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40 Manual de laboratorio de fisiología

vuelve a aparecer si se aumenta la intensidad del estímulo; • El mecanismo que explica estas diferencias es el de acomoda-
esto indica que a menor intensidad del estímulo su duración ción; explíquelo y relaciónelo con los resultados obtenidos.
debe ser mayor, y viceversa.
• Encuentre la amplitud del estímulo necesaria para generar un U Períodos refractarios
potencial de acción con las siguientes duraciones (los valores
menores de 0.5 ms deben teclearse directo en la casilla): • Regrese a los valores iniciales y seleccione los siguientes pa-
rámetros de estimulación: duración 1 = 1 ms, duración 2 =
Duración (ms) Amplitud (mA) 1 ms, start 1 = 4 ms, start 2 = 20 ms; coloque el switch para
0.2 seleccionar el número de estímulos en 2 pulsos y establezca
0.5 la amplitud 1 y la amplitud 2 con el valor umbral obtenido en
1.0 el primer ejercicio.
1.5
2.0 • Compare los dos potenciales de acción que se producen. ¿Son
2.5 iguales?
3.0
• Ahora coloque start 2 = 11 ms; ¿qué ocurre con el segundo
• Grafique los valores que se obtuvieron en una curva de in- potencial de acción? Explique este resultado.
tensidad-duración y obtenga los valores de rebase, tiempo de
utilización y cronaxia. • Aumente progresivamente el valor de start 2 hasta que apa-
rezca otro potencial de acción. ¿Cuál es el valor de start 2 en
este punto?

• Calcule la frecuencia máxima de disparo de esta célula toman-
do en cuenta el tiempo necesario que debe separar a los dos
estímulos para que se produzcan dos potenciales de acción:
Hz.

• Coloque de nuevo el valor de start 2 en 11 ms y aumente la
amplitud 2 hasta que se produzca el segundo potencial de
acción. ¿Cuál es el valor de la amplitud del estímulo?

• ¿Los dos potenciales que se producen son iguales o diferen-
tes? Explique este resultado.

• Coloque start 2 en 10 ms. ¿Cuál es el valor de amplitud 2 que
se requiere para producir el segundo potencial de acción?

• ¿Por qué este valor es diferente al obtenido en el ejercicio
anterior?

U Acomodación U Despolarización espontánea

• Regrese a los valores iniciales, seleccione una duración del • Regrese a los valores iniciales. Mantenga la amplitud 1 = 0 y
estímulo de 15 ms y encuentre la amplitud a la que se genera aumente progresivamente la concentración externa de pota-
el potencial de acción. sio hasta que se produzca un potencial de acción. ¿Cuál es el
valor de la concentración externa de potasio en este punto?
• Mantenga estos parámetros, pero coloque el switch que se-
lecciona el tipo de estímulo en rampa (RAMP), note cómo se • ¿Cómo es el potencial de acción comparado con el obtenido
modifica la forma del estímulo en la gráfica inferior. ¿Qué en el primer ejercicio que hizo para obtener el valor umbral?
ocurre con el potencial de acción y por qué?
• ¿Cuál es el valor del potencial de membrana en reposo en este
• Con estos mismos parámetros aumente progresivamente la punto?
intensidad del estímulo hasta que se produzca de nuevo el
potencial de acción, ¿cuál es la intensidad requerida? • ¿Cuál es el valor del potencial de equilibrio del potasio en este
punto?
• ¿Es igual la forma del potencial de acción a la que se obtuvo
con la aplicación del estímulo cuadrado? Mueva el switch de • Continúe aumentando la concentración externa de potasio
PULSE a RAMP para ver las diferencias. Describa y explique las hasta un valor cercano a los 18 mM. ¿Qué ocurre?
diferencias que encuentre.
• ¿Cuál es el valor del potencial de membrana en reposo y del
potencial de equilibrio del potasio en este punto?

• Explique por qué se produce un potencial de acción si no hay
estímulo.

