Excitabilidad neuronal y contracción muscular: resumen de los procesos clave

Resumen

El documento explica cómo las membranas neuronales se excitan y transmiten el impulso nervioso mediante potenciales de acción, y cómo la sinapsis permite pasar la señal. Después describe la estructura del músculo, el papel de la actina y la miosina y el proceso de activación muscular por acetilcolina e iones Ca2+. Al leerlo, un estudiante aprenderá la relación entre el sistema nervioso y la contracción muscular.

Puntos clave

En reposo, la neurona tiene un potencial de reposo de -70 mV, con el interior negativo respecto al exterior.
Al excitarse, entra sodio masivamente y se genera un potencial de acción de +35 mV que se transmite a lo largo del axón.
La transmisión entre neuronas puede ser eléctrica (sinapsis electroquímica) o química mediante neurotransmisores (sinapsis química).
Tras el potencial de acción, la membrana se repolariza y vuelve a su potencial de reposo.
La fibra muscular se contrae por el deslizamiento de la actina sobre la miosina, lo que acorta los sarcómeros y consume ATP.
En la sinapsis neuromuscular se libera acetilcolina, que provoca la entrada de Ca2+ y favorece la unión entre actina y miosina.
Para que el músculo se contraiga se necesitan ATP, estimulación nerviosa e iones Ca2+.

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I. Sistema Nervioso: Excitabilidad Neuronal

Las membranas de las neuronas, cuando reciben un estímulo, se excitan, lo que significa un trasiego de iones sodio (Na+) y potasio (K+) entre el interior y el exterior de la membrana. Para realizar este intercambio de iones, las membranas poseen las llamadas bombas de Na-K, que son transportadores iónicos que consumen ATP.

Cuando una neurona está en reposo, presenta un potencial de reposo de -70 mV (esto significa que el interior de la membrana es negativo y el exterior positivo).

Transmisión del Impulso Nervioso

Cuando la neurona se excita, se produce una entrada masiva de sodio, lo que cambia el potencial. Este potencial recibe el nombre de potencial de acción y su valor es de +35 mV. Este potencial de acción se va transmitiendo de forma sucesiva a lo largo de la membrana de las neuronas hasta llegar al extremo del axón.

Pueden pasar dos cosas:

1. Que la propia excitación salte a la neurona siguiente (sinapsis electroquímica).
2. Que la excitación provoque la liberación de los neurotransmisores (sinapsis química).

Una vez que se ha transmitido el potencial de acción, la membrana vuelve a su potencial de reposo (repolarización).

II. Contracción Muscular

Un músculo está formado por un conjunto de células musculares (fibras) unidas por tejido conjuntivo. Las miofibrillas están formadas por dos proteínas contráctiles: actina y miosina.

La membrana plasmática origina un sistema de túbulos transversales que penetran en la célula y entran en contacto con el retículo endoplasmático. Por estos túbulos se introducen en la célula los iones Ca++.

La fibra muscular se contrae mediante el acortamiento de los sarcómeros (unidades de las miofibrillas de actina y miosina). Esto es debido al deslizamiento de las fibras de actina sobre las de miosina. En este proceso se utiliza la energía acumulada en ATP.

Proceso de Activación Muscular

La contracción muscular se inicia con la llegada de los mensajes nerviosos por las neuronas motoras o efectoras. En la unión de la fibra nerviosa con las fibras musculares hay unas sinapsis neuromusculares, donde se libera el neurotransmisor acetilcolina, que provoca la entrada de iones Ca2+ en las fibras musculares.

El Ca2+ favorece la formación de nuevos enlaces entre actina y miosina; el resultado es el acortamiento o contracción del músculo. Para que el músculo pueda contraerse, se requieren tres condiciones:

Disponer de una fuente de energía (ATP).
Ser estimulado por un nervio.
Estar provisto de iones Ca2+.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el potencial de reposo de una neurona?

Es la diferencia de potencial que presenta la neurona cuando está en reposo, que en el documento se indica como -70 mV. Esto significa que el interior de la membrana es negativo y el exterior positivo.

¿Qué neurotransmisor libera la sinapsis neuromuscular?

En la sinapsis neuromuscular se libera el neurotransmisor acetilcolina. Este provoca la entrada de iones Ca2+ en las fibras musculares.

¿Qué condiciones se necesitan para que un músculo se contraiga?

Se requieren tres condiciones: disponer de energía en forma de ATP, ser estimulado por un nervio y contar con iones Ca2+.