Fisiología: Transmisión Neuromuscular, Contracción Muscular y Volúmenes Pulmonares

Fisiología Muscular y Respiratoria: Conceptos Clave

Transmisión Neuromuscular y Contracción Muscular

Fases de la Transmisión Neuromuscular

1. El potencial de acción se produce en el cono axónico y se desplaza a lo largo del axón (nódulos de Ranvier). Cuando llega a la membrana presináptica, se abren los canales de Ca++ dependientes de voltaje.
2. El Ca++ entra en la neurona y atrae vesículas de acetilcolina (Ach) a la membrana presináptica.
3. La acetilcolina se libera en la sinapsis neuromuscular.
4. La Ach se une a los receptores en la membrana postsináptica (sarcolema), abriendo canales iónicos de compuerta química y permitiendo la entrada de Na+ en la célula muscular.
5. Se produce un potencial de acción en la membrana de la célula muscular, que se expande por todo el sarcolema y los túbulos T.
6. En la triada, los receptores de dihidropiridina (DHPR), próximos a las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico, son estimulados por el potencial de acción. Estos activan los receptores de rianodina (canales de calcio) en el retículo sarcoplásmico, liberando Ca++ al sarcoplasma.
7. Una vez el Ca++ en el sarcoplasma, se une a la troponina C, provocando un cambio conformacional que desplaza la tropomiosina y deja al descubierto los sitios de unión de la miosina en la actina.

Mecanismo de la Contracción Muscular (Ciclo de Puentes Cruzados)

1. Estado de Rigor: La cabeza de miosina está unida a un sitio de unión en el filamento de actina.
2. Unión de ATP: Una molécula de ATP se une a la cabeza de miosina, provocando su separación de la actina.
3. Hidrólisis de ATP: El ATP se hidroliza a ADP y fosfato inorgánico (Pi). La energía liberada "carga" la cabeza de miosina, que cambia de conformación y se mueve hacia un nuevo sitio de unión en la actina. El ADP y el Pi permanecen unidos a la cabeza de miosina.
4. Unión a la Actina: La cabeza de miosina, ahora "cargada", se une débilmente a un nuevo sitio de unión en el filamento de actina.
5. Liberación de Pi y Golpe de Fuerza: La liberación del Pi fortalece la unión miosina-actina e inicia el golpe de fuerza. La cabeza de miosina pivota sobre su bisagra, arrastrando el filamento de actina hacia el centro del sarcómero.
6. Liberación de ADP: El ADP es liberado de la cabeza de miosina. La cabeza de miosina permanece unida a la actina en el estado de rigor, lista para un nuevo ciclo si hay ATP disponible.

Relajación Muscular

La relajación de la contracción muscular ocurre por dos mecanismos principales:

1. Retirada de Ca++: Las bombas de Ca++ del retículo sarcoplásmico (RS) transportan activamente el Ca++ desde el sarcoplasma de vuelta al RS.
2. Degradación de Acetilcolina: La enzima acetilcolinesterasa (Achasa), presente en la hendidura sináptica, degrada la acetilcolina, finalizando la estimulación de la membrana muscular.

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

Volumen Corriente (VC)

Volumen de aire inspirado o espirado en cada ciclo ventilatorio normal (aproximadamente 500 ml).

Espacio Muerto (VD)

Parte del volumen corriente que no participa en el intercambio gaseoso (aproximadamente 150 ml).

Volumen Alveolar (VA)

Parte del volumen corriente que sí llega a los alvéolos y participa en el intercambio gaseoso (aproximadamente 350 ml).

Volumen de Reserva Inspiratoria (VRI)

Volumen adicional de aire que se puede inspirar después de una inspiración normal mediante un esfuerzo forzado (aproximadamente 3 L).

Volumen Minuto (VM)

Volumen total de aire movido en un minuto. VM = Frecuencia Respiratoria (f) × Volumen Corriente (VC).

Ventilación Alveolar (V̇A)

Volumen de aire que participa en el intercambio gaseoso por minuto. V̇A = Frecuencia Respiratoria (f) × Volumen Alveolar (VA).

Volumen de Reserva Espiratoria (VRE)

Volumen adicional de aire que se puede espirar después de una espiración normal mediante un esfuerzo forzado (aproximadamente 1.1 L).

Volumen Residual (VR)

Volumen de aire que permanece en los pulmones después de una espiración forzada máxima (aproximadamente 1.2 L).

Capacidad Inspiratoria (CI)

Volumen máximo de aire que se puede inspirar después de una espiración normal. CI = Volumen Corriente (VC) + Volumen de Reserva Inspiratoria (VRI).

Capacidad Vital (CV)

Volumen máximo de aire que se puede espirar después de una inspiración máxima. CV = Volumen de Reserva Inspiratoria (VRI) + Volumen Corriente (VC) + Volumen de Reserva Espiratoria (VRE).

Capacidad Pulmonar Total (CPT)

Volumen total de aire en los pulmones después de una inspiración máxima. CPT = Capacidad Vital (CV) + Volumen Residual (VR).

Capacidad Residual Funcional (CRF)

Volumen de aire que queda en los pulmones después de una espiración normal. CRF = Volumen de Reserva Espiratoria (VRE) + Volumen Residual (VR).