Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes

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APUNTES FISIOLOGÍA HUMANA Grado en Medicina Universidad Rovira i Virgili AprenAI 2026-2027 Apuntes completos de fisiología del sistema nervioso y muscular: homeostasis, potencial de acción, sinapsis, vías sensoriales, contracción y sistema autónomo.

APREN.AI Índice 1 Bases fisiológicas, homeostasis y organización neural Principios de homeostasis y circuitos de retroalimentación Divisiones del sistema nervioso y soporte glial Protección y barreras del sistema nervioso central Morfología neuronal y segmentación neuroanatómica 2 Fisiología del potencial de acción y sinapsis Potencial de membrana en reposo y potencial de acción Mielinización y conducción saltatoria Mecanismos de transmisión en la hendidura sináptica Mecanismos de término de la señalización sináptica 3 Fisiología sensorial somática y transducción de estímulos Receptores sensoriales y mecanismo de transducción Clasificación de las fibras nerviosas Vías ascendentes y corteza somatosensorial 4 Fisiología muscular, reflejos y división autonómica Estructura del músculo esquelético y el sarcómero Mecanismo molecular del acoplamiento excitación-contracción Dinámica de la contracción y unidad motora Circuitos de reflejos medulares Organización del sistema somático y autónomo 5 Resumen para repasar Homeostasis y organización del sistema nervioso Electrofisiología neuronal y sinapsis Fisiología sensorial y vías somatosensoriales Fisiología muscular, control motor y división autonómica Soluciones de las preguntas de repaso Estos apuntes pueden contener errores u omisiones.

Son un material de apoyo y no sustituyen al temario oficial ni al profesorado: contrasta la información importante. Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 1 1 Bases fisiológicas, homeostasis y organización neural AL ACABAR SABRÁS Distinguir los mecanismos homeostáticos y las vías de retroalimentación negativa Comparar los subtipos de células gliales según su ubicación y labor en el sistema nervioso Describir la arquitectura de la barrera hematoencefálica y los segmentos medulares PIÉNSALO ANTES DE LEER 1 ¿Por qué un fármaco soluble en agua puede fracasar al intentar llegar a neuronas encefálicas?

La fisiología analiza el funcionamiento estándar de los seres vivos mediante procesos físicos y químicos coordinados. A pesar de que la totalidad de las células de un organismo comparte idéntico genoma dentro de su ADN, la transcripción celular difiere notablemente. Esta diferenciación ocurre mediante la expresión diferencial de genes, modulada directamente por factores epigenéticos que determinan la morfología y función de cada estirpe celular. Principios de homeostasis y circuitos de retroalimentación La homeostasis consiste en la capacidad corporal de conservar un ambiente interno dinámicamente equilibrado frente a perturbaciones del medio circundante o endógeno.

El sistema depende de elementos integrados que operan en serie coordinada: Sensores o receptores: detectan fluctuaciones físico-químicas como temperatura corporal, pH, glucemia y presión arterial. Centros de integración: tales como el encéfalo o la médula espinal, procesan las aferencias recibidas y computan la señal. Efectores: estructuras musculares o glandulares dirigidas por vías nerviosas o endocrinas. El mecanismo primordial de corrección corresponde a la retroalimentación negativa. Mediante este proceso, el efector desencadena un cambio de dirección opuesta a la perturbación detectada, devolviendo la variable a su intervalo fisiológico.

Alteraciones no corregidas en estos circuitos culminan en entidades clínicas como la diabetes o la hipertensión arterial. Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 2 PROCESO Bucle homeostático de regulación interna COMPRUEBA 2 ¿Cómo contrarresta la retroalimentación negativa un incremento anómalo en la presión arterial?

Divisiones del sistema nervioso y soporte glial El sistema nervioso se organiza en dos ejes primordiales: el sistema nervioso central (SNC), integrado por el encéfalo y la médula espinal como procesadores de aferencias y generadores de eferencias; y el sistema nervioso periférico (SNP), formado por nervios craneales y raquídeos que enlazan el centro con la periferia corporal.

La integridad funcional del tejido nervioso recae en las células gliales, cuyos tipos celulares ejecutan labores críticas: Célula glial Localización anatómica Función principal Oligodendrocitos Sistema Nervioso Central Producción de mielina para el aislamiento de axones Células de Schwann Sistema Nervioso Periférico Síntesis de vainas de mielina en axones periféricos Microglía Sistema Nervioso Central Inmunidad innata, fagocitosis celular y defensa contra patógenos Estímulo perturbador Desvío de variable fisiológica 1 Receptor sensorial Detecta variación de parámetro 2 Centro integrador Procesa la señal en encéfalo/médula 3 Efector periférico Acción muscular o glandular 4 Restablecimiento Retorno de la variable al rango basal 5 Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 3 Célula glial Localización anatómica Función principal Astrocitos Sistema Nervioso Central Soporte metabólico neuronal, modulación sináptica y barrera hematoencefálica Células ependimarias Ventrículos del SNC Síntesis y preservación dinámica del líquido cefalorraquídeo Protección y barreras del sistema nervioso central La protección encefálica y medular cuenta con dos adaptaciones fisiológicas especializadas: la barrera hematoencefálica y el líquido cefalorraquídeo.

