Action Potentials - Part 3: Skeletal Muscle Action Potential

AMBOSS: Medical Knowledge Distilled

18 Jun 202104:04

Summary

TLDREste vídeo explica las particularidades de las potenciales de acción en las células musculares esqueléticas, comparándolas con las de las neuronas. A pesar de tener una potencial de reposo más negativa, las células musculares requieren una mayor despolarización para activarse. La liberación de acetilcolina por las neuronas desencadena la entrada de sodio, generando una potencialización que lleva a la contracción muscular. La repolarización ocurre gracias al flujo de potasio, sin despuéshiperpolarización. Las potenciales de acción duran hasta 10 milisegundos y la contracción ocurre solo al final, lo que permite el estado de tetanización y la generación de fuerza muscular máxima.

Takeaways

🧠 La generación de potenciales de acción en las células musculares esqueléticas es similar a la de las neuronas.
🔄 En el estado de reposo, los canales de cloruro y potasio están abiertos en la membrana de la célula muscular, llamada sarcolemma.
🔋 El potencial de reposo es aproximadamente de -85 milivoltios, significativamente menor que el de las neuronas.
🚨 Para alcanzar el potencial umbral de -55 milivoltios, la sarcolemma necesita ser depolarizada más fuertemente que la neurona.
🏃 La acumulación de múltiples estímulos en el plexo motor, llamados potenciales post-sinapticos excitatorios (EPSP), es necesaria.
🧪 La acetylcolina liberada por la neurona se une a canales de sodio ligand-gated en la sarcolemma, incrementando el potencial de membrana.
💧 Una vez alcanzado el umbral, los canales de sodio voltage-gated en la sarcolemma también se abren, llevando a una depolarización de aproximadamente +25 milivoltios.
🔙 Los canales de sodio en las células musculares comienzan a cerrarse antes de alcanzar el potencial máximo.
🔄 La repolarización se debe al flujo de iones de potasio, pero no lleva a una hiperpolarización posterior como en las neuronas.
🧲 La duración del potencial de acción en las células musculares es de hasta 10 milisegundos, ligeramente más larga que la de las neuronas.
🏋️‍♂️ La contracción ocurre solo al final del potencial de acción, ya que este debe viajar a lo largo de los T-tubulados para liberar calcio y comenzar la contracción.

Q & A

¿Qué es un potencial de acción y cómo se relaciona con las células musculares esqueléticas?
-Un potencial de acción es una señal eléctrica que se propaga a lo largo de una célula para activar una respuesta, como la contracción en las células musculares esqueléticas.
¿Cuál es la diferencia principal entre los potenciales de acción en las células musculares esqueléticas y las neuronas?
-Las células musculares esqueléticas tienen un potencial de reposo más negativo (-85 milivoltios) y requieren una mayor despolarización para alcanzar el umbral de -55 milivoltios.
¿Qué ocurre en la membrana de la célula muscular esquelética, llamada sarcolemma, en estado de reposo?
-En estado de reposo, los canales de cloruro y potasio están abiertos, generando un potencial de reposo de aproximadamente -85 milivoltios.
¿Cómo se produce la despolarización en la sarcolemma de las células musculares esqueléticas?
-La despolarización se produce por la acumulación de estímulos en el plexo motor, que liberan acetilcolina, lo que activa canales de sodio ligand-gatada, permitiendo la entrada de sodio y la elevación del potencial de membrana.
¿Cuál es la diferencia entre los canales de sodio ligand-gatada y los canales de sodio voltaje-gatada en las células musculares esqueléticas?
-Los canales de sodio ligand-gatada se activan por la acetilcolina, mientras que los canales de sodio voltaje-gatada se activan una vez alcanzado el potencial umbral de despolarización.
¿Por qué las células musculares esqueléticas no experimentan una hiperpolarización después de repolarizarse?
-Las células musculares esqueléticas tienen un potencial de reposo muy negativo, lo que evita la hiperpolarización después de repolarizarse.
¿Cuál es el papel de los canales de cloruro en la repolarización de la sarcolemma?
-Los canales de cloruro ayudan a repolarizar la sarcolemma al permitir la entrada de iones de cloruro, lo que reduce la carga excesiva positiva en la célula y estabiliza el potencial de reposo.
¿Cómo afecta la inhibición de los canales de cloruro voltaje-gatada la excitabilidad de las células musculares esqueléticas?
-Inhibir los canales de cloruro voltaje-gatada aumenta la excitabilidad de las células musculares esqueléticas, ya que disminuye la entrada de iones de cloruro y la estabilización del potencial de reposo.
¿Cuál es la duración del potencial de acción en las células musculares esqueléticas y cómo se relaciona con el período refractario?
-La duración del potencial de acción en las células musculares esqueléticas es de hasta 10 milisegundos, lo cual es ligeramente más largo que en las neuronas, y el período refractario es corto.
¿Por qué la contracción muscular ocurre solo al final de un potencial de acción?
-La contracción muscular ocurre solo al final de un potencial de acción porque este debe propagarse a lo largo de la sarcolemma y los tubulinos T, donde causa la liberación de iones de calcio por el retículo sarcoplasmático, iniciando la contracción muscular.
¿Qué es el estado de tetanización en las músculos esqueléticos y cómo se produce?
-El estado de tetanización es una contracción sostenida de los músculos esqueléticos, que se produce cuando los potenciales de acción sucesivos son tan cercanos entre sí que los intervalos entre ellos son de aproximadamente un tercio o un cuarto de la duración de un solo收缩.

