Celulas Exitables: Neuronas y Células Muscular

 

CÉLULAS EXCITABLES: NEURONA Y CÉLULA MUSCULAR   Contenido:  a) La neurona como unidad funcional del sistema nervioso. Definición.  b) Características y tipos de neuronas. Partes de una neurona.  c)  Diferencia entre nervios mielínicos y amielínicos.  d) Definición de sinapsis. Componentes de una sinapsis. Diferencias entre sinapsis química y eléctrica.   e) Unión neuromuscular como ejemplo de sinapsis química.  f) Tipos de músculos (liso, estriado cardíaco y estriado esquelético).   g) Contracción muscular.

 

Datos importantes: 

 

 Neuronas y células de sostén: 

• Neuronas: Son las células especializadas en la transmisión de señales dentro del sistema nervioso. Se dividen en varios tipos, como las neuronas sensoriales (encargadas de transmitir información sensorial), las neuronas motoras (que envían señales para controlar los músculos y glándulas) y las neuronas interneuronales (que conectan otras neuronas entre sí). 

 

• Células de sostén: También conocidas como células gliales, estas células tienen varias funciones de soporte en el sistema nervioso. Incluyen células como los astrocitos (que proporcionan soporte estructural y metabólico a las neuronas), oligodendrocitos y células de Schwann (que forman la vaina de mielina) y microglía (bque desempeña funciones inmunológicas en el sistema nervioso central). 

 

a.      Vaina de mielina: 

·        La vaina de mielina es una capa protectora que rodea los axones de algunas neuronas y facilita la transmisión rápida de los impulsos nerviosos. En el sistema nervioso central, la vaina de mielina es formada por oligodendrocitos, mientras que en el sistema nervioso periférico, es formada por células de Schwann. 

 

b.     Barrera hematoencefálica: 

·        La barrera hematoencefálica es una estructura altamente selectiva que protege el cerebro de sustancias potencialmente dañinas que circulan en la sangre. Está formada por células endoteliales especializadas en los capilares cerebrales, así como por las membranas basales asociadas y los pies de los astrocitos.

·        Esta barrera limita el paso de moléculas grandes y sustancias químicas tóxicas desde el torrente sanguíneo al cerebro, manteniendo un entorno interno cerebral estable y protegiendo el tejido cerebral de lesiones y enfermedades. 

 

Estos puntos son esenciales para comprender la estructura y función del sistema nervioso y su importancia para el funcionamiento adecuado del organismo. 

 

Actividades:  

  

1.     Las neuronas son la unidad funcional del sistema nervioso. ¿Qué quiere decir esto? 

Significa que son las células especializadas encargadas de transmitir información dentro del sistema nervioso.

 

Estas células nerviosas son responsables de recibir estímulos del ambiente o del cuerpo, procesar esa información y enviar señales eléctricas o químicas a otras neuronas, músculos o glándulas, permitiendo así la comunicación entre diferentes partes del cuerpo y la coordinación de diversas funciones fisiológicas y cognitivas.

 

En resumen, las neuronas son los elementos fundamentales que permiten que el sistema nervioso funcione como un todo integrado y coordinado. 

 

2.     Marque en la siguiente imagen las partes principales de una neurona e identifique su función principal. 

 

 

 

 

1.     Funcionalmente, ¿Qué tipos de neuronas existen? 

·        Neuronas sensoriales (aferentes): Estas neuronas detectan estímulos externos e internos del entorno y transmiten esa información hacia el sistema nervioso central (SNC). Por ejemplo, las neuronas en la retina del ojo detectan la luz, y las neuronas en la piel detectan el tacto y la temperatura. 

 

·        Neuronas motoras (eferentes): Estas neuronas transmiten señales desde el sistema nervioso central hacia los músculos y glándulas para producir respuestas motoras. Por ejemplo, las neuronas motoras controlan la contracción muscular para permitir el movimiento. 

 

·        Neuronas interneuronales (asociativas o de asociación): Estas neuronas se encuentran principalmente dentro del sistema nervioso central y actúan como conexiones entre las neuronas sensoriales y motoras. Son responsables de procesar y transmitir información dentro del cerebro y la médula espinal para integrar las señales sensoriales y coordinar respuestas motoras. 

 

Además de estas categorías principales, también existen otros tipos de neuronas especializadas, como las neuronas de proyección que transmiten señales a larga distancia dentro del sistema nervioso y las neuronas de modulación que regulan la actividad de otras neuronas mediante la liberación de neurotransmisores.

La diversidad funcional de las neuronas es fundamental para la complejidad y la adaptabilidad del sistema nervioso en la regulación de diversas funciones corporales y comportamientos. 

 

2.     ¿De qué depende la velocidad de conducción nerviosa? ¿Para qué sirve la mielina? 
 

