Curso: Fisiología general Tema:Observaciones de los fenómenos de sumación espacial y
temporal del impulso nervioso Mesa:1 Profesor
de práctica: Cristian SayánChávez
Adrián Mallma Medina Integrantes:
1. BRAVO SHUÑA, Miguel 2. CÁCERES MONZÓN, Sheyla 3. C ALAGUA SOLGORRÉ, Johana 4. HUAMAN BRONC ANO, Lizbet h 5. LLUFIRE MENDOZA, Sergio 6. LÓPEZ VALENCIA, Paul 7. PACHAS V ÁZQUEZ, Limpar 8. YAURI BELLIDO, Frank
INTRODUCCION: No es novedad que los orígenes de las señales nerviosas los encontremos en los antiguos griegos. Fue cuando Galeno analizó el sistema nervioso se interesó en sus funciones, concluyendo que todos los nervios están divididos en dos vías, una para los sentidos y otra para las acciones físicas (que eventualmente llegaron a ser conocidas como vías sensoriales ymotoras). En
el presente tema se va a corroborar la conductibilidad del sistema nervioso
tanto del sistema nervioso central como periférico mediante la disección del sapo, para lo cual en una primera parte se va anular el paso de fibras nerviosas ascendentes hacia el encéfalo mediante un corte a nivel de entre la medula espinal y el encéfalo; y en la segunda parte se va a diseccionar solo el cerebro. En la primera parte luego de un intervalo de tiempo va a fen
ecer el sapodebido
a la falta de los centros vitales que se encuentran en el bulbo raquídeo, etc. En este experimento se va a someter uno de los dedos del anfibio a diferentes concentraciones de acido sulfúrico determinando una integración sináptica de tipo sumatoria temporal que nos trata de explicar la continuidad de estímulos en un mismo espacio va a llegar al umbral y así se genere la integración nerviosa dando lugar a ciertas
acciones reflejas que
son respuestas
adaptativas mediadas por el sistema nervioso, cuya función básica es la de salvaguardar al individuo y preservar la especie. Las acciones reflejas son respuestas automáticas, inconscientes a la acción de un estímulo. El sustrato anatómico, la base física, sobre el cual se realizan los actos reflejos se llama arco reflejo. En
la segunda parte el presenta sus centros vitales y por ende se va a
prolongar su vida, va a preservar la respuesta a la rotación, al movimiento espontaneo reflejo de arrastre,
postura que es todo lo contrario al caso
anterior; en esta experiencia se va a someter el dedo y fracciones de la pata cada vez mayor igualmente a diferentes concentraciones del mismo acido para determinar integración sináptica de tipo sumatoria espacial que consiste de diferentes estímulos en diferentes espacios al mismo tiempo para poder excitar a la neurona y generar la integración nerviosa.
MARCO TEÓRICO La información recorre el sistema nervioso central sobre todo bajo la forma de potenciales de acción nerviosos, llamado simplemente ³impulsos nervioso´ los cuales se transmiten de una célula nerviosa a otra en la ³sinapsis´. Hay dos tipos de sinapsis: <
SINAPSIS QUÍMICA: La primera neurona segrega un neurotransmisor a
nivel de la terminación nerviosa, que a su vez actúa sobre las proteínas receptoras presentes en la membrana de la neurona siguiente para excitarla, inhibirla o modificar su sensibilidad de algún otro modo. Casi <
todas las sinapsis son de tipo química.
