“LA PREPARACIÓN NEUROMUSCULAR”. PDF

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Summary

Los músculos esqueléticos están compuestos de fibras musculares individuales que se contraen cuando son estimuladas por una neurona motora somática. Cada neurona motora se ramifica para inervar varias fibras musculares. La activación de números variables de neuronas motoras da por resultado la contr...

Description

DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA Y FARMACOLOGÍA LICENCIATURA EN PSICOLOGÍA LABORATORIO DE FISIOLOGÍA SEGUNDO SEMESTRE Reporte #3 “LA PREPARACIÓN NEUROMUSCULAR”

Alumna: Loera Pasillas Máyela Estefanía

ID: 178305

Profesora: Raquel Guerrero Alba.

Aguascalientes, Ags. A 21 de octubre del 2015.

Introducción: La activación de una sola fibra muscular (un potencial de acción único) en un músculo, induce una contracción débil y de corta duración llamada sacudida simple, y es incapaz de hacer un trabajo si esta ocurre en un músculo grande, existen varios tipos de fibras musculares que componen nuestro tejido muscular, y cada una de ellas tiene un cometido por separado e involucra a distintos tipos de músculo. Las fibras musculares pueden dividirse de acuerdo a su capacidad de contracción: 1) Fibras musculares tipo I o de contracción lenta: Se trata de fibras adaptadas a esfuerzos livianos pero de larga duración 2) Fibras musculares tipo IIa o de contracción moderadamente rápida: Se trata de fibras adaptadas a realizar grandes esfuerzos durante un período relativamente corto. 3) Fibras musculares tipo IIb o de contracción muy rápida: Se trata de fibras adaptadas para realizar muy grandes esfuerzos durante períodos muy cortos. La fuerza ejercida por el mismo músculo puede variar en función del trabajo que se quiere realizar. La gradación de la fuerza de contracción depende de: 1) el número de fibras musculares que se contraen y 2) la tensión que desarrolla cada unidad motora al activarse. La unidad motora se define como la neurona motora y las fibras musculares que inerva, las fibras musculares de una sola unidad motora están ampliamente dispersas por todo el musculo, donde se necesite un control muscular fino y preciso las unidades motoras poseen solo algunas fibras musculares, en cambio, donde se necesite un menor control y movimiento fino las unidades motoras pueden inervar centenares de fibras musculares, así una neurona motora activada estimula a varias fibras musculares provocando la contracción simultánea de esas fibras. Al conjunto formado por una moto neurona y las fibras musculares que inerva se llama unidad motora. La función de la unión neuromuscular es casi la misma que la de una sinapsis, la parte proximal de una unión neuromuscular es la misma: comienza con los terminales del axón de la neurona motora, que libera neurotransmisores en el espacio entre el nervio motor y la fibra muscular como respuesta al potencial de acción, sin embargo, en la unión neuromuscular, los terminales del axón se expanden formando discos planos llamados placas motoras terminales La unión neuromuscular está formada por dos células excitables: las moto neuronas (que es la neurona que emite el impulso causante de la contracción de la fibra muscular), y el sarcolema de la fibra muscular, solo puede existir una unión neuromuscular por célula muscular, normalmente se sitúa en la parte central de esta; el terminal axónico se ramifica y está cubierto por células fibrosas y vainas de mielina que protegen a la célula, las ramificaciones del axón terminan en la placa motora, por lo que hay varias de ellas. El extremo distal de un terminal axonal, contiene muchas vesículas rodeadas de membrana llamadas vesículas sinápticas, dentro de las cuales se encuentra un neurotransmisor llamado acetilcolina que se libera en la unión neuromuscular. La finalidad del impulso axónico es la de conseguir llegar a la fibra muscular y producir la contracción de la misma. Para ello el potencial de acción axónico se convierte en señal química: la liberación de un neurotransmisor a la hendidura sináptica, la

acetilcolina liberada a la hendidura llega hasta la superficie de la placa motora, donde interfiere con unos receptores especiales para este neurotransmisor. La unión acetilcolina-receptor produce una modificación del potencial de acción de membrana hasta conseguir uno que pueda ser transmitido a toda la membrana muscular. Lo que ocurre es una transformación de un impulso químico en un impulso eléctrico.

