IMPULSOS NERVIOSOS Estímulo es todo cambio en el exterior de un nervio, suficiente para que este produzca un potencial de acción acción y transmita un impulso; este impulso es esencialmente esencialmente una onda de carga eléctrica que avanza a lo largo de la membrana de la fibra fibr a nerviosa. Así, la producción de un impulso nervioso se realiza en pasos! pasos! "# $ondiciones de reposo de la membrana plasm%tica &a membrana de un nervio en estado de reposo tiende a resistir el paso de iones para mantener su su concentración iónica relativa y por consiguiente su potencial eléctrico. 'uera de la membrana (ay una alta concentración de iones )a * y $l+ y una concentración relativamente relativamente baa de iones - * comparada con sus concentraciones intracelulares. ara mantener este desequilibrio existe un mecanismo de transporte activo a través de la membrana / Bomba de Na-K ), el cual constantemente expulsa cationes cationes )a* de la célula e introduce cationes -*, en contra de sus respectivos gradientes de ATP de la célula concentración, y con un gasto permanente de energía metabólica ATP nerviosa. En el nervio en reposo, la membrana se encuentra polarizada. 0# Excitación de la membrana! 1i se estim estimul ulaa un nerv nervio io en repo reposo so por por encima del umbral, una onda de despolarización 2 se alea lea del punt puntoo de estimulación. Esta despolarización significa un aumento de permeabilidad a los iones )a*. &a bomba de )a* y -* parece detenerse moment%neamente, moment%neamente, de esta forma el ion )a* se difunde en forma pasiva y con rapidez (acia el interior de la célula. $uando la entrada de cargas positivas (ace que la diferencia de potencial disminuya, llegar% un momento en que la diferencia de potencial ser% nula e incluso se invierte, quedando el lado lado intr intrac acel elul ular ar elec electro tropo posi siti tivo vo con con resp respec ecto to al extr extrac acel elul ular ar.. Esta Esta alte altera raci ción ón electroquímica se denomina impulso nervioso. 3anto el nervio como el m4sculo estriado funcionan de acuerdo con la 5 ley del todo o nada 5 seg4n ella, todo el estímulo superior al umbral desencadenar% desencadenar% un impulso, pero si la intensidad es inferior al umbral, no se pondr% en movimiento. Adem%s, los impulsos conducidos por una fibra nerviosa dada son de la misma magnitud y car%cter, sin importar cu%l sea el estímulo desencadenado. &o que sí puede cambiar cambiar es la frecuencia de los impulsos. 6# 3ransmisión del impulso nervioso! 7na vez desencadenado el impulso en un punto dete determ rmin inad adoo de la memb membra rana na,, se comi comien enza za a prolongar a lo largo de la misma por toda la fibra nerviosa. Esto se debe a que la zona de inversión del del pote potenc ncia iall es como como una una trampa2 que que atra atraee carg cargas as veci vecina nas, s, y la onda onda de desp despol olar ariz izac ació iónn
8# 9estauración de las condiciones de reposo! :nmediatamente después de (aber ocurrido la despolarización comienza la repolarización, llevando a la membrana a su estado inicial. &os pasos que se producen son! a# se detiene la entrada de )a* a la célula, b# aumenta la permeabilidad al -*, /sale de la célula#, c# se reanuda el funcionamiento de la bomba de )a* y -* /membrana vuelve a su condición original#. # 3ransmisión sin%ptica! El impulso cuando se transmite de una neurona a otra, no lo (ace por los mecanismos descriptos anteriormente, dado que entre dic(as membranas no existe ning4n contacto físico. ara poder superar esto, el sistema nervioso dispone de sinapsis o brec(a sin%ptica. En el extremo terminal de cualquier axón existe la vesícula sináptica, presentan en su interior unas sustancias / neurotransmisores). ependiendo de qué lugar ocupe la neurona en el organismo esta contendr% en su interior, distintas sustancias neurotransmisoras. 7na vez que el impulso llega a la parte terminal del axón, se abren unas compuertas de calcio, permitiendo así la entrada de $a 0*. Esto (ace que una enzima llamada calmadulina fie microtubulos a las vesículas sin%pticas , de las cuales tiran luego (asta fusionarlas con la membrana presin%ptica. En ese momento la vesícula se rompe /exocitosis# y dea salir las sustancias neurotransmisoras en la (endidura sin%ptica. ic(as sustancias entran en contacto con los receptores de la membrana postsin%ptica en la dendrita o en el soma neuronal yuxtapuesto, eerciendo sobre ella la acción de un estímulo, de manera que se produce la despolarización y se genera un nuevo impulso nervioso en la neurona contigua. (ttp!<<===.botanica.cnba.uba.ar<a>ete
BIOELECTRICIDAD Eventos eléctricos de corta vida llamados potenciales de acción se producen en varios tipos de células animales que se denominan células excitables. Estos potenciales de acción se utilizan para facilitar la comunicación intercelular y activar procesos intracelulares. &os fenómenos fisiológicos de los potenciales de acción son posibles porque los canales iónicos activados por voltae permiten que el potencial de reposo causado por gradiente electro+químico a ambos lados de una membrana celular a resolver. A finales del siglo @:::, el médico &uigi Balvani y contempor%neos consideraron la activación muscular como resultado de un fluido eléctrico o sustancia en los nervios, así fue como inició la bioelectricidad.