La velocidad de conducción nerviosa depende de varios factores, siendo uno de los más importantes la presencia de mielina alrededor de los axones de algunas neuronas. Aquí te explico con más detalle: 

 

Presencia de mielina: La mielina es una capa aislante que rodea los axones de algunas neuronas, formando la vaina de mielina. Esta estructura tiene un efecto de aislamiento eléctrico, lo que significa que reduce la pérdida de señal eléctrica a lo largo del axón y facilita una conducción más rápida y eficiente del impulso nervioso. En general, la presencia de mielina aumenta significativamente la velocidad de conducción nerviosa. 

 

Diámetro del axón: Además de la presencia de mielina, el diámetro del axón también influye en la velocidad de conducción nerviosa. Los axones más gruesos permiten una conducción más rápida de los impulsos nerviosos debido a una menor resistencia al flujo eléctrico. 

 

Temperatura: La temperatura también puede afectar la velocidad de conducción nerviosa. En general, a temperaturas más altas, la velocidad de conducción aumenta debido a una mayor eficiencia en los procesos bioquímicos y electrofisiológicos involucrados en la transmisión de señales nerviosas. 

 

La mielina es esencial para la función adecuada del sistema nervioso debido a sus efectos en la velocidad de conducción nerviosa. Además de aumentar la velocidad de transmisión de señales, la mielina también proporciona protección y soporte estructural a los axones.  

 

En resumen, la mielina sirve para aumentar la eficiencia y velocidad de transmisión de señales nerviosas, lo que es crucial para la comunicación rápida y precisa dentro del sistema nervioso. 

 

 

3.     ¿Qué es una sinapsis? 

Una sinapsis es una estructura funcional y especializada que permite la comunicación entre neuronas o entre una neurona y una célula efectora, como una célula muscular o glandular. Es el sitio donde se transmiten señales eléctricas o químicas de una célula a otra. 

 

En la mayoría de los casos, las sinapsis se forman entre el axón de una neurona (la célula presináptica) y una dendrita, cuerpo celular o axón de otra neurona (la célula postsináptica). Sin embargo, también pueden ocurrir sinapsis entre neuronas y células efectoras no neuronales, como células musculares y glandulares, en lo que se conoce como una sinapsis neuromuscular o neuroglandular. 

Las señales eléctricas se transmiten a través de las sinapsis mediante cambios en el potencial eléctrico de la membrana celular, mientras que las señales químicas se transmiten mediante la liberación de neurotransmisores desde la célula presináptica hacia el espacio sináptico, donde se unen a receptores en la célula postsináptica, desencadenando una respuesta bioeléctrica en esa célula. 

 

Las sinapsis son fundamentales para la función del sistema nervioso, ya que permiten la integración de señales neuronales, el procesamiento de información y la transmisión de señales a lo largo de las vías neurales, lo que subyace en la regulación de numerosas funciones corporales y comportamientos. 

 

 

4.     ¿Qué tipo de sinapsis existen? ¿Qué diferencias existen entre los tipos de sinapsis? 

Existen varios tipos de sinapsis, cada uno con características distintas. Aquí te menciono los principales tipos y algunas diferencias entre ellos: 

 

·        Sinapsis químicas: 

·        Son las sinapsis más comunes en el sistema nervioso. 

·        La transmisión de señales ocurre mediante la liberación de neurotransmisores desde la célula presináptica hacia el espacio sináptico. 

·        Los neurotransmisores se unen a receptores específicos en la membrana de la célula postsináptica, desencadenando una respuesta bioeléctrica en esa célula. 

·        Este tipo de sinapsis permite una regulación fina y rápida de la transmisión de señales mediante la modulación de la cantidad y la actividad de los neurotransmisores. 

 

·        Sinapsis eléctricas: 

·        En este tipo de sinapsis, las células presináptica y postsináptica están físicamente unidas por uniones de hendidura o gap junctions. 

·        La transmisión de señales ocurre a través de corrientes eléctricas que fluyen directamente de una célula a otra a través de estas uniones. 

·        Las sinapsis eléctricas permiten una transmisión rápida y sincronizada de señales entre células, sin la necesidad de mediadores químicos. 

 

·        Sinapsis axosomáticas: 

·        Se producen entre el axón de una neurona presináptica y el cuerpo celular de una neurona postsináptica. 

·        Estas sinapsis pueden tener efectos reguladores sobre la excitabilidad de la célula postsináptica, controlando su disparo de potenciales de acción. 

 

·        Sinapsis axodendríticas: 

·        Se forman entre el axón de una neurona presináptica y las dendritas de una neurona postsináptica. 

·        Son comunes en la integración de señales neuronales y en el procesamiento de información en el sistema nervioso. 

 

·        Sinapsis axoaxónicas: 

·        Se establecen entre el axón de una neurona presináptica y el axón de una neurona postsináptica. 

·        Pueden regular la liberación de neurotransmisores en la neurona presináptica o influir en la excitabilidad del axón postsináptico. 

