Neurofisiología

FISIOLOGIA

Estudia respuestas del medio interno con respecto a cambios en el medio externo

Homeostasis

Constancia del medio interno y externo. Busca mantener elementos (plaquetas, glóbulos rojos, electrolitos, etc) dentro del rango en el medio interno. Es un equilibrio dinámico ya que si hay cambios en ambos medios (interno y externo) hay un intento de compensación.

Los organismos en homeostasis al verse involucrados en procesos de cambios tanto internos como externos pierden el equilibrio, lo que lleva a un intento de compensación cuyo logro lleva a células saludables y si se falla se lleva a la enfermedad.

Mecanismos regulatorios

Retroalimentación positiva (aumento de la variable) y negativa ( disminución de la variable), ambos para la mantención del medio interno en equilibrio.

Ej: aumento de Tº en tejido muscular estriado o la disminución de la misma en piel y pulmones.

Membranas biológicas

La membrana celular es la encargada de la selectividad y regulación ante cambios del MEC. Están constituidas principalmente d fosfolípidos y proteínas.

Membrana plasmática: bicapa lipídica formada de fosfolípidos, colesterol, lípidos e HC, modelo mosaico fluido.

Es la encargada de: transporte selectivo de moléculas entre el MEC y el MIC (proteínas transportadoras), reconocimiento celular mediante antígeno de superficie, comunicación celular a través de NT y receptor hormonal, organización tisular, actividad enzimática, determinación de la forma celular.

a) Fosfolípidos: antipáticos, cola hidrofóbica y cabeza hidrofílica, cabeza en contacto con el agua y colas en contacto entre sí. Se organizan en el agua como micela ( pocos) , bicapa ( muchos) y liposomas ( demasiados, agua al interior y exterior de la estructura)

b) Proteínas: Están en la membrana plasmática pueden ser integrales( cruzan la membrana, canales iónicos, proteínas transportadoras, receptoras, GTP y G) o periféricas (receptores, adherencia celular, hormonas, NT, enzimas y señalización celular) y glicoproteínas.

Mecanismos de respuesta a ligandos químicos

Receptores extracelulares y señalización

a) Ionotrópicos: permiten el paso de iónes, respuesta esteriotipada y corta de una reacción química.

b) Metabotrópicos: permite una respuesta diferencial a una misma reacción química, provocando cambios a largo plazo. Ligando intracelular con proteínas G que activa o inhibe una enzima.

1- Fosfolipasa c (PLC)  IP3 Ca +2  PKC. El PLC es capaz de generar cambios a nivel transcripcional, generando P3 ( metabolito secundario)

2- Adenilato ciclasa (AC)  cAMP  PKA , su receptor unido a la proteína G genera AMPc

Transporte a través de membranas biológicas

Difusión: permeable (pasa todo), impermeable (no pasa nada) y semipermeable. Las semipermeables son barreras hidrofóbicas y la mayoría de las membranas son de éste tipo, no es atravesada por iones.

Pueden haber mediado por estructuras:

a) transporte facilitado: canales iónicos y transportadores (facilitado).

b) Transporte activo: primario (NA/ K ATPasa), secundario ( cotransporte)

Transporte de agua a través de membrana

Osmosis (movimiento de agua) mediante una presión osmótica, fuerza ejercida, que depende la concentración de soluto en relación a las partículas libres en solución: OSMOLALIDAD.

Las soluciones tienen tonicidad, que es el efecto de ésta sobre la célula, puede ser isotónica (no altera el volumen), hipotónica (aumento volumen, lisis) o hipertónica (disminución volumen, crenación)

Potencial de membrana

Corresponde al número de iónes en movimiento.

a) equilibrio: -90MV, compensa la difusión provocada por la diferencia de concentración

b) reposo: -70 MV, potencial de membrana permeable a cationes.

La excitabilidad celular es la propiedad de las células que modifica el potencial de membrana. El osciloscopio registra la actividad eléctrica de células excitables.

Potencial de acción

Cambio rápido del pontencial de membrana, debido a la activación de canales voltaje dependiente.

Tiene 5 fases: potencial de membrana, depolarización ( apertura de canales de Na), repolarización ( cierre de canales de Na y apertura de K, se trata de resstablecer la cerga negativa de la célula), hiperpolarización ( canales rápidos de K), cierre de cabales de K, leak de potasio.

• Estímulo umbral: se produce el PA cuando se alcanza.