La barrera hematoencefálica consiste en un filtro endotelial continuo reforzado por uniones estrechas celulares, lámina basal propia, pericitos asociados y proyecciones podálicas de astrocitos. Esta arquitectura restringe el cruce no regulado de solutos y toxinas, mientras permite la permeación libre de elementos liposolubles o de bajo peso molecular. Resulta crucial destacar que esta barrera presenta discontinuidad en el hipotálamo y en las zonas ventriculares adyacentes, favoreciendo el muestreo químico vascular para la secreción endocrina.

Por su parte, el líquido cefalorraquídeo es elaborado continuamente por las células ependimarias, contabilizando un volumen circulante medio de 150 ml que se renueva repetidas veces al día. Su rol biomecánico proporciona flotabilidad al parénquima neural frente a traumatismos, sumado a la eliminación continua de detritos y la homeostasis electrolítica regional. ERROR FRECUENTE Confundir las células mielinizantes según la región anatómica. Recuerda que los oligodendrocitos generan mielina exclusivamente dentro del SNC (encéfalo y médula), mientras que las células de Schwann mielinizan exclusivamente las fibras del SNP.

Morfología neuronal y segmentación neuroanatómica Las neuronas se categorizan conforme a la disposición espacial de sus prolongaciones en: unipolares (una única ramificación emergente, frecuente en aferencias primarias), bipolares (con un axón y una dendrita en polos opuestos, habituales en estructuras sensoriales) y multipolares (numerosas dendritas y un axón prominente, ampliamente mayoritarias en la integración central). A nivel de la médula espinal, la disposición interna exhibe sustancia gris (cuerpos celulares de motoneuronas e interneuronas de control) y sustancia blanca periférica (tractos axónicos mielinizados de propagación veloz).

La entrada sensorial se organiza por la raíz dorsal posterior, mientras que las respuestas eferentes emergen por la raíz ventral anterior. La médula se fragmenta funcionalmente en 31 pares de nervios raquídeos, proyectados periféricamente hacia zonas delimitadas sensitivas y motoras conocidas como dermatomas.

Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 4 Región encefálica Estructuras constituyentes Funciones asignadas Tronco encefálico — Soporte de la vigilia, ritmos respiratorios y frecuencia cardíaca Diencéfalo Tálamo e hipotálamo Relevo sensorial hacia la corteza y control neuroendocrino homeostático Telencéfalo Corteza, núcleos basales, amígdala, hipocampo Percepción consciente, ejecución motora, consolidación de memoria y emociones Cerebelo — Ajuste fino de programas motores, conservación del equilibrio y postura COMPRUEBA 3 ¿Por qué la raíz dorsal de la médula espinal no vehicula impulsos contráctiles voluntarios?

IDEAS CLAVE La expresión diferencial de genes guiada por el epigenoma genera diversidad funcional celular a partir de una misma secuencia de ADN. La homeostasis se sostiene mediante circuitos reflejos de retroalimentación negativa con sensores, integradores y efectores. La glía asume roles definidos: los oligodendrocitos mielinizan el SNC, las células de Schwann el SNP, los astrocitos sostienen la barrera y la microglía asume la inmunidad. La médula espinal procesa información mediante una raíz dorsal aferente sensitiva y una raíz ventral eferente motora en 31 segmentos raquídeos.

La barrera hematoencefálica carece de uniones herméticas en el hipotálamo y ventrículos para permitir el control neuroendocrino. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 4. ¿Qué tipos celulares constituyen estructuralmente la barrera hematoencefálica? 5. ¿Cuál es la función del cerebelo dentro del encéfalo? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 6. ¿Qué célula mieliniza los axones dentro del sistema nervioso periférico? Microglía a) Oligodendrocito b) Célula de Schwann c) Astrocito d) Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 5 7. ¿Por qué vía ingresa la aferencia sensorial a la médula espinal? 8.

¿Qué estructura encefálica actúa como centro de retransmisión sensorial? 9. ¿Qué volumen aproximado de líquido cefalorraquídeo circula en el organismo? 2 Fisiología del potencial de acción y sinapsis AL ACABAR SABRÁS Calcular e interpretar las fases del potencial de acción y sus corrientes iónicas Diferenciar la fisiología de la sinapsis eléctrica y la sinapsis química Identificar los tipos de receptores postsinápticos y los sistemas de cese de la señal PIÉNSALO ANTES DE LEER 10 ¿Por qué un axón con vaina de mielina gasta sustancialmente menos ATP que uno amielínico?

