UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SINALOAFACULTAD DE MEDICINA

LABORATORIO DE FISIOLOGIA

M A N U A L D E F I S I O L O G I A(Cuaderno de trabajo)

“EL ARBOL DE LA VIDA” OBRA DEL EXTRAORDINARIO ESCULTOR SINALOENSE RICARDO BECERRA, A QUIEN AGRADECEMOS SU GENTILIZA Y SU AMISTAD

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PRACTICAS DE FISIOLOGÍA I

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOADEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA

PRACTICA No.1

CONSTANTES FISIOLÓGICAS

OBJETIVOS Conocerá las constantes fisiológicas más importantes a saber:

Frecuencia cardiaca, frecuencia respiratoria, presión arterial, temperatura axilar, hábitos de defecación, volumen urinario en 24 horas, y menstruación.

Obtendrá valores promedio para cada una de las constantes y analizara su variación en relación al sexo, edad y condición física del individuo en observación.

Calculara la desviación estándar para cada uno de los promedios obtenidos

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INTRODUCCION:

Las constantes fisiológicas son aquellos parámetros que se observan en los seres vivos y que están sujetos a variaciones multifactoriales que reflejan la acción de distintos mecanismos necesarios para conservar condiciones constantes en medio interno o líquido extracelular, a esto también se le conoce con el término de homeostasis.

Esta fue, probablemente la base que motivó los estudios de Claude Bernard que a mediados del siglo pasado, observó la estabilidad de varios parámetros (variables de un sistema) fisiológicos como la temperatura corporal, frecuencia cardiaca y presión arterial. Fue cuando escribió que todos los mecanismos vitales, por muy variados que sean, tienen un fin, mantener la constancia del medio interno... lo que es la condición de la vida libre. Esto les permite a los individuos explorar mas nichos ecológicos, y garantizar el fin teleológico de la especie.

Esta fue una idea que sigue siendo constatada en la mayoría de las observaciones experimentales actuales, y que también esta siendo objeto de discusión entre muchos fisiólogos. En 1928, un fisiólogo americano, Walter B. Cannon, acuñó el término de homeostasis para describir y/o definir la regulación de este ambiente interno.

Algunas constantes fisiológicas se distinguen por lo simple y rápido de medir, lo cual resulta ser muy conveniente para el medico que puede tener mucha información que le permite inferir a priori el estado general de un paciente. De las constantes fisiológicas mencionadas tenemos a la Tensión arterial, Frecuencia Cardiaca, Frecuencia Respiratoria y Temperatura.

Tensión Arterial. La presión o tensión arterial es la presión de la sangre sobre las paredes de las arterias. Se mide con un aparato llamado esfigmomanómetro. Los valores de la presión arterial se expresan en mm de Mercurio; los valores varían con la edad, el sexo y el estado físico. A la presión máxima la llamamos sistólica y a la mínima diastólica. La presión que vamos a calcular se refiere a la presión existente en las grandes arterias como la aorta y la humeral. La presión arterial máxima o diastólica depende fundamentalmente de la contracción del corazón y del volumen de sangre que sale de él. La presión mínima o diastólica depende de la elasticidad de las arterias y de la viscosidad de la sangre. Algunos valores medidos se presentan en la tabla siguiente:

Edad (años) Hombre (Max) Hombre (Min) Mujer (Max) Mujer (Min)

13 108 72 108 73

4

18 120 74 116 72

70 145 82 159 85

Frecuencia cardiaca es la ritmicidad intrínseca del nodo sinoauricular, que dispara de una forma coordinada y conducida hacia el ventrículo. La pérdida de la acción de la onda “P” (ritmo nodal) provoca la pérdida de la acción de “bomba repetidora” de la aurícula. El aumento de la frecuencia cardiaca influye sobre la duración de la diástole aunque la duración real de la sístole no se afecte, su duración relativa aumenta. Así el aporte de oxígeno al miocardio disminuye a medida que aumenta la demanda. A una frecuencia cardiaca inferior a 140 latidos/mm en el sujeto normal el volumen sistólico se mantiene constante.

La ventilación pulmonar, permite el intercambio de gases entre la atmósfera y la circulación, a través de los alvéolos. La cantidad de aire que entra a los pulmones depende del volumen corriente (volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración) y por la frecuencia cardiaca (numero de ciclos por minuto). Los cambios en la frecuencia respiratoria dependerán en gran medida de las necesidades energéticas del organismo, ya sea como consecuencia de la presencia de un proceso patológico o durante el ejercicio.

Temperatura. Es una propiedad física de un sistema que gobierna la transferencia de energía térmica, o calor entre ese sistema y otros. En los organismos vivos un cambio en la temperatura corporal, es un indicativo de un cambio en la actividad metabólica. El aumento de la temperatura (fiebre) puede definirse como aumento de la temperatura corporal como parte de una respuesta específica ante una determinada agresión al organismo, a diferencia de otros tipos de aumento de la temperatura corporal, como puede ocurrir durante el ejercicio intenso o ante una crisis de ansiedad. Cuando la temperatura corporal se encuentra entre 37º y 37,8ºC se la define como "febrícula", y cuando supera los 38ºC, como fiebre propiamente dicha.

Como ya establecimos en un principio, los valores observados en las constates fisiológicas en condiciones “fisiológicas” son dependientes de la edad, del sexo y del estado físico.

MATERIAL Y METODOS:o Esfigmomanómetroo Estetoscopio

o Termómetroo Reloj con segundero

PROCEDIMIENTO: Generales:

1. Se medirán la frecuencia cardiaca, la frecuencia respiratoria, la tensión arterial y la temperatura a todos los integrantes del equipo.

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2. La mesa debe seleccionar a un alumno para que haga las anotaciones en las tablas correspondientes. Al final el resto de los alumnos tomara los datos

3. Al final de la práctica, pidan a las otras mesas los promedios (de equipo) que obtuvieron para cada una de las constantes fisiológicas.

ORGANIZACIÓN DEL TRABAJO:El trabajo en el laboratorio debe ser disciplinado y ordenado: Un principio básico es el economizar tiempo y recursos. Esto se logra estudiando la práctica con anterioridad y organizándonos de la manera más conveniente posible.

A continuación se les darán algunas indicaciones en este sentido, pero en practicas posteriores serán ustedes los responsables de organizarse, lo cual es considerado como parte del trabajo.

Para tomar el pulso a todo el equipo solo se necesita un minuto. Un alumno toma el tiempo y cada uno de los alumnos se toma el pulso.

Lo mismo puede hacerse para la frecuencia cardíaca y frecuencia respiratoria Para la toma de T/A arterial. Se selecciona a un alumno para que le tome la T/A a

todo el equipo, de esta manera se ahorra tiempo y se minimizan las variables generadas por el cambio de técnica.

Nota: No se confunda, en esta práctica no pretendemos que aprendan a tomar la T/A, eso corresponde a otras materias. Aquí solo necesitamos el dato.

Tensión Arterial:1. Colocamos el manguito del esfigmomanómetro alrededor del brazo

izquierdo, a la altura del hueso húmero, entre el codo y el hombro. Situamos el antebrazo plano, sobre la mesa, relajado e inmóvil.

2. Dentro del manguito por la parte inferior introducimos la campana del estetoscopio y la colocamos sobre la arteria humeral (unos 3 cm por encima de la articulación del codo en su cara interna). Los auriculares del estetoscopio los colocamos en los oídos de forma que estén orientados ligeramente hacia adelante. Si están bien colocados no tenemos que oír nada del exterior.

3. Por medio de la pera de goma insuflamos aire hasta que suba la aguja hasta 140 o 150 mm de Hg (mercurio). Para lograrlo es preciso que el cierre de la pera se encuentre cerrado (a la derecha).

4. Abrimos el cierre un poco para que la presión vaya bajando muy despacio y escuchamos atentamente. Cuando oímos por primera vez los latidos del corazón nos fijamos en la aguja y diremos que ésa será la presión máxima o sistólica. Va bajando poco a poco la presión y cuando dejemos de oír los latidos del corazón diremos que ésa es la presión mínima o diastólica. Cuando hemos averiguado la presión mínima abrimos totalmente el cierre del aire para que no haya presión sobre la arteria.

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Frecuencia Cardiaca:1. Con los dedos índice y anular tomar el pulso a los integrantes de la mesa.

El pulso es un referente de la frecuencia cardiaca.2. Tómenlo durante un minuto.

Frecuencia respiratoria:1. Observando los movimientos toráxicos y/o abdominales medir la frecuencia cardiaca,2. Tómenlo durante un minuto.

Temperatura:1. Con un termómetro se tomará la temperatura axilar.2. El termómetro debe mantenerse en la axila entre 3 – 5 minutos.

CUADRO PARA CONCENTRACION DE DATOS

A cada alumno se le asignara un número, que servirá para identificarlo

I. Obtener promedios generales.

Tensión Arterial: 1 2 3 4 5 6 7 8Edad ysexoMedición Tabla 1

Frecuencia Cardiaca: 1 2 3 4 5 6 7 8Edad ysexoMedición Tabla 2

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MUY IMPORTANTE.- No se debe mantener el manguito con presión más de 20 o 30 segundos; si en ése tiempo no se ha podido medir la presión expulsar todo el aire del manguito para permitir la circulación unos minutos y volver a repetir la operación.

Promedio y D.S

Promedio y D.S

Frecuencia Respiratoria: 1 2 3 4 5 6 7 8Edad ysexoMedición Tabla 3

Temperatura 1 2 3 4 5 6 7 8Edad ysexoMedición Tabla 4*¿Los promedios medidos son iguales a los reportados en su libro de texto? ____Independientemente de su respuesta, haga un comentario respecto a la variabilidad de las mediciones: ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________¿Por las observaciones realizadas; ¿cree usted que seria suficiente para diagnosticar una enfermedad? ______________

II. Obtener promedios separados por sexo, por supuesto tomando la información de las 4 tablas anteriores.

Tensión arterial: 1 2 3 4 5 6 7 8

Hombres

MujeresTabla 5

Frecuencia Cardiaca: 1 2 3 4 5 6 7 8

Hombres

MujeresTabla 6

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Promedio y D.S

Promedio y D.S

Promedio y D.S

Promedio y D.S

Frecuencia Respiratoria: 1 2 3 4 5 6 7 8

Hombres

MujeresTabla 7

Temperatura: 1 2 3 4 5 6 7 8

Hombres

MujeresTabla 8

¿Observa usted cambios que pudieran ser atribuidos al sexo? ______________Mencione usted cuales fueron los cambios mas notorios___________________________________________________________________________________¿Cuál podría ser la causa? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

III. Seleccionen a un voluntario de su equipo (preferentemente un varón) para que baje y suba corriendo las escaleras. El equipo lo esperara preparado para que en cuanto el voluntario regrese le puedan tomar sus constantes fisiológicas lo más rápidamente posible, es decir, mientras un alumno le toma el pulso otro le tomara la presión, la frecuencia respiratoria y la temperatura.

