Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia

I 0 flashcards i 12 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS FISIOLOGIA HUMANA Grau en Fisioteràpia Universitat Pompeu Fabra AprenAI 2026-2027 Apunts complets de fisiologia humana: neuromuscular, cardiovascular, respiratori, digestiu, renal, endocrí, sistema nerviós i adaptacions funcionals vitals.

APREN.AI Índex 1 Homeòstasi, organització funcional i bioenergètica cel·lular Nivells d'organització corporal i composició elemental Homeòstasi i sistemes de retroalimentació Bioenergètica cel·lular: metabolisme i funció de l'ATP Vies anaeròbiques: fosfocreatina i glucòlisi sense oxigen Via aeròbica o respiració cel·lular mitocondrial 2 Fisiologia del teixit muscular i contracció Tipus de teixit muscular i propietats del miòcit Estructura del sarcòmer i mecanisme molecular del cicle contràctil Acoblament excitació-contracció a la placa motora Unitats motores, graduació de la força i prevenció de la fatiga 3 Bases de l'excitabilitat neuronal, sinapsi i conducció de l'impuls Potencial de membrana en repòs i balanç iònic El potencial d'acció: gènesi, fases i períodes refractaris Mecanismes de transmissió: sinapsis elèctriques i químiques Principals neurotransmissors de l'organisme Classificació i velocitat de conducció de les fibres nervioses 4 Integració medul·lar, arcs reflexos i sistemes sensorials Fisiologia i organització dels arcs reflexos Fenòmens sinàptics reflexos i integració central Propietats dels receptors sensorials i propiocepció Fisiologia del dolor i sensibilitat visceral Aparell vestibular i equilibri mecànic 5 Sistema nerviós autònom i sistema nerviós entèric El sistema nerviós entèric: organització i plexes intramurals Organització anatòmica i funcional del sistema nerviós autònom Accions sobre els òrgans efectors i to basal Control superior hipotalàmic 6 Fisiologia endocrina — Eix hipotàlem-hipòfisi i glàndules perifèriques Mecanismes de senyalització hormonal i control hipotalàmic Hipòfisi: neurohipòfisi i adenohipòfisi Glàndula tiroide i paratiroide: metabolisme i equilibri fosfocàlcic Pàncrees endocrí: illots de Langerhans Glàndula tímica i epífisi Escorça suprarenal i funcions corticals Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 1 Fisiologia gonadal: ovari, testicle i cicle reproductor 7 Aparell cardiovascular — Conducció elèctrica, cicle cardíac i hemodinàmica Sistema de conducció cardíac i automatisme Mecànica del cicle cardíac i dinàmica valvular Despesa cardíaca i la seva regulació Hemodinàmica vascular i pressió arterial Microcirculació i intercanvi capil·lar 8 Sang, sistema limfàtic i resposta immunitària Composició de la sang i funcions generals Fisiologia eritrocitària i grups sanguinis Leucòcits: propietats defensives i classificació funcional Mecanismes d'hemostàsia Resposta immunitària: innata versus adaptativa Sistema limfàtic i drenatge tissular 9 Aparell respiratori — Mecànica ventilatòria, intercanvi i transport de gasos Funcions ventilatòries i no respiratòries Mecànica de la ventilació pulmonar Intercanvi alveolocapil·lar de gasos Transport d'oxigen i corba de dissociació de l'hemoglobina Transport de diòxid de carboni en sang Regulació del ritme ventilatori i control químic 10 Aparell digestiu — Motilitat, secrecions i procés d'absorció Organització parietal i regulació nerviosa del tub digestiu Digestió mecànica: deglució, motilitat gàstrica i motilitat intestinal Digestió química i secreció de fluids digestius Glàndules accessòries: pàncrees exocrí i funció biliar Absorció intestinal i activitat de la microbiota del còlon 11 Fisiologia renal, filtració glomerular i formació de l'orina Funcions renals i la nefrona com a unitat funcional Filtració glomerular i càlcul de la PFN Processos tubulars de reabsorció i secreció Control hormonal de la funció renal Composició de l'orina i fisiologia de la micció 12 Fisiologia adaptativa — Creixement, gestació i envelliment Creixement corporal i maduració esquelètica Transició puberal: adrenarquia i gonadarquia Fisiologia adaptativa de la gestació i lactància Envelliment fisiològic i senescència orgànica Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 2 13 Resum per repassar Bases fisiològiques, bioenergètica i teixit muscular Neurofisiologia, reflexos i sistemes sensorials Sistema nerviós autònom i sistema endocrí Cardiovascular, sang i respiratori Digestiu, renal i adaptacions vitals Solucions de les preguntes de repàs Aquests apunts poden contenir errors o omissions.

Són un material de suport i no substitueixen el temari oficial ni el professorat: contrasta la informació important. Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 3 1 Homeòstasi, organització funcional i bioenergètica cel·lular EN ACABAR SABRÀS Distingir els nivells d'organització del cos humà i els elements químics que el componen. Diferenciar els circuits de retroalimentació negativa i positiva identificant els seus tres components bàsics. Comparar les rutes anaeròbiques i aeròbiques de producció d'ATP pel que fa a substrats, localització i rendiment energètic.

PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Per què un mecanisme de retroalimentació anomenat «positiu» pot arribar a ser perillós per a la supervivència? La fisiologia estudia com cooperen les estructures biològiques per mantenir la vida d'un organisme interactuant constantment amb el medi. ESQUEMA Organització de la Fisiologia Humana Nivells d'organització corporal i composició elemental El cos humà s'estructura de manera jeràrquica en diferents nivells de complexitat creixent. La base comença en el nivell químic (àtoms i molècules), on la configuració espacial de les macromolècules en determina la funció biològica.

Aquestes s'agrupen per constituir el nivell cel·lular, sent la cèl·lula la unitat morfològica i funcional fonamental dels éssers vius. Les cèl·lules amb característiques estructurals i tasques similars formen teixits (nivell tissular).

Diversos teixits s'associen per integrar un òrgan (nivell Bases funcionals Nivells, homeòstasi i bioenergètica cel·lular Sistemes excitables Fisiologia muscular i neuronal Control i integració Reflexos, sistema autònom i endocrí Manteniment visceral Cardiovascular, sang, respiratori, digestiu i renal Fisiologia adaptativa Creixement, gestació i envelliment Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 4 orgànic), i el conjunt d'òrgans interconnectats constitueix els sistemes o aparells (nivell sistèmic), tals com el tegumentari, musculoesquelètic, nerviós, endocrí, cardiovascular, immunitari o limfàtic, respiratori, digestiu, urinari i reproductor.

L'organisme actua com un sistema obert, ja que realitza intercanvis continus de matèria i energia amb el seu entorn per assegurar el seu equilibri, viabilitat i capacitat reproductiva. En aquest marc es desenvolupen sis processos vitals bàsics: metabolisme, resposta a estímuls, moviment, creixement, diferenciació cel·lular i reproducció. Dels 118 elements químics coneguts, el cos en conté aproximadament 26. Gairebé el 99% de la massa corporal està constituïda per només sis bioelements: oxigen, carboni, hidrogen, nitrogen, calci i fòsfor.

Pel que fa a les biomolècules, l'aigua representa al voltant del 60% del pes corporal en un adult (assolint el 75% en el fetus), els glúcids i les proteïnes sumen un 18%, els lípids un 15% i els minerals el 15% restant. Aparell o sistema Funcions fisiològiques principals Muscular Contracció mecànica, locomoció, postura, trànsit d'òrgans interns, estabilitat articular i protecció física. Nerviós Connexió sensitiva, integradora i motora; detecció d'estímuls interns i ambientals per coordinar respostes. Endocrí Síntesi d'hormones abocades a la sang per regular metabolisme, creixement, desenvolupament i reproducció.

