Propiedades de los tejidos excitables y tipos de estímulos
Los tejidos excitables incluyen el muscular, el nervioso y el secretor. Sus propiedades básicas son:
- Excitabilidad: capacidad de la célula para generar un potencial de acción en respuesta a un estímulo.
- Contractilidad: capacidad de modificar la longitud y la tensión.
- Conductividad: capacidad de transmitir la excitación a otras células y tejidos.
- Irritabilidad: capacidad de responder a un estímulo con cambios en el metabolismo, la forma, etc.
- Automatismo: generación de excitación sin un estímulo externo.
- Labilidad: capacidad para la actividad rítmica.
Los estímulos se clasificują: según su intensidad en subumbrales, umbrales y suprarumbrales; según el lugar de aplicación en de contacto y a distancia; según su naturaleza en adecuados e inadecuados; y según su tipo en químicos, mecánicos, térmicos y físicos.
Canales iónicos y potencial de reposo
Se distinguen los canales de fuga (constantemente abiertos, poco sensibles al potencial de membrana) y los canales regulados: dependientes de voltaje, de ligandos (quimiodefensivos/quimiosensibles) y mecanosensibles.
Potencial de reposo: diferencia de potencial entre las superficies interna y externa de la membrana en reposo (aproximadamente −70 mV). Condiciones para su formación:
- Asimetría iónica: diferencia en las concentraciones de K⁺, Na⁺ y Cl⁻ dentro y fuera de la célula.
- Alta permeabilidad de la membrana al K⁺ y baja al Na⁺ en reposo.
La difusión de K⁺ a través de los canales de fuga carga positivamente la superficie externa, y los aniones intracelulares cargan negativamente la interna. Los gradientes de concentración son mantenidos por la Na⁺/K⁺-ATPasa: a expensas de energía de ATP, extrae 3 Na⁺ de la célula e introduce 2 K⁺.
Potencial de acción
El potencial de acción se produce ante un estímulo de intensidad umbral e incluye varias fases:
- Respuesta local (despolarización lenta): activación parcial de los canales de Na⁺, la membrana se despolariza hasta el nivel crítico de despolarización (NCD).
- Despolarización rápida: entrada masiva («en avalancha») de Na⁺, inversión de carga (interior +, exterior −), pico de aproximadamente +30 a +37 mV.
- Repolarización: inactivación de los canales de Na⁺, apertura de los canales de K⁺ dependientes de voltaje; la salida de K⁺ restablece el potencial.
- Potenciales de postpotencial (potenciales posteriores): despolarización posterior (corriente residual de Na⁺) e hiperpolarización posterior (salida residual de K⁺).
Leyes de la estimulación
- Ley de fuerza-duración: la duración del estímulo depende de la intensidad de la corriente. Reobasa: intensidad mínima que provoca excitación; tiempo útil: tiempo mínimo de acción de una reobasa; cronaxia: tiempo de acción del doble de la reobasa.
- Ley del «todo o nada»: un estímulo subumbral no produce respuesta, uno umbral o superior produce la respuesta máxima (característico del miocardio).
- Ley del gradiente (de acomodación): la velocidad a la que aumenta la intensidad de la corriente es determinante.
- Ley de la acción polar de la corriente continua: al cerrar el circuito estimula el cátodo, al abrirlo el ánodo; el umbral de excitación en el cátodo es menor.
- Ley de las relaciones de intensidad: para un nervio o músculo entero, la respuesta aumenta con la intensidad del estímulo hasta un cierto límite; se distinguen el óptimo y el pesimó de frecuencia.
Leyes de la conducción de la excitación
- La integridad anatómica y fisiológica de la fibra es un requisito indispensable para la conducción.
- Conducción bidireccional: la excitación se propaga en ambas direcciones desde el punto de origen.
- Conducción sin decremento: la amplitud del potencial de acción no disminuye a lo largo de la fibra.
- Conducción aislada: la excitación no pasa a las fibras vecinas.
- Conducción saltatoria: en las fibras mielínicas, la excitación «salta» de un nodo de Ranvier a otro, lo que incrementa la velocidad.
- Conducción continua: en las fibras amielínicas, la excitación se propaga a lo largo de toda la membrana y es más lenta.
Contracción del músculo esquelético
Tipos de contracción:
- Isométrica: la longitud no cambia, cambia la tensión (sostener una carga).
- Isotónica: cambia la longitud con tensión constante (levantar una carga).
- Auxotónica: cambian simultáneamente la longitud y la tensión (salto).
Tipos de contracción: concéntrica (acortamiento superando resistencia) y excéntrica (alongamiento controlando la resistencia).
Regímenes de contracción: simple (respuesta a un estímulo único); tónica (mantenimiento de la postura); tetánica (tensión prolongada ante una serie de estímulos). Se distinguen el tétanos dentado (los estímulos llegan en la fase de relajación) y el tétanos liso (continuo) (los estímulos llegan en la fase de acortamiento).
Sinapsis y características de la transmisión sináptica
Según el mecanismo de transmisión, las sinapsis se dividen en químicas (mediante un neurotransmisor), eléctricas (mediante uniones en hendidura o gap) y mioneurales (neuromusculares). Según el neurotransmisor, se distinguen colinérgicas (acetilcolina), adrenérgicas (noradrenalina, adrenalina), serotoninérgicas, dopaminérgicas, glutamatérgicas, GABAérgicas, entre otras.
Características de la conducción a través de una sinapsis química:
- Conducción unidireccional: desde la membrana presináptica hacia la postsináptica.
- Retardo sináptico: intervalo de tiempo entre la llegada del potencial de acción y la aparición del potencial postsináptico.
- Baja labilidad y alta fatigabilidad durante la estimulación prolongada.
- Sumación de excitaciones (temporal y espacial).
- Transformación del ritmo de excitación.
- Poscecto sináptico: persistencia del efecto tras el cese del estímulo.
- Alta sensibilidad química y selectividad a los neurotransmisores y sustancias farmacológicas.
Puntos clave
- Los tejidos excitables —nervioso, muscular y secretor— poseen excitabilidad, conductividad, contractilidad y labilidad.
- El potencial de reposo se mantiene gracias a la asimetría iónica, la permeabilidad predominante al K⁺ y la actividad de la Na⁺/K⁺-ATPasa.
- El potencial de acción incluye una respuesta local, despolarización rápida con inversión, repolarización y potenciales posteriores.
- Los parámetros de excitabilidad se describen mediante la reobasa, el tiempo útil y la cronaxia.
- En las fibras mielínicas la conducción es saltatoria y más rápida; en las amielínicas, continua.
- Las contracciones musculares se clasifican en isométricas, isotónicas y auxotónicas; los regímenes son simple, tetánico (dentado y liso) y tónico.
- La sinapsis química asegura una conducción unidireccional con retardo sináptico, sumación y alta fatigabilidad.
- La clasificación de las sinapsis según su neurotransmisor determina su sensibilidad farmacológica y características funcionales.