La información obtenida la anotará en la tabla siguiente:Parámetro Voluntario en

reposoVoluntario en ejercicio

% del cambio Promedio del equipo

Tensión Arterial

Frecuencia CardiacaFrecuencia RespiratoriaTemperatura

Tabla 9

¿Qué ocurrió en el ejercicio? _________________________________________

9

Promedio y D.S

Promedio y D.S

________________________________________________________________

Mencione que es lo que mas le llama la atención _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________¿Cuál de los parámetros presento el mayor cambio? ______________________¿Qué explicación podría darle a este fenómeno? __________________________________________________________________________________________¿Influirán estos cambios en el mantenimiento de la homeostasis? Si NoEn este caso ¿Cómo influyen? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

IV. Pida el “promedio de equipo” (sin diferenciar sexo) a los otros equipos y anótelo en la tabla 10:

Equipo I II III IV Promedio del grupo

Tensión ArterialFrecuencia CardiacaFrecuencia RespiratoriaTemperaturaTabla 10

V. Obtener la desviación estándar: Es una herramienta estadística que nos indica la dispersión de los datos en relación al promedio. Obtenga la desviación estándar del promedio del equipo para cada

constante fisiológica (datos de la tabla 1). Obtenga la desviación estándar de los promedios de equipo (datos de la

tabla 10).

A continuación incluimos ejemplos e información con respecto a como se calcula la desviación estándar:

DESVIACION ESTÁNDAR:

La formula general que nos permite obtener la desviación estándar es:

n (yi – y)2

s = i=1 (1) n – 1

10

La “s” significa desviación estándar y La “yi” representa a cada uno de los valores dadosPor ultimo “y” significa promedio.

La formula es muy sencilla de manejar pero, para facilitarla aun mas, tomaremos el términos n (yi – y)2 y lo simplificaremos aun mas… i=1

n n ( yi)2

(yi – y)2 = y2i - i=1 (2) i=1 i=1 n

El termino “y2i” significa yi elevado al cuadrado y e termino “ y2i” es la suma de todos los valores de yi, elevados al cuadrado. Así mismo la “n”, representa el numero de datos

Notese que la formula (2) se encuentra incluida en la formula (1). Ejemplo:Calcule la y (promedio) y la (s) desviación estándar para las observaciones 85, 70, 60, 90,81.

yi yi2

8570609081

7,2254,9003,6008,1006,561

386 30,386

A continuación se calcula el promedio

Suma de yi = 386 = 77.2 5

Después sustituimos los datos en la formula (2) n n ( yi)2

y2i - i=1 = 30,386 - (386) 2 i=1 n 5

= 30,386 - 29,799.2 = 586.8

Este valor de 586.8 lo incluimos en la formula (1), lo cual solo significa: dividir por n – 1 y sacar raíz cuadrada. 586.8 = 146.7 = 12.1 4Por lo tanto el promedio y la desviación estándar obtenidos para los 5 valores dados, se escribe de la siguiente manera

11

77.2 + 12.1

Es decir, que el promedio para los datos proporcionados es de 77.2, pero la desviación estándar (12.1), significa que valores encontrados entre 65.1 y 89.3 son validos como fisiológicos.

PRESENTACION DE LOS RESULTADOS:

Presentar datos mediante tablas es muy apropiado. Otra manera de presentar los resultados es a través de graficas. Todo se

puede graficar. A continuación se hacen algunas sugerencias:i) Las graficas pueden ser puntuales, de barras, de pastel etc. ii) Debemos conocer los componentes mínimos de una grafica.

Titulo

(Unidades Eje de Y) Las barras

Incluyen a la Desviación STD

No. 1 (Unidades eje de X) Pie de grafica (o figura en su caso)

El pie de grafica incluye: a) que se muestra, b) En que o quien se hicieron las observaciones, c) La “n” (cuantas observaciones se hicieron) y d) Que significa la línea perpendicular en cada una de las barras.

De los datos obtenidos construya las siguientes graficas:

Grafica 1. Los promedios tanto para hombres como para mujeres de las 4 constantes fisiológicas, con sus respectivas desviaciones estándar.

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h m h m h m h m T/A FC FR Temp. h m h m h m h m T/A FC FR Temp.

Grafica 2. Los promedios de T/A de los equipos, (solo tendrá 4 barras) Grafica 3,4 y 5. Los promedios de FC, FR y Temp. de los equipos

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PRACTICA No. 2

LÍQUIDOS Y ELECTROLITOS(Preparación de soluciones osmolares)

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OBJETIVOS Conocer la composición líquida del ser humano, sus diferentes

compartimentos y la producción, mantenimiento y equilibrio de éstos. Definir los conceptos de Molaridad, Molalidad y Osmolaridad. Aprender a preparar soluciones de distinta osmolalidad así como el

uso práctico de las soluciones más utilizadas en medicina.

INTRODUCCION:

El agua es el compuesto más abundante de los seres vivos. Sus puntos de fusión, ebullición y calor de vaporización relativamente elevados son el resultado de atracciones intermoleculares fuertes en forma de puentes de hidrógeno entre moléculas adyacentes de agua.

El ambiente interno del organismo es fundamentalmente un medio líquido, que es donde se realizan múltiples reacciones metabólicas. El agua mantiene un equilibrio en el organismo paralelamente con los electrolitos, que se definen como sustancias químicas con carga eléctrica y que en forma global mantienen un adecuado funcionamiento corporal.

COMPONENTES DEL ORGANISMO

En un varón adulto joven, en promedio, 18 % del peso corporal lo conforman proteínas y sustancias relacionadas, 7 % minerales,15% lípidos, 1 a 2% carbohidratos y el 60% restante corresponde al agua.

DISTRIBUCIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES:

El volumen total del agua del cuerpo en el hombre es de alrededor de un 60% del peso corporal, con amplias variaciones fisiológicas. Este volumen total se divide en dos grandes compartimentos:

El intracelular. Aproximadamente corresponde a un 40% del peso corporal total (28 litros)

El extracelular. Aproximadamente es un 20% del peso corporal total (14 litros), este a su vez comprende:

o Agua intersticial: 15% (10.5 litros)o Agua intravascular: 5% (3.5%)

Otro compartimiento que es mucho más pequeño, es el:

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Transcelular, Representa de un 0.5 al 3% del total, y esta constituido por los líquidos del árbol traqueobronquial, del conducto gastrointestinal, del sistema excretor de los riñones y las glándulas, el líquido cefalorraquídeo y el humor acuoso ocular.

Entre las variaciones fisiológicas más importantes a considerar están las siguientes:

Edad: en general, mientras menor es la edad, mayor es la proporción de agua total en el organismo, lo que se pone especialmente de manifiesto en el recién nacido, en el cual el porcentaje de agua está entre 70 y 80% del peso corporal.

Sexo: por las diferencias en la composición corporal desde el punto de vista del tejido adiposo, el porcentaje de agua respecto al peso suele ser algo menor en el sexo femenino.

Constitución: por la misma razón expresada en cuanto al sexo, el porcentaje de agua respecto al peso suele ser menor cuanto mayor es el peso corporal (mayor cantidad de tejido adiposo). Por ejemplo, en el obeso, la proporción es de alrededor de un 50%, mientras que en el delgado puede alcanzar el 70%.

Recién nacido Niño Adulto AncianoComposición líquida (%) 70-80 62-65 55-60 42-45

COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES:

Además de los líquidos existen sustancias químicas con carga eléctrica definida llamados electrolitos, mismos que tienen gran importancia dentro del equilibrio hídrico, osmótico y eléctrico de la célula. Su concentración es diferente en ambos lados de la membrana, y para que estos de mantengan de ésta manera se requiere integridad de la misma.

La diferente concentración transmembranal de éstos origina dos tipos de gradientes (fuerzas a favor de): 1. Gradiente electro-químico: Debido a que el interior de la célula tiene un potencial eléctrico negativo, los cationes del exterior tienden a introducirse Ahí, y viceversa con los aniones. 2. Gradiente de concentración: Aquí, donde haya mayor cantidad de un electrolito, tenderá a atravesar la membrana hacia donde haya menor concentración del mismo.

Hay grandes diferencias en la composición de los dos compartimentos mayores. La composición media del plasma es la siguiente:

CATIONES (mEq/l) ANIONES (mEq/l)

Sodio 140 (135 – 145) Cloruro 102 (98 – 106)

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Potasio 4 (3,5 5,0) Bicarbonato 24 (22 – 26)

Calcio 5 (4,5 5, 3) * Fosfato y sulfato 3,5 (2 – 5)

Magnesio 1,5 (1,0 - 2,0) Aniones orgánicos

4,5 (3 – 6)

      Proteínas 18 (15 – 20)

* La concentración de Calcio se suele reportar en mg/dl, siendo de alrededor de 10 (9-11)

Para muchos fines el plasma y el líquido intersticial pueden considerarse en conjunto como líquido extracelular y la concentración de electrolitos en el plasma puede utilizarse como cálculo de la de todo el compartimiento. El sodio es el principal catión extracelular, siendo responsable normalmente de un 90% de la osmolaridad del plasma.

La composición del líquido intracelular es muy distinta, como se evidencia en la siguiente tabla:

CATIONES (mEq/l) ANIONES (mEq/l)

Sodio 10 (9 – 11) Bicarbonato 10 (9 – 11)

Potasio 150 (145 155) Fosfato y sulfato 150 (145 155)

Magnesio 40 (38 – 42) Proteínas 40 (38 – 42)

      Cloruro 10 (9 – 11)

Puede observarse que, en este compartimiento, el potasio es el principal catión, determinando la mayor parte de la osmolaridad intracelular.

La concentración de los líquidos corporales representa el balance entre el ingreso y la excreción para el agua y para el soluto de que se trate. Los valores normales de este balance se muestran a continuación:

a) Perdidas insensibles: Respiración (700 ml) transpiración por la piel (100 ml)b) Perdidas sensibles: Orina (1200-1500 ml) y heces (200-300 ml)

MECANISMO DE TRANSPORTE DE AGUA A TRAVES DE UNAMEMBRANA CELULAR: OSMOSIS

Este es un caso particular de difusión, en que el flujo neto de agua se produce a través de una membrana semipermeable y recibe el nombre de ósmosis, la cual se estudia y se define en función de los solutos.