SINAPSIS ELÉCTRICA: Se caracterizan por la presencia de unos
canales fluidos abiertos que conducen electricidad directamente desde una célula a la siguiente. Generalmente consta de pequeñas estructuras proteicas tubulares llamadas uniones en hendidura que permiten el movimiento libre de los iones desde el interior de una célula hasta el interior de la siguiente. Las sinapsis químicas poseen una característica sumamente importante que las convierte en un elemento muy conveniente para transmitir la mayor parte de las señales en el sistema nervioso: siempre conducen las señales en un solo sentido: es decir, desde la neurona pre sináptica, hasta la neurona post sináptica. La neurona está conformada por tres partes fundamentales: el soma, que es el cuerpo principal de la neurona; el axón, que se extiende desde el soma hacia un nervio periférico para abandonar la medula espinal, y las dendritas, que constituyen una gran cantidad de prolongaciones ramificadas del soma. NEUROTRANSMISORES:
Transmisores de acción rápida y molécula pequeña: generalmente
se sintetizan en el citoplasma del terminal pre sináptico y las numerosas vesículas transmisoras presentes a este nivel los absorben por
transporte activo. Cada vez que llega un potencial de acción al terminal pre sináptico, las vesículas liberan su transmisor a la hendidura sináptica en pequeños grupos. Lo más frecuente es que el efecto consista en incrementar o disminuir la conductancia que presentan los canales iónicos. Los más importantes transmisores de molécula pequeña:
y
Acetilcolina
y
GABA
y
Noradrenalina
y
Glutamato
y
Dopamina
y
Serotonina
y
Glicina
y
Óxido nítrico
Neuropéptidos: Se forman en los ribosomas del soma neuronal ya
como porciones integras de grandes moléculas proteicas. FENÓMENOS ELÉCTRICO DUARNTE LA INHIBCION NEURONAL: ³SUMACIÓN ESPACIAL´: UMBRAL DE DISPARO
La excitación de un solo terminal pre sináptico sobre la superficie de una neurona casi nunca activa la célula. Sin embrago, al mismo tiempo suelen estimularse muc hos terminales pre sinápticos. Este
efecto aditivo de los potenciales post sinápticos simultáneos
mediante la activación de múltiples terminales situados en regiones muy espaciadas de la membrana neuronal se denomina sumación espacial. ³SUMACIÓN TEMPORAL´: Cada
vez que dispara un terminal pre sináptico, la sustancia liberad abre
los cabales de membrana a lo sumo durante un milisegundo más o menos. Pero la modificación post sináptico dura hasta 15 milisegundos una vez que los canales de membrana sinápticos ya están cerrados. Por tanto, una segunda apertura de
estos mismos ele mentos puede
incrementar el potencial post sináptico hasta un nivel aun mayor y cuanto más alta sea la velocidad de estimulación, mayor se volverá el potencial post sináptico.
Materiales y Método I.
Materiales y y y y y y y y y y y
II.
1 sapo descerebrado 1 sapo espinal 1 equipo de disección H2SO4 a diferentes concentraciones (0,1%, 0,3%, 0,5% y 1%) Suero fisiológicoNa Cl(0,9%) 1 soporte universal 5 Vasos descartables # 7 1 hilo para sutura de cera negra (3/0T C20) 1 paquete de algodón 2 pliegos de papel craff 1 rollo de papel toalla Procedimiento
A.- SAPO ESPINAL
Sumación Espacial 1. Con un estilete se separó la medula espinal del sapo de su encéfalo, realizando una incisión al nivel del tallo cerebral, destruyendo la vía de los fascículos ascendentes y dejando intacta la médula espinal. 2. Con la sutura se colgó al sapo en el soporte, sosteniéndolo de la boca, hasta que se quedara quieto, en estado basal. 3. Se colocaron los recipientes con los ácidos a diferentes concentraciones y el suero fisiológico. 4. Se introdujo el dedo más largo de una de las patas del sapo a los diferentes recipientes que contenían el ácido, pero cada vez elevando la concentración y lavando con suero fisiológico después de cada exposición al ácido, hasta encontrar el control. 5. El nivel de concentración del ácido al cual el sapo respondía al estímulo por primera vez fue usado como el control, entonces procedimos a sumergir cada vez un mayor área de superficie de la pata; es decir, un tercio de la pata, la mitad de la pata y finalmente toda la pata. 6. Se observó y evaluó todas las respuestas obtenidas.
Sumación Temporal 1. Marcamos la mitad distal de un dedo del sapo. 2. Se comenzó a exponer la superficie marcada del dedo a las diferentes concentraciones del ácido (0,1%, 0,3%, 0,5%y 1 %). 3. Se observó y evaluó las respuestas a la estimulación.
B.-SAPO DESCEREBRADO Ev aluación
y Comparación de reflejos.
1. Se hizo un corte por detrás de la comisura y los globos oculares, para retirar la masa cerebral. 2. Se cubrió la zona del corte con algodón, y se procedió a evaluar las respuestas reflejas a distintos estímulos provocados, que están mencionados en Tabla 1.
