Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina

I 0 flashcards i 14 preguntes més al document.

Text del document

APUNTS FISIOLOGIA DEL CONTROL I CREIXEMENT Grau en Medicina Universitat Rovira i Virgili AprenAI 2026-2027 Apunts complets de Fisiologia del Control i Creixement per a Medicina: sistema nerviós, digestiu, tegumentari, endocrí i reproductor amb mecanismes clau.

APREN.AI Índex Sistema nerviós 1 Organització general, potencial d'acció i cèl·lules glials Organització funcional i tipologia neuronal Propietats bioelèctriques i fases del potencial d'acció Mecanisme d'exocitosi i regulació sinàptica Fisiologia de les cèl·lules glials i barrera hematoencefàlica 2 Neurotransmissió i sistemes de neurotransmissors Mecanismes de regulació sinàptica i tipus de receptors Glutamat: cicle glutamat-glutamina i receptors GABA: síntesi neuronal, receptors i transició NKCC1/KCC2 Monoamines: dopamina, serotonina i noradrenalina Acetilcolina i histamina com a sistemes moduladors 3 Sistema nerviós autònom i fisiologia sensorial somàtica Organització motora eferent: sistema somàtic i sistema autònom Receptors sensorials, potencial de receptor i adaptació Camps receptors i classificació de les fibres nervioses perifèriques Vies ascendents i processament cortical 4 Sensibilitat somàtica — Nocicepció, dolor i mecanismes de modulació Fisiologia dels nociceptors i receptors moleculars Mecanismes moleculars de la inflamació i hiperalgèsia perifèrica Organització laminar medul·lar i dolor referit Vies ascendents del dolor: sistema anterolateral Sistemes de modulació descendent i analgèsia endògena Dolor crònic, participació glial i tolerància a la morfina 5 Sentits especials — Fisiologia del gust, olfacte, visió i audició Transducció gustativa i vies aferents Sentit de l'olfacte i el seu processament perifèric Fotorecepció i electrofisiologia de la retina Organització dels camps receptius i cèl·lules bipolars ON/OFF Mecanotransducció auditiva i tonotopia coclear 6 Fisiologia integradora — Memòria, sistemes emocionals, son i vigília Bases cel·lulars i moleculars de la memòria Rol de l'hipocamp i alteracions de la memòria Circuits emocionals de l'amígdala i el paper de l'hipotàlem Sistema de recompensa dopaminèrgic i neuroadaptacions a l'addicció Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 1 Regulació del cicle son-vigília Aparell digestiu 7 Control gastrointestinal, motilitat i secrecions salival i gàstrica Organització estructural del tub digestiu i control nerviós Control neurohormonal de la fam i la sacietat Dinàmica motora gastrointestinal: del dejuni a la digestió Fisiologia de la secreció salival Fisiologia de la secreció gàstrica 8 Secrecions biliopancreàtiques, absorció de nutrients i microbiota Secreció pancreàtica exocrina: control hidroelectrolític i enzimàtic Secreció biliar, micel·lació i cicle enterohepàtic Mecanismes moleculars d'absorció luminal i enterocitària Transport actiu de minerals, vitamines i dinàmica hídrica Microbiota colònica, GALT i patologia digestiva 9 Sistema tegumentari — Estructura cutània, annexos i termoregulació Capes cutànies i desenvolupament embrionari Epidermis: estrats i cinètica dels queratinòcits Poblacions cel·lulars epidèrmiques i unió dermoepidèrmica Melanogènesi i alteracions del pigment Dermis i hipodermis: estroma i receptors sensorials Annexos cutanis: glàndules i aparell pilosebaci Fisiologia de la termoregulació Sistema endocrí 10 Principis generals i eix hipotàlem-hipofisiari Naturalesa química, transport i cinètica hormonal Mecanismes d'acció cel·lular i interaccions hormonals Organització jeràrquica i biorritmes de secreció Eix hipotalamohipofisiari: adenohipòfisi Eix hipotalamohipofisiari: neurohipòfisi 11 Fisiologia tiroïdal i glàndules suprarenals Fisiologia de la glàndula tiroide: síntesi i acció hormonal Transport plasmàtic, activació perifèrica i eix TRH-TSH Còrtex suprarenal: organització per capes i esteroidogènesi Fisiologia del cortisol i eix hipotàlem-hipofisiari-suprarenal Medul·la suprarenal i secreció de catecolamines 12 Metabolisme glucídic — Pàncrees endocrí, transportadors de glucosa i diabetis Organització dels illots de Langerhans i regulació paracrina Mecanisme de secreció d'insulina a la cèl·lula beta Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 2 Transportadors de glucosa: simports de sodi i facilitadors Síntesi, accions metabòliques i degradació de la insulina Glucagó, somatostatina i polipèptid pancreàtic Fisiopatologia del control glucídic: hipoglucèmia i diabetis mellitus Aparell reproductor 13 Fisiologia del sistema reproductor masculí Anatomia funcional testicular i cèl·lules de suport Espermatogènesi, transport i glàndules accessòries Capacitació espermàtica, reacció acrosòmica i avaluació seminal Control neurovascular de l'erecció i l'ejaculació Eix hipotàlem-hipòfisi-testicle i accions perifèriques dels andrògens 14 Fisiologia del sistema reproductor femení Anatomia funcional de l'aparell reproductor femení i reserva ovocitària Foliculogènesi i model de les dues cèl·lules / dues gonadotropines Cicle ovàric: fase fol·licular, ovulació i cos luti Cicle endometrial i correlació funcional amb les hormones ovàriques Accions fisiològiques sistèmiques i genitals dels estrògens i progestàgens 15 Resum per repassar Sistema nerviós i fisiologia sensorial Aparell digestiu Sistema tegumentari i termoregulació Sistema endocrí i metabolisme Aparell reproductor 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. Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 3 1 Organització general, potencial d'acció i cèl·lules glials EN ACABAR SABRÀS Distingir les funcions de les vies aferents i eferents del sistema nerviós. Descriure les etapes del potencial d'acció i els canals iònics implicats. Explicar el mecanisme molecular d'alliberament de neurotransmissors pel complex SNARE. Diferenciar els rols homeostàtics i patològics dels astròcits i la micròglia. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 1 Com aconsegueix un impuls elèctric neuronal viatjar en un únic sentit sense retornar al punt d'origen?

El sistema nerviós processa la informació de l'entorn intern i extern mitjançant xarxes neuronals altament organitzades i cèl·lules glials que en mantenen l'homeòstasi. Sistema nerviós 1 Organització general, potencial d'acció i cèl·lules glials 2 Neurotransmissió i sistemes de neurotransmissors 3 Sistema nerviós autònom i fisiologia sensorial somàtica Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 4 ESQUEMA Organització del Sistema Nerviós Organització funcional i tipologia neuronal Els circuits neurals s'estructuren en vies d'entrada d'informació o aferents (sensitives) i vies de sortida o eferents (motores).

La integració conscient requereix l'arribada del senyal a l'escorça cerebral; les vies que no hi accedeixen operen de manera inconscient. Divisió Subtipus Entrada / Sortida medul·lar Funció i consciència Aferent (sensitiva) Somàtica Banya posterior de la medul·la o parells cranials Arriba al còrtex cerebral; percepció conscient de sensacions. Visceral Banya posterior de la medul·la o parells cranials Sense projecció cortical directa; no es té percepció conscient. Eferent (motora) Somàtica Banya anterior de la medul·la espinal Control voluntari del múscul esquelètic.

Vegetativa Banya anterior de la medul·la espinal Inervació autònoma: branques simpàtica i parasimpàtica (vegeu «Sistema nerviós — Sistema nerviós autònom i fisiologia sensorial somàtica»).