Actualmente se sabe que es una rama de las ciencias biológicas que estudia el fenómeno consistente en la producción de campos eléctricos o magnéticos producidos por seres vivos; es de gran importancia destacar que toda corriente eléctrica produce un campo magnético. e igual manera es un fenómeno que ocurre en forma natural producido porque los organismos vivos contienen iones en proporciones diferentes. El proceso de conducción iónica consiste en la migración de iones /moléculas cargadas positivamente o negativamente# a través de una región.$uando la concentración de iones es diferente entre dos puntos se produce una diferencia de potencial . En términos físicos, la electricidad es una forma interconvertible de energía cuya conducción se concibe como un fluo de electrones viaando de %tomo a %tomo a favor de gradiente, desde zonas “negativas” /exceso de electrones# (acia zonas “positivas” /déficit de electrones#. &os electrones son las partículas m%s pequeCas cargadas electronegativamente, por lo que un cuerpo que gana electrones adquiere carga negativa y viceversa. ic(o fluo /corriente eléctrica# se mantendr% mientras exista diferencia de potencial /diferencia de nivel o tensión eléctrica#. &a corriente eléctrica puede ser alterna /cambia de sentido periódicamente# o continua /circula siempre en el mismo sentido#. Esta 4ltima puede ser generada por las células, merced al flujo de iones. &os eemplos de este fenómeno incluyen el potencial eléctrico de las membranas celulares y las corrientes eléctricas que fluyen en nervios y m4sculos como consecuencia de su potencial de acción. En una aplicación extrema de la bioelectricidad la anguila eléctrica es capaz de generar un gran campo eléctrico fuera de su cuerpo utilizado para la defensa, la caza y auto dedicado a través de un órgano eléctrico.
RESONANCIA MAGNÉTICA. &a 9esonancia Dagnética es un fenómeno que se relaciona con campos magnéticos y ondas electromagnéticas de radiofrecuencia /9'#. 'ue descubierto en "8?, en forma independiente por Floc( y por urcell. FA1E1 'G1:$A1 &a información obtenida en 9D proviene de las propiedades magnéticas naturales de los %tomos. &a base física de este fenómeno est% dada por la existencia de dos tipos de movimientos de los n4cleos atómicos! El movimiento giratorio o spin /alrededor de su ee#. El movimiento de precesión /alrededor del ee gravitacional#. •
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ic(os movimientos generan un campo magnético alrededor de cada n4cleo, especialmente los %tomos que poseen un n4mero impar de protones y neutrones. En éstos predominan las cargas positivas y en consecuencia, adquieren mayor actividad magnética. ado que el (idrógeno es el %tomo m%s abundante en los teidos org%nicos y su n4cleo tiene " protón /impar# resulta ideal para el examen de 9D. Es decir que de a(ora en m%s cuando (ablemos de protones, siempre vamos a estar refiriéndonos al (idrógeno. En condiciones normales los vectores de los protones adoptan direcciones aleatorias y se anulan entre sí. A(ora bien, cuando se introduce un cuerpo en un campo magnético, éste se HmagnetizaI temporalmente; es decir que sus n4cleos de (idrógeno se alinean con el campo magnético, y precesan alrededor del mismo, creando el llamado Hvector de magnetización netaI /pueden alinearse en paralelo o antiparalelo#. ic(o vector es la resultante de la suma de los vectores de cada uno de los %tomos. Esto se denomina Hmagnetización longitudinalI /porque el vector est% paralelo al ee longitudinal del campo o ee J#. $uando se aplica un pulso de radiofrecuencia /9'#, el obetivo es HvoltearI esta magnetización longitudinal (asta el plano transverso, y así crear la Hmagnetización transversaI; esto sucede debido a que la variación de esta magnetización transversa es lo que puede HleerI el equipo, o dic(o de otra manera! la precesión de la magnetización transversa induce seCales eléctricas en el cable de la bobina, determin%ndose la seCal de un teido e interesa medir el tiempo de relaación de los protones de cada teido. ara dear un poco m%s claro el enunciado anterior pensemos en los protones como si fueran br4ulas dentro de un recipiente /protones en el organismo#. A(ora supongamos
