EXCITACIÓN DEL MÚSCULO
ESQUELÉTICO:Transmisión
neuromuscular y acoplamiento
excitación - contracción
UNIÓN NEUROMUSCULAR:Transmisión de impulsos desde terminaciones nerviosas hasta fibras del músculo esquelético.
• Las fibras del músculo esquelético están inervadas por fibras nerviosas mielinizadas grandes originadas en las moto-neuronas grandes de las astas anteriores de la médula espinal.
• Cada terminación forma una unión,
denominada UNIÓN NEUROMUSCULAR
con la fibra muscular.
ANATOMÍA FISIOLÓGICA DE LA UNIÓN NEUROMUSCULAR: LA PLACA MOTORA
TERMINAL
• La fibra nerviosa forma un complejo de terminaciones nerviosas ramificadas que se invaginan en la superficie de la fibra muscular.
• Toda la estructura se denomina PLACA MOTORA TERMINAL.
• La membrana invaginada se denomina gotiera sináptica o valle sináptico.
• Espacio entre la terminación y la membrana de la fibra: espacio sináptico.
• En el fondo de la h. sináptica hay pliegues de la membrana de la fibra muscular llamados hendiduras subneurales, que aumentan el área en el que puede actuar el neurotransmisor.
• En la terminación axónica hay muchas mitocondrias que dan ATP, fuente de energía para síntesis del transmisor excitador: ACETILCOLINA. Excita la membrana de la fibra muscular.
• Se sintetiza en el citoplasma de la terminación pero se absorbe en vesículas sinápticas.
• En el espacio sináptico hay grandes cantidades de ENZIMA ACETILCOLINESTERASA, que destruyen la acetilcolina milisegundos después de ser liberada de las vesículas.
SECRECIÓN DE LA ACETILCOLINA POR LAS TERMINACIONES NERVIOSAS.
• Impulso nervioso ---> unión neuromuscular, se liberan aprox. 125 vesículas de Aco ---> espacio sináptico.
• Parte interna de la membrana neural hay barras densas lineales y a cada lado de estas hay canales de calcio activadas por voltaje
• Potencial de acción---> se abren canales de Ca ---> difusión de Ca++ desde espacio sináptico hasta el interior de la terminación nerviosa.
• Ca++ ejercen atracción de las vesículas sinápticas ---> provocan fusión de las vesículas con la membrana neural ---> vacían la ACo hacia el espacio sináptico por exocitosis.
EFECTO DE LA ACETILCOLINA SOBRE LA MEMBRANA DE LA FIBRA MUSCULAR.
• En la membrana de la fibra muscular hay muchos receptores de acetilcolina, que son canales iónicos activados por acetilcolina.
• Localizados casi totalmente cerca de las aberturas subneurales.
• Cada receptor de acetilcolina es un complejo proteico que tiene un peso molecular total de 275.000, el complejo está formado por 5 subunidades proteicas:
• 2 proteínas alfa
• 1 proteína beta
• 1 proteína delta
• 1 proteína gamma
• Están dispuestas en círculo y atraviesan la membrana para formar un canal tubular
• A) El canal permanece cerrado; B) el canal se abre cuando dos moléculas de ACo se unen respectivamente a las dos subunidades alfa proteicas del canal. Canal mide 0.65 nm.
• Pasan K+, Na+ y Ca++; fluyen más iones Na+.
• No pasan iones negativos como los iones cloruros
DESTRUCCIÓN POR LA ACETILCOLINESTERASA DE LA ACETILCOLINA LIBERADA.
• Una vez que se libera la ACo al espacio sináptico, esta sigue activando los receptores mientras persista en el espacio.
• Se elimina rápidamente por dos medios:
1.Enzima Acetilcolinesterasa.
2.Una pequeña cantidad de ACo difunde hacia el exterior del espacio sináptico y ya no está disponible para actuar
• Esto impide la reexcitación muscular continuada después de que la fibra se haya recuperado del potencial de acción.