La transmisión rápida de órdenes en los tejidos excitables depende de cambios transitorios en el potencial electroquímico a través del sarcolema o la membrana plasmática neuronal. Potencial de membrana en reposo y potencial de acción En condiciones de reposo basal, la neurona exhibe una diferencia de potencial a través de su bicapa lipídica establecida en . Dicho gradiente reposa sobre la selectividad de canales pasivos y la operación activa continua de transportadores iónicos electrogénicos.

Cuando la neurona recibe despolarizaciones graduales que superan el umbral de excitación de , se gatilla un potencial de acción bajo la dinámica de todo o nada: Raíz dorsal posterior a) Raíz ventral anterior b) Ganglio basal c) Acueducto ependimario d) Cerebelo a) Hipocampo b) Bulbo raquídeo c) Tálamo d) 150 ml a) 50 ml b) 1000 ml c) 500 ml d) 70 mV 55 mV Fase despolarizante: la apertura sincrónica de canales de sodio dependientes de voltaje facilita el influjo masivo de cationes , invirtiendo la polaridad interna hacia valores positivos.

1 Na+ Fase de repolarización: se inactivan los canales sódicos y se abren los canales de potasio sensibles a voltaje, provocando la salida masiva de hacia el intersticio celular. 2 K+ Restauración de reposo: la conductancia de potasio decrece paulatinamente hasta restablecer el potencial de . 3 70 mV Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 6 PROCESO Fases iónicas del potencial de acción COMPRUEBA 11 ¿Qué consecuencia electrofisiológica ocurre si un estímulo despolariza la membrana únicamente hasta ? Mielinización y conducción saltatoria La velocidad de propagación de los potenciales a través del axón depende de su calibre y grado de aislamiento.

En los axones provistos de vainas de mielina fabricadas por oligodendrocitos o células de Schwann, las cargas no sufren dispersión a lo largo de los segmentos recubiertos. La corriente despolarizante migra de manera pasiva y salta directamente entre los espacios amielínicos intermedios, conocidos como nodos de Ranvier. Esta conducción saltatoria reduce el consumo energético iónico y maximiza sustancialmente la velocidad de tránsito del impulso.

Mecanismos de transmisión en la hendidura sináptica La unión funcional entre células puede operar de dos modos: Sinapsis eléctrica: comunicación directa mediante uniones en hendidura o canales estrechos que facilitan el flujo inmediato de iones sin mediador químico. Sinapsis química: mediada por sustancias transmisoras alojadas en vesículas presinápticas. El arribo de la onda despolarizante al botón terminal gatilla la apertura de canales de calcio dependientes de voltaje. La penetración de citosólico moviliza las vesículas hacia la membrana celular, fusionándolas para liberar neurotransmisores como acetilcolina, noradrenalina o serotonina al espacio extracelular.

Reposo de membrana Polaridad en -70 mV 1 Alcanzar umbral Estímulo llega a -55 mV 2 Despolarización Entrada masiva de Na 3 Repolarización Salida rápida de K 4 Estado basal Rebalance iónico en -70 mV 5 60 mV Ca2+ Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 7 Receptor Mecanismo transductor Velocidad de respuesta Efecto intracelular Ionotrópico Canal iónico activado por ligando directo Muy rápida y breve Apertura o cierre inmediato al flujo de cationes/aniones Metabotrópico Acoplado a proteínas G y segundos mensajeros Lenta y prolongada Modulación enzimática y génica intracelular Mecanismos de término de la señalización sináptica Para evitar la saturación o desensibilización de la neurona postsináptica, el neurotransmisor libre debe ser depurado con celeridad mediante cuatro rutas alternativas descritas a continuación: Recaptación presináptica: transportadores de membrana rescatan el ligando desde la hendidura hacia el citoplasma presináptico.

Degradación enzimática: descomposición catalítica del mediador, como la escisión de acetilcolina a cargo de la acetilcolinesterasa. Activación de autorreceptores: receptores situados en el terminal presináptico que censan saturación y frenan la exocitosis adicional de vesículas. Dispersión física: difusión del neuroquímico hacia zonas intersticiales distantes del espacio de contacto o internalización/inactivación del receptor postsináptico. ERROR FRECUENTE Suponer que los receptores metabotrópicos actúan abriendo un poro iónico propio instantáneo. En realidad, no son canales iónicos; interactúan con proteínas G para regular mensajeros internos de forma más pausada pero sostenida.