Objetivos: Caracterizar las propiedades de la unión neuromuscular esquelética de la rana, realizando las siguientes maniobras:  Estimular al nervio ciático con estímulos aislados para encontrar los estímulos subumbral, umbral, máximo y supra máximos capaces de provocar la contracción mínima y máxima respectivamente del músculo gastronemio.  Estimular al músculo directamente con estímulos aislados para encontrar los estímulos subumbral, umbral, máximo y supra máximo.  Medir el retardo sináptico de la unión neuromuscular.  Caracterizar las contracciones musculares al estimular repetitivamente al nervio.  Comparar el tiempo de fatiga de la unión neuromuscular y el tiempo de fatiga del músculo.  Observar el efecto del bloqueo farmacológico (d-tubocurarina) de la unión neuromuscular sobre la actividad muscular.

Metodología:  Utilizando el programa MP150 (BIOPAC SYSTEMS Inc.), instalado en la computadora, calibre el canal 1 utilizando el transductor de fuerza en el punto 200 g, y con una pesa adecuada calibre la amplitud del registro a 30 g/división. Prepare el canal 2 y conecte el estimulador SI-10 al canal 2 de la UIM. De esta manera se pueden establecer los voltajes aplicados con la magnitud de las respuestas y las relaciones temporales entre los estímulos y las respuestas: fuerza de contracción, periodos de latencia, frecuencia de estimulación, duración de los estímulos.  Establezca la velocidad del registro a 20 seg/división y realice las siguientes maniobras: Estimulando al nervio: Determinación de la intensidad de los estímulos; subumbral, umbral, máximo y supra máximo del nervio a través de su efecto sobre la contracción muscular (sumación espacial).  Con el tornillo de tensión ajuste la tensión del músculo y estimule el nervio con estímulos aislados de 2 mseg de duración y con voltaje creciente, desde cero hasta observar las respuestas mínima (umbral) y máxima del músculo (estímulo máximo). Anote la intensidad de los diferentes estímulos aplicados y la magnitud de las contracciones e identifique los voltajes de los estímulos; umbral, máximo y supra máximos.  Estimulando al músculo. Determinación de la intensidad de los estímulos; subumbral, umbral, máximo y supra máximo estimulando directamente al músculo (sumación espacial). Estimule directamente al músculo con estímulos únicos de 2 mseg de duración y con voltaje creciente desde cero hasta observar las respuestas: mínima (umbral) y máxima del músculo. Anote la intensidad de los diferentes estímulos aplicados y la magnitud de las contracciones e identifique los estímulos umbral, máximo y supra máximo.

 Efecto de estímulos repetitivos al nervio (sumación temporal): Con el estímulo máximo del nervio, estimule con frecuencias de 3, 5, 7.5, 10, 15, 20 y 25 pulsos/seg durante 3 seg en cada punto. Permita que la preparación descanse 5 seg entre cada tren de estímulos. Observe la suma de las contracciones y determine si se han presentado el tétanos y la fatiga.  Fatiga de la unión neuromuscular (efecto de estímulos repetitivos al nervio): Asegúrese de que el canalizador de pulsos esté conectado al nervio o Seleccione en el estimulador, estímulos de 2 mseg de duración, cero de frecuencia y el voltaje del estímulo máximo al nervio. o Iniciando con 0 de frecuencia, incremente gradualmente la frecuencia de los estímulos hasta alcanzar una contracción tetánica sostenida. Mantenga el tétanos hasta que la fuerza de la contracción del músculo haya caído a la mitad de la amplitud máxima. o Rápidamente ajuste el voltaje del estímulo máximo al músculo y cambie la palanca del canalizador de pulsos para que los estímulos pasen directamente al músculo. Observe como se incrementa la amplitud de la contracción tetánica. Esta mayor capacidad de respuesta del músculo a la estimulación directa se debe a que fue la unión neuromuscular la que se fatigó y no el músculo. Para comprobarlo, cambie al voltaje del estímulo máximo al nervio y cambie el canalizador de pulsos para estimular al nervio y observe como la amplitud de la contracción tetánica disminuye aún más. Pase de nueva cuenta a estimular el músculo directamente y compruebe que el músculo no se ha fatigado.  Con cuidado desmonte la preparación neuromuscular y vuelva a montarla en la otra pata.  Antes de continuar ajuste la tensión de reposo adecuada para obtener una respuesta máxima del músculo y encuentre los estímulos máximo al nervio y al músculo, capaces de provocar una contracción muscular máxima. Ajuste la velocidad del registro a 10 seg/división.  Bloqueo de la unión Neuromuscular o En el canalizador de estímulos seleccione NERVIO o En el estimulador ajuste los siguientes parámetros: voltaje del estímulo máximo al nervio; duración del estímulos, 2 mseg; frecuencia 2/seg o Con la jeringa de 1 ml, inyecte 100 µl de la solución de tubocurarina directamente en la porción media del músculo e inicie la estimulación directa al nervio con trenes de estimulación de 3 segundos de estimulación por 10 segundos de descanso. Observe la respuesta contráctil conforme avanza el tiempo y continúe estimulando hasta que ya no haya más contracciones. o Para demostrar que la desaparición de la respuesta contráctil se debe al bloqueo de la unión neuromuscular y no a la fatiga del músculo, con el canalizador de estímulos pase a estimular directamente al músculo con el estímulo máximo del músculo y observe la amplitud de las contracciones. Como un control, reestimule al nervio con el mismo voltaje usado en el músculo. Observe el bloqueo completo de la unión neuromuscular.

