Bioelectromagnetismo

BIOELECTROMAGNETISMO

Nervio y células musculares

2.1 INTRODUCCIÓN

En este capítulo consideramos la estructura del tejido del nervio y del músculo y particularmente de sus membranas, que son excitables. Una descripción cualitativa del proceso de la activación sigue. Muchos nuevos términos y conceptos se mencionan solamente brevemente en este capítulo pero más detalladamente en los dos capítulos siguientes, donde el mismo material se trata de un cuantitativo algo que un punto de vista cualitativo.

La primera referencia documentada al sistema nervioso se encuentra en expedientes egipcios antiguos. El papiro quirúrgico de Edwin Smith, una copia (anticuada 1700 A.C.) de un manuscrito compuesto cerca de 3500 A.C., contiene el primer uso de la palabra “cerebro”, junto con una descripción de las cubiertas del cerebro que fue comparado a la película y a los corrugaciones que se ve en la superficie del cobre fundido como se refrescó (Elsberg, 1931; Kandel y Schwartz, 1985).

La unidad básica de tejido vivo es la célula. Las células se especializan en su anatomía y fisiología para realizar diversas tareas. Todas las células exhiben una diferencia del voltaje a través de la membrana celular. Las células nerviosas y las células musculares son excitables. Su membrana celular puede producir impulsos electroquímicos y conducirlos a lo largo de la membrana. En células musculares, este fenómeno eléctrico también se asocia a la contracción de la célula. En otras células, tales como células de la glándula y células ciliated, se cree que el voltaje de la membrana es importante para la ejecución de la función de la célula.

El origen del voltaje de la membrana está igual en células nerviosas que en células musculares. En ambos tipos de la célula, la membrana genera un impulso como consecuencia de la excitación. Este impulso propaga en ambos tipos de la célula de manera semejante. Qué sigue es una introducción corta a la anatomía y a la fisiología de las células nerviosas. El lector puede encontrar una información más detallada sobre estas preguntas en otras fuentes tales como Berna y Levy (1988), Ganong (1991), Guyton (1992), Patton y otros (1989) y Ruch y Patton (1982).

2.2 CÉLULA NERVIOSA

2.2.1 Las partes principales de la célula nerviosa

La célula nerviosa se puede dividir en base de su estructura y función en tres porciones principales:

(1) el cuerpo de célula, también llamado el soma;

(2) procesos cortos numerosos del soma, llamados las dendritas; y,

(3) la sola fibra de nervio larga, el axón.

Éstos se describen en el cuadro 2.1.

El cuerpo de una célula nerviosa (véase también (Schadé y Ford, 1973)) es similar a el de el resto de las células. El cuerpo de célula incluye generalmente el núcleo, las mitocondrias, el retículo endoplásmico, los ribosomas, y otros organelos. Puesto que éstos no son únicos a la célula nerviosa, no se discuten más detalladamente aquí. Las células nerviosas son cerca de agua de 70 - del 80%; el material seco es proteína del cerca de 80% y lípido del 20%. El volumen de la célula varía entre el ³ de 600 y 70.000 µm. (Schadé y Ford, 1973)

Los procesos cortos del cuerpo de célula, las dendritas, reciben impulsos de otras células y las transfieren al cuerpo de célula (señales aferentes). El efecto de estos impulsos puede ser excitador o inhibitorio. Una neurona cortical (demostrada en el cuadro 2.2) puede recibir impulsos de diez o aún de centenares de millares de neuronas (Núñez, 1981).

La fibra de nervio larga, el axón, transferencias la señal del cuerpo de célula a otro nervio o a una célula muscular. Los axones mamíferos son generalmente el cerca de µm 1 - 20 en diámetro. Algunos axones en animales más grandes pueden ser varios metros en longitud. El axón se puede cubrir con una capa de aislamiento llamada la envoltura de myelin, que es formada por las células de Schwann (nombradas para el fisiólogo alemán Theodor Schwann, 1810-1882, que primero observó la envoltura de myelin en 1838). La envoltura de myelin es no continua sino dividida en las secciones, separadas en los intervalos regulares por los nodos de Ranvier (nombrado para el anatomista francés Louis Antonio Ranvier, 1834-1922, que los observó en 1878).

Fig. 2.1. Los componentes principales de una neurona.

Fig. 2.2. Las terminaciones corticales del célula nervioso y nerviosas conectaron con ella.

2.2.2 La membrana celular

La célula es incluida por una membrana celular cuyo grueso sea cerca de 7.5 - 10.0 nanómetro. Su estructura y composición se asemejan a una película de la jabón-burbuja (Thompson, 1985), desde uno de sus componentes importantes, los ácidos grasos, tiene ese aspecto. Los ácidos grasos que constituyen la mayor parte de la membrana celular se llaman los fosfoglicéridos. Un fosfoglicérido consiste en el ácido fosfórico y los ácidos grasos llamados los glicéridos (véase el cuadro 2.3). El jefe de esta molécula, el fosfoglicérido, es hidrofílico (atraído al agua). Los ácidos grasos tienen colas el consistir en de las cadenas del hidrocarburo que son hidrofóbicas (rechazado por el agua).

Si las moléculas del ácido graso se colocan en agua, forman los pequeños grupos, con las cabezas ácidas que se atraen al agua en el exterior, y las colas del hidrocarburo que son rechazadas por el agua en el interior. Si estas moléculas se colocan muy cuidadosamente en una superficie del agua, se orientan de modo que todas las cabezas ácidas estén en el agua y todas las colas del hidrocarburo resalten de ella. Si otra capa de moléculas fuera agregada y más agua pusiera la tapa, las colas del hidrocarburo se alinearían con ésas de la primera capa, formar (dos moléculas densamente) una capa doble. Las cabezas ácidas resaltarían en el agua en cada lado y los hidrocarburos llenarían el espacio en medio. Este bilayer es la estructura básica de la membrana celular.

Del punto de vista bioelectric, los canales iónicos constituyen a partes importantes de la membrana celular. Éstos son los poros macromoleculares a través de los cuales el sodio, el potasio, y los iones del cloruro atraviesan la membrana. El flujo de estos iones forma la base de fenómenos bioelectric. El cuadro 2.4 ilustra la construcción de una membrana celular.

Fig. 2.3. Un bosquejo que ilustra cómo las moléculas del fosfoglicérido (o fosfolípido) se comportan en agua. Vea el texto para la discusión.

Fig. 2.4. La construcción de una membrana celular. Los componentes principales son dos capas del lípido, con las colas hidrofóbicas señalando dentro de la membrana (lejos de los medios intracelulares e intersticiales acuosos).

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