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La osmosis puede ilustrarse separando dos soluciones con concentraciones diferentes de soluto por medio de una membrana semi-permeable (es decir una membrana que solo deja pasar el agua). El agua pura del compartimiento que la contiene, posee un nivel energético con una capacidad para realizar trabajo y un potencial de agua superior al del agua que forma la solución en el otro compartimiento y por eso tiende a moverse, a fluir a través de los poros de la membrana, que por su tamaño lo permiten. y es un fenómeno que se produce corrientemente entre células vecinas o entre compartimientos celulares separados por membranas.

La situación de equilibrio se alcanzará cuando el exceso de presión hidrostática que representa la diferencia de nivel entre los dos compartimientos sea de un valor tal que lleve el nivel energético del agua de la a una magnitud igual a la del agua pura a la misma temperatura.

La presión osmótica y se expresa en mm de Hg. La presión osmótica, depende del número total de las partículas en la solución.

Dada la dificultad práctica debidas a la ionización y la formación de subgrupos osmóticamente activos en los fluidos biológicos, la presión osmótica se suele expresar en Osmoles. Una solución conteniendo 1 Mol de un soluto no ionizable en 1 litro de agua tiene una presión osmótica de 22.4 atm. Como resultado de esta definición, cualquier solución que tenga esta presión osmótica, independientemente de la concentración de sus solutos, se dice que tiene una presión de 1 Osm/litro.

NOTA: Como requisito para ingresar al laboratorio los equipos deben realizar lo que se indica a continuación:

I. Complete la siguiente tabla:Concepto Definición

M Es el PM de una sustancia expresada en gramos (un mol de soluto) aforada a un litro de solución

Molalidad m

Osmolalidad Designa la molalidad total de una solución (numero de partículas), depende de la relación entre el soluto y el disolvente, no de la naturaleza química de las moléculas del soluto.

II. Complete lo siguiente:La osmolalidad del plasma es de ________ mOsm, y cualquier solución que tenga esta osmolalidad se le conoce como: __________________

III. Defina brevemente el concepto de: a) difusión pasiva: __________________________________________________

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_________________________________________________________________

b) Transporte activo, _________________________________________________________________________________________________________________

MATERIAL Y METODOS:o Una calculadorao Una balanza granatariao Reactivos: NaCl Glucosa Agua destilada

PROCEDIMIENTO:

Realice los cálculos necesarios para: Preparar una solución de NaCl que contenga una concentración de 300 mOsm

Resultado: Debemos pesar _______ gr de NaCl y los agregaremos a un Kg de agua.

Preparar una solución de Glucosa con una concentración de 300 mOsm

Resultado: Debemos pesar _______ gr de Glucosa y los agregaremos a un Kg de agua.

Complete la siguiente tabla:

Soluciones de uso comúnen los hospitales

mOsm

Glucosado al 5%Glucosado al 50%

Fisiológica (salina) al 0.9%

Preparar las siguientes soluciones:

Cantidad (ml) Solución mOsm20 NaCl 15020 NaCl 10020 NaCl 400

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20 NaCl 500

Estas soluciones se agregaran a:Solución %

NaCl 0.9Glucosada 5Glucosada 50

Agua destiladaEJEMPLOS DE PREPARACIÓN DE SOLUCIONES:

Moles y Osmoles:

Haga los cálculos para necesarios para preparar 150 mililitros de una solución de KCl a una concentración de 300 miliosmoles.

Datos.El Peso Molecular (PM) del K es de 39.098 Realizamos la suma de estos dos valores y obtenemos que; el PA del laEl PM del Cl es de 35.453 molécula de KCL es de 74.551

Lo anterior significa que: Si usted agrega 74,551 gramos de KCl a un litro de agua (kg), obtendría una solución 1 Molal es decir: 74.551 gramos de KCl + 1 litro de agua = Una solución 1 Molal de KCl

Ahora bien, el KCl al mezclarse con agua se disocia en dos iones, de tal manera que su efecto osmótico es doble… es decir: 74.551 gramos de KCL + 1 litro de agua = Una solución 2 Osmolal de KCl

Recuerde que nosotros no necesitamos todo un litro, solo necesitamos 150 ml a 300 miliosmolar…

Realizaremos una sencilla regla de tres:

74.551 gr. = 2 Osmolar ¿? gr. = 300 miliosmolar

Aquí es necesario igualar las unidades, los 2 Osmoles se convierten en 2000 miliosmoles ó los 300 miliosmoles se convierten en .300 Osmoles

Optaremos por la segunda posibilidad:

74.551 gr. = 2 Osmolar ¿? gr. = .300 Osmolar

El resultado es 11.182 gr. Es decir que si usted agrega 11.182 gramos de KCl a un litro de agua, obtendría un litro de solución de 0.300 Osmoles de KCl lo que es lo mismo, de 300 miliosmoles.

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Ya tenemos la concentración requerida, pero seguimos teniendo un litro ¡solo necesitamos 150 ml!

Por lo que realizaremos otra sencilla regla de tres simple;

Si para 1000 ml necesito agregar 11.182 gramos… ¿Cuanto necesito agregar para 150?

1000 = 11.182 El resultado es 1.677 gramos150 = X

Recuerde que un Mol esta formado por casi 6 x 10 23 moléculas (numero de Avogadro)

Equivalentes:

Este concepto es importante debido a que muchos solutos importantes del organismo se encuentran en forma de partículas cargadas. Se llama un equivalente (eq) de una sustancia a un Mol de la misma, en estado ionizado, dividido por su valencia.

Siguiendo el ejemplo 1. Un Mol de KCl se disocia en 1 eq de K+ y 1 eq de Cl-

Resumen:Un equivalente de K+ es igual a 39.098 grUn equivalente de Na+ es igual a 22.98 gr

Notese lo siguiente… en el caso del Ca2+ es de 40.08/2 = 20.04 gr. El divisor “2” corresponde a la valencia.

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Finalmente… si yo agrego 1.677 gramos de KCl a 150 ml de agua, obtendría 150 mililitros de una solución de KCl 300 miliosmolar

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PRACTICA No.1

CONSTANTES FISIOLÓGICAS

PRACTICA No.3

TRANSPORTE DE AGUA A TRAVÉS DE LAS MEMBRANAS BIOLOGICAS

OBJETIVOS:

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Observar la morfología de las células sanguíneas de la serie roja (hematíes o glóbulos rojos) en condiciones fisiológicas.

Observar los efectos que producen sobre estas células, soluciones que contienen distintas concentraciones osmolales (hipo-iso e hipertónicas).

INTRODUCCION:

Transporte de materiales a través de las membranas Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula dispone de dos procesos:

1. Transporte pasivo : cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática

2. Transporte activo : cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía pasa hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular

TRANSPORTE PASIVO

Difusión Simple

Las moléculas en solución están dotadas de energía cinética y, por tanto tienen movimientos que se realizan al azar. La difusión consiste en la mezcla de estas moléculas debido a su energía cinética cuando existe un gradiente de concentración, es decir cuando en una parte de la solución la concentración de las moléculas es más elevada. La difusión tiene lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes y será tanto más rápida cuanto mayor sea energía cinética (que depende de la temperatura) y el gradiente de concentración y cuanto menor sea el tamaño de las moléculas.

Osmosis

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TRANSPORTE PASIVO:

Difusión simple

Osmosis

Ultrafiltración

TRANSPORTE ACTIVO Y OTROS PROCESOS ACTIVOS:

Transporte activo

- Transporte activo primario

- Transporte activo secundario

- Transporte grueso (Endocitosis, Fagocitosis, Pinocitosis,

Transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente - el agua en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través de una membrana semi-permeable. La membrana de las células es una membrana semi-permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales. Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor.

El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera un presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de la membrana semi-permeable.

La ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de un célula, esta debe estar rodeada de una solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución es la misma que la del interior de la célula.

Si las células son expuestas a una solución que contenga menos sales (se dice que la solución es hipotónica. Por el contrario, si las células se llevan a una solución hipertónica (con una concentración de sales superior a la intracelular) parte del agua pasara al espacio extracelular que en este caso seria la solución de prueba.

Ultrafiltración

En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión.

Difusión facilitada

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Esta sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

TRANSPORTE ACTIVO Y OTROS PROCESOS ACTIVOS

Transporte activo

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Por este mecanismo pueden ser transportados hacia el interior o exterior de la célula los iones H+ (bomba de protones) Na+ y K+ (bomba de sodio-potasio) y otras moléculas.

Transporte activo primario: en este caso, la energía derivada del ATP directamente empuja a la sustancia para que cruce la membrana, modificando la forma de las proteínas de transporte (bomba) de la membrana plasmática. El ejemplo más característico es la bomba de Na+/K+, que mantiene una baja concentración de Na+ en el citosol extrayéndolo de la célula en contra de un gradiente de concentración.

También mueve los iones K+ desde el exterior hasta el interior de la célula pese a que la concentración intracelular de potasio es superior a la extracelular.

Esta bomba actúa como una enzima que rompe la molécula de ATP y también se llama bomba Na+/K+-ATPasa. Todas las células poseen cientos de estas bombas por cada um2 de membrana. Su mecanismo de acción se muestra esquemáticamente en la figura

Transporte activo secundario: La bomba de sodio/potasio mantiene una importante diferencia de concentración de Na+ a través de la membrana. Por consiguiente, estos iones tienen tendencia a entrar de la célula a través de los poros y esta energía potencial es aprovechada para que otras moléculas, como la glucosa y los aminoácidos, puedan cruzar la membrana en contra de un gradiente de concentración. Cuando la glucosa cruza la membrana en el mismo sentido que el Na+, el proceso se llama cotransporte; cuando los hacen en sentido contrario, el proceso se llama contratransporte.

Transporte Grueso

Endocitosis: es el proceso mediante el cual la sustancia es transportada al interior de la célula a través de la membrana. Se conocen tres tipos de endocitosis:

Fagocitosis: en este proceso, la célula crea una proyecciones de la membrana y el citosol llamadas pseudopodos que rodean la partícula sólida (*). Una vez rodeada, los pseudopodos se fusionan formando una vesícula alrededor de la partícula llamada vesícula fagocítica o fagosoma. El material sólido dentro de la vesícula es seguidamente digerido por enzimas liberadas por los lisosomas.

Pinocitosis: en este proceso, la sustancia a transportar es una gotita o vésicula de líquido extracelular. la membrana se repliega creando una vesícula pinocítica. Una vez que el contenido de la vesícula ha sido procesado, la membrana de la vesícula vuelve a la superficie de la célula.