COMPRUEBA 12 ¿De qué forma frena un autorreceptor la hiperestimulación sináptica? IDEAS CLAVE El potencial en reposo de la neurona se sitúa en y requiere despolarizarse hasta el umbral de . La despolarización está comandada por entrada de , mientras que la repolarización procede de la salida de . La conducción saltatoria entre nodos de Ranvier acelera exponencialmente la propagación del potencial axial. La exocitosis de neurotransmisores precisa la entrada de calcio en el botón presináptico inducida por voltaje. La terminación sináptica opera mediante degradación enzimática, recaptura, dilución y control por autorreceptores.

70 mV 55 mV Na+ K+ Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 8 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 13. ¿Qué ion dispara la exocitosis de vesículas en la terminal presináptica al despolarizarse? 14. ¿Cuál es la diferencia primordial entre receptores sinápticos ionotrópicos y metabotrópicos? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 15. ¿Cuál es el valor umbral típico para desencadenar el potencial de acción? 16. ¿Qué flujo iónico genera la fase despolarizante del potencial de acción? 17. ¿Dónde se localiza el potencial regenerativo durante la conducción saltatoria? 18. ¿Qué enzima participa en la hidrólisis degradativa de la acetilcolina en la hendidura?

3 Fisiología sensorial somática y transducción de estímulos AL ACABAR SABRÁS Diferenciar los receptores sensoriales por su origen y naturaleza física transducida Comparar los diámetros, grados de mielinización y velocidades de las fibras tipo A y tipo C Distinguir la información conducida por la columna dorsal del lemnisco medial y el sistema anterolateral PIÉNSALO ANTES DE LEER 19 ¿Por qué un pinchazo superficial duele instantáneamente de forma aguda y segundos después late como dolor sordo?

+30 mV a) 0 mV b) -70 mV c) -55 mV d) Entrada de sodio a) Entrada de cloro b) Salida de calcio c) Salida de potasio d) Baina de mielina continua a) Cuerpo celular somático b) Nodos de Ranvier c) Células ependimarias d) Acetilcolinesterasa a) Monoaminooxidasa beta b) Proteína G estimulante c) ATP sintetasa d) Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 9 Los sistemas sensoriales transforman variables del entorno en señales biológicas codificadas que el encéfalo procesa en percepciones conscientes e inconscientes.

Receptores sensoriales y mecanismo de transducción La transducción sensorial es el proceso biofísico por el cual un estímulo térmico, físico o químico induce una alteración en la conductancia de membrana de un receptor. Esta variación desencadena un potencial local graduado que, al superar el umbral de disparo, origina potenciales de acción conducidos hacia el sistema nervioso central. Los receptores se categorizan con base en la naturaleza biofísica de la energía excitatoria: Mecanorreceptores: sensibles a la deformación mecánica, compresión tisular y vibración. Fotorreceptores: especializados en captar longitudes de onda luminosa.

Quimiorreceptores: activados por sustancias químicas disueltas o gaseosas. Termorreceptores: detectores térmicos de gradientes de calor o frío. Nociceptores: terminales excitables ante agresiones nocivas con potencial de daño tisular. Conforme a su ubicación tisular, se dividen en exteroceptores (sensibilidad externa), interoceptores (parámetros viscerales) y propioceptores (posición articular y tono muscular). A nivel celular pueden ser terminales primarios directos o estructuras accesorias secundarias acopladas a la neurona sensitiva.

COMPRUEBA 20 ¿Cómo codifica el axón de una neurona sensorial la intensidad creciente de un estímulo mecánico si la amplitud del potencial de acción es invariable?

Clasificación de las fibras nerviosas La velocidad de transmisión somatosensorial depende de las dimensiones axónicas y la cubierta mielínica de las prolongaciones nerviosas: Grupo de fibra Subtipo Mielinización Modalidad transportada principal Tipo A Alfa ( ) Mielinizada (rápida) Propiocepción y control somatosensorial profundo Tipo A Beta ( ) Mielinizada (rápida) Presión táctil discriminativa y vibración Tipo A Gamma ( ) Mielinizada (rápida) Inervación motora de husos neuromusculares intrafusales Tipo A Delta ( ) Mielinizada (rápida) Dolor agudo rápido y estímulos térmicos de frío Tipo C Único Amielínica (lenta) Dolor urente crónico sordo y cambios de temperatura α β γ δ Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 10 Vías ascendentes y corteza somatosensorial La información procedente de los receptores corporales periféricos se encamina hacia el encéfalo utilizando dos sistemas troncales ascendentes diferenciados por su velocidad y grado de resolución topográfica: ESQUEMA Clasificación de receptores según la modalidad del estímulo El sistema del lemnisco medial (columna dorsal) conduce señales de tacto fino, presión discriminativa y propiocepción con elevada fidelidad topográfica.