Sistema Nerviós Control i integració de la informació corporal Via Aferent (Sensitiva) Entrada d'estímuls per banya posterior Somàtica Aferent Accés cortical amb percepció conscient Visceral Aferent Processament subcortical inconscient Via Eferent (Motora) Sortida de respostes per banya anterior Somàtica Eferent Control voluntari del múscul esquelètic Vegetativa (SNA) Control involuntari simpàtic i parasimpàtic Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 5 Segons la morfologia i la disposició de les prolongacions cel·lulars, es distingeixen tres grans classes de neurones: Neurones unipolars: molt escasses; apareixen de forma restringida a la retina i manquen de dendrites que surtin directament del soma.

Neurones pseudounipolars: condueixen la informació sensitiva des dels receptors perifèrics fins als centres integradors del sistema nerviós central. Posseeixen un únic axó que emergeix del soma i es bifurca en dues branques: una perifèrica i una central. Neurones bipolars i multipolars: participen en la integració del senyal. Les multipolars presenten nombroses dendrites que reben senyals de neurones distintes mitjançant sinapsis axodendrítiques, axosomàtiques (ambdues modulen la gènesi del potencial d'acció) o axoaxòniques (regulen directament l'exocitosi de neurotransmissors).

DEFINICIÓ Els PEPS (potencials excitadors postsinàptics) són petites despolaritzacions locals provocades per l'entrada de càrregues positives, mentre que els PIPS (potencials inhibidors postsinàptics) indueixen hiperpolaritzacions de la membrana. La suma espacial i temporal d'ambdós determina si el con axònic assoleix el llindar elèctric. COMPROVA-HO 2 Quina conseqüència funcional té una sinapsi de tipus axoaxònica respecte a una d'axosomàtica? Propietats bioelèctriques i fases del potencial d'acció La comunicació ràpida al llarg de l'axó depèn de canvis estructurals en proteïnes transmembrana sensibles al camp elèctric.

Els ions flueixen a través de canals iònics sempre a favor de gradient electroquímic, mentre que la bomba restaura activament els gradients iònics consumint energia. Na /K + + Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 6 PROCÉS Fases del Potencial d'Acció El curs temporal del potencial d'acció transcorre a través de diverses fases coordinades: La propagació de l'impuls és estrictament ortodròmica gràcies al període refractari absolut, període durant el qual els canals de sodi es mantenen inactivats i no poden obrir-se de nou.

La velocitat de conducció depèn del diàmetre de la fibra nerviosa (a major calibre, menor resistència interna) i de la mielinització, que possibilita una ràpida conducció saltatòria de nòdul a nòdul. COMPROVA-HO 3 Què passaria amb la repolarització si es bloquegessin farmacològicament els canals de potassi dependents de voltatge? Mecanisme d'exocitosi i regulació sinàptica Quan la despolarització arriba al botó terminal, activa canals de dependents de voltatge. L'increment de calci intracel·lular activa el complex format per la calmodulina (que s'uneix a 4 ions de ) i la quinasa I.

Aquesta quinasa fosforila la sinapsina, alliberant les vesícules sinàptiques de l'entramat citoesquelètic perquè avancin cap a la membrana plasmàtica. Repòs (-70 mV) Equilibri iònic basal de la membrana 1 Llindar (-55 mV) Sumació de PEPS al con axònic 2 Despolarització (+30 mV) Obertura massiva de canals de sodi 3 Repolarització Inactivació de Na+ i sortida de K+ 4 Hiperpolarització Retard en tancament de K+ i bomba activa 5 Fase de repòs: la membrana es manté a -70 mV. La suma de PEPS indueix una despolarització que fa viatjar el potencial fins al valor llindar crític de -55 mV al con axònic.

1 Fase de despolarització: s'obren massivament els canals de dependents de voltatge; l'influx accelerat de sodi positivitza l'interior fins a aconseguir aproximadament . 2 Na+ +30 mV Fase de repolarització: s'inactiven els canals de i s'activen lentament els canals de dependents de voltatge, promovent la sortida d'ions potassi cap al medi extracel·lular. 3 Na+ K+ Fase postdespolarització i hiperpolarització: els canals de romanen oberts durant un breu interval addicional, fet que indueix un potencial més negatiu que el repòs inicial ( ). Finalment, la bomba ATPase restableix les concentracions basals.

4 K+ < 70 mV Na /K + + Ca2+ Ca2+ Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 7 La fusió vesicular requereix la interacció del complex SNARE, integrat per proteïnes de la vesícula (sinaptobrevina) i proteïnes de la membrana presinàptica diana (SNAP-25 i sintaxina). La unió de a la sinaptotagmina vesicular actua com a disparador definitiu per fusionar les bicapes lipídiques i buidar el neurotransmissor a la fenedura sinàptica.

ERROR FREQÜENT No confonguis el mecanisme de bloqueig de les toxines bacterianes sobre el complex SNARE: la toxina botulínica escindeix proteïnes diana del complex SNARE inhibint l'alliberació perifèrica d'acetilcolina, mentre que la toxina tetànica degrada selectivament la sinaptobrevina, provocant paràlisi espàstica per supressió de la inhibició. Per evitar una sobreactivació citotòxica sobre la membrana postsinàptica, l'activitat química a l'espai sinàptic es controla mitjançant sis mecanismes: Autorreceptors: receptors situats a la membrana presinàptica que generen retroacció negativa davant d'altes concentracions del medi.

Recaptació presinàptica: proteïnes transportadores recuperen el transmissor cap a l'interior del botó axònic. Captació extraneuronal: cèl·lules veïnes, fonamentalment astròcits, absorbeixen el neurotransmissor sobreeixent. Degradació enzimàtica: enzims de la fenedura hidrolitzen la molècula transmissora inactivant-la químicament. Inactivació i endocitosi: la despolarització excessiva promou el bloqueig de canals catiònics postsinàptics i la internalització dels seus receptors. Difusió passiva: transport lliure del neurotransmissor cap a l'exterior de l'esquerda sinàptica. Esquema dels subtipus de receptors inotròpics i metabotròpics per a glutamat i acetilcolina.

DEFINICIÓ Els receptors inotròpics són canals iònics que s'obren directament per la unió del lligand produint canvis elèctrics ràpids, mentre que els receptors metabotròpics estan acoblats a proteïnes G (com , o ) i modulen la resposta cel·lular via segons missatgers. Fisiologia de les cèl·lules glials i barrera hematoencefàlica El teixit glial supera en nombre a les neurones i garanteix la viabilitat estructural i funcional del teixit nerviós, dirigint la migració cel·lular, regulant el microambient i protegint enfront de patògens.

2 Ca2+ G q G s G i Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 8 Tipus Glial Localització Funcions canòniques Oligodendròcits Sistema nerviós central (SNC) Un únic oligodendròcit estén prolongacions per mielinitzar diversos segments d'axons diferents. Cèl·lules de Schwann Sistema nerviós perifèric (SNP) Cada cèl·lula forma un sol internòdul de mielina. Davant de talls axònics, digereixen restes cel·lulars i formen cilindres guia per a la regeneració. Cèl·lules ependimàries SNC (ventricles i plexes coroides) Participen en la producció i flux del líquid cefalorraquidi (LCR).

Astròcits SNC Suport físic, neteja de detritus metabòlics, homeòstasi iònica de , participació en la sinapsi tripartida (vegeu «Sistema nerviós — Neurotransmissió i sistemes de neurotransmissors») i formació de la barrera hematoencefàlica. Micròglia SNC Monòcits modificats originats a la medul·la òssia; representen la primera línia de vigilància i defensa immunitària. Davant de dany cel·lular o traumatismes al SNC, els astròcits i la micròglia adquireixen fenotips reactius amb funcions antagòniques segons l'estat d'activació: Astròcits A1: produeixen un efecte neurotòxic i degradatiu que accelera el deteriorament tissular.