Endocitosis mediante un receptor: Este es un proceso similar a la pinocitosis, con la salvedad que la invaginación de la membrana sólo tiene lugar cuando una determinada molécula, llamada ligando, se une al receptor existente en la membrana. Los receptores son separados y devueltos a la membrana, mientras que el ligando se fusiona con un liposoma siendo digerido por las enzimas de este último. Aunque este mecanismo es muy específico, a veces moléculas extrañas utilizan los receptores para penetrar en el interior de la célula. Así, el HIV (virus de la inmunodeficiencia adquirida) entra en las células de los

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linfocitos uniéndose a unas glicoproteínas llamadas CD4 que están presentes en la membrana de los mismos

Exocitosis Durante la exocitosis, la membrana de la vesícula secretora se fusiona con la membrana celular liberando el contenido de la misma. Por este mecanismo las células liberan hormonas o neurotransmisores imprescindibles para la transmisión nerviosa.

EL MANEJO DE LÍQUIDOS EN EL PACIENTE HOSPITALIZADO

La endovenosa es una de las vías mas utilizadas por el medico para suministrar líquidos a los pacientes que lo requieran, ya sea para reponer líquidos, compensar la perdida de electrolitos y/o tan solo para mantener disponible una vía permeable.

En el comercio existen muchas soluciones ya preparadas para la reposición de déficit de líquidos. Cuando el volumen plasmático se encuentra contraído como resultado de la simple pérdida de líquido y electrolitos

Composición ( mEq/L)

Solución  Na  Cl  K  Ca  Mg  Lactato  pH Tonicidad  con Plasma  

Osmolaridad  (mOsm/L) 

Glucosada 5%

0 0 0 0 0 0 5.0 Isotónico 253

Salina 0.9%

154 154 0 0 0 0 5.7 Isotónico 308

Normosol 140 98 5 0 3 0 7.4 Isotónico 295

Ringer Lactato

130 109 4 3 0 28 6.7 Isotónico 273

Salina 3% 513 513 0 0 0 0 5.8 Hipertónico 1026

Salina 7.5%

1283 1283 0 0 0 0 5.7 Hipertónico 2567

Clinical Pharmacy Vol 12. May 1993.

Es responsabilidad del medico conocer la concentración, indicaciones y contraindicaciones de las soluciones que prescribe, el desconocimientos de sus concentraciones osmolales puede traer serias complicaciones al paciente, como resultado de la alteración del equilibrio osmótico del medio interno

LOS ERITROCITOS SON CÉLULAS UTILIZADAS COMO REACTIVOS BIOLOGICOS

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Los Eritrocitos son las células sanguíneas que contienen en su interior la hemoglobina. Esta molécula es una proteína que contiene átomos de hierro que le otorgan el color rojo a la sangre, de allí su nombre: eritro (rojo) citos (células). Dado la forma bicóncava del eritrocito cuando son fotografiadas se observa una disminución del color en el centro.

Dada la facilidad para obtener una muestra de estas células, las utilizaremos en esta práctica para hacer observaciones relacionadas con fenómenos de transporte a través de las membranas biológicas.MÉTODO:

I. Se pondrán a disposición del alumno 9 soluciones con distinta concentración Osmolal

1. Salina al 0.9%2. Glucosada al 5%3. Glucosada al 50%4. Glucosada 1005. Glucosada 150

6. Glucosada 4007. Glucosada 5008. Salina 277.79. Agua corriente

II. El alumno tomara 9 tubos de ensayo y los etiquetara del 1 al 10III. En cada tubo colocara de 2 a 3 ml de la solución que tiene el número

correspondiente. Es decir en el tubo 1 colocara la solución 1, que en este caso corresponde a la salina 0.9%.

IV. A un voluntario por equipo se le extraerán unos mililitros de sangre. De la jeringa que contiene la muestra sanguínea se hará un frotis con sangre fresca (utilizará un portaobjetos etiquetado con el numero 10), posteriormente se colocaran de 3 a 4 gotas por tubo de ensayo).

Nota 1: Al obtener la sangre debe tenerse cuidado de no contaminar la jeringa y limpiar perfectamente el sitio de extracción con una torunda con alcohol.Nota 2: Debe tenerse cuidado de no maltratar la muestra, se colocara en los tubos y se agitara suavemente de manera tal que se mezcle completamente con la solución.

V. El equipo tomará 9 portaobjetos y los etiquetara del 1 al 10. Hará 9 frotis con la solución del tubo de ensayo correspondiente. También utilizará 10 cubreobjetos.

VI. Observará los frotis al microscopio. De ser posible se utilizará un proyector de cañón y un microscopio digital.

RESULTADOS:

Haga un esquema de cada una de sus observaciones: (Una célula representativa)

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1. Solución Salina al 0.9% 2. Sol. Glucosada al 5% 3. Sol. Glucosada al 50%

4. Sol. Glucosada 100 mOsm 5. Sol. Glucosada 150 mOsm 6. Sol. Glucosada 400 mOsm

7. Sol. Glucosada 500 mOsm 8. Sol. Salina 277.7 mOsm 9. Agua corriente

Cuestionario:

a) ¿Existe una diferencia entre lo observado en presencia de la solución Salina al 0.9% y la Glucosada al 5%? (si) (no)Explique el por qué ________________________________________________________________ ________________________________________________________________

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b) ¿Qué ocurrió en presencia de la solución Glucosada al 50%? ________________________________________________________________

_______________________¿A que atribuye los cambios observados? __________________________________________________________________________________________________________________________________

c) Las soluciones glucosadas de 100 y 150 mOsm. ¿son lo suficientemente hipotónicas como para producir un efecto visible sobre la tonicidad de la membrana celular del hematíe?___________________Haga un comentario al respecto _________________________________________________________

d) Las soluciones glucosadas de 400 y 500 mOsm. ¿son lo suficientemente hipertónicas como para producir un efecto visible sobre la tonicidad de la membrana celular del hematíe?___________________Haga un comentario al respecto __________________________________________________________

_________________________________________________________________

e) ¿Que ocurrió en presencia del agua corriente? __________________________________________________________________

_________________________________________________________________

f) Diga usted, ¿La concentración de la solución Glucosada al 5% es igual a la de la salina de 277.7 mOsm? (si) (no) ¿Hubo cambios en los frotis observados o son similares? _______________ Haga un comentario en donde establezca la relación entre los efectos de la concentración y la naturaleza del soluto.

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOADEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA

PRACTICA No.4

CONCEPTOS DE EXCITABILIDAD (Potencial de acción, Potencial de placa)

OBJETIVOS:

Estudiar la relación nervio-músculo (unión mioneural), los factores que la regulan y de su dependencia de:

La amplitud y de la duración del estimulo que lo genera

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La concentración de los iones extracelulares La presencia de neurotransmisores que se liberan en la hendidura

sináptica y de otras substancias que afectan al potencial postsinaptico excitatorio.

Conocer los fenómenos que intervienen en le generación del potencial de acción en el músculo esquelético.

INTRODUCCION: 1

Mucho de lo que sabemos sobre fisiología neuronal proviene de los experimentos realizados con el axon gigante de calamar, el cual inerva el manto muscular, que impulsa al calamar en el agua. Se extiende desde la cabeza hasta su cola y es entre 100 y 1000 veces más largo que un axón de mamífero, llegando a tener hasta 1 mm de diámetro (se puede ver a simple vista).

POTENCIAL DE LA MEMBRANA EN REPOSO

Las neuronas envían mensajes mediante un proceso electroquímico, esto significa que las sustancias químicas se convierten en señales eléctricas. Las sustancias químicas del cuerpo están "eléctricamente cargadas", y por ello son llamadas "iones". Los iones más importantes para el sistema nervioso son sodio, potasio, calcio y cloro.

Mientras una neurona no esté enviando una señal, se dice que está en "reposo". Al estar en reposo, su interior es negativo con relación al exterior. Aunque las concentraciones de los diferentes iones tratan de balancearse a ambos lados de la membrana, no lo logran debido a que la membrana celular sólo deja pasar algunos iones a través de sus canales (canales iónicos).

En el estado de reposo, los iones de potasio (K+) pueden atravesar fácilmente la membrana, mientras que a los iones de cloro (Cl-) y de sodio (Na+) les es más difícil pasar. Las moléculas proteicas, cargadas negativamente (A-), en el interior de la neurona no pueden atravesar la membrana. Además de estos canales selectivos, existe una bomba que utiliza energía para sacar 3 iones de sodio por cada 2 iones de potasio que bombea al interior de la neurona. Finalmente, cuando estas fuerzas se balancean, y se mide la diferencia entre el voltaje del interior y el del exterior de la célula, se obtiene el potencial de reposo. El potencial de la membrana en reposo de una neurona es de aproximadamente -70 mV (milivoltios), es decir que el interior de la neurona tiene 70 mV menos que el exterior. En el estado de reposo hay relativamente más iones de sodio en el exterior de la neurona, y más iones de potasio en su interior. 

POTENCIAL DE ACCIÓN

Si el potencial en reposo indica lo que sucede con la neurona en reposo, el potencial de acción señala lo que pasa cuando la neurona transmite información por el axón, lejos del soma. Los neurocientíficos emplean otras palabras, como "espiga" o "impulso" para describir el potencial de acción.

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El potencial de acción es una explosión de actividad eléctrica creado por una corriente despolarizadora. Cuando la despolarización alcanza cerca de -55 mV (umbral) la neurona produce un potencial de acción. Si la neurona no alcanza este umbral crítico, no se producirá el potencial de acción. De igual forma, cuando se alcanza el umbral siempre se produce un potencial de acción promedio, es decir, para las neuronas todos los potenciales son iguales, este es el principio del "todo o nada".

La "causa" del potencial de acción es el intercambio de iones a través de la membrana celular. Primero, un estímulo abre los canales de sodio, las diferentes concentraciones de este ion permiten que entre rápidamente a la neurona. Recuerda que el sodio tiene una carga positiva, así que la neurona se vuelve más positiva y empieza a despolarizarse. Los canales de potasio de demoran un poco más en abrirse; una vez abiertos el potasio sale rápidamente de la célula, revirtiendo la despolarización. Más o menos en este momento, los canales de sodio empiezan a cerrarse, logrando que el potencial de acción vuelva a -70 mV (repolarización). En realidad el potencial de acción va más allá de -70 mV (hiperpolarización), debido a que los canales de potasio se quedan abiertos un poco más. Gradualmente las concentraciones de iones regresan a los niveles de reposo y la célula vuelve a -70 mV.

EL ESTUDIO DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

Para entender las características del potencial de acción pensemos en un experimento ideal. Podemos disponer de un axón gigante. Podría ser el de una jibia, que puede alcanzar hasta 700 micrones de diámetro. Dicho axón se colocaría en condiciones adecuadas de composición iónica, de pH y de temperatura. Si disponemos, además, de un equipo estándar para estudios de registros intracelulares (osciloscopio, preamplificador) podremos registrar el potencial de acción con registro intracelular. Pero, debemos disponer además, de los llamados ultramicroelectrodos, que son pipetas de vidrio con una punta muy fina (< a 0.1 m de diámetro externo), estos electrodos están llenos con un sistema conductor líquido, representado por una solución salina de alta concentración, por ejemplo, K+-Cl-, 2 M. Además del micro eléctrodo de registro, se utiliza otro electrodo, de referencia, que permite cerrar el circuito del sistema.