POTENCIAL DE LA PLACA TERMINAL Y EXCITACIÓN DE LA FIBRA MUSCULAR
ESQUELETICA.
• Entrada rápida de Na+ en la fibra muscular---> aumento del potencial eléctrico en el interior de la fibra en la zona local de la placa terminal---> positivamente hasta 50 a 75 mV, ---> potencial local denominado POTENCIAL DE LA PLACA TERMINAL.
FACTOR DE SEGURIDAD PARA LA TRANSMISIÓN EN LA UNIÓN NEUROMUSCULAR
• Cada impulso que llega a la unión neuromuscular produce un potencial de la placa terminal aproximadamente 3 veces mayor que los requeridos para estimular la fibra muscular.
• Se dice entonces que la unión neuromuscular normal tiene un factor de seguridad elevado.
• Estimulación de la fibra nerviosa a frecuencias mayores de 100 veces x seg. Produce fatiga de la unión neuromuscular.
BIOLOGÍA MOLECULAR DE LA FORMACIÓN Y LIBERACIÓN DE ACETILCOLINA.
• Se forman vesículas pequeñas en el aparato de Golgi del cuerpo celular de la motoneurona.
• Se sintetiza acetilcolina en el citosol de la terminación de la fibra nerviosa.
• Un potencial de acción abre los canales de calcio en la membrana de la terminación nerviosa.
• El numero de vesículas sinápticas es suficiente para transmitir algunos miles de impulsos a la fibra nerviosa.
FÁRMACOS QUE POTENCIAN O BLOQUEAN LA TRANSMISIÓN EN LA UNIÓN NEUROMUSCULAR.
1.FÁRMACOS CON ACCION SIMILAR A LA ACo: metacolina, carbacol y nicotina.
2.FÁMACOS QUE ESTIMULAN LA UNIÓN NEUROMUSCULAR POR INACTIVACIÓN DE ACETILCOLINESTERASA: neostigmina, fisostigmina fluorofosfato de diisopropilo.
3.FÁRMACOS QUE BLOQUEAN LA TRANSMISIÓN EN LA UNIÓN NEUROMUSCULAR: fármacos curariformes; D-tubocurarina.
Miastenia grave que causa parálisis muscular.
• Las uniones neuromusculares no pueden transmitir suficientes señales desde las fibras nerviosas hasta las fibras musculares.
• Anticuerpos que bloquean sus propios receptores de ACh en la unión neuromuscular postsináptica.
• Administración de neostigmina u otro anticolinesterásico.
Potencial de acción muscular
1.POTENCIAL DE MEMBRANA EN REPOSO: aprox. De -80 a -90 mV.
2.DURACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN: 1 a 5 ms en el músculo esquelético.
3.VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN: de 3 A 5 m/s.
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCION
SISTEMA DE TÚBULOS TRANSVERSOS-RETÍCULO SARCOSPLÁSMICO
• La fibra muscular esquelética es tan grande que los potenciales de acción que se extienden por su membrana superficial casi no causan flujo de corriente en la profundidad de la fibra.
• Para causar la contracción muscular se realiza transmisión de los potenciales de acción a lo largo de los túbulos transversales.
LIBERACIÓN DE IONES CALCIO POR EL RETÍCULO SARCOSPLÁSMICO
• R. Sarcosplásmico en sus túbulos vesiculares tiene elevada concentración de iones calcio.
• Muchos iones son liberados desde las vesículas cuando se produce un potencial de acción en el túbulo T adyacente.
Bomba de calcio para retirar los iones calcio del liquido miofibrilar después de que se haya producido la contracción
• Actúa continuamente y esta localizada en las paredes del r. Sarcosplásmico.
• Bombea iones calcio desde las miofibrillas de nuevo a los túbulos Sarcosplásmicos.
Pulso excitador de los iones calcio.
ESTADO DE REPOSO
• Concentración de Ca: (<10–7 molar)
CONTRACCIÓN
• Concentración de Ca: 2 × 10-4 molar
DURACIÓN DE PULSO
• Aproximadamente 1/20 de segundo.