Astròcits A2: desenvolupen funcions reparadores i inductores d'angiogènesi. Micròglia M1: estat proinflamatori associat a processos degeneratius i secreció de citocines destructives. Micròglia M2: perfil antiinflamatori i regeneratiu mitjançant l'alliberament de compostos com la citocina IL-10, frenant l'activitat de les cèl·lules M1. La barrera hematoencefàlica (BHE) preserva l'estabilitat iònica del líquid intersticial cerebral. Està constituïda per un endoteli continu unit mitjançant unions estretes (tight junctions), recolzat sobre una làmina basal, perícits contràctils i els peus terminals dels astròcits.

Posseeix una elevada activitat de la bomba per modular la concentració de en el LCR. PER RECORDAR-HO La BHE impedeix el pas indiscriminat de soluts, però les molècules petites i liposolubles (etanol, cafeïna o nicotina) la travessen per simple difusió. Pèptids com la insulina, la transferrina o la vasopressina empren processos de transcitosis. Recorda que la BHE està absent a l'hipotàlem (on hi ha tanicits) i als ventricles cerebrals.

El líquid cefalorraquidi (LCR) es troba contingut en un volum total d'entre 90 i 150 ml, amb una taxa de renovació constant de 4 a 5 vegades diàries fruit d'una síntesi de 500 ml al dia (80% provinent dels plexes coroides i 20% d'origen vascular subependimari i piamare). En comparació directa amb el plasma sanguini, el LCR posseeix una concentració inferior de proteïnes, glucosa i , però nivells superiors de clorur ( ) i cap presència d'eritròcits en condicions fisiològiques normals. K+ Na /K + + K+ K+ Cl Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 9 COMPROVA-HO 4 Quina és la diferència funcional crítica entre l'estat reactiu A1 i l'estat reactiu A2 dels astròcits?

IDEES CLAU La informació aferent arriba per la banya posterior medul·lar (conscient si assoleix l'escorça), i l'eferent surt per la banya anterior vers efectors somàtics o vegetatius. El potencial d'acció s'inicia en superar els per l'obertura de canals de sodi i es repolaritza per la sortida massiva de potassi. L'exocitosi vesicular depèn de l'entrada de , la interacció amb la calmodulina/quinasa I i el complex SNARE (sinaptobrevina, SNAP-25, sintaxina). Els astròcits tenen perfils reactius oposats: els A1 són degradatius/neurotòxics i els A2 promouen reparació i angiogènesi.

La barrera hematoencefàlica manté el microambient gràcies a unions estretes endotelials i peus astrocitaris, estant absent a l'hipotàlem i ventricles. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 5. Quines diferències principals de composició química presenta el LCR respecte al plasma sanguini? 6. Per quin motiu el potencial d'acció només es transmet en sentit ortodròmic sense retrocedir? SISTEMA NERVIÓS 2 Neurotransmissió i sistemes de neurotransmissors EN ACABAR SABRÀS Distingir el funcionament molecular dels receptors ionotròpics i metabotròpics del sistema nerviós. Descriure el cicle glutamat-glutamina i el mecanisme de bloqueig per magnesi en el canal NMDA.

Explicar el canvi de funció despolaritzant a hiperpolaritzant del GABA segons l'expressió de NKCC1 i KCC2. Relacionar les rutes de síntesi i degradació de catecolamines, serotonina, acetilcolina i histamina. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 7 Com pot ser que el GABA, conegut com el principal fre inhibitori del cervell, provoqui excitació en etapes fetals? 55 mV Ca2+ Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 10 Mecanismes de regulació sinàptica i tipus de receptors La comunicació química entre neurones exigeix un control precís de la durada i la intensitat del senyal per impedir la sobreestimulació cel·lular.

Quan un neurotransmissor s'allibera a l'espai sinàptic, diversos mecanismes terminen la seva acció: Autorreceptors: receptors situats a la membrana presinàptica que detecten el transmissor propi i inhibeixen la seva exocitosi posterior. Recaptació presinàptica: transportadors específics reintrodueixen el neurotransmissor a la neurona emissora per al seu reciclatge. Captació extraneuronal: cèl·lules glials de suport, principalment astròcits, retiren molècules de la fenedura sinàptica en el marc de la anomenada sinapsi tripartida. Degradació enzimàtica: enzims especialitzats trenquen el neurotransmissor a la fenedura o als voltants de la membrana.

Inactivació i endocitosi de receptors: l'estimulació excessiva desencadena la desensibilització de canals catiònics i la internalització vesicular de receptors postsinàptics. Difusió passiva: el transmissor s'allunya de la fenedura cap a zones adjacents, cessant el contacte funcional. Els receptors postsinàptics es divideixen funcionalment en dues grans classes: els receptors ionotròpics, que actuen com a canals iònics activats per lligand i produeixen respostes elèctriques molt ràpides (generalment excitatòries, tot i que n'hi ha d'inhibitoris com els canals de clor), i els receptors metabotròpics, acoblats a proteïnes G.

En aquests darrers, la resposta depèn de la subunitat associada: Subtipus de proteïna G Via intracel·lular principal Efecte postsinàptic típic Activació de l'adenilat ciclasi PKA Excitació / fosforilació de dianes Activació de fosfolipasa C (PLC) i PKC Excitació / senyalització per calci Inhibició d'adenilat ciclasi , obertura canals Inhibició / hiperpolarització COMPROVA-HO 8 Quina diferència funcional existeix entre l'activació d'un receptor acoblat a Gq i un acoblat a Gi? Glutamat: cicle glutamat-glutamina i receptors El glutamat és el neurotransmissor excitador principal del sistema nerviós central i la seva activitat sosté prop del 80 % del consum energètic cerebral.

La seva síntesi neuronal empra precursors metabòlics clau: A partir d' -cetoglutarat mitjançant l'enzim -cetoglutarat transaminasa (el procés invers per generar energia el realitza la glutamat deshidrogenasa). A partir de glutamina provinent de la glia mitjançant l'enzim glutaminasa. Gα G sα AMPc G qα IP + 3 DAG Ca2+ G iα AMPc K+ α α Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 11 En el marc de la sinapsi tripartida, l'excés de glutamat a la fenedura és retirat ràpidament per evitar la toxicitat.

Els astròcits i les neurones expressen transportadors d'aminoàcids excitadors (EAAT, com EAAT2 en astròcits i EAAT3 en neurones presinàptiques), els quals aprofiten el gradient de sodi establert per la bomba . A l'interior de l'astròcit, la glutamina sintetasa converteix el glutamat en glutamina, una molècula sense activitat sinàptica que es transfereix de tornada a la neurona motora. Un cop al terminal presinàptic, la glutaminasa regenera glutamat i el transportador vesicular VGluT l'empaqueta a les vesícules. CICLE Cicle glutamat-glutamina a la sinapsi tripartida 1. Alliberament sinàptic: Exocitosi vesicular de glutamat a la fenedura 2.

Captació glial: Transportador EAAT2 introdueix glutamat a l'astròcit 3. Conversió a glutamina: Glutamina sintetasa glial inactiva la molècula 4. Transferència neuronal: Retorn de glutamina al terminal presinàptic 5. Regeneració de glutamat: Glutaminasa neuronal i empaquetament via VGluT Els receptors de glutamat comprenen tant formes ionotròpiques com metabotròpiques: AMPA: canal ràpid permeable a sodi. Són els primers a respondre davant la despolarització bàsica de la membrana. Kainat: canal permeable a sodi, implicat en respostes ràpides complementàries. NMDA: canal d'alta conductància permeable a sodi i calci.