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1. Axón gigante (400 - 700m) 2. Microelectrodo 3. Electrodo de referencia 4. Pantalla del osciloscopio 5. Placa vertical superior 6. Placa vertical inferior 7. Medidor de voltajes 8. Barrido

9. Sistema generador de pulsos (estímulos eléctricos) con dos electrodos: un cátodo (-) y un ánodo (+)

Figura 1

Al estar ubicados los electrodos sobre la superficie del axón veremos que en la pantalla del osciloscopio el barrido se ubica en una cierta posición, que se puede modificar a voluntad, y sin mostrar perturbación alguna.

Al introducir el micro eléctrodo en el axón, el barrido cambiará bruscamente de posición. Según las conexiones que se muestran en el esquema, se ubicará en la parte baja de la pantalla y la distancia entre ambas posiciones representará el valor del potencial de "reposo" de la neurona, que corresponde a la diferencia de potencial que existe entre el lado externo y el interno de la membrana, alrededor de –70 mV.

Empezaremos a estimular con estímulos de baja intensidad (0.5 volts), la cual aumentaremos gradualmente, Al alcanzar unos 3.0 volts de intensidad (estímulo umbral), en el osciloscopio observamos una gran deflexión, como una V invertida, que dura 3-5 mseg. Es el potencial de acción. A partir de ese nivel de intensidad, cada vez que apliquemos un estímulo observaremos la aparición de un potencial de acción. Pero también observaremos que todos los potenciales de acción tienen el mismo tamaño (ley del todo o nada). Observaremos también que el potencial de acción consiste en una deflexión del barrido, hacia arriba, que sobrepasa el cero en alrededor de 30 mV. Se alcanza, entonces, en esta fase ascendente del potencial de acción un desplazamiento equivalente a 100 mV. Pero al alcanzar esa magnitud de cambio, el desplazamiento se detiene bruscamente (inactivación) para volver a caer a la posición que tenía antes de la aplicación del estímulo. Esta trayectoria es la fase descendente del potencial de acción.

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Durante los 3-5 mseg que dura el evento si se trata de aplicar un segundo estímulo durante al fase ascendente del potencial de acción no se obtendrá respuesta (período refractario absoluto).

MÉTODO:Equipo:

o Una PC (windows 98)o Un proyector de cañóno Utilizaremos un programa, Nmj2, el cual es un “simulador” de los fenómenos

eléctricos que se suscitan en la unión neuromuscular.o Substancias que se estudiaran:

(1) Curare (2) Tetrodotoxina (3) Neostigmina4) 3,4 Diaminopiridina (5) Muconotoxina (6) Lincomicina

o Sales de Sodio, Potasio y Magnesio. Para la preparación de soluciones

Preparación a estudiar: La preparación disponible cumple con las siguientes condiciones: Una unión neuromuscular o unión mioneural (un axon motor y una fibra muscular) Las concentraciones extracelulares de los iones en condiciones de reposo.(control)

Na = 120 mM Ca = 2 mM

K = 5 mM Mg = 1 mM

El potencial de membrana en reposo en las condiciones de control es de: -84.89 mV.

A continuación se muestra un esquema de la disposición de unión neuromuscular:

Figura 2. La figura siguiente muestra las corrientes iónicas que generan el potencial de placa y el consecuente potencial de acción muscular.

33

2

1

Figura 3. Se muestra la generación de las corrientes y el potencial de placa.

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Estimulador delNervio

Estimulador del músculo

Figura 4. Diagrama que representa el dispositivo experimental

ESTÍMULOS ELECTRICOS (CONTROL)

Los estímulos eléctricos, que este caso serán estímulos de corriente, tienen dos componentes:

o Intensidad (nA)o Duración (ms)

Siga las indicaciones siguientes:i) Aplique los estímulos indicados y anote en la tabla el resultado de sus

observaciones.ii) Use la opción “Clipboard” para guardar sus registros e imprimirlos

posteriormente.iii) Para evitar confusiones el maestro designará un número a cada registro (R1, R2,

etc), que servirá de referencia al alumno.

ANOTE EL RESULTADO OBTENIDO CON CADA UNO DE LOS ESTÍMULOS INDICADOSNo. de evento Estímulo Nervio Músculo

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nA ms

VmAmplificador

TierraFibra Muscular

Salida

Nervio Microelectrodo

Amplitud(nA)

Duración(ms)

I 5 2

II 6 2

III 10 2

Tabla 1 Registro: R1 (Estimulo I)

I. Analice el registro R1 y llene la siguiente tabla:

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSOAmplitud (mV) Duración (ms)

Tabla 2

II. ¿Qué se observa en el registro del estimulo I al músculo? ______________________________________________________________________________________________________________________________

III. ¿Cómo explica este último fenómeno? ________________________________________________________________________________________________________________________________

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R2 (Estimulo II)

IV. Llene la tabla siguiente:

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO POTENCIAL DE ACCIÓN MUSCULARAmplitud (mV) Duración (ms) Amplitud (mV) Duración (ms)

Tabla 3

V. En el registro R2 se observan dos potenciales de acción, explique:a) ¿A que se debe el desfasamiento entre los potenciales de acción del axon y el

de la fibra muscular? _________________________________________b) Al inicio del potencial de acción muscular, se observa una meseta ¿a que

corresponde? ________________________________________________

R3: (Estimulo III)

VI. Observe el registro R3, llene la tabla y conteste las preguntas:

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO POTENCIAL DE ACCIÓN MUSCULARAmplitud (mV) Duración (ms) Amplitud (mV) Duración (ms)

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Tabla 4

a) ¿Podemos considerar al estimulo III supraumbral? (si) (no)b) Compare la amplitud del potencial de acción muscular del estimulo III con la

amplitud medida en el estimulo II, ¿hubo diferencias? (Si) (No)c) Lo anterior, ¿contradice a la ley del todo o nada? (Si) (No)

De la explicación correspondiente ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

d) ¿Qué ocurrió con el desfasamiento entre los potenciales en el R3 en relación al R2?_______________________________________ ¿a que se debe el cambio? _____________________________________________________

_____________________________________________________e) ¿Qué ocurrió con la meseta inicial?________________________________

Explique la causa_____________________________________________

Nota: El potencial de acción del nervio es aproximadamente de –70 mV.

MODIFICACIÓN DE LOS POTENCIALES DE EQUILIBRIO DE LOS IONES SODIO, CALCIO, POTASIO Y MAGNESIO Y SU EFECTO SOBRE EL POTENCIAL DE ACCIÓN.

El estimulo de corriente que aplicaremos en todos los casos, tiene las siguientes características:

10 nA de amplitud 2 ms de duración

Para los cálculos del potencial de equilibrio se utilizará la ecuación de Nernst

Eion= 61 log ion e ioni

Las concentraciones iónicas intracelulares permanecerán constantes y serán: Nai = 10 mM Ki = 140 mM

Solo se modificaran las concentraciones iónicas del medio extracelular.Anote en los cuadros en blanco el resultado de la aplicación del estimulo pre-establecido y conteste las preguntas respectivas.

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10 nA 2 ms

Concentración extracelular de:

ion (en mM)

Calculo teórico

del potencial de equilibrio

% del cambio de concentra-

ción

Potencial de

membranamedido

Características del potencial de acción, tanto nervioso

(PAN) Amplitud

(mV)Duración

(ms)

K (5.0) (Control) -85.63

K (3)

K (10) 100

K (15) 200

Na (120) (Control) -85.63

Na (240) 100

Tabla 5

R4. PAN 5, 10, 15 Ke

VII. ¿Qué ocurre con el potencial de membrana al cambiar de 5 a 10 mM la concentración de potasio extracelular? ___________________________________¿Cómo explicamos estos cambios? _____________________________________

VIII. ¿Qué ocurrió con la amplitud del potencial de acción? _______________________

R5. PAN 120 y 240 Nae

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IX. ¿Qué ocurre con el potencial de membrana al cambiar de 120 a 240 la concentración de sodio extracelular? ______________________________________________

X. ¿Qué ocurrió con la amplitud del potencial de acción? ______________________Explique este cambio ________________________________________________

XI. Por lo anterior podemos demostrar que: “LA AMPLITUD DEL POTENCIAL DE ACCIÓN ES DEPENDIENTE DEL POTENCIAL DE EQUILIBRIO PARA EL SODIO Y PARA EL POTASIO”

(Cierto) (Falso)

Analice los cambios en la duración de los potenciales de acción, tanto al cambiar la concentración de potasio de sodio extracelular.

XII. Diga, con estas observaciones, podemos demostrar que: “LA DURACION DEL POTENCIAL

DE ACCIÓN NO ES DEPENDIENTE DEL POTENCIAL DE EQUILIBRIO PARA EL SODIO Y PARA

EL POTASIO” (Cierto) (Falso)

Registremos ahora los fenómenos que ocurren con el potencial de acción muscular:

Concentración extracelular de: ion (en mM)

Características del Potencial de Acción Muscular (PAM)

Amplitud (mV) Duración ms)

K (5.0)K (10)

Na (120)Na (240)

Tabla 6

Veamos los registros:

40

R6. PAM 5 y 10 Ke

XIII. ¿Es similar el comportamiento a lo observado con el potencial de Acción Nervioso? (SI) (NO)

R7. PAM 120 y 240 Nae

XIV. ¿Es similar el comportamiento a lo observado con el potencial de Acción Nervioso? (SI) (NO)

ESTUDIO DEL EFECTO DE DIVERSAS SUBSTANCIAS SOBRE LA ACTIVIDAD DE LA UNIÓN NEUROMUSCULAR

CURARE y NEOSTIGMINA: Los estímulos serán siempre:

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10 nA 2 ms

Haga sus observaciones y llene la siguiente tabla

CONCENTRACIÓN DELCURARE (M)

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO

POTENCIAL DE ACCIÓN MUSCULAR

Control1

Tabla 7

XV. ¿Notó usted que solo se abolieron los potenciales de acción nerviosos y no los musculares?, explique la causa de este fenómeno: _________________________________________________________________________________________

R8 (4 trazos): PAN y PAM (Control y 1 M de Curare)

XVI. ¿Cree usted que los efectos del curare a concentraciones de 1 M pueden ser revertidos con 1 mM de neostigmina?

(Si) (No)

Veamos el siguiente registro:

