FISIOLOGA GENERAL Y CONTRACTILIDAD MUSCULAR

Tema 2: Excitabilidad nerviosa

Objetivos generales

1. Analizar los fenmenos bioelctricos e inicos que se dan durante la gnesis de los potenciales de accin y electrotnicos as como la conduccin de estos potenciales.

Objetivos especficos

1. Analizar los determinantes del potencial de membrana.

2. Analizar las diferentes partes del potencial de accin.

3. Explicar los diferentes tipos de conduccin nerviosa.

4. Analizar las caractersticas de las fibras nerviosas mielinizadas y compararlas con las fibras nerviosas no mielinizadas.

5. Estudiar el efecto de la desmielinizacin en la conduccin nerviosa del estmulo elctrico.

Caso clnico

Anamnesis

Paciente femenina de 25 aos de edad, quien llega al servicio de emergencias con una historia de prdida de sensibilidad en el miembro superior derecho. La paciente refiere que hace un ao present prdida transitoria de la visin, que recuper posteriormente. Hace tres meses present dificultad en la movilizacin y debilidad en el miembro inferior izquierdo, las cuales tambin recuper.

Examen fsico en emergencias

Frec. Cardiaca (FC): 82 lat/min

Presin Arterial (PA): 124/76 mmHg

Peso (P): 62 Kg.

Temperatura (T): 36. 8 C

Estatura (E): 1,67 m

Pacienteeutrfica, conciente yorientada en las tres esferas.

Al examen neurolgico presenta en la piel de la extremidad superior derecha, prdida de la sensibilidad a cualquier modalidad sensorial, sin embargo, en dicha extremidad lafuerza muscular es 5/5y los reflejos bicipital y tricipital se encuentran abolidos. El examen de los pares craneales es normal, al igual que el resto del examen fsico y neurolgico.

Impresin diagnstica

Esclerosis mltiple

FISIOLOGA GENERAL Y CONTRACTILIDAD MUSCULAR

Tema 2:Excitabilidad nerviosa

Gua de trabajo

6-. Qu es la constante de longitud (?), cul es su frmula e importancia en la transmisin de impulsos elctricos? La constante de longitud () representa la distancia a la cual el potencial electrotnico ha cado en un 37% de su valor inicial y que todava es capaz de influir en regiones cercanas de la membrana.

En donde:

a= radio del axn.

Rm= resistencia de la membrana.

Ri= resistencia interna.

La constante de longitud nos permite evidenciar que entre mayor sea el radio del axn, mayor va a ser la distancia (propagacin) recorrida por el impulso elctrico. Por eso se dice que las dendritas atenan los potenciales de accin, ya que al darse la ramificacin de las dendritas disminuye su radio y con ello su propagacin va a ser menor, as como mayor sea la resistencia interna menor ser .La mielina tiene un efecto importante en la transmisin de impulsos, ya que esta favorece el incremento de Rm y la disminucin de Cm. Por eso, la propagacin de voltaje a travs de un axn mielinizado mejora porque aumenta Rm. 7-. Qu es la constante de tiempo (t); cul es su frmula e importancia en la transmisin de impulsos elctrcios? Constante de tiempo: El tiempo necesario para que el voltaje caiga a 37% de su valor inicial. Depende de la resistencia y la capacitancia de la membrana.

=Rm*CmRecordar:

-Resistencia se da en ohmios ( R = V / I ( voltios / amperios

-Capacitancia se da en faradios ( C = Q / V ( coulombs / voltiosHay muchos factores que afectan la capacitancia de la membrana:el rea, la constante de permisividad, constante dielctrica del material que forma el aislante y todo esto dividido entre el grosor del capacitor. Entonces un capacitor ms grueso va almacenar menos.

Entre ms cargas almacene la membrana y ms resistente sea, la constante de tiempo va a ser mayor, es decir debe pasar ms tiempo para que el potencial inicial vaya disminuyendo.

sea dependiendo del valor de la constante de tiempo, el potencial durara ms o menos tiempo. 8-. Existe una relacin entre el dimetro de un nervio y su grado de mielinizacin con la conduccin nerviosa. Cmo se clasifican los diferentes tipos de fibras nerviosas segn su dimetro y velocidad de conduccin? Qu importancia fisiolgica tiene este hallazgo? Entre ms grande es el dimetro de un axn, mayor es su velocidad de conduccin. Adems un axn mielinizado conduce ms rpidamente que uno desmielinizado. En los axones desmielinizados el potencial de accin se propaga en forma de una onda solitaria. En los mielinizados, se mantiene el voltaje a lo largo de la fibra. En ellos se da la conduccin saltatoria, que consiste en que el potencial de accin se propaga entre ndulos de Ranvier, que son espacios de axn libres de mielina. As los canales de sodio y potasio se encuentran nicamente en los ndulos de Ranvier. Las fibras se clasifican en varios tipos:

A: Son sensores de propiocepcin aferentes de msculo esqueltico. Con un dimetro entre 13 y 20 m y velocidad de conduccin de 80-120 m/s:

A: Son sensores aferentes de mecanorreceptores de la piel. Dimetro 6-12m y velocidad de conduccin 35-75 m/s.