El magnesi extracel·lular bloqueja el porus del receptor NMDA en repòs electroquímic; cal una despolarització prèvia sostinguda (assolida generalment via AMPA) que expulsi electroestàticament el magnesi perquè el calci pugui entrar. Aquest influx de calci és la base dels circuits de memòria (vegeu «Fisiologia integradora — Memòria, sistemes emocionals, son i vigília»). mGluR (metabotròpics): dividits funcionalment en isoformes excitatòries (mGlu1 i mGlu5, acoblades a per activar PLC, alliberar calci del reticle via i estimular PKC) i isoformes inhibitòries (mGlu2, mGlu3, mGlu4, mGlu6, mGlu8, acoblades a que redueixen l'AMPc, tanquen canals de calci i obren canals de potassi).

Na /K + + 1 Alliberament sinàptic 2 Captació glial 3 Conversió a glutamina 4 Transferència neuronal 5 Regeneració de glutamat G qα IP 3 G iα Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 12 ERROR FREQÜENT Confondre el paper del magnesi en el receptor NMDA: el no és un inhibidor irreversible ni s'uneix al mateix lloc que el glutamat. Actua com un tap físic dependent de voltatge a l'interior del canal, el qual només s'allibera quan la membrana ja s'ha despolaritzat prèviament per altres receptors (com AMPA).

EXCITOTOXICITAT L'entrada massiva i descontrolada d'ions a través de canals NMDA hiperactivats activa enzims degradatius cel·lulars i cascades apoptòtiques, provocant la mort de la neurona. COMPROVA-HO 9 Quina seqüència d'esdeveniments cal perquè el receptor NMDA permeti l'entrada massiva de calci a la cèl·lula? GABA: síntesi neuronal, receptors i transició NKCC1/KCC2 L'àcid gamma-aminobutíric (GABA) és el principal neurotransmissor inhibitori del sistema nerviós en regions supratentorials. L'enzim glutamat descarboxilasa (GAD) catalitza la transformació de glutamat a GABA exclusivament a les neurones, expressant-se de manera restrictiva en terminals GABAèrgics i mai en cèl·lules glials.

El GABA s'empaqueta mitjançant el transportador vesicular VGAT. La neteja sinàptica de GABA depèn dels cotransportadors GAT1 i GAT2 situats a neurones i astròcits. Dins de l'astròcit, el GABA pateix un reciclatge metabòlic: Els receptors de GABA es classifiquen en: GABA-A: receptor ionotròpic pentamèric format per subunitats (com ). Funciona com un canal de clor ( ). En el cervell madur genera una ràpida hiperpolarització. GABA-B: receptor metabotròpic acoblat a proteïna que redueix l'activitat de l'adenilat ciclasi, frena els canals de calci voltatge-dependents i obre canals de potassi, conduint a una lenta inhibició postsinàptica.

PER RECORDAR-HO NKCC1 porta clor cap a dins (1 cèl·lula carregada de clor), predominant abans de néixer; KCC2 treu clor cap a fora (2 ions que surten: K i Cl), dominant en el cervell adult sa. Mg2+ Ca2+ La GABA transaminasa converteix el GABA en àcid succínic semialdehid. 1 La succínic semialdehid deshidrogenasa (ssADH) el converteix en succinat, que entra al cicle de Krebs. 2 Del cicle deriva -cetoglutarat, transformat en glutamat per la transaminasa i finalment en glutamina per la glutamina sintetasa. 3 α La glutamina passa a la neurona, on la glutaminasa i la GAD regeneren novament el GABA.

4 α i β Cl G iα Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 13 En el període prenatal el transportador NKCC1 manté elevat el Cl- intracel·lular fent que el GABA sigui despolaritzant. Atès que la concentració interna de clor és superior a l'externa, l'obertura del receptor GABA-A provoca la sortida passiva d'aquest anió a favor de gradient, augmentant el potencial de membrana. Amb la maduració postnatal, la disminució d'expressió de NKCC1 i la sobreexpressió de KCC2 (transportador que expulsa ) buiden el clor intern: a partir d'aquest moment, l'activació de GABA-A comporta l'entrada d'anions clor i la clàssica hiperpolarització.

La reversió al patró despolaritzant immadur pot reaparèixer patològicament en situacions d'isquèmia cerebral o dolor neuropàtic. COMPROVA-HO 10 Per quina raó bioquímica el GABA produeix un efecte despolaritzant durant la gestació primerenca? Monoamines: dopamina, serotonina i noradrenalina Les monoamines modulen funcions motores, anímiques i autonòmiques. La seva biosíntesi segueix vies enzimàtiques estricte-ordenades: La dopamina es sintetitza a partir de l'aminoàcid tirosina, passant inicialment a L-Dopa i posteriorment a dopamina. Els cossos neuronals dopaminèrgics s'ubiquen fonamentalment al tronc de l'encèfal (excepte les poblacions del còrtex olfactori).

Es recapta mitjançant el transportador DAT (present tant al terminal presinàptic com als astròcits) i es degrada per acció combinada de la monoaminooxidasa (MAO) i la catecol-O-metiltransferasa (COMT), donant com a producte final l'àcid homovanílic detectable en líquid cefaloracidi. La dopamina ingerida en la dieta és neutralitzada per sulfatació sanguínia mitjançant la catecolamina sulfotransferasa (sul1A3). Tots els receptors dopaminèrgics són metabotròpics: Família D1 (D1 i D5): acoblats a ; estimulen l'adenilat ciclasi, augmenten l'AMPc, activen la proteïna-cinasa A (PKA) i indueixen la fosforilació del factor de transcripció CREB.

Família D2 (D2, D3 i D4): acoblats a ; inhibeixen l'adenilat ciclasi, frenen els corrents de calci i afavoreixen la sortida de potassi. Davant d'un estímul dopaminèrgic excessiu, la cèl·lula atenua la transmissió: les cinases de receptors acoblats a proteïnes G (GRK) fosforilen el receptor, permetent que la proteïna arrestina s'hi uneixi físicament. Aquest bloqueig impedeix l'acoblament de noves proteïnes G i indueix la internalització vesicular del receptor mediatitzada per clatrina i AP2. Esquema de la desensibilització de receptors metabotròpics mitjançant la via GRK-arrestina.

La noradrenalina (norepinefrina) es forma a les neurones noradrenèrgiques del tronc encefàlic: la dopamina es converteix en noradrenalina mitjançant la dopamina beta-hidroxilasa utilitzant vitamina C com a cofactor. A la glàndula suprarenal, aquesta es pot metilar a adrenalina (vegeu «Sistema endocrí — Fisiologia tiroïdal i glàndules suprarenals»). La noradrenalina es recapta mitjançant NET i es degrada per K i Cl + G sα G iα Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 14 MAO i COMT generant àcid vanililmandèlic.

Els seus receptors metabotròpics inclouen (acoblat a i PLC), (acoblat a , que inhibeix l'adenilat ciclasi i actua típicament com a autorreceptor) i els receptors (acoblats a , regulats també per desensibilització per cinases GRK i arrestina). La serotonina (5-hidroxitriptamina o 5-HT) prové del triptòfan, transformat en 5-hidroxitriptòfan per la triptòfan hidroxilasa i posteriorment descarboxilat. Només el 20 % es troba al sistema nerviós central (somes als nuclis del rafe del tronc de l'encèfal); el 80 % restant es localitza a l'aparell digestiu i les plaquetes sanguínies. Es recapta mitjançant SERT i es degrada principalment a àcid 5- hidroxiindolacètic (5-HIAA).

A la glàndula pineal pot transformar-se en melatonina. Receptor de serotonina Mecanisme de transducció Localització i acció principal 5-HT1 Metabotròpic ( ; obertura de canals ) Medul·la i còrtex; fre per modulació de la sortida de 5-HT 5-HT2 Metabotròpic ( ) Múscul vascular, digestiu i còrtex; activa calmodulina i PKC 5-HT3 Ionotròpic (canal catiònic permeable a ) Àrea postrema, entèric, límbic; nàusees, motilitat i ansietat 5-HT4 Metabotròpic ( ) Cervell; activa CREB i expressió de factors neurotròfics COMPROVA-HO 11 Quin receptor de serotonina presenta un mecanisme d'acció exclusivament ionotròpic i a quins fenòmens fisiopatològics s'associa?