Cardiovascular Bombeig i distribució de sang amb oxigen i nutrients, recollint diòxid de carboni i residus metabòlics. Limfàtic i immunitari Control del balanç de líquids corporals, vigilància defensiva, transport de macromolècules i absorció de lípids. Respiratori Mecànica de ventilació, intercanvi de gasos en sang, fonació, condicionament de l'aire i funcions metabòliques. Digestiu Ingestió, motilitat, secreció enzimàtica, degradació química i absorció de nutrients, finalitzant amb la defecació. Urinari Filtració de la sang, eliminació de deixalles per l'orina, equilibri hidroelectrolític i secreció d'eritropoetina.

COMPROVA-HO 2 Quins són els sis bioelements que constitueixen al voltant del 99% de la massa del cos humà? Homeòstasi i sistemes de retroalimentació L'homeòstasi és la capacitat dels organismes vius de mantenir una condició interna estable malgrat les variacions que experimenta el medi exterior, mitjançant un intercanvi rigorosament controlat de matèria i energia. Quan es produeix un descontrol cel·lular —com una proliferació desmesurada, pèrdua de Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 5 diferenciació, supervivència anòmala o fallida en la territorialitat dels teixits—, aquest equilibri es trenca i apareix la patologia.

L'estabilitat s'aconsegueix mitjançant sistemes de retroalimentació, que són circuits de regulació on les respostes obtingudes s'introdueixen de nou al procés per modular-lo. Tot sistema de control d'aquest tipus consta obligatòriament de tres components: Segons la direcció del canvi, la retroalimentació es divideix en dues modalitats clarament diferenciades: Retroalimentació negativa: la sortida del sistema genera un efecte oposat a l'estímul d'entrada, contrarestant la desviació i restablint el valor de referència original. Retroalimentació positiva: la sortida indueix un efecte acumulatiu sobre l'entrada, accelerant i potenciant la variació inicial en comptes de frenar-la.

ERROR FREQÜENT Confondre el terme positiva amb un efecte saludable o desitjable per al cos. El concepte «positiva» descriu exclusivament la mecànica amplificadora del bucle: un estímul que augmenta la sortida i aquest resultat provoca un increment encara superior de l'estímul original, la qual cosa pot ser fisiològicament perillosa si no s'interromp a temps. Per a la regulació hormonal dels sistemes de retroalimentació, vegeu «Fisiologia endocrina — Eix hipotàlem-hipòfisi i glàndules perifèriques». COMPROVA-HO 3 En què es distingeix el paper de la resposta en un bucle de retroalimentació negativa respecte a un de positiva?

Bioenergètica cel·lular: metabolisme i funció de l'ATP L'energia es defineix com la capacitat de realitzar treball i induir canvis sobre la matèria. En l'entorn cel·lular, aquesta transformació es desenvolupa mitjançant reaccions termodinàmiques que alteren l'estructura molecular. El conjunt de totes les transformacions químiques de l'organisme s'anomena metabolisme, dividit en dues branques: Catabolisme: conjunt de vies oxidatives i exergòniques que degraden nutrients fins a compostos més senzills, alliberant energia lliure per formar ATP i precursors.

Anabolisme: conjunt de vies reductores i endergòniques que sintetitzen biomolècules complexes a partir de molècules simples, consumint energia lliure en forma d'ATP. Receptor: estructura sensorial que monitoritza els canvis d'una variable determinada i envia senyals d'entrada al centre de control. 1 Centre regulador: fixa el valor de referència òptim, processa la informació rebuda i elabora una ordre de resposta específica. 2 Efector: òrgan o teixit diana que rep la instrucció i produeix una acció biològica que altera l'estat de la variable inicial.

3 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 6 El funcionament cel·lular es recolza en reaccions acoblades: l'energia que desprenen els processos catabòlics s'empra directament per a la fosforilació anabòlica de l'adenosina difosfat (ADP) amb fosfat inorgànic (Pi), formant adenosina trifosfat (ATP). Les proteïnes actuen com la reserva energètica fonamental de l'organisme. En canvi, la molècula d'ATP actua com a moneda d'intercanvi energètic immediat: posseeix una vida útil inferior a 1 minut abans de ser hidrolitzada, motiu pel qual no serveix com a magatzem d'energia a llarg termini. COMPROVA-HO 4 Per quina raó l'ATP s'anomena «moneda energètica» i no reserva de combustible cel·lular?

Vies anaeròbiques: fosfocreatina i glucòlisi sense oxigen Quan la demanda muscular és immediata o no es disposa d'un subministrament adequat d'oxigen ( ), la cèl·lula obté ATP mitjançant rutes que tenen lloc al citosol sense requerir acceptors externs d'electrons. Sistema dels fosfàgens (fosfocreatina) Aquesta ruta citosòlica és la font de regeneració d'ATP més ràpida del miòcit. No implica reaccions d'oxidació ni genera àcid làctic.

Durant la fase de repòs o relaxació, quan hi ha excedent d'ATP, es sintetitza fosfocreatina a partir de la creatina (la qual es produeix al ronyó, pàncrees i fetge): Durant l'esforç físic immediat, la transferència del grup fosfat s'inverteix ràpidament per ressintetitzar ATP a demanda: Glucòlisi anaeròbica La glucosa circulant entra a la cèl·lula per difusió facilitada mitjançant transportadors proteics de membrana, un procés estimulat per l'hormona insulina. Un cop al citoplasma, es fosforila a glucosa-6- fosfat, podent emmagatzemar-se com a glucogen o ingressar a la glucòlisi.

La glucòlisi degrada una molècula de glucosa originant 2 molècules d'àcid pirúvic amb un guany net de 2 molècules d'ATP i poder reductor. Si no hi ha oxigen suficient o el consum supera la capacitat d'aportació, l'àcid pirúvic es transforma en àcid làctic, el qual es difon cap al torrent sanguini. COMPROVA-HO 5 Quina diferència operativa clau existeix entre el sistema de la fosfocreatina i la glucòlisi anaeròbica quant a subproductes? Via aeròbica o respiració cel·lular mitocondrial En presència d'oxigen suficient, el catabolisme oxidatiu complet de biomolècules (glúcids, lípids i proteïnes) es desenvolupa de manera continuada amb una capacitat de duració pràcticament il·limitada.

Aquesta via aeròbica completa permet extreure un rendiment total de 36 a 38 molècules d'ATP per cada molècula de glucosa consumida.

O 2 Creatina + ATP Fosfocreatina + ADP Fosfocreatina + ADP Creatina + ATP Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 7 PROCÉS Flux de la degradació oxidativa aeròbica de la glucosa Aquest procés comprèn etapes perfectament delimitades: Via de producció Condició d'O Localització Rendiment en ATP per glucosa Subproductes Fosfàgens (fosfocreatina) Anaeròbia Citosol Reacció 1:1 directa (més ràpida) Creatina lliure Glucòlisi anaeròbica Absència o dèficit d'O Citosol 2 ATP nets Àcid làctic Respiració mitocondrial aeròbica Presència d'O Citosol i mitocondri 36 a 38 ATP Dióxid de carboni i aigua Glucòlisi citosòlica Glucosa a 2 piruvats (2 ATP nets i poder reductor) 1 Acetil-CoA Transformació del piruvat a la matriu mitocondrial 2 Cicle de Krebs Oxidació de l'acetil-CoA, produint ATP i coenzims reduïts 3 Cadena d'electrons Creació de gradient electroquímic de protons 4 ATP sintasa Fosforilació massiva final (36-38 ATP totals) 5 Glucòlisi citosòlica: degradació de la glucosa que allibera 2 molècules de piruvat, 2 ATP nets i poder reductor.

