UD 3-Tema 1. Actividad electrica de las membranas celulares PDF

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FUNDAMENTOS BIOLOGICOS DE LA MOTRICIDAD HUMANA

ACTIVIDAD ELECTRICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES -

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La fibra muscular debe estar en relación con una neurona para su posible contracción mediante el impulso nervioso (sinapsis entre la neurona y la fibra) Una neurona recibe un primer estimulo y dispara un impulso nervioso (potencial de acción) y lo transmite a una segunda neurona que hará lo mismo, hasta llegar a la neurona que esté conectada con la fibra muscular Tipos de neuronas:  Sensoriales (son de tipo diferenciado)  Alfa-Motoneuronas: permiten que las fibras musculares se contraigan de forma voluntaria  Interneuronas (neuronas asociativas): la mayor parte de ellas forman parte del sistema nervioso central Las neuronas pueden ser aferentes (llevan estímulos al sistema nervioso central) o eferentes (salen estímulos del sistema nervioso central) Si alguna parte de la cadena está dañada pueden surgir diversos problemas El axón de la neurona acaba en una sinapsis que enlaza con otras neuronas, una neurona puede estar conectada con más de una sinapsis

Potencial de acción -

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El aumento de Na+ dentro de la célula es la señal de que ha habido un estimulo Mientras no haya estimulo las características de la membrana se mantienen, una vez haya un estimulo el canal iónico (especifico para el Na+) se abre y éste empieza a entrar a la célula y la diferencia de carga eléctrica entre los dos lados de la membrana se reduce (se pierde la polaridad  potencial graduado local depolarizante) Cuando ese potencial vuelve a su valor constante se llama repolarización El valor constante de la diferencia de potencial entre los dos lados de la membrana se llama potencial de reposo En la membrana tenemos unos “canales de fuga” específicos para el K+ (siempre abiertos) para que este pueda salir de la célula y mantener un gradiente, y que se pueda dar todo el proceso anterior Los cambios de polarización de la célula son unidades de información Existen unos canales regulados por el voltaje de la membrana 

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J. Quijada

Cuando la membrana se despolariza y alcanza un umbral, los canales (voltajedependientes) se abren y aumenta masivamente la cantidad de Na+ que entra e invierte la polaridad de la membrana (despolarización) Estos canales los podemos encontrar en tres estados  Con las dos compuertas cerradas: inactivos (insensibles al voltaje)  Con las dos compuertas abiertas: se dice que están abiertos, y entonces el Na+ puede pasar  Con una abierta y otra cerrada: se dice que están cerrados  A los dos últimos se les llama Activos (“sensibles”)

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[ACTIVIDAD ELECTRICA DE LAS MEMBRANAS CELULARES]

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Cuando alcanza un valor positivo muy alto, este canal se vuelve inactivo y al mismo tiempo se abre la compuerta de otros canales (voltaje-dependientes) para sacar el K+ (se abren en el mismo umbral que los de Na+ pero de forma más lenta, por lo que acaban abiertos al llegar al valor positivo alto)  De esta forma se repolariza hasta alcanzar un valor negativo más grande de lo que debería (hiperpolarización) y cierra los canales voltaje-dependientes de K+ volviendo al potencial de reposo. Además vuelve a activar los canales de Na+ pero los mantiene cerrados Este impulso nervioso se produce únicamente de manera unidireccional Todo lo que no llegue al umbral no produce el potencial de acción También existen unos canales (con receptor) para el Cl- (ejemplo) lo cual permite su paso a la célula cuando se da un estimulo y produce un potencial hiperpolarizante Depende de la intensidad del estimulo el paso de los iones en los transportadores y que se produzca un proceso u otro (con esto se explica el paso de múltiples estímulos por nuestro sistema nervioso) Cuando se produce el potencial hiperpolarizante inhibe la neurona y tarda más en producirse el potencial de acción 