U Variaciones en la concentración
externa de calcio

• Regrese a los valores iniciales. Incremente la amplitud 1 hasta
2 mA; este estímulo produce una despolarización subumbral
sin llegar a generar un potencial de acción. Ahora vea lo que

Práctica 8 Potencial de acción 41

ocurre al disminuir progresivamente la concentración externa ahora se verá lo que ocurre al aplicar un estímulo anódico.
del calcio desde 1.5 a 0.4 mM. Explique este efecto. Disminuya progresivamente el valor de amplitud 1 a valores
• ¿Qué ocurre si disminuye la concentración externa de calcio negativos. Describa y explique los cambios que se observan en
hasta 0.2 mM? Explique el resultado. el potencial de membrana con este tipo de estímulo.
• ¿Este tipo de estímulo es excitador o inhibidor? ¿Por qué?
U Estimulación anódica • Continúe aplicando un estímulo anódico hasta llegar a un
valor mayor a −16 mA. Con este valor se produce un potencial
• Regrese a los valores iniciales. En los ejercicios anteriores se de acción, efecto que se llama interrupción anódica (anodal
aplicó siempre un estímulo catódico, que es despolarizante; break). Explique las posibles causas de este efecto.

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.



9Práctica

Sinapsis química

Competencias

• Analizar el mecanismo de la sinapsis química neuronal.
• Analizar el mecanismo de las sumaciones espacial y temporal relacionándolas con

las constantes de tiempo y de longitud, y su efecto sobre la transmisión sináptica.
• Analizar el mecanismo de inhibición presináptica y compararlo con el de inhibi-

ción postsináptica.

Revisión de conceptos que utiliza óxido nítrico como neurotransmisor. En este caso
el neurotransmisor no se almacena en vesículas, no se libera
La transmisión de información de una célula a otra se lleva a por exocitosis y tampoco se une a un receptor en la membra-
cabo mediante la sinapsis, que puede ser química o eléctrica. na celular de la célula postsináptica.
El flujo de corriente iónica en la sinapsis eléctrica ocurre por
uniones en hendidura entre células adyacentes, por ejemplo, Es necesario que se generen potenciales de acción para
entre células de músculo liso y entre células miocárdicas. En que la información que llega a la célula postsináptica se pro-
el sistema nervioso, las sinapsis eléctricas son raras; el tipo pague en ella. C omo un p otencial postsináptico excitador
de sinapsis predominante es la q uímica. En la sina psis quí- único es inca paz de p roducir despolarización de suficiente
mica, las células participantes no establecen contacto directo magnitud para llevar el potencial de membrana hasta el um-
y por ello s e denominan uniones funcionales. La comuni- bral y generar un potencial de acción, se requiere la suma de
cación entre las células presináptica y postsináptica en este varios potenciales para llegar al umbral. Esta sumación puede
tipo de sinapsis ocurre por un mediador químico que recibe ser temporal; por ejemplo, cuando en una misma sinapsis se
el nombre de neurotransmisor. Este neurotransmisor se sin- producen varios potenciales postsinápticos con un intervalo
tetiza y almacena en las terminaciones nerviosas de la célula muy corto entre ellos. La otra forma de sumación es la espa-
presináptica. cial; en est e caso los p otenciales ocurren al mismo tiem po,
pero en botones sinápticos distintos y las corrientes se suman
Los canales de calcio r egulados por voltaje se abren al viajar por el soma neuronal para llegar al cono axónico y
cuando un potencial de acción llega a la t erminal sináptica, producir el p otencial de acción. Los dos tipos de sumación
lo que permite la entrada de calcio a la cél ula, el cual movi- ocurren al mismo tiem po y su ef ecto es modificado por las
liza las v esículas con el neurotransmisor para que se unan constantes de tiempo y de lo ngitud, cuyo valor depende de
a la membrana y éste se libere por exocitosis a la hendid u- las características de la membrana en la célula postsináptica.
ra sináptica. Una vez que el neur otransmisor se encuentra
en la hendidura, que mide alrededor de 20 nm, s e difunde La constante de tiempo se define como el tiempo necesa-
hasta alcanzar la membrana postsináptica, donde se une al rio para que una célula a la que se inyecta corriente eléctrica
receptor, modifica la conductancia para uno o va rios iones tenga un valor 37% menor que el voltaje máximo que alcanza
y genera un potencial postsináptico que puede ser excitador (figura 9.1). Se representa como τ = 1/e, donde e es el núme-
(despolarización) o inhibidor (hiperpolarización). ro neperiano con valor de 2.72. E l valor de la co nstante de
tiempo depende de las características de la membrana, como
Aunque esta es la secuencia de hechos en la mayor parte
de las sinapsis químicas, se observan variaciones, como en la