1 Formació d'acetil-CoA: els àcids pirúvics es desplacen des del citosol cap a la matriu mitocondrial, on reaccions específiques els converteixen en acetil-coenzim A (acetil-CoA). 2 Cicle de Krebs: també a la matriu mitocondrial, l'acetil-CoA ingressa en aquest cicle d'oxidació continuada, produint molècules d'ATP i poder reductor transportador d'electrons. 3 Cadena transportadora d'electrons i fosforilació oxidativa: a la membrana interna mitocondrial, el flux d'electrons alliberat per les coenzimes reduïdes afavoreix el bombeig de protons, generant un gradient electroquímic a través de la membrana. Aquest gradient és aprofitat per l'enzim ATP sintasa per impulsar la síntesi massiva d'ATP.

4 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 8 COMPROVA-HO 6 Quin és el mecanisme físic que utilitza l'ATP sintasa a la membrana interna mitocondrial per sintetitzar ATP? IDEES CLAU Els éssers vius s'organitzen des de l'escala química i cel·lular fins a la sistèmica com a sistemes oberts en canvi constant amb l'entorn. L'homeòstasi manté l'estabilitat interna gràcies a circuits de retroalimentació formats per receptor, centre regulador i efector. La retroalimentació negativa redueix o neutralitza la desviació inicial, mentre que la positiva n'amplifica l'efecte acumulatiu.

L'ATP funciona com a moneda de recanvi metabòlic immediat d'ús inferior a 1 minut, mentre que les proteïnes són la reserva orgànica principal. En condicions anaeròbies el citosol utilitza el sistema de la fosfocreatina i la glucòlisi làctica (2 ATP nets), mentre que la respiració aeròbica mitocondrial rendeix de 36 a 38 ATP. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 7. Per quina raó una retroalimentació positiva no sempre comporta un efecte biològic favorable per a l'organisme? 8. Quina diferència quantitativa de rendiment d'ATP hi ha entre degradar glucosa en anaerobiosi citosòlica o en aerobiosi mitocondrial completa? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 9.

Quin component detecta el canvi d'una variable en un sistema de retroalimentació fisiològic? 10. Quin és el temps límit orientatiu d'utilització de la molècula d'ATP abans de consumir-se? 11. Quin producte s'acumula si la glucòlisi es desenvolupa en absència o insuficiència d'oxigen? El cofactor enzimàtic a) El receptor sensorial b) L'efector muscular c) El centre regulador d) Menys d'un minut a) Entre 24 i 48 hores b) Diverses setmanes consecutives c) Aproximadament una hora d) Àcid làctic a) Creatina citosòlica b) Glucosa-6-fosfat c) Fosfocreatina muscular d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 9 12.

Quin és el rendiment net complet de la respiració aeròbica per cada molècula de glucosa? 2 Fisiologia del teixit muscular i contracció EN ACABAR SABRÀS Diferenciar les propietats funcionals i estructurals dels teixits musculars esquelètic, cardíac i llis Descriure les etapes del cicle molecular de ponts creuats i la funció del calci i de l'ATP Explicar l'origen del potencial de placa motora i la naturalesa central de la inhibició muscular Analitzar com el reclutament d'unitats motores modula la força contràctil i retarda la fatiga PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 13 Com pot un múscul relaxar-se si la placa motora només rep senyals excitatoris?

El teixit muscular constitueix la maquinària biològica responsable del moviment, el manteniment postural i el flux de substàncies a l'organisme. Per complir aquestes tasques, transforma energia química en treball mecànic mitjançant cèl·lules altament especialitzades.

2 ATP nets a) 36 a 38 ATP b) Més de 100 ATP c) 12 a 14 ATP d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 10 ESQUEMA Organització de la fisiologia muscular Tipus de teixit muscular i propietats del miòcit L'organisme compta amb tres varietats de teixit muscular, diferenciades per la seva ultraestructura histològica, el seu control funcional i la dinàmica de la seva resposta contràctil: Teixit muscular Patró estructural Tipus de control Característiques de la contracció Esquelètic Estriat Voluntari Contracció intensa, ràpida i discontínua. Cardíac Estriat Involuntari Contracció intensa, ràpida i contínua; manté la contracció entre 10 i 15 vegades més temps que l'esquelètic.

Llis No estriat Involuntari Contracció feble, lenta i sostinguda; és capaç d'escurçar-se fins a un 25 % de la seva longitud estesa. Totes les cèl·lules musculars o miòcits comparteixen quatre característiques fisiològiques fonamentals: Excitabilitat elèctrica: capacitat de generar i transmetre un potencial d'acció davant d'un estímul químic o elèctric (vegeu «Bases de l'excitabilitat neuronal, sinapsi i conducció de l'impuls»). Contractilitat: facultat de desenvolupar tensió mecànica per dur a terme un treball efectiu després de ser estimulat.

Tipus de teixit Classificació estructural i funcional Estriat esquelètic Contracció ràpida i voluntària Estriat cardíac Contracció contínua i involuntària Llis Contracció lenta i involuntària Mecanisme molecular Bases del cicle contràctil Sarcòmer i filaments Actina, miosina II i línies Z Regulació per calci i ATP Troponina, tropomiosina i cop de força Control neuromuscular Excitació i graduació de força Placa motora Potencial excitatori de placa motora Unitats motores Reclutament progressiu i prevenció de fatiga Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 11 Extensibilitat: habilitat per distendre's sense patir danys estructurals, coordinant-se de manera precisa amb el múscul parell oposat.

Elasticitat: capacitat de recuperar la forma i longitud de repòs originals un cop cessa la força de tracció o escurçament. COMPROVA-HO 14 Quina diferència temporal bàsica presenta la contracció del miòcit cardíac respecte de l'esquelètic? Estructura del sarcòmer i mecanisme molecular del cicle contràctil El sarcòmer representa la unitat funcional i contràctil fonamental de la miofibril·la en el múscul estriat. Està delimitat als extrems per les línies Z i presenta una regió central anomenada línia M. El procés d'escurçament es produeix mitjançant el lliscament actiu dels miofilaments fins d'actina sobre els miofilaments gruixuts de miosina II.

La miosina s'ancora a l'actina a ambdós costats del sarcòmer i la tracciona cap a la línia M, apropant les línies Z consecutives. La interacció mecànica està regulada per la tropomiosina i la troponina: En repòs, el complex troponina-tropomiosina recobreix els punts d'unió per a la miosina distribuïts al llarg de l'actina. En arribar l'ordre d'activació a la placa motora, s'allibera cap al citosol. L'ió s'acobla a la troponina, provocant un canvi conformacional que desplaça el complex i allibera els llocs de fixació a l'actina.

A continuació, té lloc el cicle de ponts creuats en quatre etapes seqüencials: Ca2+ Ca2+ Càrrega energètica del cap de miosina: el cap hidrolitza una molècula d'ATP, canvia d'orientació espacial i queda carregat d'energia mecànica potencial. 1 Formació del pont creuat: el cap de miosina activat estableix contacte físic directe amb el punt d'unió descobert a la molècula d'actina. 2 Cop de força o lliscament: el cap de miosina experimenta una rotació que desplaça el filament prim cap al centre del sarcòmer. 3 Desacoblament i relaxació: una nova molècula d'ATP s'uneix al cap de la miosina, fet que dissol immediatament la unió amb l'actina i permet reiniciar el cicle.