Acetilcolina i histamina com a sistemes moduladors L'acetilcolina es sintetitza al terminal presinàptic a partir de colina i acetil-coenzim A gràcies a l'enzim colina acetiltransferasa (ChAT). S'introdueix a les vesícules mitjançant el transportador VAChT. A diferència d'altres sistemes, l'acetilcolina no es recapta sencera ni requereix participació glial activa per netejar la fenedura: l'enzim acetilcolinesterasa la degrada ràpidament a la sinapsi generant acetat i colina; aquesta darrera és reabsorbida al terminal mitjançant un transportador específic de colina. L'acetilcolina d'origen alimentari és inactivada per la butirilcolinesterasa.

Els receptors colinèrgics es divideixen en: Nicotínics (ionotròpics): canals catiònics formats per subunitats. La forma N1 (muscular) media la contracció voluntària a la unió neuromuscular, mentre que la forma N2 (neuronal) es localitza a ganglis autonòmics i a l'encèfal. Muscarínics (metabotròpics): dividits en M1, M3 i M5 (acoblats a proteïna , activadors de la PLC, presents a còrtex cerebral per a la memòria, així com a glàndules secretores i musculatura llisa intestinal on afavoreixen la motilitat) i M2 i M4 (acoblats a proteïna ; M2 frena la freqüència cardíaca i M4 actua com a modulador de retroalimentació negativa central).

α 1 Gqα α 2 G iα β i β 1 2 G sα G iα K+ G qα IP /DAG 3 Ca2+ Na+ G sα AMPc G q G i Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 15 La histamina actua principalment com un neuromodulador encarregat de calibrar la influència d'altres neurotransmissors. Es sintetitza a partir de la histidina per acció de la histidina descarboxilasa. Les neurones histaminèrgiques s'originen a l'hipotàlem posterior (en particular al nucli tuberomamil·lar) i projecten àmpliament cap a l'escorça, el tàlem i la medul·la, promovent la vigília i l'alerta. La histamina produïda a la perifèria no pot creuar la barrera hematoencefàlica.

La seva degradació segueix rutes diferents segons el teixit: Degradació central (encèfal): processada per la histamina metiltransferasa juntament amb MAO i ADH fins a transformar-se en àcid metilimidazol acètic. Degradació perifèrica: duta a terme per la diamino oxidasa (DAO) associada a l'alcohol deshidrogenasa (ADH), generant àcid imidazol acètic. Tots els receptors d'histamina descrits a nivell modulador són metabotròpics: H1 acoblat a (atenció i modulació sensorial), H2 acoblat a i H3 acoblat a (sovint amb funció d'autoreceptor inhibitori). IDEES CLAU Els receptors metabotròpics determinen la seva acció segons la subunitat de proteïna G: i són estimuladores, mentre que és inhibitòria.

El receptor de glutamat NMDA requereix simultàniament la unió del lligand i una despolarització que elimini el bloqueig del porus per magnesi per permetre l'entrada de sodi i calci. L'astrocit col·labora amb la neurona en el cicle glutamat-glutamina mitjançant els transportadors EAAT i l'enzim glutamina sintetasa per evitar l'excitotoxicitat. La transició funcional de GABA de despolaritzant a hiperpolaritzant depèn del balanç temporal entre NKCC1 (prenatal) i KCC2 (adult). La degradació de catecolamines depèn de la MAO i la COMT, mentre que l'acetilcolina és inactivada a la pròpia fenedura per l'acetilcolinesterasa. COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 12.

Quin paper tenen els astròcits en el reciclatge del glutamat i com eviten la seva toxicitat a la sinapsi tripartida? 13. Com actua el complex GRK-arrestina quan hi ha una estimulació dopaminèrgica excessiva? G qα G sα G iα G sα G qα G iα Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 16 SISTEMA NERVIÓS 3 Sistema nerviós autònom i fisiologia sensorial somàtica EN ACABAR SABRÀS Distingir l'organització sinàptica i els neurotransmissors del sistema somàtic i del sistema nerviós autònom. Explicar el mecanisme de transducció del potencial de receptor i la seva codificació en freqüència.

Classificar les fibres aferents perifèriques segons el seu diàmetre, grau de mielina i velocitat de conducció. Diferenciar les vies ascendents de la columna dorsal i del sistema anterolateral fins a l'escorça somatosensorial. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 14 Com pot el cervell distingir entre una carícia suau i una punxada si ambdues utilitzen potencials d'acció elèctrics idèntics? Organització motora eferent: sistema somàtic i sistema autònom La comunicació motora des del sistema nerviós central cap a la perifèria s'estructura en dues grans divisions funcionals: el sistema somàtic i el sistema autònom.

El sistema nerviós somàtic controla de forma voluntària la musculatura esquelètica mitjançant una única motoneurona mielinitzada que connecta el centre nerviós directament amb l'òrgan efector, on allibera acetilcolina per induir la contracció muscular. Per contra, el sistema nerviós autònom regula l'activitat involuntària mitjançant una cadena de dues neurones en sèrie. La neurona preganglionar mielinitzada s'origina al sistema nerviós central i fa sinapsi en un gangli perifèric alliberant acetilcolina sobre receptors nicotínics. La neurona postganglionar transmet el senyal fins a les cèl·lules diana mitjançant axons desmielinitzats.

Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 17 Taula comparativa entre el sistema motor somàtic i el sistema autònom. El sistema autònom es divideix en dues branques principals que difereixen en anatomia i neurotransmissió terminal: Sistema nerviós parasimpàtic: presenta fibres preganglionars llargues i postganglionars curtes. Allibera acetilcolina a la sinapsi efectora per actuar sobre receptors colinèrgics. Sistema nerviós simpàtic: posseeix fibres preganglionars curtes que connecten amb la cadena ganglionar paravertebral, des d'on les fibres postganglionars llargues alliberen noradrenalina cap als teixits diana.

Aquesta divisió té dues excepcions perifèriques rellevants: a les glàndules sudorípares, les fibres simpàtiques postganglionars alliberen acetilcolina; a la medul·la adrenal no existeix sinapsi ganglionar clàssica, sinó una sola fibra que indueix l'alliberament de noradrenalina i adrenalina directament a la circulació sanguínia. L'efecte final activador o inhibidor dependrà exclusivament del subtipus de receptor present a la cèl·lula diana. COMPROVA-HO 15 Quina és la diferència clau entre la sinapsi terminal del sistema somàtic i la del sistema simpàtic clàssic?

Receptors sensorials, potencial de receptor i adaptació Els receptors sensorials s'encarreguen de la transducció sensorial, el procés de transformació de l'energia d'un estímul en senyals electroquímics. Cada receptor presenta una alta especificitat pel seu estímul adequat. La interpretació de la modalitat sensitiva es fonamenta en el principi de la línia marcada: cada via o fascicle nerviós finalitza en una àrea concreta de l'encèfal, de manera que el cervell reconeix el tipus d'estímul segons la regió cortical receptora activada. Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 18 Classificació dels receptors sensorials segons estímul, localització i estructura anatòmica.

Criteri Classificació Característiques funcionals Tipus d'estímul Mecanoreceptors Detecten deformació mecànica o pressió física. Fotoreceptors Capten radiació electromagnètica lluminosa. Quimioreceptors Detecten la presència de substàncies químiques. Termoreceptors Responen a variacions de temperatura ambiental o corporal. Nocioreceptors Responen a estímuls lesius o nocius per als teixits. Localització Externoreceptors Recullen informació del medi ambient exterior. Internoreceptors Monitoritzen les condicions dels òrgans interns. Propioreceptors Informen sobre la posició espacial i l'estat articular i muscular.