En contraste, el sistema anterolateral vehicula estímulos térmicos, nociceptivos y tacto grosero difuso, ofreciendo un mapa de menor agudeza espacial. El cerebro procesa de cada señal cuatro parámetros esenciales: su modalidad, su localización precisa, su duración temporal y su intensidad. En la corteza somatosensorial primaria, esta información se representa somatotópicamente en el homúnculo sensorial. Esta proyección no guarda correspondencia directa con la superficie anatómica del cuerpo: zonas dotadas de abundante densidad sensitiva, tales como los labios, la lengua y los dedos de las manos, disponen de parcelas corticales desproporcionadamente extensas.

ERROR FRECUENTE Asignar las sensaciones de dolor rápido y frío a las fibras lentas amielínicas tipo C. Recuerda que la respuesta nociceptiva rápida y el frío agudo viajan prioritariamente a través de fibras mielinizadas tipo A delta, mientras que las fibras C transmiten el dolor lento y persistente. COMPRUEBA 21 ¿A qué obedece el tamaño hipertrofiado de las manos y labios en el homúnculo sensorial de la corteza cerebral?

Mecanorreceptores Presión física y vibración Termorreceptores Gradientes de temperatura Nociceptores Estímulos dolorosos lesivos Fotorreceptores Luz en la retina Quimiorreceptores Sustancias químicas disueltas Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 11 IDEAS CLAVE Los receptores transforman estímulos físicos o químicos en potenciales graduados de receptor. La intensidad del estímulo periférico se expresa en la frecuencia de disparo de los potenciales de acción. Las fibras mielinizadas tipo A transmiten información veloz, diferenciándose en subgrupos alfa, beta, gamma y delta. Las fibras amielínicas tipo C conducen a baja velocidad sensaciones dolorosas crónicas y temperatura.

El lemnisco medial vehiculiza tacto discriminativo y propiocepción, mientras que el sistema anterolateral proyecta dolor y tacto grosero. COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 22. ¿Qué sensaciones vehiculiza primordialmente el sistema anterolateral de la médula espinal? 23. ¿Qué fibra periférica se encarga de transmitir el dolor agudo y punzante de instauración veloz? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 24. ¿Qué variable codifica la magnitud de un estímulo en una fibra nerviosa sensorial? 25. ¿Qué tracto medular conduce el tacto fino y la propiocepción de alta precisión? 26. ¿A qué tipo celular corresponden las fibras amielínicas de conducción lenta? 27.

¿Qué receptor somatosensorial transduce estímulos lesivos capaces de producir daño en los tejidos?

Amplitud del potencial a) Frecuencia de potenciales b) Anchura de la espiga c) Duración del potencial d) Fascículo rubroespinal a) Lemnisco medial b) Sistema anterolateral c) Tracto piramidal cruzado d) Fibras A delta a) Fibras tipo C b) Fibras A beta c) Fibras A alfa d) Fotorreceptor a) Mecanorreceptor b) Quimiorreceptor c) Nociceptor d) Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 12 4 Fisiología muscular, reflejos y división autonómica AL ACABAR SABRÁS Describir la microarquitectura del sarcómero y los componentes de los filamentos contráctiles Analizar el acoplamiento excitación-contracción dependiente de calcio y ATP en la fibra muscular Comparar las divisiones del sistema simpático y parasimpático y sus receptores efectores PIÉNSALO ANTES DE LEER 28 ¿Por qué un músculo privado de aporte de ATP permanece en rigidez y es incapaz de relajarse?

La ejecución del movimiento coordinado depende de la interacción entre las órdenes motoras centrales, los componentes de la fibra muscular y el control involuntario visceral. Estructura del músculo esquelético y el sarcómero El músculo esquelético está constituido por fibras cilíndricas multinucleadas revestidas por cubiertas de tejido conjuntivo fusionadas en los tendones. Este tejido posee cuatro propiedades mecánicas esenciales: contractilidad (desarrollo de tensión), excitabilidad (respuesta a potenciales bioeléctricos), extensibilidad (capacidad de elongarse sin sufrir daño) y elasticidad (retorno a la longitud de partida tras una tracción).

La unidad elemental contráctil es el sarcómero, integrado por una disposición alternada de miofilamentos: Filamentos delgados: estructurados por actina globular polimerizada, tropomiosina filamentosa y el complejo de troponina. Filamentos gruesos: formados por haces de miosina dotados de cabezas articuladas con actividad ATPasa. Mecanismo molecular del acoplamiento excitación-contracción La cascada electromecánica sigue una secuencia de pasos estrictamente encadenados: Despolarización de la placa motora: el potencial procedente del soma de la motoneurona alfa libera acetilcolina en la hendidura neuromuscular, despolarizando el sarcolema.