43

44 Manual de laboratorio de fisiología Potencial E Corriente

Corriente I

Pulso de corriente

E t 0%

Célula Potencial 37%
Potencial
electrónico

100%
0 50 100 150 ms

Figura 9.1 Constante de tiempo.

resistencia (Rm) y capacitancia (Cm). A mayor resistencia se re- para dar una respuesta, que consiste en la p roducción o no
quiere más tiempo para despolarizar la membrana, y a mayor de potenciales de acción, la cual depende de que la suma de
capacitancia se necesita más tiempo para descargar el conden- la corriente de los p otenciales postsinápticos que alcanzó
sador de la membrana; por lo tanto: t = RmCm. El valor de esta el cono axónico llegue o no al um bral. En consecuencia, la
constante varía entre 5 y 50 ms en las diferentes células. neurona postsináptica integra la información contenida en
los cientos de sinapsis que ocurren en ella. No todos los po-
La constante de lo ngitud tiene im portancia particular tenciales postsinápticos son iguales: algunos son excitadores
en porciones alargadas de la cél ula como los ax ones. Esta (PEPS), en tanto que otros son inhibidores (PIPS). Además,
constante corresponde a la distancia que recorre la corriente no todos los potenciales son de la misma magnitud y el flujo
desde el sitio de inyección hasta el sitio en que el valor del de la corriente electrotónica de cada uno de ellos se enfrenta
potencial es igual a 37% del p otencial máximo (figura 9.2). a diferentes constantes de tiem po y lo ngitud. Por ejemplo,
Se representa como λ = 1/e. Su valor, que depende de la re- la constante de longitud es menor en una sinapsis que ocu-
sistencia de la mem brana (R0) y de la r esistencia interna de rre en la porción distal de una dendrita en comparación con
la célula (Ri), es mayor cuando la resistencia de la membrana la de una sinapsis en el s oma. Por último, la respuesta de la
es alta y la r esistencia interna es baja, de manera que la co- neurona depende de que la corriente que llegue al cono axó-
rriente fluye por el sitio de menor resistencia; esta situación nico tenga la magnitud suficiente para llevar el potencial al
se presenta en los axones gruesos y por tanto λ = √ Rn/Ri. Su umbral; en este caso se producen potenciales de acción cuyo
valor varía entre 0.1 y 5 mm en las diferentes células. número está en función del tiempo que el potencial perma-
nezca por arriba del umbral.
Cada sinapsis constituye información que llega a la neu-
rona postsináptica; la función de esta neurona es integrarla

I E0 E2.5 E5

Fibra muscular

2.5 mm 2.5 mm
I2.5
I0 I5
Emáx
Cambio de potencial tras un pulso
E0 largo de corriente

E2.5
E5

0 1 2 3 4 5 6 mm

I = Distancia del electrodo de corriente
Figura 9.2 Constante de longitud.

Práctica 9 Sinapsis química 45

ACTIVIDADES

Para demostrar las propiedades fisiológicas de una sinapsis química Del lado izquierdo de la pantalla que se despliega aparece un
neuronal se utiliza un programa computacional titulado Sinapsis, cuadro con el esquema animado de dos neuronas presinápticas (A
diseñado por el doctor Michael J. Davis, del Departamento de Fi- y B) y una neurona postsináptica (C); en esta última está colocado,
siología Médica del Texas A&M University System Health Science cerca del cono axónico, el electrodo para registrar los cambios en
Center. el potencial de membrana. En este modelo, las dos neuronas presi-
nápticas se estimulan mediante la aplicación de estímulos eléctri-
Si por alguna razón resulta imposible emplear este programa, cos de intensidad suficiente para que cada uno genere un poten-
los problemas que aquí se presentan pueden resolverse con base cial de acción, que viaja por el axón y llega a la terminal sináptica
en los conocimientos básicos del funcionamiento de una sinapsis para liberar el neurotransmisor. Debe notarse que el estimulador
química. no se muestra en el esquema.