Estructura Primaris El receptor forma part de la fibra sensitiva de primer ordre (neurones pseudounipolars amb el soma al gangli raquidi). Secundaris Cèl·lula receptora independent especialitzada que fa sinapsi i transmet la despolarització a la neurona sensitiva. Un exemple clàssic és el corpuscle de Pacini (o de Vater-Pacini), situat a la dermis dins del sistema tegumentari. Aquest mecanoreceptor encapsulat respon a la deformació mecànica. La compressió de les capes cel·lulars el·lipsoïdals deforma l'extrem amielínic de la fibra axònica interna, induint una entrada de càrregues positives que genera un potencial de receptor.

Aquest potencial local despolaritza el primer node de Ranvier (la zona gallet), i si supera el llindar elèctric, genera un potencial d'acció propagat (vegeu «Sistema nerviós — Organització general, potencial d'acció i cèl·lules glials»). La intensitat de l'estímul es codifica mitjançant la freqüència dels potencials d'acció. Si la intensitat de l'estímul creix, augmenta l'amplitud del potencial de receptor i, per tant, s'accelera la freqüència de descàrrega. Aquesta resposta s'amplifica per sumació temporal (major freqüència de potencials per fibra) i per sumació espacial (reclutament d'un nombre progressivament més elevat de fibres nervioses en paral·lel).

Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 19 PROCÉS Mecanotransducció al corpuscle de Pacini Els receptors també es diferencien per la seva capacitat d'adaptació a l'estímul: Adaptació lenta o tònica: mantenen la descàrrega d'impulsos durant tot el temps que dura l'estímul, espaiats temporalment (típic de receptors del dolor o nocioreceptors). Adaptació ràpida o fàsica: responen de manera immediata i deixen de transmetre si l'estímul roman constant; només tornen a activar-se quan la intensitat canvia, com ocorre amb el corpuscle de Pacini. COMPROVA-HO 16 Quina relació hi ha entre l'amplitud del potencial de receptor i la freqüència dels potencials d'acció?

Camps receptors i classificació de les fibres nervioses perifèriques El camp receptor d'una fibra correspon a l'àrea perifèrica de la pell que recullen els seus receptors i que convergeixen cap a una mateixa neurona secundària. Els teixits amb camps receptors petits (com les puntes dels dits) presenten poca convergència, fet que permet una resolució espacial màxima. En canvi, les àrees amb camps receptors grans (com l'esquena) concentren múltiples receptors cap a una sola neurona secundària, oferint menor precisió tàctil. Les fibres nervioses aferents es classifiquen en funció del seu diàmetre, la presència de mielina i la seva velocitat de transmissió.

Aquesta correlació determina la rapidesa amb què la informació arriba als centres nerviosos superiors. Pressió mecànica Deformació física de les capes el·lipsoïdals del corpuscle a la dermis. 1 Deformació axònica L'extrem amielínic intern es deforma i permet l'entrada de càrregues. 2 Potencial de receptor Canvi de potencial de membrana graduat proporcional a la pressió. 3 Zona gallet Superació del llindar al primer node de Ranvier per generar impuls. 4 Potencial d'acció Propagació del senyal elèctric per tota la fibra cap al SNC. 5 Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 20 Classificació de fibres aferents segons diàmetre, mielinització i velocitat funcional.

Classificació general Subtipus / Denominació sensitiva Diàmetre aproximat Funcions i orígens principals Fibres tipus A (Mielíniques, gran i mitjà diàmetre, alta velocitat) Tipus Ia ( ) 17 µm Terminacions anuloespinals dels fusos musculars (cinètica molt ràpida). Tipus Ib ( ) 16 µm Òrgans tendinosos de Golgi (tensió muscular). Tipus II ( i ) 8 µm Receptors tàctils cutanis aïllats i terminacions en ramell dels fusos musculars. Tipus III ( i ) 3 µm Sensacions tèrmiques de fred/calor, tacte groller, dolor agut i coïssor.

Fibres tipus C (Amielíniques, baix diàmetre, baixa velocitat) Tipus IV (C) 0,5 – 2 µm Dolor sord o cremant, picor, sensacions tèrmiques i tacte groller (velocitats de 0,5 a 2 m/s). Aα Aα Aβ Aγ Aγ Aδ Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 21 ERROR FREQÜENT Confondre les dues nomenclatures de fibres aferents: les denominacions amb xifres romanes (Ia, Ib, II, III, IV) s'utilitzen habitualment per descriure els nervis sensitius i propioceptius, mentre que la nomenclatura de lletres (Aα, Aβ, Aγ, Aδ, C) prové de la classificació general per velocitat i diàmetre electrofisiològic.

Recorda que les fibres tipus I equivalen a les Aα (les més ràpides) i les tipus IV equivalen a les fibres amielíniques C (les més lentes). COMPROVA-HO 17 Quina diferència funcional i estructural existeix entre les fibres sensitivomotores Ia i les fibres tipus IV (C)? Vies ascendents i processament cortical La informació sensorial s'organitza en l'espai mitjançant dermatomes, regions corporals delimitades innervades per fibres sensitives de primer ordre que ingressen per la mateixa banya posterior de la medul·la espinal.

Un cop a la medul·la, el senyal segueix dues grans vies paral·leles i independents cap als centres superiors: ESQUEMA Vies sensitives somàtiques ascendents Sistema de la columna dorsal - lemnisc medial: s'encarrega de sensibilitats complexes i precises (tacte fi discriminatiu amb alta localització, vibracions ràpides i graduació d'intensitat). La neurona de 1r ordre entra per la banya posterior, puja homolateralment pel mateix costat fins al bulb raquidi on fa sinapsi amb la neurona de 2n ordre, la qual decusa i ascendeix pel lemnisc medial fins al tàlem; allà connecta amb la neurona de 3r ordre cap al còrtex somatosensorial.

1 Sistema anterolateral: condueix sensibilitats més primitives com dolor, temperatura, picor, pessigolles, sensacions sexuals i tacte groller. La neurona de 1r ordre penetra per la banya posterior i fa sinapsi immediata amb la neurona de 2n ordre; aquesta decusa ràpidament al mateix segment medul·lar, ascendeix pel tronc encefàlic cap al tàlem i fa sinapsi amb la neurona de 3r ordre (per a la modulació específica del dolor, vegeu «Sensibilitat somàtica — Nocicepció, dolor i mecanismes de modulació»).

2 Columna dorsal - lemnisc medial Tacte fi, vibració i alta precisió espacial Ascens homolateral medul·lar S'eleva pel mateix costat de l'entrada Decusació al bulb raquidi Sinapsi amb la 2a neurona i creuament Sistema anterolateral Dolor, temperatura, picor i tacte groller Sinapsi a la banya posterior Connexió directa amb la 2a neurona Decusació medul·lar immediata Creuament directe al mateix segment Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 22 Quan els impulsos assoleixen el còrtex somatosensorial, el cervell distingeix quatre paràmetres essencials de l'estímul: Modalitat: definida pel tipus de neurona receptora estimulada i pel punt exacte d'arribada cortical (línia marcada).

Localització: establerta gràcies a la representació somatotòpica cortical; regions amb gran densitat de terminacions nervioses, com els llavis, la llengua i les mans, ocupen una superfície cortical desproporcionadament gran. Duració: codificada per la persistència temporal de la descàrrega de potencials d'acció a la neurona sensitiva. Intensitat: reflectida pel nombre global de receptors mobilitzats i per la freqüència dels potencials generats.