Resultados Tabla 1. Evaluación y comparación de respuestas reflejas en sapo espinal, normal y descerebrado.
y
Postura Movimiento espontáneo Respuesta al estímulo (doloroso) Movimiento respiratorio Reflejo de salto Reflejo de nado Respuesta de rotación Respuesta a la postura dorsal Reflejo de arrastre
Espinal
+++
+++
+++
+++ +++ +++ +++
+ -
++ + +++ ++
+++
-
+++
+++
-
+++
-
Descerebrado ++
Tabla 2. Evaluación de sumación temporal.
y
ESTÍMULO
H2SO4 H2SO4 H2SO4 H2SO4
y
Normal +++ +++
0,1% 0,3% 0,5% 1%
INTENSIDAD DE LA RE ACCIÓN ± EXPOSICION MITAD DISTAL DE UN DEDO + ++ +++
Tabla 3. Evaluación de sumación espacial. ÁRE A
DE ESTIMULA CIÓN Contacto con un solo dedo de la pata Contacto con el tercio distal de la pata Contacto hasta la mitad distal de la pata Contacto con toda la pata
INTENSIDAD DE LA RE ACCION + ++ ++ +++
DISCUSION Para la realización de ese estudio se prefiriere al sapo, ya que estudios anteriores han demostrado un largo tiempo de supervivencia (10 horas aproximadamente), al ser sometidos a una operación espinal; lo que los diferencia de otros animales generalmente utili zados como ratas o conejos. También presentan poca pérdida de sangre. El
sapo descerebrado nos brinda también una gran ventaja, puesto que
puede permanecer en tal estado, aproximadamente media hora y mantener sus funciones vitales. En
un estudio realizado por Ortega y col. (2000); el estudio de modelos de
dolor con animales es muy útil para el desarrollo de nuevos conocimientos, sin embargo, estos modelos, como en este caso el sapo, se utiliza al animal en estado de consciente, por lo que los resultados ob servados pueden variar, ya que se puede modular la sensación de dolor. El
SNC modifica la respuesta dolorosa mediante el sistema ascendente,
encargado de conducir el impulso nervioso y el estema descendente que disminuye la entrada de impulsos nerviosos. En
nuestra experiencia en el laboratorio observamos que la reacción de
³retirar la pata´ fue muy intenso cuando se sometió al ácido sulfúrico 0.5% lo cual concuerda con lo dic ho por bellido. El reflejo de reacción del sapo al ácido sulfúrico (reflejo de retirada de pata), fue mayor en promedio para una concentración de ácido sulfúrico al 0,5%, al ser expuesto el tercio distal de su falange (Bellido, 2007). El
sapo descerebrado puede realizar numeras funciones, similares a un
sapo normal, ya que estas actividades reflejas pueden ser contraladas por las áreas inferiores del encéfalo, respuestas reflejas que se verán limitadas tratándose de un sapo espinado.
Postura y respuesta a la posición dorsal:
Durante la práctica, al someter a prueba los reflejos posturales tónicos del sapo integro se observó que este los presentaba a plenitud, esto se explica porque que los reflejos de postura se encuentran controlados por los núcleos del tronco del encéfalo y en este caso la conexión con el encéfalo se encontraba bien. Como se sabe los reflejos posturales tónicos utilizan información del aparato vestibular, que indica la posición de la cabeza en el espacio (reflejos vestibulares), e información de los receptores en los músculos del cuello, que indican si el cuello está flexionado o girado (reflejos cervicales), en el caso del sapo, carece de reflejos cervicales ya que no presenta músculos del cuello. En
el ser humano y otros animales que presenten músculos del cuello
cuando se mueve la cabeza en un sujeto intacto, en situación fisiológica, se estimulan a la vez los reflejos vestibulares y cervicales. Ambos reflejos actúan sobre el cuello en el mismo sentido, para colocar la cabeza en la posición fisiológica. En cambio, el reflejo v estibuloespinal y cervicoespinal actúan en sentido contrario sobre las extremidades y se cancelan mutuamente, por lo que las extremidades no se mueven. Esto es adecuado, porque en este caso la flexión o extensión de las extremidades produciría la caída del sujeto. Por lo tanto, en un sujeto intacto, en situación fisiológica, la función de los reflejos vestibulocervical y cervicocervical es mantener la posición de la cabeza. El reflejo vestibuloespinal tiende a impedir la caída cuando el sujeto está sobre una superficie inclinada, y el reflejo cervicoespinal cancela al vestibuloespinal cuando la posición de la cabeza se mueve por flexión del cuello. Sin embargo en el ³sapo espinal´ al introducir el estilete por el agujero ciego del bulbo raquídeo ocurrió una interrupción de las conexiones de la medula o de una parte de ella con los centros superiores, de modo que la comunicación con los núcleos del tronco del encéfalo quedo truncada dando como resultado una pérdida total de la motilidad voluntaria (parálisis) por debajo de la lesión. Existen