1 Apertura reticular: el potencial de acción invade la fibra y provoca la apertura de compuertas de calcio en la membrana del retículo sarcoplásmático. 2 Unión al calcio: el citoplasmático se acopla a la troponina C, induciendo una reconfiguración espacial que retira a la tropomiosina de los sitios activos de la actina. 3 Ca2+ Golpe de fuerza: las cabezas de miosina enlazan la actina y ejecutan el desplazamiento de los filamentos mediante hidrólisis previa de ATP, acortando los sarcómeros. 4 Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 13 PROCESO Fases de la contracción en el músculo esquelético COMPRUEBA 29 ¿Cuál es el rol limitante de la troponina C durante la relajación muscular?

Dinámica de la contracción y unidad motora Una unidad motora se define como el conjunto formado por una motoneurona alfa y todas las fibras musculares que reciben sus terminales axónicos.

Dependiendo de los requerimientos mecánicos de carga, el músculo adopta distintas modalidades contráctiles: Modalidad contráctil Longitud muscular Tensión desarrollada Acción física observable Isométrica Invariable Variable Soporte de carga sin desplazamiento articular Isotónica concéntrica Acortamiento Constante Aceleración y aproximación de palancas óseas Isotónica excéntrica Alargamiento controlado Constante Frenado y oposición a fuerzas externas Circuitos de reflejos medulares Los reflejos representan arcos neuronales automáticos y estereotipados que mantienen el tono postural y protegen contra agresiones lesivas sin intervención consciente inicial.

La médula procesa circuitos elementales entre los que destacan: Reflejo miotático o de estiramiento: genera contracción ante la elongación repentina del músculo para mantener la postura corporal. Acetilcolina en placa Despolarización del sarcolema 1 Salida de calcio Liberación desde retículo sarcoplásmico 2 Unión a Troponina C Desplazamiento de tropomiosina 3 Puente cruzado Acople de actina y miosina con ATP 4 Deslizamiento Acortamiento longitudinal del sarcómero 5 Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 14 Reflejo tendinoso de Golgi: detecta sobrecarga de tensión tendinosa e inhibe la musculatura agonista para evitar roturas.

Reflejo flexor de retirada: retira ipsilateralmente la extremidad ante agresiones térmicas o nocivas. Reflejo extensor cruzado: activa los extensores de la extremidad contralateral para asegurar el apoyo corporal compensador.

Organización del sistema somático y autónomo Mientras que el sistema nervioso somático controla el movimiento consciente esquelético vía motoneuronas alfa colinérgicas, el sistema nervioso autónomo (SNA) gobierna la función involuntaria del músculo cardíaco, liso y parénquimas glandulares mediante dos divisiones: División del SNA Neurotransmisor efector Receptores principales Tipo de proteína acoplada Simpática Noradrenalina Adrenérgicos (excitatorios) y Proteínas , o Parasimpática Acetilcolina Muscarínicos ( a ) Vías de modulación interna con proteína G ERROR FRECUENTE Equiparar una contracción isométrica con una relajación muscular por el hecho de no advertir desplazamiento de la carga.

En la contracción isométrica el consumo de energía y la tensión son elevados, a pesar de que la longitud de las inserciones musculares permanezca inmóvil. COMPRUEBA 30 ¿En qué se diferencian funcionalmente la rama simpática y la parasimpática respecto a sus mediadores efectores? IDEAS CLAVE El sarcómero es el elemento funcional contráctil organizado en filamentos finos de actina y filamentos gruesos de miosina. La interacción mecánica entre actina y miosina requiere la entrada de calcio y su asociación con la troponina C. Las contracciones se clasifican en isométricas (tensión estática sin cambio de longitud) o isotónicas (concéntricas o excéntricas con tensión continua).

Los reflejos medulares automáticos salvaguardan la estabilidad mecánica articular y protegen ante noxas tisulares. El sistema autónomo regula órganos internos mediante el sistema simpático adrenérgico y el parasimpático colinérgico muscarínico acoplados a proteínas G. β , β 1 2 α , α 1 2 G s G i G q M 1 M 5 Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 15 COMPRUEBA LO QUE HAS APRENDIDO 31. ¿Qué ocurre a nivel molecular cuando el se acopla a la troponina C? 32. ¿Cómo se define conceptualmente una unidad motora? Test Rodea la respuesta correcta. Las soluciones están al final. 33. ¿A qué subunidad proteica se une el calcio para iniciar el acortamiento muscular? 34.

¿Cómo se llama la contracción donde la tensión varía sin cambio de longitud muscular? 35. ¿Qué receptor adrenérgico se encuentra típicamente acoplado a la proteína estimulante Gs? 36. ¿Cuál es el mediador neuroquímico final del sistema nervioso parasimpático en sus efectores? 5 Resumen para repasar Homeostasis y organización del sistema nervioso Concepto Definición Fisiología Ciencia que estudia el funcionamiento normal de los seres vivos y sus procesos físicos y químicos. Homeostasis Capacidad del organismo de mantener un medio interno estable mediante sensores, centros integradores y efectores.