4 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 12 CICLE Cicle dels ponts creuats de miosina 1. Càrrega del cap: Hidròlisi d'ATP i orientació energètica 2. Unió a l'actina: Acoblament al filament descobert pel calci 3. Cop de força: Tracció de l'actina cap a la línia M 4. Desacoblament: Nou ATP allibera el cap de miosina COMPROVA-HO 15 Quina funció específica exerceix l'ATP en la fase de desacoblament del cicle contràctil? Acoblament excitació-contracció a la placa motora La placa motora o unió neuromuscular és la regió de contacte sinàptic entre el terminal d'una motoneurona i la membrana de la fibra muscular estriada esquelètica.

Quan el senyal nerviós arriba al botó terminal, desencadena la despolarització de la fibra muscular receptora. Aquest canvi elèctric local s'anomena potencial de placa motora (un tipus de potencial postsinàptic excitatori o PPP). La seva gènesi obre el pas a l'alliberament massiu de intracel·lular, que activa de seguida la maquinària contràctil. ERROR FREQÜENT És habitual confondre la relaxació muscular amb l'existència de potencials postsinàptics inhibidors (PPSI) a la placa motora. A la unió neuromuscular no existeixen potencials inhibidors: el potencial de placa és exclusivament excitatori.

Si un múscul s'ha de relaxar o romandre immòbil, la inhibició s'executa prèviament al sistema nerviós central, que atura la descàrrega de potencials d'acció per la motoneurona. 1 Càrrega del cap 2 Unió a l'actina 3 Cop de força 4 Desacoblament Ca2+ Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 13 Unitats motores, graduació de la força i prevenció de la fatiga Es defineix unitat motora com el conjunt format per una sola motoneurona somàtica i la totalitat de fibres musculars esquelètiques que inerva de manera exclusiva.

La magnitud de la força muscular total depèn estrictament de dos mecanismes fisiològics: La freqüència dels potencials d'acció: una major taxa de descàrrega a les unitats motores incrementa proporcionalment la força de contracció obtinguda. El nombre d'unitats motores mobilitzades: una major quantitat d'unitats reclutades augmenta la tensió mecànica global del múscul. El reclutament d'unitats motores consisteix en l'activació progressiva i asincrònica de noves unitats motores al llarg del temps. Aquesta modulació gradual compleix tres avantatges biològics essencials: 1. Demora la instauració de la fatiga muscular en anar alternant períodes d'activitat i descans entre diferents fibres. 2.

Permet sostenir una tensió muscular constant i eficaç durant períodes de temps perllongats. 3. Produeix moviments uniformes, fluids i suaus, evitant sacsejades brusques o descontrolades. COMPROVA-HO 16 Com evita el reclutament asincrònic de les unitats motores l'aparició ràpida de fatiga muscular? IDEES CLAU Els teixits musculars es divideixen en estriat esquelètic (voluntari i ràpid), estriat cardíac (involuntari, ràpid i sostingut) i llis (involuntari, lent i sostingut). Tot miòcit posseeix excitabilitat elèctrica, contractilitat, extensibilitat i elasticitat.

El lliscament del sarcòmer requereix que el s'uneixi a la troponina per desemmascarar l'actina i permetre l'ancoratge de la miosina II. L'ATP és imprescindible tant per carregar d'energia el cap de miosina com per desfer el pont creuat durant el desacoblament. A la placa motora només hi ha potencials postsinàptics excitatoris; la relaxació muscular depèn de la inhibició al sistema nerviós central. La força es gradua mitjançant la freqüència de descàrrega i el reclutament asincrònic d'unitats motores, fet que prevé la fatiga i evita sacsejades. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 17. Quins canvis moleculars desencadena l'alliberament de citosòlic als miofilaments prims? 18.

Per què no és possible trobar un potencial postsinàptic inhibidor directament a la fibra muscular de la placa motora? Ca2+ Ca2+ Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 14 Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 19. Quin tipus de teixit muscular presenta contracció contínua, ràpida i involuntària? 20. Quin paper compleix el calci citosòlic en iniciar el cicle contràctil? 21. Quin esdeveniment produeix la separació del cap de miosina respecte de l'actina? 22. Què conforma estrictament una unitat motora?

3 Bases de l'excitabilitat neuronal, sinapsi i conducció de l'impuls EN ACABAR SABRÀS Descriure el manteniment del potencial de repòs i el funcionament de la bomba Na+/K+ ATPasa. Distingir les fases del potencial d'acció i la diferència entre període refractari absolut i relatiu. Comparar les sinapsis elèctriques i químiques identificant l'origen del retard sinàptic i dels potencials PPSE i PPSI. Classificar funcionalment les fibres nervioses segons Erlanger i Gasser atenent a la seva mielinització i velocitat de conducció. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 23 Com pot una mateixa molècula de neurotransmissor excitar un teixit cel·lular i inhibir-ne un altre?

Potencial de membrana en repòs i balanç iònic La propietat fonamental de les neurones és l'excitabilitat, que permet respondre a canvis ambientals generant senyals elèctrics. Totes les cèl·lules mantenen una diferència de càrrega elèctrica entre l'interior i l'exterior de la membrana plasmàtica.

Aquesta diferència s'anomena potencial de membrana Múscul llis a) Múscul voluntari b) Estriat esquelètic c) Estriat cardíac d) Hidrolitza directament l'ATP a) Fa rotar la línia M b) Reorienta el cap de miosina c) S'uneix a la troponina d) Rotació cap a la línia Z a) Unió d'un nou ATP b) Alliberament de calci del citosol c) Aparició d'un potencial inhibidor d) Una motoneurona i les fibres inervades a) La unió de miosina amb actina b) Tots els sarcòmers d'un fascicle c) El complex de troponina i tropomiosina d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 15 en repòs i en les neurones se situa al voltant dels -70 mV (oscil·lant habitualment entre -60 mV i -90 mV).

El signe negatiu indica que l'interior cel·lular conté un excés de càrregues negatives respecte al medi extracel·lular. Aquest estat de polarització elèctrica s'origina i manté mitjançant mecanismes de transport actiu i la permeabilitat selectiva de la membrana. El catió més abundant en el medi extracel·lular és el sodi ( ), mentre que el potassi ( ) predomina a l'interior. La bomba Na+/K+ ATPasa és l'encarregada de preservar aquests gradients de concentració en contra de gradient, consumint energia metabòlica (ATP). Per cada cicle d'activitat, extreu 3 ions Na+ cap a l'exterior i introdueix 2 ions K+ cap al citosol.

Aquesta asimetria neta de càrregues contribueix de manera continuada a la negativitat interna de la membrana polaritzada. COMPROVA-HO 24 Què passaria amb el potencial de repòs si s'inhibís l'activitat de la bomba Na+/K+ ATPasa? El potencial d'acció: gènesi, fases i períodes refractaris Quan la membrana neuronal rep un estímul que la despolaritza prou per superar el llindar de descàrrega establert en -55 mV, s'activa de forma inevitable un potencial d'acció. Aquest procés segueix la llei del tot o res: qualsevol despolarització que assoleixi o superi el llindar desencadena una resposta elèctrica completa i d'amplitud constant que assoleix els +30 mV.

Si no s'arriba al llindar, la descàrrega no es produeix. Na+ K+ Fase de despolarització: En assolir el valor llindar (-55 mV), s'obren massivament els canals de sodi dependents de voltatge. Els ions entren ràpidament al citosol per difusió facilitada a favor de gradient electroquímic, invertint la polaritat de la membrana fins a +30 mV. 1 Na+ Fase de repolarització: En arribar al pic màxim (+30 mV), els canals de sodi es tanquen i s'inactiven. Al mateix temps, s'obren els canals de potassi dependents de voltatge, promovent la sortida d' cap a l'exterior i retornant el potencial cap a valors negatius.