volver a su posición inicial. &a diferencia con los protones sería que los diferentes protones en los distintos teidos se relaan en diferentes tiempos, seg4n la relación entre ellos y con el medio; y esto es lo que se puede medir por 9D! •
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El tiempo de relaación longitudinal se llama 3" y depende de la relación entre el protón y el medio que lo rodea. El tiempo de relaación transversa se llama 30 y depende de la relación entre el protón y los protones vecinos.
$ada teido, seg4n su abundancia en protones y a cu%nto tardan en relaarse luego de ser estimulados /3" y 30#, emite una seCal de mayor o menor intensidad que es captada por el equipo. Este voltae se cuantifica en valores numéricos /imagen digital# y finalmente se transforman en tonos en una escala de grises /imagen analógica o anatómica#. &a imagen se forma cuadradito por cuadradito /pixels# en una matriz de 3, al igual que en 3$ /estos c%lculos matem%ticos los realizan las computadoras#
TOMOGRAFÍA POR EMISIÓN DE POSITRONES (TEP) &a tomografía por emisión de positrones, m%s conocida por sus iniciales en inglés! E3, es una técnica no invasiva que permite la visualización in vivo de m4ltiples fenómenos biológicos y bioquímicos. laboratorio. 7n positrón es emitido en un decaimiento radiactivo con alta energía cinética. El positrón colisiona inel%sticamente con electrones atómicos de modo que va perdiendo energía (asta que se termaliza, momento en el que se une con un electrón formando un positronio. El positrón puede (aber viaado en su proceso de termalización una distancia del orden de los milímetros desde el punto en que fue emitido. Este positronio r%pidamente se aniquila produciendo dos fotones de energía antiparalelos, de modo que se conserva el momento y la energía. Esto nos permite detectar a los dos fotones en coincidencia. isponiendo de una cantidad suficiente de detectores, cuando detectemos simult%neamente fotones en dos de ellos, podemos suponer, en buena aproximación, que el positrón proviene de la línea que une ambos detectores /'igura )o. ""#. &as principales ventaas del E3 surgen de las propiedades físicas de la emisión de positrones. $uando un positrón, electrón cargado positivamente, es emitido desde el n4cleo, viaa una corta distancia perdiendo energía (asta que interactúa con un electrón del medio, de modo que ambos se aniquilan. &a masa del electrón y del positrón se convierte en energía bao forma de dos rayos gama , que viaan en direcciones opuestas.
&a energía del positrón determina la distancia que recorre antes de la aniquilación, pero siempre el resultado de ésta es la producción de dos fotones de "" >e. or tanto, en E3 es emitido simultáneamente un par de fotones y en consecuencia su detección involucra un par de detectores en situación opuesta que debe registrar eventos en un mismo instante de tiempo /o sea, en coincidencia#. ebido a que dos fotones viaan en direcciones opuestas, el punto de aniquilación estar% ubicado en una línea recta que une ambos puntos de detección. Esto significa que la
recorrido total a través del paciente, pero
evento
ser% independiente de la ubicación exacta del
de aniquilación en la profundidad del teido, por lo tanto no representa ning4n problema debido a que no existe ning4n error que sea difícil de corregir, matem%ticamente (ablando.
