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.