Activación e inactivación de canales de Na+

Inactivación / activación en cadena que produce un periodo refractario ( tiempo que debe transcurrir para que se genere un nuevo PA)

a) periodo refractario absoluto: todos canales inactivados, no hay respuesta

b) periodo refractario relativo: algunos canales están cerrados y se puede producir una respuesta .

Velocidad del potencial de acción.

Depende de la mielina creada por las células de Schwan y oligodendrocitos y de cómo ellas envuelven los axones, aumentando la velocidad de propagación.

Hay una velocidad saltatoria, de nódulo a nódulo, donde hay canales de Na y K

Transmisión sináptica

Hay 3 tipos de comunicación intercelular : endocrina ( señal transportada a través de la sangre) , paracrina ( no pasa por la sangre) y autocrina ( intercelular).

Tipos de sinapsis:

a) eléctrica: no selectiva, rapida y efectiva, bidireccional por Gap Junctions

b) química: unidireccional, requiere mediador: canales de Ca voltaje dependientes y neurotransmisores.

El potencial post sináptico puede ser excitatorio ( acerca al potencial de equilibrio de Na, depolarización) o inhibitorio (se hace mas negativo, hiperpolarización, se requiere mayor estímulo).

Neurotransmisores

Presentes en terminaciones presinápticas, son sintetizados por la neurona

• acetilcolina, glutamato, aspartato, GABA, glicina, serotonina, dopamina, epinefrina, nicotina e histamina.

• Para eliminar un neurotransmisor se puede: recaptar por la terminación presináptica, ser capturada por células gliales circundante ( astrocitos) y degradación enzimática.

El potencial post sináptico depende del receptor de éste.

a) químico mediado por canales: apertura de canales iónicos, aumento o disminución de electrolitos ( aumento Na interno PPE o aumento de K externo y Cl interno PPI)

b) Proteína G acoplada del receptor: por activación de segundos mensajeros ( mediada por proteínas o reguladores de síntesis de proteínas) o por la apertura de canales iónicos ( de la misma forma que receptores químicos o por el cierre de canales iónicos, perdida de Na intarcelular PPI o de K extracelular PPE)

Para llevar la señal la neurona presinaptica puede seguir 2 caminos: divergente ( muchas neuronas estimuladas) o convergente ( muchos impulsos llegan a una sola neurona)

Sinapsis neuromuscular y contracción

3 tipos de musculatura:

a) esqueletico, estriado o voluntario: varios núcleos (sincicio) , asociados a huesos, 20% de calor en reposo.

b) liso, visceral o involuntario: pared de los órganos huecos, un núcleo, unida al TC, comunicadas mediante uniones en hendidura.

c) cardiaco, miocardio: células estriadas, único núcleo central , permite el paso de corriente eléctrica, abundantes mitocondrias y unidas por GAP Junctions

Antagonismo muscular: se requiere de 2 músculos de acciones antagónicas para poder mover el esqueleto.

Placa motora

Sinapsis: neurona- fibra muscular. Incluye encéfalo, médula y músculo y a la primera y segunda motoneurona. El principal NT del sistema esquelético es la Ach y su receptor es del tipo nicotínico.

El calcio tiene un papel fundamental en el movimiento, puesto que gatilla y detiene la contracción muscular, por lo que es necesario que éste sea liberado por el retículo sarcoplasmático.

Potencial de placa motora: el potencial de placa tiene un umbral menor que le potencial de acción debido a la apertura de canales lentos de Ca que trata de subirlo y el Na que trata de bajarlo y lo logra.

Contracción muscular

Activa, miosina,, complejo troponinca y tropomiosina. La actina y miosina comprenden la fibra muscular, mientras que los demás elementos interactúan mediante puentes cruzados, de manera que desencadene la contracción o relajación. La contracción se produce natural mente por la relación actina miosína, sin gasto energético; mientras que la relajación tiene un gasto energético asociado a la separación de actina y miosína, donde también trabaja la troponina que interfiere entre ellos para que no vuelvan a juntarse.

El ATP es usado para detener la interacción A/M, secuestrar el Ca+ dentro del sarcoplasmático, bombear Ca al MEC y sacar Na que entra en conjunto con el PA.

La neurona

Se encuentran en 10^11 , polarizadas, comunicación mediante sinopsis química mediante NT.

Tiene diversas propiedades: excitabilidad

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