Resultados: Estimulación del ner vio Tabla 1 Duración 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms

Intensidad .2 .4 .5 .6 .7 .8

Frecuencia = 0

Tipo de estimulo Subumbral Umbral Máximo

Gr 11.44 15.86 16.04 67.06 29.21 16.16

Estimulación del nervio 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0.2

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Estimulación del musculo Tabla 2 Duración 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms 2 ms

Intensidad .6 .7 .8 1 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

Frecuencia = 0

Tipo de estimulo Subumbral Umbral

Máximo

Gr .8 1.8 9.5 12.6 17.06 19.97 20.88 21.78 22.18 21.78 22.38 21.88

Amplitud de contraccion gramos (Y) 25

20

15

Amplitud de contraccion gramos (Y)

10

5

0 0.6 0.7 0.8 1

2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6

Estímulos repetitivos al nervio ciático Tabla 3 Frecuencia 3 5 10 15

Duración “.6”

Intensidad 7.06

Observaciones Tetanizacion incompleta

Estímulos repetitivos al musculo gastronemio Tabla 4 Frecuencia 3 5 10 15

Duración “.6”

Intensidad 7.06

Total de tiempo

Fatiga

49.4 s

29.5 %

Observaciones Tetanizacion completa

Fatiga Tabla 5 Contractura Máxima 39.35 gr

Hay una pérdida de respuesta de un 63%

Efecto del curare sobre fuerza contraccional del musculo y el ner vio Tabla 6 Duración

Intensidad

3 ms 3 ms

.6 .6

Complete los siguientes datos.

Frecuencia = 0

Fuerza Contractural 52.6 gr 3.9 gr

Nervio

Musculo

3.9 gr No hay efecto

109 gr Si hay efecto

Fuerza máxima de la contracción de la sacudida simple: a) al estimular el nervio: 67.06 gr b) al estimular directamente al músculo 22.18 gr Fuerza de la contracción máxima durante el tétanos al estimular: a) al nervio b) al estimular el músculo Relación de la fuerza de contracción en tétanos/sacudida simple al estimular el nervio________. Tiempo de fatiga de la unión neuromuscular con estímulos repetitivos aislados 49.4 s. Tiempo de fatiga de la unión neuromuscular con estímulo tetánico s.

Cuestionario: Explique porque al incrementar la intensidad del estímulo al nervio se incrementa la amplitud de las contracciones.

R: porque se da una suma de ondas, ya que cuando una fibra de musculo esquelético es estimulada de forma tan rápida o consecutiva (20-30 veces por segundo) no se relaja totalmente, sino que solo se relaja parcialmente entre cada estimulo; esta sumación de ondas se producen cuando se libera ca2+ adicional del retículo sarcomplasmatico por estímulos consecutivos. Explique porque al incrementarse la intensidad del estímulo al músculo se incrementa la amplitud de las contracciones.

R: porque el estímulo depende de la intensidad, del tiempo y de la frecuencia; la intensidad es proporcionalmente inversa a la amplitud de contracción; es decir, si cambias uno de ellos afectara al otro ya sea incrementando o disminuyendo. ¿A qué se debe que la intensidad del estímulo umbral sea diferente en el nervio y en el músculo?

R: Por la sumación temporal, la fatigación o tetanización que se puede presentar en el nervio y en el musculo directo no, pues no tiene que pasar o recorrer toda la superficie membranal lo que hace que se transmita más rápido. ¿Por qué al incrementar la frecuencia de los estímulos al nervio se obtiene una mayor fuerza de contracción en comparación con la de la sacudida simple?

R: por la plasticidad sináptica, ya que se sensibiliza lo cual implica una mayor inducción del Ca para una mayor activación de segundos mensajeros, lo cual modifica el nivel d proteínas en la membrana involucradas en la generación del PA, incrementando así su excitabilidad. ¿Cuáles son las causas de la fatiga de la unión neuromuscular y cuales las de la fatiga muscular? Explique el mecanismo de acción del curare en el bloqueo de la unión neuromuscular.