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Comunicación neuronal -

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Conducción continua del potencial de acción:  Es lenta  Consume bastante ATP  Ejemplo: las fibras musculares  La desporalizacion se produce en una zona concreta de la membrana, estando lo demás de la membrana en potencial de reposo.  El movimiento de sustancias a lo largo de la célula va cambiando los potenciales de membrana abriendo los canales de las respectivas zonas y activando todo el proceso de potencial de acción.  Una vez se ha ido moviendo, esas zonas se repolarizan y se activan otra vez los canales Conducción saltatoria del potencial de acción:  Existen unas células que se enrollan a lo largo del axón (mielina) la cual oculta la membrana y la aísla del liquido extracelular  Por gradiente de carga, ayudado por el agua como conductor el potencial de acción avanza por el axón de la neurona de manera más rápida  Solo ocurre en las neuronas que tengan las bandas de mielina (formadas por células de Schwann)  Más rápida  Consume mucho menos ATP  Ejemplo: neuronas El final de la membrana está conectada a la siguiente célula mediante sinapsis (comunicación paracrina). En la neurona presináptica tenemos una vesículas con neurotransmisores y en la postsináptica tenemos un receptor para ese neurotransmisor

J. Quijada

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El potencial de acción llega hasta el final de la membrana y abre unos canales voltajedependientes que están en la terminación presináptica e introduce Ca2+, el cual es el estimulo que produce la exocitosis para la liberación de los neurotransmisores Esos neurotransmisores saltan hasta la membrana postsináptica y salta el potencial de acción.

Potencial de acción muscular -

Las fibras musculares:  Estriadas  Esquelético (voluntario)  Cardiaco (involuntario)      

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J. Quijada

Lisas (estructural)  Liso (involuntario) El tejido muscular es el que mas ATP consume El citoesqueleto está muy ordenado Cuando están relajadas: bandas claras más anchas / bandas oscuras más estrechas Cuando están contraídas: bandas claras más estrechas / bandas oscuras más anchas Es necesario que en las fibras musculares haya mitocondrias (por debajo de la membrana tenemos bombas de Na+-K+, y su citoesqueleto se encarga de la contracción) Necesarias redes de capilares (vasos sanguíneos) para que llegue mucho oxigeno La fibra muscular exhibe bandas oscuras (la banda A) y bandas claras (la banda I) La línea Z cruza la banda I y la línea M cruza la banda oscura A Entre la banda A y la línea M hay un espacio llamado zona H Todas estas bandas y líneas forman el sarcómero (maquinaria contráctil del citoesqueleto) el cual se extiende desde una línea Z (discos Z) hasta la siguiente El sarcómero es una estructura básica que permite la contracción La banda I es un grupo de fibras de actina y la banda A es un grupo de fibras de miosina (más gruesas que las de actina) En esas zonas oscuras (bandas A) al haber más proteínas la luz pasa menos Los túbulos-T (túbulos transversos) son extensiones del sarcolema (la membrana plasmática de las fibras musculares) Estos túbulos atraviesan perpendicularmente la fibra muscular Estos túbulos pueden ramificarse y extenderse a lo largo de las miofibrillas en el sarcolema muscular En el interior de las fibras están las mitocondrias

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El retículo endoplásmico liso (REL) de las fibras musculares se denomina retículo sarcoplásmico y se localiza a los lados del túbulo-T formando unas cisternas (envuelven los túbulos-T y se comunican entre sí)  2 cisternas de retículo sarcoplásmico y el túbulo-T forman la triada (entre sus membranas hay liquido extracelular), cuya función es la de llevar el potencial desde el sarcolema hasta los sarcómero. Potencial de acción:  Una vez que el potencial de acción llega de la neurona, ésta libera el ligando para el receptor del sarcolema y se abre el canal de Na+.  Se produce una despolarización en la membrana y, si ese cambio alcanza el umbral, abre el canal activo (pero cerrado) de Na+  Cuando cambia la polaridad de la membrana del túbulo-T se abren los canales iónicos en el retículo sarcoplásmico que expulsan Ca2+  La salida de Ca2+ causa la contracción muscular  El Ca2+ que hay dentro de la fibra entra en las cisternas mediante un transporte primario de Ca2+ en contra de su gradiente  Liberación de calcio inducida por calcio: canales de Ca2+ en la membrana del túbulo-T, entra Ca2+ y un receptor del Ca2+ de la cisterna lo detecta y libera Ca2+ Las fibras musculares esqueléticas tienen una única sinapsis con una única motoneurona Los túbulos-T se comportan como la membrana 

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J. Quijada

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