Outlines

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💪 Potenciales de acción en las células musculares esqueléticas

El video describe los potenciales de acción en las células musculares esqueléticas comparándolos con los de las neuronas. En estado de reposo, las células musculares tienen un potencial de aproximadamente -85 milivoltios, lo que es significativamente menor que el de las neuronas. Para alcanzar el potencial umbral de -55 milivoltios, se requiere la acumulación de múltiples estímulos en el plato motor, llamados potenciales post-sinápicos excitatorios (EPSP). La liberación de acetilcolina por el neurona activa canales de sodio ligando-gobados en la membrana de la célula muscular, lo que provoca la entrada de sodio y un aumento del potencial de membrana. Una vez alcanzado el umbral, los canales de sodio de la membrana se abren y la membrana se despolariza hasta aproximadamente +25 milivoltios. La repolarización ocurre debido al flujo de iones de potasio, pero a diferencia de las neuronas, no se produce hiperpolarización posterior. La duración del potencial de acción en las células musculares es de hasta 10 milisegundos, lo que es ligeramente más que en las neuronas. La contracción ocurre solo al final del potencial de acción, ya que este debe viajar a lo largo de la membrana y los T-tubulados para liberar iones de calcio y comenzar la contracción muscular.

Mindmap

Keywords

💡Potenencial de acción

Un potencial de acción es una señal eléctrica que se propaga a lo largo de una célula nerviosa o muscular, llevando a una contracción en el caso de las células musculares. En el vídeo, se menciona que la generación de los potenciales de acción en las células musculares es similar a la de los neuronas, pero requiere una mayor despolarización para alcanzar el umbral.

💡Sarcolemma

El sarcolemma es la membrana plasmática de las células musculares esqueléticas. En el vídeo, se describe cómo los canales de cloruro y potasio abiertos en el sarcolemma generan un potencial de descanso de aproximadamente -85 milivoltios.

💡Despolarización

La despolarización es el proceso por el cual la membrana de una célula se hace menos negativa, acercando su potencial hacia cero o valores positivos. En el vídeo, se explica que la sarcolemma necesita ser despolarizada más fuertemente que la membrana neuronal para alcanzar el potencial umbral de -55 milivoltios.

💡Punto motor

El punto motor es la terminación de una fibra motoneuronal en la que se acumulan estímulos, llamados potenciales post-sinápicos excitatorios (EPSP). En el vídeo, se menciona que la acumulación de EPSP es necesaria para des polarizar la sarcolemma y generar un potencial de acción.

💡Acetilcolina

La acetilcolina es un neurotransmisor que se libera por el neurona y se une a los canales ligand-gated de sodio en el sarcolemma, permitiendo el flujo de sodio hacia la célula y aumentando el potencial de la membrana. En el vídeo, se describe cómo la acetilcolina desencadena la acción potencial al abrir estos canales.

💡Canales de sodio

Los canales de sodio son proteínas que permiten el flujo de iones de sodio a través de la membrana celular. En el vídeo, se menciona que la activación de estos canales por la acetilcolina y la llegada al potencial umbral lleva a una mayor entrada de sodio y despolarización.

💡Repolarización

La repolarización es el proceso por el cual la membrana celular vuelve a su estado de potencial negativo después de una acción potencial. En el vídeo, se explica que la repolarización en las células musculares se debe al flujo de iones de potasio hacia fuera de la célula.

💡Canales de potasio

Los canales de potasio son proteínas que facilitan el flujo de iones de potasio fuera de la célula, lo que contribuye a la repolarización. En el vídeo, se menciona que la apertura de estos canales retrasa la repolarización en las células musculares.

💡Canales de cloruro

Los canales de cloruro son proteínas que permiten el flujo de iones de cloruro a través de la membrana celular. En el vídeo, se describe cómo la apertura de estos canales ayuda a estabilizar el potencial de descanso y reduce la excitabilidad de la célula muscular.

💡Tetanización

La tetanización es un estado de contracción sostenida de los músculos debido a una serie de potenciales de acción que se siguen rápidamente el uno al otro. En el vídeo, se explica que la corta duración del potencial de acción en las células musculares esqueléticas permite que los músculos entren en un estado de tetanización.

💡Retículo sarcoplasmático

El retículo sarcoplasmático es un sistema de membranas intracellulares que almacena y libera iones de calcio, que son necesarios para iniciar la contracción muscular. En el vídeo, se menciona que el potencial de acción causa la liberación de calcio por parte del retículo sarcoplasmático, lo que inicia la contracción.

Highlights

Action potentials in skeletal muscle cells are similar to neurons.

Resting potential in skeletal muscle cells is approximately -85 millivolts.

Sarcolemma needs stronger depolarization to reach threshold potential of -55 millivolts.

Excitation requires accumulation of multiple stimuli at the motor end plate (EPSP).

Acetylcholine binds to sodium channels in the sarcolemma.

Sodium influx leads to membrane potential increase during action potential.

Threshold potential is reached, causing voltage-gated sodium channels to open.

Depolarization results in a membrane potential of around +25 millivolts.

Sodium channels begin to close before reaching the theoretical maximum potential.

Delayed voltage-dependent potassium channel opening occurs.

Potassium efflux repolarizes the sarcolemma without afterhyperpolarization.

Voltage-gated chloride channels may play a role in repolarization.

Chloride ions stabilize the resting potential and reduce cell excitability.

Inhibiting voltage-gated chloride channels increases cell excitability.

Regulation of action potentials is important when extracellular potassium levels increase.

Action potential duration in skeletal muscle cells is up to 10 milliseconds.

Contraction occurs only at the end of an action potential.

Action potential passes along the sarcolemma and T-tubules to release calcium ions.

Skeletal muscles can enter a tetanized state due to short action potential duration.

Tetanic contraction is important for maximum muscle strength but can cause cramps.