2 K+ Hiperpolarització i recuperació: La sortida sostinguda de potassi fa que la membrana esdevingui transitòriament més negativa que en repòs. La bomba Na+/K+ ATPasa i els canals passius restableixen el balanç iònic basal de -70 mV.

3 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 16 PROCÉS Fases del potencial d'acció neuronal Durant el desenvolupament del potencial d'acció, la membrana travessa períodes d'inexcitabilitat transitòria que reben el nom de períodes refractaris: Període refractari absolut: Interval de temps en què resulta fisiològicament impossible generar un segon potencial d'acció, independentment de la magnitud de l'estímul aplicat, a causa de la inactivació dels canals de sodi.

Període refractari relatiu: Interval immediatament posterior en el qual els canals de sodi han recuperat l'estat de repòs, però la membrana encara està hiperpolaritzada; només un estímul supraumbral (de força superior a la normal) pot desencadenar una nova descàrrega. COMPROVA-HO 25 Quina conseqüència funcional té l'existència del període refractari absolut al llarg de l'axó? Mecanismes de transmissió: sinapsis elèctriques i químiques La sinapsi és la unió funcional especialitzada que permet la comunicació entre una neurona i una altra cèl·lula (neurona, fibra muscular o cèl·lula secretora).

Fisiològicament es divideixen en dues modalitats: Sinapsis elèctriques: Són minoritàries en el sistema nerviós madur. Les membranes cel·lulars es connecten directament mitjançant unions en esquerda (gap junctions). Els canals iònics comunicants permeten el flux directe de càrregues elèctriques sense intermediaris, de manera immediata i bidireccional. Sinapsis químiques: Constitueixen la forma majoritària de comunicació. L'arribada del potencial d'acció al botó terminal presinàptic provoca l'exocitosi de neurotransmissors continguts en vesícules sinàptiques cap a la fenedura o espai sinàptic. Les molècules alliberades es difonen i s'uneixen a receptors específics de la membrana postsinàptica.

La necessitat de completar aquests passos moleculars produeix un retard sinàptic que oscil·la entre 1 i 5 ms.

Repòs basal Membrana polaritzada a -70 mV 1 Assoliment del llindar Estímul arriba a -55 mV 2 Despolarització ràpida Entrada massiva de sodi fins a +30 mV 3 Repolarització Tancament de sodi i sortida activa de potassi 4 Hiperpolarització Potencial transitori per sota de -70 mV 5 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 17 PROCÉS Seqüència de la transmissió a la sinapsi química La unió del lligand amb el receptor postsinàptic pot desencadenar dues respostes elèctriques locals: Potencial postsinàptic excitador (PPSE): Incrementa la permeabilitat iònica al i al , produint una despolarització parcial que apropa la membrana al llindar de descàrrega.

Potencial postsinàptic inhibidor (PPSI): Augmenta la permeabilitat als ions clorur ( ), fet que hiperpolaritza la membrana (la torna més negativa) i allunya el potencial del llindar d'excitació. L'acció dels neurotransmissors a l'espai sinàptic finalitza mitjançant tres vies: degradació enzimàtica per agents químics, recaptació activa cap al terminal presinàptic o cèl·lules glials, i difusió passiva fora de la fenedura sinàptica. ERROR FREQÜENT Atribuir la capacitat excitadora o inhibidora exclusivament a la molècula de neurotransmissor.

L'efecte final sobre la cèl·lula postsinàptica depèn sempre del tipus de receptor i del canal iònic al qual està associat, mai del missatger químic de manera aïllada. Principals neurotransmissors de l'organisme Diverses substàncies químiques participen en la comunicació interneuronal exercint rols moduladors o transmissors específics: Acetilcolina: Actua a nivell del sistema nerviós perifèric i central. Tot i excitar el teixit muscular esquelètic (vegeu «Fisiologia del teixit muscular i contracció»), té accions inhibidores clau en estructures autonòmiques vegetatives (vegeu «Sistema nerviós autònom i sistema nerviós entèric»).

Catecolamines (adrenalina i dopamina): Integrades en el sistema nerviós central i perifèric; regulen les respostes d'estrès, els circuits de recompensa, els estats anímics i la modulació del to muscular. Arribada del potencial Despolarització del botó sinàptic presinàptic 1 Exocitosi vesicular Alliberament de neurotransmissors a la fenedura 2 Difusió i unió Fixació als receptors de la membrana postsinàptica 3 Resposta postsinàptica Generació d'un PPSE o un PPSI local 4 Inactivació Degradació enzimàtica, recaptació o difusió 5 Na+ K+ Cl Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 18 Serotonina: Modula la percepció sensorial i els estats d'ànim a escala central.

Entre el 90% i el 95% de la serotonina total de l'organisme és sintetitzada al tracte gastrointestinal pel sistema nerviós entèric. Substància P: Pèptid alliberat per les vies nociceptives aferents primàries encarregat de transmetre i amplificar els senyals de dolor cap als centres nerviosos superiors. Endorfines: Pèptids opioides endògens que bloquegen l'alliberament de la substància P a la banya posterior de la medul·la, exercint una potent inhibició analgèsica sobre el dolor. COMPROVA-HO 26 Quina relació funcional antagònica presenten la substància P i les endorfines en la fisiologia nociceptiva?

Classificació i velocitat de conducció de les fibres nervioses La velocitat a la qual un impuls viatja per l'axó depèn de la presència de la vaina de mielina i del diàmetre axonal. Les fibres mielíniques transmeten l'impuls mitjançant conducció saltatòria entre nòduls de Ranvier, assolint velocitats molt superiors a les fibres amielíniques de conducció contínua. Segons la classificació funcional d'Erlanger i Gasser, les fibres es divideixen en tres grans grups: Grup de fibres Estructura Diàmetre (µm) Velocitat (m/s) Funció principal A alfa Mielínica 13 - 22 70 - 120 Propiocepció (fus muscular, òrgan tendinós de Golgi) i motoneurones alfa que inerven fibres musculars extrafusals.

A beta Mielínica 8 - 13 40 - 70 Sensibilitat tàctil precisa, pressió i vibració (mecanoreceptors cutanis). A gamma Mielínica 3 - 6 15 - 30 Funció motora eferent cap a les fibres intrafusals dels fusos musculars. A delta Mielínica 1 - 5 5 - 30 Transmissió de dolor agut localitzat, temperatura (termorceptors) i tacte groller. B Mielínica 1 - 3 3 - 15 Connexions autonòmiques preganglionars del sistema nerviós vegetatiu. C Amielínica 0,2 - 1,5 0,5 - 2 Dolor lent, profund i difús, temperatura, picor i respostes postganglionars autonòmiques.

Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 19 IDEES CLAU El potencial de repòs (-70 mV) és sostingut pel consum d'ATP de la bomba Na+/K+, que expulsa 3 Na+ i introdueix 2 K+. El potencial d'acció és una resposta de tot o res que requereix superar el llindar de -55 mV per assolir un pic de +30 mV mitjançant l'obertura de canals de Na+ dependents de voltatge. Els períodes refractaris (absolut i relatiu) limiten la freqüència màxima de descàrrega i obliguen l'impuls a avançar en una única direcció. L'efecte excitador (PPSE) o inhibidor (PPSI) en una sinapsi depèn estrictament de les propietats del receptor postsinàptic i no del neurotransmissor.