Retroalimentación negativa Mecanismo de control que revierte las desviaciones de una variable para devolverla a su rango fisiológico. SNC y SNP El SNC (encéfalo y médula) procesa e integra señales; el SNP (nervios craneales y raquídeos) conecta el centro con la periferia.

Ca2+ Miosina pesada a) Tropomiosina b) Actina alfa c) Troponina C d) Isométrica a) Espasmódica tetánica b) Isotónica excéntrica c) Isotónica concéntrica d) Nicotínico ganglionar a) Beta 1 y Beta 2 b) Alfa 2 exclusivamente c) Muscarínico M2 d) Noradrenalina a) Dopamina b) Acetilcolina c) Serotonina d) Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 16 Concepto Definición Médula espinal Estructura organizada en sustancia gris y blanca que recibe aferencias por la raíz dorsal y emite eferencias por la raíz ventral. Glía Células de soporte: oligodendrocitos (mielina en SNC), células de Schwann (mielina en SNP), astrocitos (BHE y nutrición), microglía (inmunidad) y ependimarias (LCR).

Barrera hematoencefálica Filtro formado por endotelio con uniones estrechas, lámina basal, pericitos y pies de astrocitos; discontinua en hipotálamo y ventrículos. Líquido cefalorraquídeo Fluido de ~150 ml producido por células ependimarias que amortigua traumatismos y mantiene el medio neuronal. Electrofisiología neuronal y sinapsis Concepto Definición Potencial de reposo Diferencia de carga transmembrana mantenida en gracias a bombas y canales selectivos. Potencial de acción Onda eléctrica generada al superar el umbral ( ) por entrada masiva de y posterior salida de . Conducción saltatoria Propagación rápida del potencial que salta entre los nodos de Ranvier a lo largo del axón mielinizado.

Sinapsis química Comunicación interneuronal mediada por neurotransmisores liberados por influjo de presináptico. Receptores ionotrópicos Canales iónicos activados directamente por ligando de respuesta inmediata. Receptores metabotrópicos Receptores acoplados a proteínas G con respuestas intracelulares más lentas y duraderas. Cese de la señal Depuración del neurotransmisor por degradación enzimática (ej. acetilcolinesterasa), recaptación, autorreceptores o difusión. Fisiología sensorial y vías somatosensoriales Concepto Definición Transducción sensorial Transformación de un estímulo físico o químico en un potencial eléctrico graduado de membrana.

Receptores sensoriales Mecanorreceptores (presión/vibración), termorreceptores (temperatura), nociceptores (dolor), fotorreceptores (luz) y quimiorreceptores. 70 mV 55 mV Na+ K+ Ca2+ Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 17 Concepto Definición Fibras tipo A Fibras mielinizadas rápidas divididas en alfa (propiocepción), beta (presión), gamma (musculatura intrafusal) y delta (dolor y frío). Fibras tipo C Fibras amielínicas de conducción lenta asociadas al dolor sordo crónico y la temperatura. Lemnisco medial Vía ascendente precisa que transmite tacto fino, presión y propiocepción. Sistema anterolateral Vía ascendente que conduce sensaciones de dolor, temperatura y tacto grosero.

Homúnculo sensorial Representación cortical topográfica con mayor superficie asignada a manos, labios y lengua por su alta densidad de inervación. Fisiología muscular, control motor y división autonómica Concepto Definición Sarcómero Unidad contráctil básica delimitada entre filamentos delgados (actina, tropomiosina, troponina) y gruesos (miosina). Acoplamiento excitación-contracción La despolarización libera del retículo sarcoplásmico, que se une a troponina C para apartar la tropomiosina y permitir el golpe de miosina con ATP. Unidad motora Conjunto formado por una motoneurona alfa y todas las fibras musculares esqueléticas que inerva.

Tipos de contracción Isométrica (tensión sin cambio de longitud) e isotónica (tensión constante con cambio de longitud concéntrico o excéntrico). Reflejos medulares Circuitos automáticos de protección y postura: de estiramiento (miotático), tendinoso de Golgi, flexor de retirada y extensor cruzado. Sistema somático vs autónomo El somático comanda el músculo esquelético voluntario; el autónomo regula músculo liso, cardíaco y glándulas (simpático adrenérgico y parasimpático colinérgico). Receptores adrenérgicos y muscarínicos Adrenérgicos (acoplados a ), (acoplados a ) y muscarínicos acoplados a proteína G.

Ca2+ β , β 1 2 G s α , α 1 2 G /G i q M -M 1 5 Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 18 Soluciones de las preguntas de repaso 1. Porque la barrera hematoencefálica posee uniones estrechas que impiden la difusión de sustancias no liposolubles o de tamaño considerable. 2. Los sensores barorreceptores captan la desviación y envían la señal al centro integrador del SNC, el cual activa efectores nerviosos para reducir la variable y devolverla a su rango basal óptimo. 3. Porque la raíz dorsal conduce exclusivamente información sensorial aferente hacia el SNC, mientras que los impulsos motores eferentes abandonan la médula por la raíz ventral. 4.