A: Fibras musculares motoras intrafusales. Dimetro 3-6 m y velocidad de conduccin 12-30 m/s.

A: Sensores aferentes de dolor y temperatura. Dimetro 1-5 m y velocidad de conduccin de 5-30 m/s.

B: Neuronas preganglionares del sistema nervioso autnomo. Dimetro menor a 3 m y velocidad de conduccin de 3-15 m/s.

C: Sensores aferentes de dolor, temperatura y picazn. Dimetro de 0.2-1.5 m y velocidad de conduccin de 0.5-2 m/s. Son desmielinizadas.

La importancia radica en que por ejemplo las fibras ms delgadas y lentas estn destinadas a conducir informacin de dolor crnico o temperatura, la cual no es tan crtica, mientras las fibras ms gruesas conducen informacin que cambia muy rpidamente como la de mecanorreceptores o las que estn destinadas a coordinar la contraccin muscular. 9-. Qu es la esclerosis mltiple? Cmo es la conduccin nerviosa en los axones de los pacientes con dicha enfermedad? Cmo se afectaran en los pacientes con esclerosis mltiple las constantes de tiempo y de longitud? Integre los conceptos analizados en las preguntas anteriores en la explicacin fisiopatolgica de esta enfermedad. a. Qu es la esclerosis mltiple?

La esclerosis mltiple (EM) es una enfermedad autoinmune que ataca directamente oligodendrocitos, afectando exclusivamente el SNC. Este es el desorden neurolgico ms comn en adultos jvenes y suele ser ms comn en mujeres que en hombres.

b. Cmo es la conduccin nerviosa en los axones de los pacientes con dicha enfermedad?

En un axn normal mielinizado, la corriente generada en un nodo puede cargar efectivamente el siguiente hasta el punto de alcanzar el umbral en aproximadamente 20 s, esto porque la mielina permite aumentar la resistencia y reducir la capacitancia entre el axoplasma y el lquido extracelular. Si quitamos la mielina que funciona como aislante, la misma corriente generada en un nodo es distribuida en una mayor rea de membrana la cual tendr tambin una mayor capacitancia. Cuando se compara con una conduccin normal, la conduccin en un axn desmielinizado puede continuar pero a una menor velocidad, esto cuando la desmielinizacin no es an muy severa. En estudios experimentales, la conduccin internodal a travs de fibras desmielinizadas puede tardar hasta 500 s, 25 veces el tiempo que tarda normalmente, adems la habilidad del axn para transmitir lneas de impulsos de alta frecuencia puede perderse

c. Cmo se afectaran en los pacientes con esclerosis mltiple las constantes de tiempo y de longitud?

La constante de longitud () puede interpretarse como la distancia a la que, cuando se propaga un cambio local en el potencial de membrana, este sigue siendo capaz de influenciar la membrana de las regiones vecinas.

Segn la ecuacin anterior a mayor resistencia de la membrana mayor el valor de la constante de longitud y menor la perdida de la seal. Debido a que la EM es una enfermedad desmielinizante, y es la mielina el principal factor en aumentar la resistencia de la membrana axonal, en pacie

La constante de tiempo describe la propagacin del cambio de voltaje en el tiempo, esta constante es menor cuanto ms rpidamente una regin vecina de la membrana alcance el umbral y ms pronto la regin dispare un potencial de accin, es decir la constante de tiempo es menor cuando ms rpida sea la propagacin del impulso y viceversa. Debido a que la constante de tiempo () es proporcional a la capacitancia de la membrana y la mielina permite reducir dicha capacitancia, en pacientes con EM la capacitancia de la membrana axonal aumenta y as tambin la constante de tiempo por lo que los impulsos se transmiten ms lentamente.d. Integre los conceptos analizados en las preguntas anteriores en la explicacin fisiopatolgica de esta enfermedad.

Aunque an no se tiene muy clara la causa de la EM, se cree que se produce por una ruptura en la barrera hematoenceflica en individuos predispuestos genticamente a esta enfermedad. Una de las hiptesis planteadas sobre el origen de la EM sugiere que alguna infeccin sistmica podra causar la prdida de regulacin de la adhesin molecular sobre el endotelio del cerebro y la mdula espinal, lo que permitira el ingreso de leucocitos a este sitio inmunolgicamente privilegiado. Si los linfocitos programados para reconocer el antgeno localizado en la mielina lo hacen esto podra desencadenar una cascada de eventos que resultara en una inflamacin aguda y una lesin desmielinizante. La destruccin axonal en la EM aparece en parte por la desmielinizacin y en parte por la expresin anormal de canales de sodio localizados en la membrana. La desmielinizacin del axn no solo provoca una conduccin lenta de la seal, sino que adems deja a este desprotegido por lo que se vuelve ms susceptible a posibles daos. Adems en un intento por restablecer la conduccin normal hay un aumento en la entrada de sodio, este proceso provoca una inversin en el intercambiador sodio-calcio (eflujo de sodio e influjo de calcio) esto puede provocar que se disparen cascadas intracelulares mediadas por calcio destructivas, lo que puede provocar finalmente degeneracin neuronal.

a: radio axonal Rm: resistencia de la membrana Ri: Resistencia interna