La velocitat de conducció és màxima a les fibres mielíniques A alfa (70-120 m/s) i mínima a les amielíniques C (0,5-2 m/s). COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 27. Per quina raó una fibra A alfa condueix els potencials d'acció a una velocitat molt superior que una fibra C? 28. En què es diferencien el mecanisme i la velocitat d'una sinapsi elèctrica respecte a una sinapsi química? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 29. Quin és el valor canònic del llindar de descàrrega necessari per disparar un potencial d'acció? 30. Quina funció iònica genera directament un potencial postsinàptic inhibidor (PPSI)? 31. On es troba la major concentració de serotonina de l'organisme humà? 32.

Quina d'aquestes fibres nervioses presenta la menor velocitat de conducció? -55 mV a) -70 mV b) 0 mV c) +30 mV d) Sortida massiva de Cl- a) Entrada d'ions Na+ b) Augment de la permeabilitat al Cl- c) Tancament de canals de K+ d) Plexe celíac a) Còrtex cerebral b) Tracte gastrointestinal c) Medul·la espinal d) Fibra C a) Fibra A delta b) Fibra B c) Fibra A alfa d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 20 4 Integració medul·lar, arcs reflexos i sistemes sensorials EN ACABAR SABRÀS Distingir l'organització d'un arc reflex monosinàptic respecte a un de polisinàptic. Diferenciar les funcions propioceptives del fus muscular i de l'òrgan tendinós de Golgi.

Discriminar clarament entre dolor referit i dolor irradiat. Descriure el mecanisme de detecció de les acceleracions lineals i angulars a l'aparell vestibular. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 33 Com aconsegueix el nostre sistema nerviós retirar la mà d'un objecte que crema abans fins i tot que puguem pensar conscientment en el dolor? La integració medul·lar constitueix el nivell bàsic de processament sensoriomotor del sistema nerviós. Mitjançant xarxes de circuits neuronals, la medul·la espinal rep informació sensitiva de la perifèria i executa respostes motores involuntàries immediates.

ESQUEMA Estructura de la integració medul·lar i sistemes sensorials Fisiologia i organització dels arcs reflexos El reflex representa l'acte motor involuntari més elemental coordinat pel sistema nerviós per desencadenar un moviment davant un estímul. El substrat anatòmic d'aquesta resposta s'anomena arc reflex.

Segons la quantitat de connexions centrals que intervenen, els reflexes es divideixen en dues grans modalitats: Reflex monosinàptic: la fibra aferent sensorial entra per la banya dorsal de la medul·la espinal i estableix directament una única sinapsi química central amb la motoneurona de la banya anterior Arcs reflexos Respostes motores involuntàries Reflex monosinàptic Reflex miotàtic amb fus muscular Reflex polisinàptic Flexió de retirada defensiva Sistemes sensorials Transducció de senyals corporals Propiocepció Fus muscular i òrgan de Golgi Nocicepció Dolor somàtic, visceral i referit Aparell vestibular Equilibri lineal i angular Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 21 que innerva l'òrgan efector.

En el cos humà, els únics arcs d'aquest tipus coneguts són els reflexos d'estirament o miotàtics. En aquest circuit, l'estirament del múscul estriat estimula els receptors del fus muscular. La neurona sensitiva allibera glutamat (sinapsi sempre excitatòria) sobre la motoneurona alfa, provocant la contracció del mateix múscul per regular la seva longitud i mantenir el to muscular basal. Reflex polisinàptic: el circuit inclou una neurona aferent, una o més interneurones medul·lars reguladores i una neurona eferent motora, formant almenys dues sinapsis al sistema nerviós central. Un exemple fonamental és el reflex de flexió o de retirada.

Davant un estímul dolorós o nociceptiu a la pell, es desencadena la flexió defensiva del membre afectat per protegir els teixits lesionats. En el cas dels reflexos viscerals o vegetatius, el circuit mínim requereix 3 sinapsis per connectar els receptors interns amb els músculs llisos, cardíacs o glàndules a través del sistema nerviós autònom. COMPROVA-HO 34 Quina és la diferència funcional i estructural bàsica entre el reflex miotàtic i el reflex de retirada?

Fenòmens sinàptics reflexos i integració central Quan els impulsos sensorials arriben a les banyes medul·lars, les xarxes d'interneurones produeixen fenòmens específics que modulen la resposta final motora: Retard central: temps necessari perquè el senyal creui la medul·la, limitat pel fet que el retard sinàptic a les sinapsis químiques té una durada d'entre 1 i 5 mil·lisegons. Inhibició recíproca: mecanisme pel qual la branca col·lateral de la fibra aferent activa una interneurona inhibidora que relaxa el múscul antagonista mentre s'activa el múscul agonista. Sumació: acumulació temporal o espacial de potencials postsinàptics excitatoris per superar el llindar de descàrrega neuronal.

Facilitació: increment de l'eficàcia de transmissió després de descàrregues repetitives en el circuit. Oclusió: situació en què l'estimulació simultània de dues vies aferents produeix una resposta menor que la suma de les dues respostes mesurades per separat. Fatiga sinàptica: descens progressiu de la resposta postsinàptica durant estimulacions perllongades d'alta freqüència a causa de l'esgotament de neurotransmissors. Irradiació: augment de la intensitat de l'estímul que provoca la propagació del senyal a nivells medul·lars veïns, reclutant nous grups motors. COMPROVA-HO 35 Per què la fatiga de transmissió sinàptica fa disminuir la magnitud de la resposta postsinàptica?

Propietats dels receptors sensorials i propiocepció Els receptors transformen les diferents modalitats d'energia ambiental en senyals bioelèctrics mitjançant un potencial generador. Presenten quatre propietats fonamentals: Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 22 La sensibilitat somàtica profunda o propiocepció informa de la posició i el moviment corporal a través de mecanoreceptors articulars i musculars: Fus muscular: estructurat per fibres musculars intrafusals, detecta la longitud i la velocitat d'estirament del múscul estriat. Rep innervació aferent sensorial (fibres Ia) i motora eferent procedent de motoneurones gamma medul·lars.

Òrgan tendinós de Golgi: situat a la unió miotendinosa, innervat per fibres de tipus Ib, monitoritza la tensió mecànica i la força muscular. ERROR FREQÜENT Confondre el fus muscular amb l'òrgan tendinós de Golgi. El fus muscular es troba disposat en paral·lel a les fibres extrafusals i detecta canvis en la longitud muscular. En canvi, l'òrgan tendinós de Golgi està ubicat en sèrie als tendons i registra exclusivament la tensió o força de contracció. Fisiologia del dolor i sensibilitat visceral Els nociceptors són terminacions nervioses lliures activades per danys tissulars reals o potencials.

Quan els teixits pateixen una lesió, alliberen substàncies algògenes (com bradicinina, histamina o ) que exciten aquests receptors. Es distingeixen dues categories temporals i qualitatives de dolor: el dolor agut, amb una durada inferior a un mes, conduït per fibres mielíniques Aδ com una sensació punyent i elèctrica ràpida; i el dolor crònic, que es manté a partir dels 3 a 6 mesos, conduït per fibres amielíniques de tipus C que transmeten un patró sord, pulsàtil i pitjor discriminat a velocitats d'entre 0,5 i 2 m/s.

PER RECORDAR-HO Diferencia clarament la topografia del dolor no superficial: Dolor referit: es percep lluny de la víscera lesionada, projectant-se erròniament a dermatomes cutanis perquè comparteixen neurones d'integració a la banya posterior medul·lar. Dolor irradiat: prové de la lesió o compressió directa d'un tronc o via nerviosa, recorrent tot el trajecte anatòmic del nervi afectat. COMPROVA-HO 36 En què es diferencia el mecanisme patogènic del dolor referit respecte al del dolor irradiat? Excitabilitat: capacitat de respondre a les variacions de l'entorn i desencadenar respostes del sistema nerviós.