U Inicio del programa e instrucciones Los valores iniciales se han establecido para que, al correr el
generales programa, la célula presináptica A se estimule con un pulso a la
frecuencia de disparo más baja, que es 1. Para correr el programa,
Si el programa no está abierto en la pantalla de la computadora, presione la flecha que está en la parte superior izquierda (→) o
dar clic en el ícono correspondiente en la pantalla del escritorio, seleccione RUN en el menú OPERATE.
o bien, dar clic al botón de Inicio y seleccionar “Programas” de la
lista que se despliega, hasta elegir “Sinapsis”. Ampliar al máximo Si presiona el botón con dos flechas que se halla a la derecha
la ventana mediante clic en el cuadro que se encuentra en la de la flecha que inicia el programa, éste corre de manera continua;
esquina superior derecha. La imagen desplegada debe ser como para detenerlo, presione el botón STOP que está a la derecha del
la que se muestra en la figura 9.3. anterior, y para regresar a los valores iniciales, detenga el pro-
grama y seleccione REINITIALIZE ALL TO DEFAULT en el menú OPERATE.

+ SYN3PR2.VI

File Edit Operate Windows

A Synapse Physiology
Computer Laboratory

–55

C Em of –60

B Cell C

–65

Status Cell A Cell B Cell C General –70 A
Firing rate fire silent B
Pulse Delay # Pulses –75
Conductance 11 1 0 2 4 06 8 10

1.0 1.0 Wiring Time (ms)
K+Na K+Na A->
0.4
Time constant 1.0 Remember Previous Trace off
Display Speed 3
Length constant

Figura 9.3 Pantalla de inicio del programa SINAPSIS.

46 Manual de laboratorio de fisiología

Corra el programa y utilice estos tres botones para observar su ¿Cuáles son las características de este tipo de potencial postsináp-
funcionamiento. tico?

Debajo del esquema de la sinapsis neuronal se encuentran los Note que el potencial generado se caracteriza por un ascenso rá-
controles que permiten modificar en forma independiente los pa- pido y un descenso más lento. ¿Por qué ocurre esto?
rámetros de estimulación de las dos neuronas presinápticas:
Aumente el número de pulsos a 4 (# pulses) y observe el resulta-
1. Status. Indica si la neurona está enviando estímulos (Fire) o si
se encuentra inactiva (Silent). do. Advierta que aparecen cuatro estímulos y cuatro potenciales

2. Firing rate. Es la frecuencia con la que se aplican estímulos independientes. A continuación incremente la frecuencia de dis-
sucesivos; la mínima posible es 1 y la máxima, 10.
paro (Firing rate) de uno en uno hasta un valor de 9; puede poner
3. Pulse delay. Es el tiempo que separa el estímulo de la neurona
A del estímulo generado en la neurona B. Recordar el trazo anterior (Remember previous trace) en ON para

4. Conductance. Selecciona el ion o iones para los cuales el neuro- observar los cambios entre estímulos. Observe cómo se modifican
transmisor modifica la conductancia en la célula postsináptica.
el potencial y la distancia entre los estímulos.
Los controles de las propiedades de la neurona postsináptica incluyen:
Dibuje la respuesta observada, que corresponde a la sumación
1. Constante de tiempo (Time constant). Es el tiempo que tarda
el potencial de membrana en tener 37% menos del voltaje temporal.
máximo que alcanza.
¿Qué amplitud alcanza el potencial de excitación postsinápti-
2. Constante de longitud (Length constant). Es la que recorre el
potencial antes de alcanzar 37% del voltaje máximo inicial. co con la frecuencia de disparo de 9? mV.

También hay dos controles generales: Explique en qué consiste la sumación temporal.

1. Número de pulsos (# pulses). Es el número de estímulos que se En tanto mantiene la frecuencia de disparo en 9, aumente el nú-
aplican a las neuronas presinápticas.
mero de pulsos (# pulses) de uno en uno. Observe qué ocurre con
2. Conexión (Wiring). Establece con cuál neurona hace sinapsis
la neurona A; puede ser la B o la C. el potencial de membrana y determine el número de pulsos nece-

Del lado derecho de la pantalla se grafican los cambios en el po- sarios para llegar al valor umbral: pulsos.
tencial de membrana (Em) de la célula C a partir de un potencial
de reposo de –70 mV. Una línea punteada señala el valor umbral ¿Qué debería ocurrir una vez que el potencial de membrana llegue
en –60 mV. En la parte inferior de la misma gráfica aparecen los al valor umbral?
estímulos que se aplican. En este caso cada estímulo aplicado a
las neuronas presinápticas representa un potencial de acción que La siguiente actividad muestra por qué no se observa la respuesta
llega al botón sináptico y libera neurotransmisor. esperada.