R9 (3 trazos): PAN (Control, 1.0 M de Curare y 1 M de neostigmina)

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XVII. ¿Qué ocurrió? ______________________________________________________¿Cómo explica este fenómeno de reversión? ___________________________________________________________________________________________________

TETRODOTOXINA (TTX)

Haga sus observaciones y llene la siguiente tablaCONCENTRACIÓN DELTETRODOTOXINA (M)

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO

POTENCIAL DE ACCIÓN MUSCULAR

Control10

Tabla 8

R10 (4 trazos). PAN y PAM (Control y TTX 10 M)

XVIII. ¿Cómo actúa el TTX? ________________________________________________ ¿Se le ocurre a usted alguna manera de contrarrestar el efecto del TTX? ________ Menciónelo ________________________________________________________

3.4 DIAMINOPIRIDINA

Haga sus observaciones y llene la siguiente tablaCONCENTRACIÓN DE LA

3,4 DIAMINOPIRIDINA (mM)DURACIÓN DEL

POTENCIAL DE ACCIÓN NERVIOSO (ms)

DURACIÓN DEL POTENCIAL DE ACCIÓN

MUSCULAR (ms)

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Control1

Tabla 9

Veamos el siguiente registro

R 11 (2 trazos). PAN (Control y 3,4 Diaminopiridina 1.0 mM)

XIX. ¿Notó usted que el efecto es similar tanto para el PAN que para el PAM? (Si) (No)Explique cual es el mecanismo de acción del 3,4 Diaminoipiridina _________________________________________________________________________________

NOTA: Existen fármacos que tienen efectos similares al 3,4 Diaminopiridina. En el músculo cardiaco aumentan la duración del potencial de acción y por ende aumentan el periodo refractario absoluto. Son de utilidad en el tratamiento de arritmias cardiacas.

Solo para corroborar vemos lo que ocurre con el PAM en presencia de la 3,4 diaminopiridina.

R12 (2 trazos). PAM (Control y Diaminopiridina 1.0 mM)

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MU-CONOTOXINA3

Sus efectos son similares a los del TTX, ya que al igual que este, es un bloqueador de los canales de sodio dependientes de voltaje.

LINCOMICINA4

Sus efectos son muy similares a los del curare, solo que a diferencia de este, la alteración fisiológica esta relacionada con la liberación del neurotransmisor (acetilcolina). Otros antibióticos tienen efectos similares, como ejemplos tenemos a la Gentamicina, Kanamicina, Polimixina, Estreptomicina etc.

BIBLIOGRAFIA

1. Dempster Jhon. Neuromuscular Junction V2.0. Departamento de Farmacología. Universidad de Strathclyde, Glasgow. 1993.

2. http://www.puc.cl/sw_educ/neurociencias/html/052.html 3. http://pfam.wustl.edu/cgi-bin/getdesc?name=Mu-conotoxin 4. http://www.myasthenia.org/drugs/reference.htm

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOADEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA

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PRACTICA No. 5

SENSACIONES SOMATICAS

OBJETIVOS:

Explorar las sensaciones somáticas Diferenciar entre sensación y percepción Explorar las sensaciones táctiles en distintas zonas corporales Explorar los termoreceptores en áreas especificas del cuerpo Evaluar la capacidad de distintas zonas corporales para discriminar dos puntos Observar los fenómenos de adaptación Explorar las sensaciones profundas (propioceptivas)

INTRODUCCION:

El desarrollo de los sistemas sensoriales ha proporcionado a los organismos la posibilidad de obtener información acerca de las condiciones ambientales, y por lo tanto, de responder adecuadamente. Hay una gran variedad de estructuras cuya función es convertir la energía de un estímulo en una señal eléctrica que se traducirá permitiendo que el organismo conozca qué, cuando, dónde y cuánto sucede.

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La frecuencia de disparo de una neurona sensorial proporciona información sobre tiempo e intensidad del estímulo. La forma en la que esta interconectada codifica la localización del estímulo y su modalidad. Los errores en la transmisión de la información se minimizan porque los PAs son señales digitales, la información se codifica en el promedio de disparo y la actividad concertada de un grupo de neuronas.

Las vías sensoriales se organizan anatómicamente, de manera que la información sobre la localización de un estímulo en un espacio sensorial es conservado. En consecuencias muchas estructuras del cerebro contienen mapas ordenados del espacio sensorial. Hay tres categorías de mapas:

Los receptores sensoriales se pueden clasificar de acuerdo a su localización o al tipo de estímulo al que responden.

Una vía neural recibe la señal de una sola clase de receptor. La intensidad del estímulo depende en parte del número de neuronas que se activan.

RECEPTORES SENSORIALES CLASIFICADOS POR LOCALIZACIÓN

Localización Receptor/órgano Sentido

Exteroreceptores    

Especial Retina Vista

  Coclea Oído

  Epitelio olfativo Olfato

  Epitelio gustativo Gusto

  Oído interno vestibular Balance

Superficiales Mecano, noci y termoreceptores cutáneos

Tacto, temperatura y dolor

Propioceptores    

Profundos Mecanoreceptores de músculos y articulaciones

Posición del cuerpo y movimiento

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Interoceptores    

Viscerales Mecanoreceptores viscerales Sentidos viscerales

RECEPTORES SENSORIALES CLASIFICADOS POR NATURALEZA DEL ESTIMULO

Receptor Estímulo Sentido

Fotorreceptores Luz Vista

Mecano receptores Fuerza mecánica Oído, balance, tacto propiocepción, estiramiento visceral

Termoreceptores Calor Temperatura

Quimiorreceptores Diversas moléculas Olfato, gusto

El proceso que hace que el receptor sensorial responda de un modo útil al estímulo se denomina transducción sensorial.

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RECEPTORES SENSORIALES CUTANEOS

Merkel - Son receptores de campo pequeño y de adaptación lenta. Indican con mucha precisión la localización de la presión sobre la piel. Por ejemplo, un ciego leyendo Braille utiliza principalmente estos receptores, que le indican con exactitud la posición de los relieves en contacto con la piel de los dedos.

Meissner - Son receptores de campo relativamente pequeño, aunque más grande que el de los receptores de Merkel, y de adaptación relativamente rápida, aunque no tan rápida como la de los receptores de Pacini. No son tan precisos en indicar la posición del estímulo como los receptores de Merkel, pero resaltan los cambios rápidos de presión. Por ejemplo, cuando se palpa un objeto, los receptores de Meissner resaltan la presencia de aristas agudas, mientras que las superficies de curvatura suave no estimulan a estos receptores.

Pacini - Son receptores de campo grande y adaptación muy rápida. Tienen poca precisión para indicar la localización del estímulo, pero responden a vibraciones de alta frecuencia. Por ejemplo, cuando el bastón de un ciego choca con un obstáculo se producen vibraciones que se transmiten por el bastón y que el ciego detecta con estos receptores.

Ruffini - Son de campo grande y adaptación lenta. Sirven para detectar campos amplios de presión sobre la piel, por ejemplo el peso de un objeto apoyado sobre la piel.

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El tacto es el menos especializado de los cinco sentidos, pero a base de usarlo se puede aumentar su agudeza; los ciegos, por ejemplo, tienen un sentido táctil muy delicado que les permite leer las letras del sistema Braille.

El sistema en el que se basa el tacto es que cualquier deformación de la piel comprime corpúsculos, que envía el impulso al SN.

Termorreceptores

Son terminaciones nerviosas libres. Los receptores al frío son terminaciones de fibras mielinicas de pequeño tamaño (tipo A delta) y los receptores al calor son fibras amielínicas (tipo C). Los receptores al frío se estimulan cuando la temperatura de la piel es menor de 37 grados, y los receptores al calor cuando la temperatura de la piel supera los 37 grados.

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Nociceptores

Nociceptores mecanorreceptores - Son terminaciones de fibras mielinicas de pequeño diámetro (A delta). Se estimulan por una presión intensa sobre la piel (por ejemplo, un pellizco o un pinchazo). Una presión débil estimula los mecanorreceptores de Merkel y produce sensación de tacto, si la presión es más intensa también estimula los nociceptores y produce dolor.

Nociceptores termorreceptores - Una temperatura extrema de frío o calor (por encima de 50 grados, o por debajo de 0) estimula estos nociceptores que son terminaciones libres de fibras mielinicas de pequeño diámetro (A delta).

La sensación dolorosa, al contrario que otros tipos de sensibilidad, no se atenúa con la estimulación repetida sino que al contrario se hace más intensa, y esto se denomina hiperalgesia. La hiperalgesia se debe en parte a un mecanismo periférico (los nociceptores en la piel se vuelven más sensibles por la liberación de factores de inflamación, como las prostaglandinas) y en parte a un mecanismo central (la sinapsis en la médula espinal entre las fibras aferentes y las neuronas espinotalámicas se potencia con la estimulación repetida)

SENSACIONES PROPIOCEPTIVAS.

Los husos musculares y los órganos tendinosos de Golgi son losPrincipales órganos sensoriales del músculo esquelético:

Los husos musculares proporcionan información acerca de la longitud del músculo y de la velocidad a la que éste se contrae.o Se localizan en el interior del músculo, en una disposición paralela en relación

con las fibras musculares esqueléticas Los órganos tendinosos de Golgi transmiten información sobre la tensión.

o Se encuentran en el límite entre el músculo y el tendón, en una disposición en serie con las fibras musculares

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POTENCIAL GENERADOR, POTENCIAL DE RECEPTOR Y POTENCIAL DE ACCIÓN.

En la figura 4-2 se muestra un modelo hipotético de receptor sensorial: El estímulo (1) el desplazamiento (2) de dicha zona se mantiene durante cierto

tiempo (trazo discontinuo). Esta deformación del receptor provoca un incremento de la permeabilidad de la

membrana: “potencial generador” (3). En la zona despolarizada, los iones sodio penetran en la célula a favor de su

gradiente electroquímico, como la corriente fluye hacia el interior de la célula en un punto concreto, aquélla debe fluir hacia fuera de la célula en un lugar distinto.

La zona de salida de la corriente (4) se denomina zona de iniciación del impulso nervioso (o región de codificación), porque en esta zona de la membrana se producen potenciales de acción generados a una frecuencia proporcional a la intensidad del estímulo “potencial de receptor”

Cambios en la intensidad del estímulo provocarán modificaciones del potencial de receptor. La despolarización producida en la zona de iniciación del impulso nervioso (4) en el receptor determina la generación de potenciales de acción a una frecuencia determinada.

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El cambio en la frecuencia de los potenciales de acción es crítico para comunicar la intensidad del estímulo al SNC.

En un receptor con adaptación, el potencial generador y, por lo tanto, la frecuencia de potenciales de acción disminuirán aunque se mantenga la aplicación del estímulo.