1 Especificitat: selectivitat que fa que cada receptor respongui amb màxima sensibilitat a una forma concreta d'energia. 2 Adaptació: disminució de la freqüència de descàrrega davant la presència d'un estímul constant sostingut en el temps. 3 Codificació: traducció de la intensitat de l'estímul en una freqüència proporcional de potencials d'acció. 4 H+ Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 23 Aparell vestibular i equilibri mecànic L'aparell vestibular de l'oïda interna manté tant l'equilibri estàtic com el dinàmic corporal.

S'organitza funcionalment en dos segments especialitzats: Vestíbul (utricle i sàcul): s'encarrega de registrar les acceleracions lineals i la posició cefàlica respecte a la gravetat. Canals semicirculars: disposats en els tres plans de l'espai, detecten exclusivament les acceleracions angulars o de rotació del cap. El procés de transducció s'inicia quan qualsevol acceleració produeix el desplaçament inercial de la perilimfa, el qual transmet la pressió hidràulica a l'endolimfa. Aquest fluid fa moure una membrana gelatinosa que doblega els cilis de les cèl·lules ciliades receptores.

La deflexió mecànica obre canals iònics que desencadenen l'alliberament de neurotransmissors, generant potencials d'acció transmesos a través del nervi vestibulococlear (parell cranial VIII) cap al tronc de l'encèfal.

PROCÉS Mecanisme de transducció mecanoelèctrica vestibular Acceleració cefàlica Canvi lineal o angular al cap 1 Moviment de perilimfa Desplaçament per inèrcia de líquids 2 Flux d'endolimfa Transmissió de pressió a la gelatina 3 Incurvació ciliar Deflexió dels cilis sensorials 4 Potencial i transmissió Alliberament cap al nervi VIII 5 Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 24 IDEES CLAU Els reflexos miotàtics són els únics monosinàptics en humans, usen glutamat i depenen del fus muscular. El retard a les sinapsis químiques de la medul·la espinal dura entre 1 i . El fus muscular mesura la longitud del múscul i l'òrgan tendinós de Golgi monitoritza la tensió o força.

Les fibres C són amielíniques, condueixen a i medien el dolor crònic i sord. El dolor referit projecta una lesió visceral a la pell, mentre que el dolor irradiat segueix el trajecte d'un tronc nerviós comprimit o lesionat. El vestíbul detecta l'acceleració lineal i els canals semicirculars registren l'acceleració angular mitjançant cèl·lules ciliades. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 37. Quines diferències estructurals i funcionals presenten les fibres sensorials Aδ i les fibres C pel que fa al dolor? 38. Com transforma l'aparell vestibular un moviment del cap en un impuls nerviós auditiu- estàtic? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 39.

Quin és l'únic tipus de reflex monosinàptic descrit en l'ésser humà? 40. Quin receptor propioceptiu s'encarrega d'informar principalment de la tensió mecànica tendinosa? 41. Com es defineix el dolor referit? 42. Quina estructura vestibular és responsable de detectar les acceleracions angulars?

5 ms 0,5 2 m/s El reflex visceral vegetatiu a) El reflex de retirada nociceptiu b) El reflex de flexió creuada c) El reflex miotàtic o d'estirament d) Fus muscular a) Corpúsul de Pacini b) Disc de Merkel c) Òrgan tendinós de Golgi d) Dolor causat per fatiga sinàptica motora a) Dolor per compressió del tronc nerviós b) Dolor visceral percebut en àrees cutànies c) Dolor ràpid transmès per fibres mielíniques d) Utricle a) Sàcul b) Canals semicirculars c) Òrgan tendinós de Golgi d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 25 5 Sistema nerviós autònom i sistema nerviós entèric EN ACABAR SABRÀS Distingir les funcions i localitzacions del plexe de Meissner i del plexe d'Auerbach.

Comparar les rutes anatòmiques i els neurotransmissors del sistema simpàtic i del parasimpàtic. Reconèixer els efectes viscerals antagònics del SNS i SNP sobre els principals òrgans diana. Descriure el concepte de to basal i el rol regulador superior de l'hipotàlem. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 43 Com pot el nostre tracte digestiu coordinar contraccions musculars i secrecions fins i tot si es tallen les connexions nervioses amb el cervell? El sistema nerviós entèric: organització i plexes intramurals El sistema nerviós entèric (SNE) constitueix una xarxa neuronal integrada a les parets del tub digestiu, que s'estén des de l'esòfag fins a l'estómac, l'intestí prim i el còlon.

Aplega uns 100 milions de neurones capaces d'operar de manera autònoma respecte de l'encèfal, tot i que manté connexió i comunicació bidireccional continuada amb el sistema nerviós central (SNC). El tub digestiu rep informació motora procedent del sistema nerviós autònom i, de manera simultània, el SNE transmet informació sensitiva cap als centres superiors. Aquesta xarxa s'associa estretament amb la regulació de la gana, la sacietat, respostes anímiques intenses i mecanismes de barrera defensiva enfront d'agents nocius o invasors.

DEFINICIÓ El sistema nerviós entèric és la subdivisió de la xarxa autònoma intrínseca de l'aparell digestiu que coordina de forma local la motilitat, la secreció i la integritat del tracte gastrointestinal mitjançant circuits reflexos propis. Des del punt de vista morfològic i funcional, el SNE s'organitza en dos plexes ganglionars microscòpics situats a diferents capes del tracte digestiu: Plexe mientèric o d'Auerbach: controla la motilitat de la túnica muscular, coordinant els moviments intrínsecs, els reflexos peristàltics i les contraccions massives del tub.

Plexe submucós o de Meissner: localitzat a la túnica submucosa, regula la secreció glandular i el flux sanguini local, responent a canvis luminals i als requeriments de transport epitelial. Un tret distintiu d'aquesta subdivisió és la seva capacitat neuroquímica: entre el 90% i el 95% de la serotonina de l'organisme és sintetitzada al tracte gastrointestinal a través del sistema nerviós entèric, participant com a mediador fonamental de la resposta peristàltica i de la senyalització cap a l'eix encèfal-intestí. Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 26 COMPROVA-HO 44 Quina funció específica assumeix cadascun dels dos plexes del sistema nerviós entèric?

Organització anatòmica i funcional del sistema nerviós autònom El sistema nerviós autònom (SNA) s'encarrega del govern involuntari de la major part de les funcions viscerals corporals per preservar la constància del medi intern (vegeu «Homeòstasi, organització funcional i bioenergètica cel·lular»). Aquest sistema opera de manera ràpida i contundent, coordinat per estacions d'integració a la medul·la espinal, el tronc encefàlic i l'hipotàlem. Les seves eferències es divideixen en dues branques fonamentals: el sistema nerviós simpàtic (SNS) i el sistema nerviós parasimpàtic (SNP).

L'arquitectura anatòmica i els mediadors químics d'aquestes dues divisions presenten trets divergents: Sistema nerviós simpàtic (toracolumbar): les neurones preganglionars s'originen a l'asta lateral de la substància grisa dels dotze segments toràcics i dels segments lumbars. Projecten axons mielínics que alliberen acetilcolina cap a la cadena ganglionar paravertebral o prevertebral. Les neurones postganglionars emeten axons amielínics llargs i alliberen principalment noradrenalina i adrenalina sobre els òrgans efectors (així com acetilcolina en dianes concretes com les glàndules sudorípares).

Sistema nerviós parasimpàtic (craniosacral): els somes preganglionars resideixen en nuclis dels nervis cranials (tronc encefàlic) i a la medul·la sacra. Emeten axons mielínics llargs cap a ganglis terminals situats a tocar o dins de la paret dels òrgans diana. Les neurones postganglionars són curtes, amielíniques i alliberen sempre acetilcolina.