Debajo de esta gráfica se hallan dos controles adicionales: U Efecto de la constante de tiempo
sobre la sumación temporal
1. Mantener el registro anterior (Remember previous trace). Si
se activa (ON), los trazos obtenidos no se borran y pueden Sin modificar los parámetros, frecuencia de descarga de 9 y núme-
compararse trazos consecutivos. ro de pulsos necesarios para llevar el potencial al umbral, cambie
la constante de tiempo de 0.4 a 0.5 y corra el programa. ¿Qué
2. Velocidad de la pantalla (Display speed). Permite disminuir la ocurre? Describa y explique el efecto.
velocidad a la que se dibuja la respuesta; esto puede ser útil
en computadoras muy rápidas. Para ver los efectos de la constante de tiempo sobre los po-
tenciales postsinápticos aislados, vuelva a los valores originales
U Sumación temporal (REINITIALIZE ALL TO DEFAULT) y cambie la constante de tiempo. Ob-
serve los cambios; puede activar REMEMBER PREVIOUS TRACE para
En esta actividad se demuestra cómo la estimulación de una sola mayor comparación.
célula presináptica genera potenciales postsinápticos que se su-
man en el tiempo. Inicie con los valores originales (REINITIALIZE
ALL TO DEFAULT) y seleccione estimulación (Fire) para la neurona A.
Comience el programa presionando la flecha de la parte superior
izquierda o seleccionando RUN del menú OPERATE. Observe cómo se
dibuja el cambio en el potencial de membrana en la gráfica, junto
con el estímulo que se aplicó.

¿Qué nombre recibe este potencial?

Práctica 9 Sinapsis química 47

¿Cómo modifican la magnitud del potencial postsináptico los cam- U Efecto de las variaciones en la constante
bios en la constante de tiempo? de longitud sobre la sumación espacial

¿Cómo se modifica la duración del potencial postsináptico al cam- Regrese a los valores originales y compare los potenciales post-
biar la constante de tiempo y qué significa? sinápticos que se obtienen al modificar de manera progresiva la
constante de longitud de 1 a 0.1.

Explique por qué disminuye la magnitud del potencial postsináptico.

Defina constante de tiempo.

U Sumación espacial Coloque el número de pulsos en 3 y la frecuencia de descarga de A
en 9, y compare la magnitud del potencial postsináptico cuando la
constante de longitud es 1 y cuando es 0.1.

Explique por qué la magnitud es distinta al variar la constante de
longitud.

En esta actividad se demuestra cómo se suman las sinapsis que ocu-
rren en diferentes lugares. Regrese a los valores originales y encien-
da RECORDAR EL TRAZO ANTERIOR para comparar los potenciales post-
sinápticos que se producen cuando la neurona A se estimula sola y
cuando las neuronas A y B se estimulan al mismo tiempo.

Estimule primero sólo la neurona A (A = Fire). ¿Cuál es el voltaje U Combinación de sumación espacial
y temporal
del potencial? mV.

Ahora estimule A y B (A y B = Fire). ¿Cuál es el voltaje del poten- Regrese a los valores originales y seleccione A = Fire, # pulses = 5
cial? mV. y Firing rate de A = 8. Esto significa que la neurona A se estimulará
con cinco pulsos a una frecuencia de 8. Corra el programa.
Para observar con más claridad cómo ocurre la sumación espacial,

aumente el retraso (Delay) de la célula B a 1.4. ¿Cuál es ahora el ¿Cuál es la amplitud máxima del potencial excitador postsináptico

voltaje de la respuesta? mV. (PEPS)? mV.

Explique por qué son diferentes las magnitudes de los potenciales ¿Qué tipo de sumación ocurre?
postsinápticos obtenidos en las tres situaciones anteriores.

Incremente el retraso (Delay) de la célula B y observe la respuesta. Estimule ahora también a la célula B a una frecuencia de 5 (B =
¿Con qué valor de retraso no hay sumación? Fire, Firing rate = 5).

¿Cuál es la amplitud máxima del PEPS? mV.

¿Qué tipo de sumación se presenta?

Explique en qué consiste la sumación temporal.

Identifique semejanzas y diferencias entre las sumaciones tempo- Incremente en forma progresiva la frecuencia de estimulación de
ral y espacial. la célula B y observe la respuesta. ¿A qué frecuencia se llega al
umbral y se produce un potencial de acción?