ADAPTACION:

Si el estímulo se mantiene, el potencial de receptor se reduce progresivamente con el paso del tiempo, hasta ser insuficiente para que en la fibra aferente se produzcan PAs.

Los receptores sensoriales responden al estimulo con cambios en el potencial de membrana, el potencial de receptor. Los receptores se pueden adaptar a estímulos constantes cuando la respuesta decae con el tiempo. Los potenciales de receptor que son los suficientemente grandes desencadenan PAs en vías sensoriales, cuando eso pasa se les llama potenciales generadores.

Los mecanoreceptores de la piel responden a fuerzas mecánicas. Se clasifican de acuerdo a sí son de adaptación rápida o lenta. Su densidad es variable y son más abundantes en la punta de los dedos y labios en humanos. Las regiones de la piel con mayor densidad de receptores tienen una mayor área en los mapas somatotópicos que las áreas con menor densidad.

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o En A muestra la salida, en forma de potenciales de acción, de un receptor sin adaptación.

o En B muestra una adaptación lenta.o En C se muestra un ejemplo de adaptación rápida, la frecuencia de potenciales de

acción disminuye bruscamente.

MÉTODO: TRABAJO EXPERIMENTAL

MATERIAL:

DESARROLLO DEL TRABAJO EXPERIMENTAL:

I. Realizar la siguiente observación:

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El laboratorio proporcionara:

o El Agua fríao El Agua caliente

o Algodón

o Vasos de cartón

o Varillas de vidrio

El alumno deberá llevar al laboratorio:

o Una regla milimétricao Un encendedor

o Un compás

o 3 recipientes de 1 litro (plástico),

En 1690, el filósofo John Locke propuso el siguiente experimento: Tenemos tres recipientes con agua. El primero contiene agua fría, el segundo tibia y el tercero caliente. Ponemos una mano en el recipiente de agua fría y la otra en el de agua caliente. Pasado un rato, notaremos cómo la diferencia de temperatura entre las dos manos va desapareciendo. Cuando creamos que las dos manos están en la misma temperatura, las ponemos a la vez dentro del recipiente con agua tibia. Aunque no nos lo podamos creer, parece que el agua del recipiente tiene dos temperaturas: caliente para una mano y fría para la otra.

a) Anote sus impresiones personales _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) ¿Como podría explicar el fenómeno? ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Tal vez las siguientes definiciones le ayuden a contestar la pregunta previa:

SENSACIÓNFenómeno que hace referencia a la manera cómo nuestros receptores sensoriales y el sistema nervioso representan físicamente nuestro ambiente externo. Como proceso, los estímulos ambientales generan la excitación de grupos de receptores sensoriales de la misma modalidad que, a través de su conexión con el sistema nervioso central, aportan información al organismo.  PERCEPCIÓN AMBIENTALProceso a partir del cual se organiza e interpreta la información sensorial en unidades significativas. La percepción ambiental es el resultado del proceso psicológico por el cual las diversas sensaciones se organizan e integran para configurar un cuadro coherente y significativo del entorno o de una parte de él.

Con esta demostración, Locke razonaba sobre la visión objetiva y subjetiva de la realidad. Las calidades aparentes de los objetos (como la temperatura) no se encuentran en los propios objetos sino en la mente de las personas que los perciben. El objeto no está caliente, decía Locke, tan sólo posee la capacidad de despertar en nosotros la idea de calor. Si no, no se podría explicar por qué un mismo objeto puede parecernos en el mismo momento frío y caliente. En el fondo, en relación con lo que nos interesa aquí, la distinción clave se encuentra entre el hecho de captar una sensación (en este caso resultado del proceso de adaptación térmica de la piel de la mano) y la percepción de la temperatura (calor-frío) que provoca una determinada experiencia ambiental. Esta experiencia parte, efectivamente, de las sensaciones, pero va más allá convitiéndose en un proceso más complejo.

Mientras la sensación es el resultado de la activación de los receptores sensoriales del organismo y de la intervención del Sistema Nervioso Central que decodifica los impulsos

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nerviosos procedentes de los diferentes órganos sensoriales, la percepción es un proceso psicológico de integración en unidades significativas de determinados conjuntos de informaciones sensoriales.

II. Receptores al tacto: El voluntario explorador, dibujara una zona circular de unos 2 cms en las siguientes

regiones del cuerpo.

- Región anterior del antebrazo derecho

- Torax anterior

- Espalda

- Palma de la mano

- Hueco axilar

Explorara la sensación al tacto utilizando un algodón y un clip

Anote el resultado de sus observaciones.

Zona explorada Voluntario 1 Voluntario 2

Algodón Clip Algodón Clip

Palma de la mano

Axila

Antebrazo

Torax

Espalda

+ Poca sensibilidad ++ Moderada sensibilidad +++ Alta sensibilidad

III. Exploración de Termoreceptores:

Explorar las zonas ya seleccionadas

El explorador:

Tendrá dos varillas de vidrio. Una de ellas será calentada con el encendedor

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Tocará la piel (circunscrita por el circulo dibujado) con las varillas, previa valoración de la temperatura, utilizándolas indistintamente.

Señalará con puntos rojos la zona donde el explorador siente mas calor, y con puntos azules donde perciba mas frío.

Nota: Es responsabilidad del explorador no lesionar al compañero en exploración.

El voluntario en exploración realizará lo siguiente:

Cerrara los ojos Notificará el momento en que sea estimulado con frío o calor

Anotar el resultado de sus observaciones

Zona explorada Voluntario 1 Voluntario 2

Calor Frio Calor Frio

Palma de la mano

Axila

Antebrazo

Torax

Espalda

+ Poca sensibilidad ++ Moderada sensibilidad +++ Alta sensibilidad

IV. Discriminación de 2 puntos:

Actividades del voluntario explorador:

• Tomará el compás cerrado totalmente

• Lo colocará en las regiones de exploración pre-establecidas

• Repetirá la maniobra modificando la abertura del compás.

• Cada que coloque el compás, preguntará si el estimulo es único o doble

• Cuantificará en cm. cada que el estimulo sea percibido doblemente

Anotar el resultado de sus observaciones (en centímetros)

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Palma Axila Antebrazo Torax Espalda

Voluntario 1

Voluntario 2

Voluntario 3

V. Adaptación:

Actividades del voluntario explorador:

Recabará la información proporcionada por el voluntario en exploración

Actividades del voluntario en exploración:

Introducirá su mano izquierda en el recipiente con agua fría Introducirá su mano derecha en el recipiente con agua caliente simultáneamente

Permanecerá así durante 3 minutos

El sujeto en exploración debe contestar;

a) Después de los 3 minutos, diga que temperatura le afectaba menos, en relación al inicio del experimento. (Lo frió) (Lo caliente)

b) ¿Esta circunstancia podemos atribuirla a la capacidad de los receptores a la adaptación? (si) (no)

c) Los receptores al dolor, ¿se adaptan al estimulo nocivo? (si) (no)

VI. Sensaciones profundas propioceptivas:

Para su exploración se seguirá la siguiente metodología:

Colocar 20 municiones en cada uno de los vasos El voluntario en exploración cerrará los ojos y colocara las palmas hacia arriba con

los dedos separados y los brazos extendidos

Se colocará un vaso sobre el índice de cada mano y se pide al sujeto que juzgue sus pesos relativos (igual-mayor-menor peso que la mano contraria)

Se quitan ambos vasos y se sacaran municiones de cada uno de ellos

Se vuelven a poner los vasos sobre los dedos índices y se repite la pregunta

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Se continúan quitando los vasos y se sacan y añaden municiones en un vaso, de tal suerte que uno de ellos tenga siempre las 20 municiones

El voluntario en exploración seguirá valorando si los pesos son mayor-igual-menor, que en la mano contraria

El objetivo es determinar, quien de los voluntarios explorados tiene mayor capacidad para detectar un cambio de peso “especifico”… se dará por finalizado el experimento cuando el explorado acierta al mínimo cambio por 3 ocasiones consecutivas,

Voluntario 1 Voluntario 2 Voluntario 3

Numero mínimo de municiones detectado

a) Haga un comentario en relación a las observaciones realizadas _____________ _________________________________________________________________

b) El termino "barognosia" es utilizado para establecer la discriminación de pesos

BIBLIOGRAFIA:

I. http://www.uninet.edu/tratado/c120202.html II. http://www.ferrini.net/3RECEPTORES%20SENSORIALES.htm

III. http://www.monografias.com/trabajos/sentidos/sentidos.shtml IV. http://www.uc.cl/sw_educ/neurociencias/html/006.html

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SINALOADEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

LABORATORIO DE FISIOLOGÍA

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PRACTICA No. 6

REFLEJOS Y SENTIDOS ESPECIALES

OBJETIVOS: Comprender las bases fisiológicas que explican la generación de los reflejos

osteotendinosos y realizar un esquema básico de un arco reflejo. (Receptor, vía aferente, integración central, vía eferente y órgano efector).

Explorar los reflejos osteotendinosos, mucocutáneos y pupilares, que se examinan con mayor frecuencia en la clínica.

Reconocer los nervios y niveles centrales explorados con cada uno de los anteriores reflejos.

Esquematizar la vía óptica y correlacionarla con la exploración de los reflejos pupilares.

INTRODUCCION:

Un reflejo es una respuesta involuntaria de tipo muscular (contráctil) o glandular (secretorio), ante determinados estímulos específicos (estiramiento, dolor, luz, etc).

Característicamente la integración neuronal de los reflejos se lleva a cabo a nivel subcortical (no conciente), aunque algunos incluyen dentro del arco a la corteza cerebral (Por ejemplo, reflejo de acomodación, de la visión).

Los reflejos se producen gracias a una serie de receptores, vías y órganos efectores (arco reflejo). Conociendo los componentes del reflejo es posible determinar clínicamente el lugar anatómico de la lesión nerviosa utilizando tan solo un martillo de reflejos. Todo reflejo está compuesto por:

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Nota: El alumno debe llegar al laboratorio preparado para discutir los temas correspondientes

FIGURA 1

Los reflejos pueden clasificarse en tres grandes grupos: Tendinomusculares, Cutáneos y Pupilares. En el desarrollo de esta guía y después de realizar el laboratorio usted aprenderá a diferenciar claramente cada uno de estos tipos de reflejos.

MÉTODO: TRABAJO EXPERIMENTAL

MATERIAL:

Cada equipo debe traer al laboratorio los siguientes elementos:

Una linterna pequeña

Un martillo para explorar reflejos Abate lenguas

REFLEJOS OSTEOTENDINOSOS:

La principal característica de los reflejos osteotendinoso es que son monosinápticos. Esto implica que tan solo se realiza una sinápsis entre la neurona aferente y la eferente.