investigaciones como las realizadas por Sir C. Sherrington
(quien obtuvo el premio Nobel de Medicina justamente por sus contribuciones al conocimiento de los mecanismos de excitación e in hibición neuronal a nivel central) donde se permitió establecer entre otros que la pérdida del tono
muscular como la arreflexia no afectan las porciones de la médula por encima de la lesión y que es posible una recuperación parcial de la motilidad y los reflejos y una vez producido esto no se producirá un nuevo s hock espinal. Al contrario de esto en el ³sapo descerebrado´ se realizó un corte a nivel de la comunicación encéfalo- tronco encefálico, de modo que los núcleos del reflejo postural continúan en comunicación con la medula espinal de manera que los impulsos que descienden desde el tallo cerebral a la médula, fundamentalmente del haz retículo espinal y del vestíbulo espinal no se encuentran suprimidos y esto se manifiesta en la rápida respuesta del animal a colocarse en una posición vertical con un poco menos intensidad que en el animal integro pero con muc ha notoriedad. R eflejo y
de arrastre:
En
el sapo integro, el sapo mantiene la respuesta de arrastre (no se
deja), ya que solo es necesario la medula espinal para que haya tal reflejo, ya que el núcleo para la respuesta a tal estimulo se encuentra ubicado en la medula espinal. y
En
el sapo espinal, no se mantiene la respuesta de arrastre (no trata de
apoyarse con las patas anteriores). Esto es normal debido a que se destruyó la porción encefálica se interrumpe la vía de los fascículos ascendentes del sapo, entonces no sentirá dolor , solo presentara respuestas reflejas ante cualquier estimulo
y
En
el sapo descerebrado, se mantiene el reflejo de arrastre, casi de la
misma intensidad que en el sapo integro, pues como dijimos para que haya
la respuesta de este reflejo solo es necesario que este intacta la
medula espinal, ya que a hí se encuentran los núcleos. M ovimiento y
En
espontaneo:
el sapo integro, el sapo mantiene actividad espontanea, en algunos
casos trata de saltar (alejándose), o alejarse hacia la derec ha o izquierda. La respuesta puede variar dependiendo del estado físico del sapo, pero en cada caso mantiene una respuesta espontánea.
En
y
el sapo espinal no se evidencia actividad espontanea, y tampoco
debería verse porque el sapo está en un estado semivegetal, en que solo se observan los reflejos medulares, y por lo tanto no se va a evidenciar ninguna respuesta. En
y
el sapo descerebrado, a pesar de no poseer el encéfalo mantiene
una respuesta espontánea, una respuesta algo torpe, disminuida en intensidad que en la del sapo integro, mantiene ese reflejo debido a que busca una ubicación(un lugar de asentamiento); por lo tanto en todos los casos va a mantener una respuesta espontánea. M ovimiento
de respiración.
La respiración se encuentra bajo el control automático y voluntario, los centros voluntarios superiores no están perfectamente localizados, aunque se han
identificado tres centros automáticos en el tronco encefálico: el centro
neumotáxico, situado en la porción rostral de la protuberancia y que modula otros centros; el centro apneústico, que se encuentra en la formación reticular mediopontina y es probablemente el organizador de los estímulos que completan la inspiración, y el centro bulbar que mantiene la ritmicidad intrínseca de la respiración.
SAPO ÍNTEGRO: En esta experiencia, el sapo presento una respiración
normal, con inspiraciones y expiraciones bien marcadas; debido a que los centros nerviosos que controlan su respiración estaban intactos.
SAPO ESPINAL: Este sapo mostró una respiración prácticamente
imperceptible; debido a que le destruimos los centros que controlan su respiración (protuberancia y bulbo raquídeo); así pudimos comprobar que los centros de la respiración se encuentran en el bulbo raquídeo y la protuberancia.