48 Manual de laboratorio de fisiología

Mantenga estos parámetros y aumente el retraso de estimulación ¿Cómo se explica este resultado?
de la célula B (Delay) a 1.2. ¿Qué ocurre?

Para observar otro ejemplo de interacción entre sumación espacial Cambie enseguida la conductancia que se modifica a la del cloro
y temporal regrese a los valores originales y seleccione: A = Fire,
B = Silent, Firing rate de A = 9, # pulses = 5, constante de tiempo y aplique el estímulo. ¿Cuál es la magnitud del PEPS? mV.
= 0.6. Corra el programa. El potencial no llega al umbral, pero si se
suma un solo potencial más de la célula B, se alcanza el potencial. ¿Por qué ocurre esta respuesta con el cloro?
Seleccione B Fire y corra el programa para ver este efecto.
A continuación cambie la conductancia que se modifica a K y
Este ejemplo muestra que la célula B funciona como una es- Cl, y aplique un estímulo. ¿Cuál es la magnitud del potencial?
pecie de interruptor de encendido o apagado que controla si la
información de la célula A pasa a la célula B o no lo hace. mV.

Explique la importancia de las sumaciones espacial y temporal, y
de las constantes de tiempo y longitud, en la transmisión de infor-
mación sináptica.

Cambie la conductancia a la del K solo y estimule.

¿Cuál es la magnitud del potencial? mV.

¿Qué nombre reciben estos potenciales negativos?

U Efecto de variar la conductancia a Si el potencial de membrana no se modifica al aumentar la con-
diferentes iones en la célula postsináptica ductancia al cloro, ¿por qué la amplitud del potencial inhibidor
(variación en el neurotransmisor postsináptico (PIPS) es menor cuando se incrementa la conductan-
o en el tipo de receptor) cia al K y el Cl que cuando se aumenta sólo para el K?

La conductancia a diferentes iones en la célula postsináptica se ¿Cómo se llama este tipo de inhibición?

modifica de acuerdo con el neurotransmisor y el receptor al que

éste se une. Esta actividad ejemplifica lo que ocurre según la

conductancia que se modifica.

Para observar mejor los cambios es recomendable correr el

programa en forma continua: dé clic en el botón con las dos fle-

chas que se encuentran en la parte superior izquierda de la barra U Inhibición presináptica

de herramientas.

Regrese a los valores originales. Note que la conductancia que Para ejemplificar este tipo de inhibición se requiere cambiar la

varía es la de Na y K. Aplique un estímulo y mida la magnitud del forma en la que las tres neuronas estén interconectadas.

potencial obtenido. mV. Regrese a los valores iniciales y cambie conexión (Wiring) a A

Escriba un ejemplo de neurotransmisor cuya acción consista en > B. El dibujo se modifica y ahora la neurona A hace sinapsis con
modificar la conductancia de sodio y potasio.
la neurona B. Corra el programa y explique la respuesta que se

obtiene con este nuevo arreglo.

Estimule la célula B, no la A; para ello seleccione A = Silent

y B = Fire. Explique la respuesta que observa y anote la magnitud

del potencial de membrana. mV.

¿Por qué se produce despolarización a pesar de que hay salida de Aplique ahora un estímulo a las dos células (A y B) (A = Fire y
potasio?
B = Fire). Escriba la magnitud de la respuesta. mV.

¿Cómo es la magnitud de la respuesta en relación con la obtenida
cuando sólo se estimula B y por qué ocurre este cambio?

Para ver el efecto del potasio sobre el potencial postsináptico cam-

bie la conductancia que se modifica a la del Na solo y compare la

magnitud del potencial postsináptico que se produce con el valor

obtenido en el caso anterior. mV.

Práctica 9 Sinapsis química 49

Con estos mismos parámetros aumente de manera progresiva el
retraso de estimulación de B (Delay) hasta un valor de 3. Describa
y explique los cambios en el potencial postsináptico.

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.



10Práctica

Estimulador, electrodos,
transductores y sistemas de registro

Competencias

• Analizar los diferentes tipos de estímulos eléctricos y sus aplicaciones en
medicina.

• Utilizar el estimulador para generar estímulos eléctricos de acuerdo con pará-
metros predeterminados de tipo y número de estímulos, intensidad, duración y
frecuencia.

• Interpretar los símbolos que aparecen en los estimuladores para identificar los
que pueden utilizarse en el ser humano.