El receptor que se activa en este reflejo se denomina el "huso muscular", cuya elongación produce un potencial de acción que es transmitido a la médula espinal a través de unas fibras aferentes denominadas Ia.

En la médula estas fibras hacen sinápsis con una motoneurona alfa, que su vez genera una señal excitatoria que es transmitida al músculo efector.

El huso muscular se encuentra ubicado dentro del músculo, es decir que el receptor y el órgano efector se encuentran en el mismo sitio. Esta serie de eventos se denominan Arco

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Reflejo.

Este tipo de reflejo clínicamente también se denomina: de estiramiento, miotático u osteotendinoso. Una propiedad importante de este, es la simetría de la intensidad con que responde bilateralmente al estímulo apropiado.

La exploración adecuada de los reflejos miotáticos y su registro utilizando un sencillo esquema se constituye en una parte muy importante de un buen examen clínico. Por esta razón es importante conocer la técnica correcta de exploración y las convenciones que existen para su registro.

Los reflejos monosinápticos son explorados clínicamente, percutiendo con un martillo en sitios determinados que producen un estiramiento del músculo suficiente para desencadenar los eventos que llevarán a la contracción refleja del músculo extensor o flexor elongado.

Husos Musculares

Cada receptor de este tipo esta compuesto por unas cuantas fibras musculares rodeadas de tejido conectivo. Estas fibras son llamadas "intrafusales" para diferenciarlas de todas las otras fibras que componen el músculo y que son denominadas "extrafusales".

Dentro de los husos hay dos tipos fibras intrafusales: las de saco nuclear y las de cadena nuclear. En las primeras hay terminaciones primarias o anuloespirales de donde se originan las fibras aferentes de conducción rápida tipo Ia.

En las segundas hay terminaciones secundarias o en rosetón, de donde se originan las fibras tipo II.

Las terminaciones primarias y las fibras tipo Ia son las que participan directamente en el reflejo a través de su conexión con las motoneuronas alfa, mientras que las segundas se

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comunican con las motoneuronas gamma cuya función es mantener la tensión del huso.

REFLEJOS MUCOCUTANEOS

Este tipo de reflejos involucra una respuesta muscular al raspar o frotar una membrana mucosa o la piel.

La diferencia fundamental es que el estímulo que los desencadena, es de tipo táctil o propioceptivo y no un estiramiento muscular como en el caso anterior. Generalmente utilizan un mayor número de interneuronas a nivel central, siendo entonces de carácter polisináptico.

REFLEJOS PUPILARES

Estos reflejos se caracterizan por las respuestas pupilares (normalmente miosis) ante estímulos como la iluminación o la acomodación para la visión cercana.

Los reflejos fotomotor y consensual involucran:

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La vía óptica desde la retina. *Nervio óptico. Núcleos de Edinger y Westphal. *Mesencéfalo. Nervio motor ocular común (III par) bilateral *Ganglio ciliar Músculo del esfínter pupilar.

El reflejo de acomodación involucra la retina, nervio, quiasma y cintillas ópticos, cuerpo geniculado lateral, haces geniculo-calcarinos, corteza occipital, corteza prefrontal, núcleos principal y accesorio (Edinger - Westphal) del III par bilateral, III par craneano, ganglio ciliar y músculo del efínter pupilar y cuerpo ciliar.

Aunque el arco en este tipo de reflejos es un poco más complejo, su exploración también nos proporciona información muy valiosa de la integridad de las vías mencionadas y la localización anatómica de las posibles lesiones.

Queda pues claro, que el realizar una exploración adecuada de los reflejos (tendinomusculares, mucocutáneos y pupilares), nos brinda información muy importante y precisa del estado del sistema nervioso, tanto central como periférico.

PROCEDIMIENTO

Cada grupo de estudiantes bajo la supervisión se su monitor, debe explorar bilateralmente los siguientes reflejos:

Osteotendinosos Monosinápticos:

Se exploran propinando un golpe suave con el martillo sobre uno de los tendones del músculo que llevará a cabo el movimiento respectivo del reflejo:

Reflejos Osteotendinosos

Reflejo Nervio Explorado Nivel Explorado

Maseterino Trigémino (V par) Protuberancia

PectoralTorácico Lateral yMedial Anterior

C5 - T1

Bicipital Musculocutáneo C5 - C6

Tricipital Radial C7 - C8

Estilo-Radial Radial C5 - C6

Patelar Crural L3 - L4

Aquiliano Tibial S1 - S2

Los reflejos osteotendinosos deben ser explorados en cada sujeto, en decúbito dorsal y sentado.

Pupilares:

Fotomotor (iluminación directa de un ojo y observación de la respuesta pupilar ipsilateral)

Consensual (iluminación de un ojo y observación de la respuesta pupilar contralateral)

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Acomodación (Observación del diámetro pupilar y la posición de los ojos, cuando la persona fija la mirada en un objeto que se acerca hacia su nariz)

Oculocefalógiros verticales y horizontales (Observación de los movimientos oculares concomitantemente con los movimientos de la cabeza)

Reflejos Muscocutáneos

Reflejo Nervio Explorado Nivel Explorado Procedimiento

Corneano

Vía Aferente:Trigémino (V par)Vía Eferente:Facial (VII par)

Protuberancia

Utilice una hebra de algo-dón para tocarla cornea

Nauseoso

Vía Aferente:Glosofaríngeo (IX par)Vía Eferente:Vago (X par).

Protuberanciay Bulbo

Utilice un copito de algo-dón o un baja-lenguas paraestimular la faringe

CutáneosAbdominales

Intercostales T7 -T12Utilice un objeto romo

Plantar Tibial L4 - S1Utilice un objeto romo

Nistagmo:

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Es un movimiento en sacudida de los ojos, que se puede producir por la estimulación de los canales semicirculares del laberinto.Los canales semicirculares son tubos llenos de endolinfa, con un ensanchamiento (la ampolla) en la que hay células ciliadas, que están cubiertas de una cúpula de gelatina. Cuando la cabeza gira, la endolinfa permanece quieta por inercia, empuja la gelatina de la ampolla, e inclina los estereocilios hacia un lado. Puesto que los canales semicirculares de un lado están dispuestos simétricamente con los del otro lado, en un lado los estereocilios se inclinan hacia el cinocilio, y en ese lado aumenta la descarga del nervio vestibular, y en el otro lado se inclinan en la dirección contraria del quinocilio y disminuye la descarga del nervio vestibular. En reposo, el nervio vestibular tiene una actividad de unos 50 potenciales de acción por segundo, y es igual en los dos lados. Puesto que los núcleos vestibulares tienen conexiones inhibidoras con los núcleos contralaterales, cuando la actividad es igual en los dos lados esta actividad se cancela. Cuando gira la cabeza, la actividad aumenta en un lado y disminuye en el otro, y este desequilibrio se percibe subjetivamente como giro de la cabeza, y produce movimientos compensatorios de los ojos. (esto se muestra en la simulación, en el laboratorio).Audición:Las vibraciones del aire mueven el tímpano, estas vibraciones se transmiten por la cadena de huesecillos hacia la perilinfa de la rampa vestibular. El líquido tiene más inercia que el aire, por lo que las vibraciones de las moléculas del aire no tienen suficiente fuerza para mover las moléculas de la perilinfa. La cadena de huesecillos recoge la fuerza de las vibraciones en el tímpano y la transmite a la ventana oval, Como el tímpano tiene un área mucho mayor que la membrana oval, toda la presión recogida en el tímpano se concentra en un área menor y esto multiplica la fuerza, Así las vibraciones del aire se transmiten a la perilinfa (Ver simulación).

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Reflejo vestíbulo-ocular:Los canales semicirculares intervienen en el reflejo vestíbulo-ocular y sirve para mantener la mirada estable sobre el mismo punto. Cuando los canales semicirculares detectan un giro de la cabeza, los núcleos vestibulares envían señales a los núcleos que controlan el movimiento de los ojos, de manera que los ojos giran en sentido contrario a la cabeza, para compensar el movimiento y seguir mirando al mismo punto.Cuando se sienta al sujeto en una silla giratoria, y se le hace girar, se produce el nistagmo, que en realidad es una manifestación del reflejo vestíbulo-ocular. Cuando el sujeto empieza a girar, los ojos giran en sentido contrario para seguir mirando al mismo punto, pero cuando los ojos llegan al extremo de la órbita y no pueden girar más, vuelven con un movimiento rápido al centro de la órbita. Entonces los ojos se fijan en un nuevo punto y comienzan a girar lentamente de nuevo. Cuando llegan otra vez al extremo de la órbita vuelven al centro con otro movimiento rápido y así sucesivamente. El nistagmo por tanto consiste en un movimiento lento de seguimiento, alternándose con movimientos rápidos de recuperación en la dirección contraria. (Ver en la simulación)Si el giro de la cabeza se interrumpe bruscamente, el nistagmo continúa durante unos segundos, pero ahora en la dirección opuesta. Cuando la cabeza deja de girar, la endolinfa en los canales semicirculares sigue girando por inercia durante unos segundos, y continua estimulando a las células ciliadas hasta que finalmente se detiene. Por ese motivo, si estamos un tiempo girando y nos detenemos bruscamente, tenemos la impresión de que la habitación gira alrededor de nosotros.

Para evaluar la practica el alumno contestara (en una hoja que agregara a la guía) el siguiente cuestionario.

1. Cuales son las posibles causas de la variación de la intensidad de contracción de los reflejos que se exploraron en un mismo sujeto y entre varios sujetos.

2. Diseñe un estudio para evaluar la concordancia de cualquiera de los reflejos aprendidos en la práctica de laboratorio. Señale cuál análisis estadístico es más apropiado de acuerdo con el tipo de variable. Asumiendo que los resultados de su estudio indiquen una mala concordancia, cómo podría explicarlo?

3. Realice un esquema de la vía óptica y del arco de los reflejos pupilares explorados. 4. Si un paciente tiene arreflexia patelar, pero puede extender la pierna

adecuadamente. en que lugar del arco reflejo localizaría la lesión. 5. Si un paciente tiene arreflexia aquiliana, tiene sensibilidad en la planta del pie, pero

no puede moverlo voluntariamente, en que sitio localizaría la lesión? 6. Que es el signo de Babinsky?, Cual es su explicación fisiopatología? 7. Que son las pupilas de Marcus-Gunn y de Argyll-Robertson? Cual es su explicación

fisiopatología?

BIBLIOGRAFIA:

http://med.javeriana.edu.co/fisiologia/nguias/reflejosall.htmhttp://www.uam.es/personal_pdi/medicina/algvilla/segundo/fisiologiaii.htm

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