Está constituida por células endoteliales provistas de uniones estrechas, membrana basal, pericitos y las prolongaciones podálicas de los astrocitos. 5. El cerebelo diseña el programa motor fino y coordina con precisión la postura y el equilibrio corporal. 6. c) Célula de Schwann. Las células de Schwann forman mielina en el SNP, mientras que los oligodendrocitos lo hacen en el SNC. 7. a) Raíz dorsal posterior. La información sensorial aferente accede a la médula por la raíz posterior o dorsal. 8. d) Tálamo. El tálamo, ubicado en el diencéfalo, opera como estación de filtrado y relevo hacia la corteza. 9. a) 150 ml.

El volumen de líquido cefalorraquídeo en condiciones normales ronda los 150 ml renovándose constantemente. 10. Porque la despolarización solo ocurre en los nodos de Ranvier, requiriendo bombear activamente muchos menos iones para reponer el reposo. 11. No se genera potencial de acción, dado que no se alcanzó el umbral excitatorio fijado en . 12. Detecta los niveles elevados de neurotransmisor en la hendidura y emite señales presinápticas intrínsecas para reducir la liberación vesicular subsecuente. 13. El ion calcio ( ), que accede al citoplasma mediante canales dependientes de voltaje estimulados por la llegada del impulso. 14.

Los ionotrópicos forman directamente un canal iónico de respuesta inmediata, mientras que los metabotrópicos se acoplan a cascadas por proteínas G provocando respuestas más lentas pero prolongadas. 15. d) -55 mV. El umbral de disparo estándar se localiza en -55 mV a partir del potencial basal de -70 mV. 16. a) Entrada de sodio. La fase despolarizante rápida procede de la apertura de canales de sodio y su flujo hacia el interior. 17. c) Nodos de Ranvier. El potencial de acción se renueva exclusivamente en los nodos de Ranvier desprovistos de mielina. 18. a) Acetilcolinesterasa. La acetilcolinesterasa metaboliza activamente la acetilcolina limitando su permanencia sináptica. 19.

Porque el dolor inicial viaja rápidamente por fibras mielinizadas A delta, mientras que el dolor persistente secundario se transmite por fibras lentas tipo C. 20. Modulando la frecuencia de descarga de potenciales de acción e incrementando la cantidad total de fibras reclutadas paralelamente. 55 mV Ca2+ Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 19 21. A que dichas partes poseen una altísima densidad de mecanorreceptores periféricos y campos receptivos reducidos, exigiendo una mayor masa cortical para su discernimiento táctil. 22. Conduce señales vinculadas a dolor, variaciones térmicas y tacto grosero poco localizado. 23.

La fibra mielinizada de conducción rápida clasificada como tipo A delta. 24. b) Frecuencia de potenciales. La intensidad del estímulo se representa mediante la frecuencia de disparo del axón sensorial. 25. b) Lemnisco medial. El lemnisco medial transmite propiocepción, tacto discriminativo y presión fina. 26. b) Fibras tipo C. Las fibras C carecen de mielina y proyectan con velocidad reducida dolor y temperatura. 27. d) Nociceptor. Los nociceptores responden a deformaciones extremas o compuestos liberados ante daños tisulares. 28. Porque se requiere la unión de una nueva molécula de ATP a la cabeza de miosina para desacoplar el puente cruzado formado con la actina. 29.

En ausencia de calcio libre, la troponina retiene a la tropomiosina bloqueando los sitios de fijación sobre la actina, impidiendo la interacción con la miosina. 30. La división simpática descarga principalmente noradrenalina sobre receptores adrenérgicos acoplados a proteína G, mientras que la parasimpática secreta acetilcolina sobre receptores muscarínicos. 31. La troponina C arrastra a la tropomiosina para apartarla de las zonas de interacción de la actina, permitiendo la fijación de las cabezas de miosina. 32. Es el complejo funcional constituido por una motoneurona alfa medular y todas las fibras musculares esqueléticas que esta inerva de forma sincrónica. 33. d) Troponina C.

El calcio citosólico liberado por el retículo se une a la troponina C destapando el filamento fino. 34. a) Isométrica. La contracción isométrica genera tensión manteniendo inalterada la distancia entre los extremos del músculo. 35. b) Beta 1 y Beta 2. Los subtipos beta 1 y beta 2 actúan acoplados activamente a proteínas G estimulantes (Gs). 36. c) Acetilcolina. Las terminaciones parasimpáticas periféricas liberan acetilcolina sobre receptores muscarínicos. Fisiología del Sistema Nervioso y Muscular: Apuntes 20