Finalment, els circuits cerebrals utilitzen mecanismes d'inhibició per afinar el senyal: circuits inhibidors de retroalimentació (que projecten cap a l'inici del circuit per frenar neurones excitadores) i control per grups neuronals perifèrics (neurones externes que inhibeixen nuclis interns circumdants). A més, estímuls repetitius o perllongats poden desencadenar fatiga sinàptica per esgotament del neurotransmissor o enzims mitocondrials, o bé modulacions en la densitat de receptors a la membrana mitjançant plasticitat sinàptica. COMPROVA-HO 18 On decusen respectivament les fibres de la via columna dorsal-lemnisc medial i les del sistema anterolateral?

IDEES CLAU El sistema motor somàtic empra una sola neurona mielinitzada sobre múscul esquelètic, mentre que el sistema autònom empra cadenes de dues neurones (preganglionar i postganglionar). El principi de la línia marcada estableix que la modalitat de la sensació depèn exclusivament de la regió del sistema nerviós central on arriba la fibra sensorial activada. L'amplitud del potencial de receptor gradua la intensitat de l'estímul augmentant la freqüència de potencials d'acció propagats. Les fibres tipus Ia i Ib ( ) condueixen informació propioceptiva ràpida amb gran diàmetre, mentre que les fibres C (tipus IV) són amielíniques i transmeten dolor i temperatura lentament (0,5 a 2 m/s).

La columna dorsal transmet el tacte fi discriminatiu decusant al bulb raquidi, mentre que la via anterolateral condueix sensacions primitives com dolor i temperatura decusant a la medul·la espinal. Aα Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 23 COMPROVA EL QUE HAS APRÈS 19. Com distingeix el sistema nerviós un estímul de pressió feble d'un de gran intensitat en un corpuscle de Pacini? 20. Quina és la raó anatòmica per la qual la representació cortical de les mans i els llavis és molt més extensa que la de l'esquena? Test Encercla la resposta correcta. Les solucions són al final. 21. Quin és el llindar de tret del potencial d'acció al con axònic? 22.

Quines proteïnes integren el complex SNARE bàsic de fusió vesicular? 23. Quin és el paper fisiològic distintiu de la micròglia en estat M2? 24. On es troba absent la barrera hematoencefàlica en el sistema nerviós? 25. Quin enzim transforma el glutamat en GABA de manera exclusiva a les neurones? 26. Per què el receptor NMDA necessita una activació prèvia d'altres receptors per obrir-se? 27. Quin transportador fa que el GABA sigui despolaritzant durant l'etapa prenatal?

0 mV a) -55 mV b) -70 mV c) +30 mV d) Sinapsina, calmodulina i actina a) Sinaptotagmina, quinasa I i tubulina b) Sinaptobrevina, SNAP-25 i sintaxina c) Miosina, clatrina i caveolina d) Produir la beina de mielina perifèrica a) Secretar IL-10 i frenar el fenotip M1 b) Generar potencials postsinàptics excitadors c) Alliberar citocines proinflamatòries degeneratives d) Als nòduls de Ranvier perifèrics a) A l'hipotàlem i als ventricles b) Al con d'arrencada axònic c) A l'escorça cerebral motora d) GABA transaminasa a) Glutamat deshidrogenasa b) Glutamina sintetasa c) Glutamat descarboxilasa d) Perquè el Mg² bloqueja el porus en repòs a) Perquè requereix la unió obligatòria de GABA b) Perquè depèn de la internalització per arrestina c) Perquè necessita sintetitzar calci de nou d) KCC2 a) VGAT b) NKCC1 c) GAT1 d) Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 24 28.

Quin receptor de serotonina és l'únic que funciona com a canal iònic? 29. Quin neurotransmissor allibera la fibra postganglionar del sistema simpàtic a la majoria d'òrgans efectors? 30. Quin receptor cutani és un exemple clàssic de mecanoreceptor d'adaptació ràpida a la pressió? 31. A quina velocitat transmeten la informació les fibres amielíniques de tipus C (grup IV)? 32. A quin nivell anatòmic es produeix la decusació del sistema de la columna dorsal-lemnisc medial? 4 Sensibilitat somàtica — Nocicepció, dolor i mecanismes de modulació EN ACABAR SABRÀS Distingir els mecanismes neurofisiològics de la nocicepció de la percepció conscient del dolor.

Comparar les característiques funcionals i anatòmiques del feix neoespinotalàmic i paleoespinotalàmic. Explicar el mecanisme molecular de la inflamació local mediat per prostaglandines i substància P. Descriure el paper de la micròglia i els astròcits en el dolor crònic i en la tolerància a la morfina. PENSA-HI ABANS DE LLEGIR 33 Per què fregar-se una zona copada redueix de forma immediata la sensació de dolor? La supervivència de l'organisme requereix detectar estímuls lesius abans que provoquin danys irreversibles. Aquesta detecció constitueix un sistema d'alerta biològic essencial que combina respostes reflexe motores ràpides i processament cognitiu complex.

5-HT3 a) 5-HT2 b) 5-HT1 c) 5-HT4 d) Noradrenalina a) Acetilcolina b) Dopamina c) Adrenalina d) Fus muscular a) Òrgan tendinós de Golgi b) Terminació lliure nociceptiva c) Corpuscle de Pacini d) Més de 150 m/s a) De 0,5 a 2 m/s b) De 70 a 120 m/s c) De 15 a 30 m/s d) Al còrtex somatosensorial a) Al bulb raquidi b) Al tàlem ventrobasal c) A la banya posterior medul·lar d) Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 25 ESQUEMA Organització de la fisiologia sensorial somàtica i dolor Convé establir una distinció conceptual fonamental: la nocicepció és el procés neurofisiològic d'activació dels receptors perifèrics per estímuls nocius, mentre que la percepció del dolor és l'experiència conscient, subjectiva i emocional processada pels centres nerviosos superiors de l'encèfal.

DEFINICIÓ Els nociceptors són terminacions nervioses lliures distribuïdes per la pell, les mucoses, les vísceres, el periosti, les meninges i les articulacions. Es caracteritzen per tenir una adaptació nul·la, la qual cosa manté l'enviament continu de senyals mentre perduri l'estímul dolorós per garantir la protecció del teixit.

Sensibilitat somàtica i dolor Vies de transducció, transmissió i modulació Nociceptors perifèrics Terminacions lliures sense adaptació Mecànics i tèrmics Fibres A-delta mielíniques ràpides Polimodals Fibres C amielíniques lentes Vies anterolaterals Transmissió cap a l'encèfal Neoespinotalàmica Dolor agut, ben delimitat Paleoespinotalàmic Dolor difús, límbic i crònic Mecanismes de modulació Control endogen del senyal Via analgèsica descendent Opioides, serotonina i noradrenalina Implicació neuroglial Cronificació i tolerància farmacològica Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 26 Fisiologia dels nociceptors i receptors moleculars Els receptors nociceptius responen a alteracions d'origen mecànic, tèrmic o químic.

En funció del tipus d'estímul i de la velocitat de transmissió, es classifiquen en tres categories principals: Mecànics: excitats per punxades, pressió excessiva o estiraments intensos. Condueixen a través de fibres mielíniques . Tèrmics: activats per temperatures extremes (valors inferiors a o superiors a ). Transmeten també mitjançant fibres . Aquests receptors es diferencien funcionalment dels termoreceptors no dolorosos (com els corpuscles de Krause per al fred i de Ruffini per a la calor). Polimodals: responen simultàniament a estímuls mecànics intensos, tèrmics extrems i compostos químics alliberats durant el dany cel·lular.

