras Musculares Fast-Twitch (FTb)
w 300–800 fibras por neurona motora
w Alto desarrollo del retículo sarcoplasmático
La diferencia en el desarrollo de la fuerza entre las unidades motoras FT y ST se debe al número de fibras musculares por unidad motora y al mayor diámetro de las fibras FT.
¿Sabías que…?
wLos músculos esqueletales contienen fibras St y FT.
w ATPase en las fibras FT actúan más rápido, suministrando energía para la acción muscular más rápido que la ATPase en las fibras ST.
Fibras Musculares Slow- y Fast-Twitch
(continúa)
w Las fibras FT poseen un retículo sarcoplasmático áltamente desarrollado, lo cual mejora el transporte del calcio.
Puntos Claves
wLas unidades motores que suplen las fibras FT son más grande (e.g., más fibras por unidad motora) que aquellas que suplen las fibras ST; por lo tanto, las unidades motoras FT pueden reclutar más fibras.
w Las fibras ST poseen una alta tolerancia aeróbica y estan diseñadas para actividades de tolerancia de baja intensidad.
Fibras Musculares Slow- y Fast-Twitch
w Las fibras FT son mejores para las actividades anaeróbicas o explosivas.
Puntos Claves
El principio del reclutamiento ordenado postula que que las unidades motoras son activadas en un orden fijo, basado en su clasificación/rango en el músculo.
Reclutamiento Ordenado de las Fibras Musculares
El principio del tamaño postula que el orden del reclutamiento esta directamente relacionado con el tamaño de su neurona motora.
La fibras ST, las cuales poseen unidades motoras más pequeñas, se reclutan antes que las fibras FT.
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS:FUNCIÓN DURANTE EL EJERCICIO
Acción Muscular Esquelética: Fibras Musculares
Ejercicios deBaja Intensidad
(e.g., Correr)
Activación Fibras ST
Reclutamiento Selectivo: Fibras ST, FTa, y FTb
Fibras Activadas
ST FTaFibras Activadas
ST FTa FTb
Competencias que Requieren Fuerza Máxima
(e.g., Carreras de Velocidad)
Ejercicios aMayores
Intensidades(e.g., Trotar)
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
Función de los Músculos: Producción del Movimiento
Aplicación de una Fuerza Muscular(Halón de la Palanca Ósea)
Acción Coordinada de los Músculos Esqueléticos
Agonistas Antagonistas Sinergistas
Generación Principal de
la Fuerza para el
MovimientoArticular
• Función Protectora:6 Previenen
estiramiento excesivo
Facilitan la Acción
de losMúsculos MotoresPrimarios
Agonistas—motores primarios; responsables del movimiento
Clasificación Funcional de los Músculos
Antagonistas—opuesto a los agonistas para prevenir que se sobreestiren
Sinergistas—asisten a los agonistas y algunas veces afinar bien la dirección del movimiento
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS:FUNCIÓN DE LOS MÚSCULOS
Acción Muscular: Generación de Tensión
Tipos/Clasificación
Concéntrica Isométrica(Estática)
Excéntrica
Acortamiento Muscular
(Acción Principal de los Músculos)
Produce Movimiento Articular(Acción Dinámica)
No Cambia(Invariable)
LongitudMuscular
ÁnguloArticular
Alargamiento Muscular
w Número de unidades motoras activadas
w Tipo de unidades motoras activadas (FT o ST)
w Tamaño del músculo
GENERACIÓN DE FUERZA: Determinantes
w Longitud inicial del músculo cuando se activa (# de puentes en contacto con los filamementos de actina)
w Ángulo de la articulación (torque)
w Velocidad de acción del músculo (acortamiento o alargamiento)
wLos músculos involucrados en el movimiento pueden ser clasificados como agonistas, antagonistas y sinergistas.
w Los tres tipos de acción muscular son concéntrica, estática y eccéntrica.
Uso de los Músculos
(continúa)
w La producción de la fuerza aumenta al reclutar más unidades motoras.
Puntos Claves
wTodas las articulaciones poseen un ángulo óptimo en la cuales los músculos que cruzan la articulación producen una fuerza máxima.
w La velocidad de la acción afecta la cantidad de fuerza producida.
Uso de los Músculos
wEl ángulo de fuerza máxima depende de la posición relativa de la inserción muscular en el hueso y la carga colocada sobre el músculo.
Puntos Claves
MÚSCULOS ESQUELÉTICOS: FUNCIÓN
Generación de Fuerza: Determinantes Velocidad de Acción del Músculo
Velocidad de Accción
Acción Muscular Concéntrica
(Acortamiento)
Alta: 0.8 m/s
Baja: 0.2 m/s
Fuerza Fuerza
Velocidad de Accción
Excéntrico(Alargamiento)
Alta: 0.8 m/s
Baja: 0.2 m/s
Fuerza Fuerza
Velocidad de Accción
Isométrico(Estático)
0.0 m/s
Fuerza