• Clasificar los electrodos en monopolares y bipolares, y comparar el tipo de regis-
tro que se obtiene con cada uno de ellos.

Revisión de conceptos bricar estimuladores de mayor precisión que puedan contro-
larse mediante la computadora.
Todas las células vivas poseen un potencial electroquímico
entre la parte interna y la ext erna de la mem brana celular, Para utilizar un estimulador en humanos debe tenerse la
que recibe el no mbre de p otencial de mem brana en r epo- seguridad de que el equipo se diseñó y aprobó para ello, por-
so o sim plemente potencial de mem brana. Este potencial
de membrana puede modificarse mediante la aplicación de Figura 10.1 Diferentes tipos de estímulos generados con el
estímulo eléctrico, mecánico o químico en las células que se equipo Power Lab y registrados en la computadora
conocen como excitables (nerviosas, musculares y glandula- con el programa Chart 5.
res). Cuando el estímulo aplicado a una célula excitable es de
suficiente intensidad para llevar el p otencial de membrana
en reposo hasta el potencial umbral, se generan potenciales
propagados que se llaman potenciales de acción, y mediante
ellos se modifica la función celular o se transmite informa-
ción a otras células.

En el medio experimental, los estímulos que más se utili-
zan para el estudio de los tejidos excitables son los eléctricos;
se generan mediante un estimulador y pueden adquirir dife-
rentes formas (figura 10.1): cuadrados, en rampa, en rampa
sinusoidal, en ra mpa de v oltaje variable, compuestos, etc.
Los que más se emplean son los pulsos cuadrados.

El tipo de estimulador que se usa en fisiología evolucio-
nó con el paso del tiempo. Al principio se recurría a estimu-
ladores de bulbos, después de transistores y en la actualidad
se recurre a la tecnología electrónica más avanzada para fa-

51

52 Manual de laboratorio de fisiología

que los requisitos de seguridad son distintos a los de o tros 200 ms, la máxima frecuencia que puede utilizarse es de 5 Hz,
estimuladores. En g eneral, el eq uipo electrónico aprobado ya que en 1 s (1 000 ms) no puede haber más de cinco estímu-
para empleo en h umanos lo esp ecifica mediante símbolos los con una duración de 200 ms. Si la duración del estímulo es
visibles en la pa rte frontal. El equipo Power Lab de ADIns- de 500 ms, la frecuencia máxima es de 2 H z; cuando la dura-
truments, en el que se basan las prácticas de este manual, usa ción es de 100 ms, la frecuencia máxima es de 10 Hz; si la du-
los siguientes: ración es de 250 ms, entonces es de 4 Hz, etcétera.