SAPO DESCEREBRADO: Después de extraerle el cerebro, el sapo
presentó una actividad respiratoria tan eficiente como la del sapo íntegro, debido a que mantuvimos intactos los centros que regulan su respiración (protuberancia y bulbo raquídeo), de este modo pudimos corroborar la teoría.
R espuesta
al estímulo (sonido fuerte).-
La información del sonido se transmite desde los receptores hasta los nervios cocleares. Estos realizan sinapsis en las neuronas de los núcleos coclear ventral y dorsal, situados en la parte superior del bulbo raquídeo.
SAPO ÍNTEGRO: Al hacer un sonido fuerte a través de una palmada
cerca al oído el sapo no mostró una respuesta evidente. Lo cual no concuerda con la teoría, pues el núcleo de la audición estaba intacto.
SAPO ESPINAL: El sonido realizado cerca del sapo espinal no produjo
ninguna reacción, esto concuerda con la teoría, debido que se destruyó el núcleo de la audición que se encuentra en la protuberancia anular.
SAPO DESCEREBRADO: El palmada que se hizo cerca al sapo, no
produjo en él ninguna reacción. R eflejo
de giro o rotación.-
Sapo integro
Sapo descerebrado
Sapo espinal
Tiempo
Demora aproximadamente 6 segundos registrar el reflejo
No presenta el reflejo giro
de
Demora
aproximadamente
15 segundos registrar el reflejo
característic La manipulación del animal as
y su montaje fue tedioso,
La manipulación del animal y
puesto
su montaje fue relativamente
que
el
sapo
presentada una actividad
sencilla.
espontanea sobresaliente.
Los movimientos reflejos están en relación con lo que podría denominarse coordinación espinal, entendida como la capacidad de la medula espinal de inducir movimientos coordinados. El equilibrio es un estado por el cual un ser vivo, puede mantener una actividad o un gasto, quedar inmóvil o lanzar su cuerpo en el espacio, utilizando la gravedad o resistiéndola. La orientación en
el espacio depende en gran medida de la llegada de los impulsos desde los receptores vestibulares de los sapos, hasta el centro de asociación cortical de los mismos. Estas dos estructuras no se encuentran comunicadas en el sapo espinal por el puente de varolio; ya que se cortaron las fibras a ese nivel; por eso es que este sapo espinal no presenta reflejo de orientación al giro en absoluto, no se mueve al ser girado ni a favor ni encontrar de la rotación en sentido horario al que fue sometido. En contraste tanto el sapo integro como el sapo descerebrado si presentan reflejo de giro; porque la comunicación que da el puente de varolio, no fue alterada; pero si se evidencia una diferencia en la intensidad a la respuesta de giro. Podemos explicar la diferencia entre la intensidad y rapidez de respuesta al giro tanto del sapo integro como del sapo descerebrado de la siguiente manera. Una de las condiciones además de la comunicación entre receptores vestibulares y centro de asociación; que intervienen en la respuesta de orientación y equilibrio, son la señales de visualización. La información de equilibrio y orientación también es aportada por los impulsos generados en los propioceptores, que proveen datos acerca de la posición relativa de las diversas partes del cuerpo, y por los impulsos de los exterioceptores cutáneos, especialmente de los receptores de presión y tacto. Estas informaciones son integradas a nivel cortical en una imagen continua de la orientación del sapo en el espacio. Entonces diremos que la ausencia del sentido de la visión en el sapo descerebrado disminuye en cierto grado la respuesta de orientación, presente claramente en el sapo integro diferenciada experimentalmente por el tiempo en la respuesta de ambos sapos.
Bibliografía:
1. Guyton & Hall, Tratado de Fisiología Médica. Decimoprimera edición. Editorial ELSEVIER
SAUNDERS.
2. William F. Ganong, Fisiología médica. Vigésima edición. Manual moderno. 3. López R. Efecto analgésico del ketorolaco en un modelo experimental de sumación temporal y espacial en sapos espinales [Tesis para magíster]. Lima, Perú: Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 2007. 4. http://es.scribd.com/doc/36952084/GUIA-DE-PRACTIC AS-FISIOLOGIAHUMANA-2010-II-N 5. http://es.scribd.com/doc/53507365/ El-sapo-de-leto
Anexos