Es transmeten a través de fibres amielíniques de tipus C, les quals posseeixen velocitats de conducció d'entre 0,5 i 2 m/s. Quan es produeix una mutació inactivant en el gen ZFHX2, l'individu experimenta una insensibilitat congènita al dolor degut a l'alteració estructural i funcional de les fibres i C. A escala molecular, destaca el receptor TRPV1 (conegut com a receptor de capsaïcina o vanil·loide 1). Aquest canal iònic respon tant a la capsaïcina de certs aliments com a temperatures superiors als . La sensació de coïssor del picant és exactament una activació nociceptiva que comparteix via amb la cremada tèrmica, localitzant-se a les mucoses oculars i la cavitat oral.

COMPROVA-HO 34 Per què una beguda a 55 ºC genera una resposta qualitativament diferent a una a 38 ºC? Mecanismes moleculars de la inflamació i hiperalgèsia perifèrica La lesió tissular desencadena la lisi de membranes cel·lulars i l'alliberament d'àcid araquidònic. Això posa en marxa una cascada química local anomenada sopa inflamatòria, composta per histamina, bradicinina, prostaglandines, ATP, serotonina i ions: Mediador químic Origen / Mecanisme d'acció Efecte sobre la nocicepció Prostaglandina E Sintetitzada per la via enzimàtica de la ciclooxigenasa 2 (COX-2) a partir de l'àcid araquidònic.

Disminueix el llindar d'activació dels nociceptors, afavorint que estímuls subliminars generin potencials d'acció (sensibilització perifèrica). Bradicinina Pèptid produït arran del traumatisme tissular local. Augmenta la permeabilitat capil·lar (edema), redueix la pressió arterial local per isquèmia i sensibilitza directament els receptors causant hiperalgèsia. Substància P Neuropeptid alliberat pels terminals de les fibres C. Interactua amb receptors de neurocinina a la medul·la, potenciant la despolarització i activant de forma sostinguda els receptors NMDA. Quan la substància P s'allibera conjuntament amb el glutamat a l'espai sinàptic, s'incrementa notablement l'excitabilitat neuronal.

Aquest fenomen de facilitació sinàptica provoca hiperalgèsia, una sensibilitat exagerada on estímuls mínims generen un dolor intens. Aδ 5 C 45 C Aδ Aδ 45 C Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 27 ERROR FREQÜENT No confongueu la sensibilització perifèrica produïda per prostaglandines amb l'acció central de la substància P. Les prostaglandines actuen baixant el llindar de despolarització del nociceptor a la perifèria, mentre que la substància P actua primordialment en la sinapsi de la banya dorsal medul·lar facilitant l'activació del receptor NMDA davant del glutamat.

Organització laminar medul·lar i dolor referit La informació aferent arriba a la banya posterior de la medul·la espinal, que es divideix en les làmines de Rexed segons el contingut cel·lular i les aferències que rep: Làmina I (capa marginal): entrada principal de fibres nociceptives i C. Làmina II (substància gelatinosa): formada per interneurones moduladores (inhibidores i excitadores) que regulen la transmissió sinàptica. Làmines III i IV: reben projeccions de fibres mielíniques gruixudes de tipus , que transmeten estímuls tàctils i mecànics no nociceptius amb una organització topogràfica precisa. Làmina V: punt de convergència sensorial crític.

Aquí fan sinapsi fibres nociceptives cutànies ( , C), fibres no nociceptives ( ) i aferències nociceptives viscerals sobre la mateixa neurona de segon ordre. Aquesta convergència a la làmina V explica la fisiologia del dolor referit: quan una víscera pateix una agressió, les seves fibres nociceptives activen neurones de projecció medul·lar comunes amb fibres somàtiques. El còrtex cerebral, incapaç de distingir l'origen real de la senyal convergent, atribueix incorrectament la procedència del dolor a la regió cutània corresponent al mateix dermatoma. COMPROVA-HO 35 Quina base neuroanatòmica explica que una isquèmia coronària causi dolor al braç esquerre?

Vies ascendents del dolor: sistema anterolateral Després de la sinapsi a la banya dorsal, els axons de les neurones de segon grau creuen la línia mitjana (decussació) i ascendeixen per les columnes anterolaterals en dos feixos diferents: Aδ Aβ Aδ Aβ Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 28 PROCÉS Circuit de transmissió del dolor pel sistema anterolateral Característica Feix neoespinotalàmic (Dolor ràpid) Feix paleoespinotalàmic (Dolor lent) Tipus de fibra aferent Fibres mielíniques . Fibres amielíniques de tipus C (0,5 a 2 m/s). Neurotransmissor primari Glutamat (transmissió ràpida i transitòria). Glutamat conjuntament amb substància P.

Destí de la 2a neurona Majoria directament al tàlem; molt poques al tronc de l'encèfal. Majoria al tronc encèfalic (substància grisa periaqüeductal, col·licles, hipotàlem); minoria al tàlem intralaminar. Projecció cortical Còrtex somatosensitiu primari (neurones de 3r ordre). Còrtex prefrontal, sistema límbic i còrtex difús. Caràcter de la sensació Agut, punxant, precís i ben localitzat topogràficament. Sord, urent, pulsàtil, mal delimitat i durador. La via neoespinotalàmica permet una resposta motora de retirada immediata abans que el dany sigui extens.

Per contra, la via paleoespinotalàmica, a través del sistema límbic (amígdala) i el còrtex cingulat anterior, atorga la càrrega emocional aversiva i el component conductual del sofriment.

Sistemes de modulació descendent i analgèsia endògena L'organisme compta amb xarxes neuronals capaces de suprimir l'aferència dolorosa mitjançant projeccions eferents descendents sobre la primera sinapsi medul·lar: Dany tissular perifèric Activació de nociceptors i sopa inflamatòria 1 Aferència medul·lar Fibres A-delta i C a la banya posterior 2 Decussació anterolateral Neurones de 2n ordre creuen a l'altre costat 3 Tronc encefàlic i tàlem Distribució segons la via ràpida o lenta 4 Percepció somatosensorial Processament conscient al còrtex cerebral 5 Aδ L'estimulació de regions superiors i nuclis periventriculars de l'hipotàlem indueix la secreció de - endorfines.

1 β Fisiologia del Control i Creixement: Apunts de Medicina 29 Els pèptids opioides s'uneixen a receptors presinàptics ( i ) i postsinàptics ( , i ). Posteriorment són degradats per peptidases tissulars específiques, principalment l'aminopeptidasa-N i la neprilisina, evitant una acció prolongada desregulada. PER RECORDAR-HO L'activació simpàtica perifèrica no anestesia: produeix vasoconstricció i isquèmia, empitjorant l'edema i la inflamació. En canvi, el circuit descendent central tanca el «pas» sinàptic a la medul·la alliberant serotonina, noradrenalina i encefalines.

Dolor crònic, participació glial i tolerància a la morfina Mentre que el dolor fisiològic té una funció d'alerta beneficiosa, el dolor crònic (present en un 15-20 % de la població) és de caràcter patològic, exagerat i sense finalitat biològica. Sorgeix per hiperexcitabilitat nerviosa: increment de canals de sodi dependents de voltatge (despolaritzacions espontànies ectòpiques), potenciació a llarg termini a la sinapsi entre la fibra C i la neurona de segon ordre, i un dèficit dels mecanismes de supressió descendent.

En el dolor crònic, els astròcits i la micròglia s'activen de manera aberrant, alliberant substàncies proinflamatòries que mantenen i reforcen de forma permanent les sinapsis nociceptives. Aquest bucle patològic repercuteix en el còrtex cingulat anterior i l'amígdala, causant comorbiditats afectives com depressió i trastorns del son. El sistema endocannabinoide atenua directament aquesta neuroinflamació. Compost per l'anandamida i el 2-araquidonil glicerol, actua a través de receptors metabotròpics acoblats a proteïna : el receptor CB1 (present en neurones, micròglia i astròcits) i el receptor CB2 (predominant a la…