R: el curare bloquea la apertura de los canales iónicos, y enlentece la actividad enzimática de la acetilcolinesterasa, lo que demora la eliminación de ACh de la hendidura sináptica.

Investigue los efectos de la toxina botulínica, del veneno de la araña viuda negra y el gas mostaza sobre la unión neuromuscular.

R: La toxina botulínica disminuye la liberación de ACh por las terminaciones axónales, lo que provoca diarreas, vómitos, parálisis muscular y la muerte si se ingiere demasiada cantidad; en el veneno de a araña Describa en qué consiste la enfermedad autoinmune conocida como Mistenia gravis.

R: consiste en el daño crónico y progresivo de la unión neuromuscular, en donde el sistema inmunitario produce inadecuadamente anticuerpos que se unen a algunos receptores colinérgicos y los bloquea lo que reduce la cantidad de receptores colinérgicos funcionales en las placas musculares. Así con el tiempo se van perdiendo estos receptores colinérgicos y el musculo se vuelve más castigable cada vez, más débiles y con mayor probabilidad de dejar de funcionar. Como explica que fue el curare el responsable del bloqueo neuromuscular y no la fatiga de la unión neuromuscular la causa del bloqueo neuromuscular.

R: Como explica que fue el curare el responsable del bloqueo neuromuscular y no la fatiga de la unión neuromuscular la causa del bloqueo neuromuscular. El curare es un fármaco que compite con la acetilcolina por la unión con los receptores nicotínicos para acetilcolina tipo muscular; Entonces la respuesta se registra sólo en la región de la placa terminal y disminuye de manera exponencial conforme se aleja de ésta. Y no es causada solo por la estimulación continua como seria en la fatiga.

Discusiones: Se puede observar en la primera tabla los resultados obtenidos a partir de la estimulación del nervio ciático, se pudo obtener el estimulo subumbral, umbral y máximo, se pudo observar que un estimulo demasiado débil (subumbral) no genera contracción alguna pero un estimulo con el suficiente voltaje si lo genera, al compararlo con la tabla dos donde se observan los resultados obtenidos en la estimulación del musculo, se pudo notar que los valores de los mismos estímulos (subumbral, umbral, máximo) son diferentes. El nervio es sensible a la excitación eléctrica por lo que es excitable y transmite el impulso al musculo, el cual es sensible al impulso por una contracción y lo hace contráctil (Vincent, 1981) También pudimos observar el fenómeno de la Tetanizacion que es la contracción repetida de un músculo a una frecuencia, por encima de la frecuencia de la fusión tetánica, debida a la estimulación del mismo o del nervio correspondiente, no permitiendo la relajación entre las distintas contracciones (http://www.cun.es/diccionario-medico/terminos/tetanizacion) y para llevarlo a cabo aumentamos la fuerza de contracción mediante la estimulación repetida del musculo antes de que tenga tiempo de relajarse. También pudimos observar el efecto del curare sobre el nervio y el musculo, se pudo observar que en el nervio no hay efecto mientras que en el musculo si lo hay, esto se debe a que el Curare actúa en la unión entre el nervio y el músculo para bloquear la transmisión de los impulsos nerviosos, Cuando el curare se une en lugar de la acetilcolina, los receptores no se activan, y hay pérdida de la función muscular, parálisis y posiblemente la muerte. Los intervalos de dosificación y administración determinarán la gravedad de los efectos del curare.

Conclusiones: El estudio de la unión neuromuscular nos permite una mejor comprensión del funcionamiento de la sinapsis además de que nos ayuda a entender mejor el funcionamiento de los neurotransmisores, es interesante conocer cómo funciona el control de las vías sensitivas sobre los músculos, y él como cualquier cosa que falle puede repercutir gravemente en su funcionamiento; las fibras musculares pueden tener muchos y variados usos, todo dependiendo del tipo de acción que se necesite llevar a cabo, y para que esto pueda ser es necesaria la buena comunicación a través de la vía sensitiva.

Bibliografía:  Vincent, P., 1981. “El cuerpo humano”, Editorial Reverte. Madrid España  Urroz, C., 2005, “Elementos de anatomía y fisiología animal”, Ed. EUNED, España  http://www.ehowenespanol.com/efectos-del-curare-impulsos-nerviososhechos_143866/  Kenneth, S., 2013, “Anatomía y fisiología, la unidad entre forma y función”, Ed. Mac Graw Hill, México.  https://mianatomia.wordpress.com/2014/11/19/la-union-neuromuscular-laplaca-motora/...