 

·        Estas son algunas de las principales categorías de sinapsis en el sistema nervioso, cada una con sus propias características y funciones específicas. La diversidad de tipos de sinapsis permite una variedad de mecanismos para la comunicación neuronal y el procesamiento de información en el sistema nervioso. 

 

5.     Marque en el gráfico los siguientes componentes de la sinapsis neuromuscular: 

 

 

A.     Terminal nerviosa 

B.     Receptores de acetilcolina 

C.     Placa motora 

D.     Potencial de acción  

E.     Ca+ 

F.      Na 

G.    Mitocondria 

 

8- ¿Qué tipos de músculo conoce? ¿En base a qué se clasifican de ese modo? 
 

Hay tres tipos principales de músculo en el cuerpo humano: 

 

Músculo esquelético: También conocido como músculo estriado o voluntario, este tipo de músculo está unido a los huesos y es responsable del movimiento del esqueleto, así como de otras funciones como el mantenimiento de la postura y la generación de calor corporal. Se clasifica como estriado debido a su apariencia rayada bajo el microscopio. Recibe inervación somática, lo que significa que está controlado conscientemente por el sistema nervioso voluntario. 

 

Músculo liso: Este tipo de músculo se encuentra en las paredes de órganos internos como el intestino, los vasos sanguíneos, el útero y las vías respiratorias. Su contracción es involuntaria y se produce de manera lenta y sostenida. Se clasifica como músculo liso debido a su apariencia sin rayas bajo el microscopio. Recibe inervación autónoma, lo que significa que es controlado por el sistema nervioso autónomo sin intervención consciente. 

 

Músculo cardíaco: Este tipo de músculo forma las paredes del corazón y es responsable de bombear sangre por todo el cuerpo. Tiene características tanto del músculo estriado como del músculo liso y se contrae de manera involuntaria y rítmica. Se clasifica como estriado debido a su apariencia rayada, pero es involuntario como el músculo liso. Recibe inervación autónoma, específicamente del sistema nervioso autónomo parasimpático y simpático, que modulan su ritmo y fuerza de contracción. 

 

¿Qué tipo de inervación (somático o autónoma) recibe cada uno? 

1.     Complete el siguiente cuadro en relación a las características principales de cada tipo muscular: 

 

 

	Músculo liso	Músculo cardiaco	Músculo esquelético
Localización	Paredes de órganos internos	Paredes del corazón	Unido a los huesos
Presencia de estriaciones	No	Sí	Sí
Relación entre las células musculares	Células musculares lisas se organizan en haces entrelazados	Células musculares cardíacas se conectan por discos intercalares	Células musculares esqueléticas se organizan en fibras multinucleadas
Inervación	Sistema nervioso autónomo	Sistema nervioso autónomo	Sistema nervioso somático
Ión necesario para la contracción	Calcio	Calcio	Calcio

 

 

En base al siguiente esquema, complete las siguientes frases:

 

a.      El ion necesario para que se genere la contracción es el …CALCIO.

 

b.     El principal reservorio de Calcio intracelular es el ……………RETÍCULO SARCOPMASMATICO EN EL MÚSCULO ESTRIADO ……

 

c.      El calcio sale del retículo sarcoplasmático a través de un ………CANAL DE LIBERACIÓN DE CALCIO ………………a …………TRAVÉS DE UN GRADIENTE ………de su gradiente de concentración.

 

d.     En el músculo estriado el Calcio se une a ……………TROPONINA …………………… 

 

e.     Para volver a meter calcio al retículo sarcoplasmático necesito una ……BOMBA DE CALCIO ATPasa…………………porque es un transporte…………activo………………………de su gradiente de concentración. 

 

 

A.     El ion necesario para que se genere la contracción es el calcio. 

 

B.     El principal reservorio de calcio intracelular es el retículo sarcoplasmático en el músculo estriado y el retículo endoplásmico en el músculo liso. 

 

C.     El calcio sale del retículo sarcoplasmático a través de un canal de liberación de calcio (o canal de rianodina) a través de un gradiente electroquímico de su gradiente de concentración.

 

D.     En el músculo estriado el calcio se une a la troponina, una proteína que forma parte del complejo de la troponina-tropomiosina en el filamento delgada. 

 

E.     Para volver a meter calcio al retículo sarcoplasmático necesito una bomba de calcio ATPasa (SERCA) porque es un transporte activo, que requiere energía en forma de ATP, en contra de su gradiente de concentración. 

 

 

5.    Interprete y describa el mecanismo de acoplamiento excitación- contracción del músculo esquelético, siguiendo el orden de los acontecimientos según los números de las figuras (1 al 8). 

 

Relajación muscular el calcio se encuentra encerrado en el sarcoplasma.  

 

 

Contracción muscular cuando se libera el Ca para que se realice la contracción  

 

 Toda esta acción es voluntaria y es importante para la contracción del músculo