ESQUEMA Subdivisions del sistema nerviós autònom i entèric Sistema nerviós autònom Control involuntari del medi intern Sistema simpàtic Origen toracolumbar i resposta d'alerta Sistema parasimpàtic Origen craniosacral i repòs Sistema entèric Xarxa intrínseca del tub digestiu Plexe mientèric Auerbach: motilitat muscular Plexe submucós Meissner: secreció i flux local Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 27 ERROR FREQÜENT Confondre el neurotransmissor de la primera i la segona sinapsi. Les neurones preganglionars de TOTS DOS sistemes (tant simpàtic com parasimpàtic) són colinèrgiques i alliberen acetilcolina.

La divergència principal recau en les neurones postganglionars: les parasimpàtiques continuen alliberant acetilcolina, mentre que la gran majoria de les simpàtiques alliberen noradrenalina. COMPROVA-HO 45 Quina diferència anatòmica clau presenten les fibres preganglionars i postganglionars del SNS respecte a les del SNP? Accions sobre els òrgans efectors i to basal Les dues branques autònomes exerceixen efectes contraposats (antagònics) o col·laboratius (sinèrgics) sobre les vísceres. El SNS promou una activació global per a situacions d'estrès, amenaça o preservació immediata de la integritat de l'organisme.

En canvi, el SNP facilita processos conservadors, d'estalvi energètic i de restauració fisiològica òrgan per òrgan.

Òrgan o teixit Efecte del SNS Efecte del SNP Ull (musculatura de l'iris) Midriasi (dilatació pupil·lar) Miosi (constricció pupil·lar) Cor (miocardi i nòduls) Augment de la freqüència i pressió arterial Disminució de l'activitat cardíaca Vies respiratòries Broncodilatació Broncoconstricció Aparell gastrointestinal Inhibeix motilitat i secreció; contrau esfínters Estimula motilitat i secrecions digestives Glàndules sudorípares i pèl Sudoració i piloerecció Sense efecte rellevant Aparell urinari Inhibició de la micció Afavoreix la micció i contracció vesical Metabolisme i fetge Glicogenòlisi i increment de glucèmia Emmagatzematge i estalvi de reserves Aparell genital Modulació de funcions genitals Erecció genital Aquesta coordinació es manifesta a través de diferents modalitats d'innervació tissular: hi ha estructures amb innervació per un sol sistema, òrgans innervats per ambdues branques sobre una mateixa cèl·lula efectora, o innervació dual que actua sobre cèl·lules diana diferenciades dins del mateix teixit.

A més, els vasos sanguinis arteriolars responen amb vasoconstricció o vasodilatació segons la distribució del tipus de receptor molecular present. Tots dos sistemes mantenen una activitat tònica basal contínua, caracteritzada per una descàrrega de potencials d'acció de baixa freqüència en repòs. Els ajustos fisiològics s'obtenen augmentant o reduint aquesta freqüència de tret basal.

Al llarg del cicle circadiari, es produeix una alternança d'hegemonia Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 28 funcional: durant les hores diürnes predomina l'activitat del SNS per mantenir l'estat de vigília, alerta i reactivitat física, mentre que a la nit preval el to del SNP, promovent la relaxació, la digestió, la reducció del treball metabòlic i el son. Control superior hipotalàmic Malgrat l'autonomia perifèrica dels plexes i els arcs reflexos medul·lars o del tronc encefàlic, l'hipotàlem se situa com el centre d'integració superior i de comandament de totes les funcions vegetatives.

Les estructures de l'escorça límbica, sensibles a factors emocionals i conductuals, canalitzen les seves respostes envers l'hipotàlem. Aquest nucli diencefàlic processa les necessitats globals de l'organisme i envia senyals descendents per coordinar de forma coherent la descàrrega dels circuits simpàtics i parasimpàtics, ajustant simultàniament la motilitat digestiva entèrica, la despesa cardíaca i l'estabilitat hemodinàmica general. COMPROVA-HO 46 Què significa que el sistema nerviós autònom presenti activitat tònica basal? IDEES CLAU El sistema nerviós entèric té autonomia pròpia i sintetitza entre el 90% i el 95% de la serotonina corporal.

El plexe d'Auerbach s'encarrega de la motilitat muscular del tub digestiu i el de Meissner de la secreció i la microcirculació submucosa. El SNS s'origina a nivell toracolumbar amb ganglis paravertebrals, mentre que el SNP s'origina a nivell craniosacral amb ganglis intramurals. Totes les neurones preganglionars de l'autònom secreten acetilcolina; les postganglionars simpàtiques solen alliberar noradrenalina i les parasimpàtiques acetilcolina. L'activitat tònica basal permet modular la resposta visceral augmentant o reduint la freqüència de descàrrega en repòs. L'hipotàlem actua com el nucli d'integració central que governa el balanç entre el simpàtic i el parasimpàtic.

COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 47. Quin paper diferencial juguen el plexe mientèric i el submucós en el tub digestiu? 48. Com varia el to del sistema nerviós autònom entre el dia i la nit? Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 29 Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 49. Quin percentatge de serotonina corporal total es genera a l'aparell digestiu pel SNE? 50. Quin neurotransmissor alliberen les neurones preganglionars del sistema simpàtic? 51. Quin plexe entèric coordina el peristaltisme i la contracció de la túnica muscular? 52. Quin és el centre cerebral superior d'integració de les respostes autònomes vegetatives?

6 Fisiologia endocrina — Eix hipotàlem-hipòfisi i glàndules perifèriques EN ACABAR SABRÀS Distingir les hormones alliberades per la neurohipòfisi de les produïdes per l'adenohipòfisi. Comparar les accions fisiològiques oposades de la insulina i el glucagó en el metabolisme dels glúcids. Diferenciar les accions de la calcitonina i la parathormona en la regulació de la calcèmia. Identificar les tres zones de l'escorça suprarenal, la seva proporció anatòmica i les hormones que secreten. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 53 Com pot una glàndula situada al coll saber quan ha d'aturar la producció hormonal si l'ordre original prové del cervell?

El sistema endocrí coordina, juntament amb el sistema nerviós, funcions essencials com el creixement, el metabolisme i el manteniment de l'estabilitat interna de l'organisme (per aprofundir en el concepte general d'equilibri, vegeu «Homeòstasi, organització funcional i bioenergètica cel·lular»). A diferència dels impulsos elèctrics ràpids, la comunicació hormonal utilitza missatgers químics alliberats al torrent sanguini, amb accions que poden perllongar-se des d'uns segons fins a diversos dies.

Menys de l'1% a) Al voltant del 50% b) Entre el 90% i el 95% c) Entre el 10% i el 20% d) Acetilcolina a) Adrenalina b) Serotonina c) Noradrenalina d) Plexe submucós a) Plexe de Meissner b) Cadena paravertebral c) Plexe d'Auerbach d) Asta anterior medul·lar a) Cerebel b) Hipotàlem c) Gangli espinal posterior d) Apunts de Fisiologia Humana per a Fisioteràpia 30 ESQUEMA Organització funcional del sistema endocrí Mecanismes de senyalització hormonal i control hipotalàmic Les hormones només actuen sobre les anomenades cèl·lules diana, les quals expressen receptors moleculars específics a la seva membrana plasmàtica o a l'interior intracel·lular.

La secreció hormonal respon a tres estímuls bàsics: senyals procedents del sistema nerviós, variacions químiques en sang o la influència d'altres hormones. La regulació de la concentració hormonal es realitza principalment mitjançant sistemes de…