Protección corporal. Este símbolo significa Electrodos de estimulación
que el equipo puede conectarse directo al cuer-
po, siempre y cuando no se establezca una co- Los electrodos de estimulación sirven para llevar el estímulo
nexión directa al corazón. eléctrico hasta el órgano, tejido o sujeto de experimentación,
Protección cardíaca. Este símbolo denota que por lo que deben ser de un material que conduzca en forma
el equipo puede conectarse directo al cuerpo, adecuada la corriente eléctrica. Son de diferente tipo: capi-
aun cuando se establezca una co nexión eléc- lares de vidr io llenos co n una s olución electrolítica, como
trica directa al corazón. KCl; de plata clorurada, y de p latino; incluso los alfileres o
Por lo t anto, cada vez que se vaya a us ar equipo con seres las agujas de laboratorio pueden usarse como electrodos de
humanos, verifíquese que fue diseñado para ello. La figura estimulación según el experimento que se realice. La figura
10.2 presenta un estimulador para empleo en humanos con 10.3 muestra un ejemplo de electrodo para estimulación en
el signo de protección corporal visible al frente. seres humanos.
Los estimuladores son de muy diversos tipos, pero todos
comparten la posibilidad de establecer los parámetros bási- Electrodos de registro
cos del estímulo: intensidad, duración y frecuencia. Además
de estos parámetros y de acuerdo con el estimulador, pueden Los tejidos producen potenciales eléctricos, como el poten-
establecerse algunos más, co mo número de estím ulos, du- cial de membrana y los p otenciales de acción, que se regis-
ración de la estim ulación, estímulos sencillos, dobles o en tran mediante electrodos que unen el órgano, tejido o sujeto
trenes, entre otros. a un sist ema que detecta el cambio de voltaje o el flujo de
La intensidad del estímulo se establece en amperios o en corriente en relación con el tiempo. Como el voltaje es una
voltios, por lo general en mV y mA, s egún el equipo y los fi- diferencia de cargas entre dos puntos, para su medición se
nes que se persiguen. La duración representa el tiempo que requieren dos electrodos dispuestos en sitios distintos. Pue-
el estímulo persiste, es decir , cuánto dura la a plicación del den obtenerse registros unipolares o bipolares según el sitio
voltaje o a mperaje seleccionado; las d uraciones que se usan en que se instalen los electrodos.
más a menudo se miden en milisegundos (ms). La frecuencia
constituye las veces que se aplica el estímulo por segundo y El registro unipolar se utiliza cuando se miden cambios
se mide en H z. Para obtener una misma r espuesta, la dura- de voltaje en sitios muy localizados; por ejemplo, registros
ción y la in tensidad del estímulo varían en relación inversa; intracelulares o extracel ulares de células aisladas. En est e
esto quiere decir que si la intensidad se aumenta, la duración caso, el electrodo de registro se coloca en el tejido en el que
debe disminuirse, y vice versa. Esta relación se observa con interesa medir el ca mbio de voltaje; este cambio se compa-
claridad mediante una c urva de in tensidad-duración, como ra con un segundo punto con estabilidad eléctrica, donde se
la que se realizó en la p ráctica 8. Asimismo, al est ablecer la coloca un segundo electrodo llamado electrodo de referen-
frecuencia, debe considerarse la duración del estímulo, pues cia, que ha de ub icarse lejos del de r egistro; no deb e estar
la multiplicación de los dos no deb e ser superior a 1 000 m s. en un sitio en el q ue ocurran cambios de voltaje durante el
Por ejemplo, si s e aplica un estím ulo con una d uración de procedimiento experimental porque esto interferiría con la
medición. El electrodo de referencia también puede conec-
Figura 10.2 Estimulador diseñado para empleo en humanos con el tarse a tierra para disminuir las interferencias. El cambio de
símbolo de protección corporal. voltaje se mide entre dos electrodos colocados sobre el órga-
no o tejido de interés en el registro bipolar. En tal caso se usa
un tercer electrodo para conectar al sujeto o tejido a tierra y
reducir las interferencias.

En términos generales, un elec trodo de r egistro y uno
de estimulación son iguales; lo que difiere es el equipo al que
se conectan: el elec trodo de estim ulación se conecta a un
estimulador y el de r egistro a un sist ema de r egistro. Otra
diferencia en el uso de estos dos tipos de electrodos consiste
en que con los electrodos de registro se recomienda utilizar
gel o pasta conductora para favorecer el paso de la corriente
eléctrica hacia el electrodo; éste no es necesario con los elec-
trodos de estimulación. En la figura 10.3 se muestra un ejem-
plo de electrodos de registro y de estimulación; nótese que el
tipo de conector es distinto en los dos elec trodos porque se
conectan a equipos diferentes.

Práctica 10 Estimulador, electrodos, transductores y sistemas de registro 53

AB Figura 10.4 Dinamómetro para medir fuerza mecánica.

Figura 10.3 Electrodos de estimulación (A) y de registro
(B) corporales.

Transductores Otra dificultad del registro de potenciales bioeléctricos
es su magnitud pequeña, por lo que es necesario amplificar
Otro instrumento al que se recurre con frecuencia para me- la señal antes de pasarla a cualquier sistema de registro. Para
dir parámetros fisiológicos es el transductor. Su función ra- esto se usan los amplificadores, que además sirven para lim-
dica en transformar un tipo de energía en energía eléctrica. piar la señal mediante filtros de paso altos y bajos. Un siste-
Quizás el ejemplo más conocido sea el fotómetro para medir ma de registro típico incluye lo siguiente:
la intensidad luminosa; se trata del exposímetro de las cáma-
ras fotográficas, en el que un sensor capta la intensidad de luz Tejido
presente y la tra nsforma en energía eléctrica, que desplaza Electrodo
una aguja sobre un cuadrante y proporciona la magnitud de Amplificador
la luminosidad, ya que la cantidad de energía eléctrica que se
genera es proporcional a la intensidad luminosa. Osciloscopio Polígrafo Sistema Cinta

Entre las variables que se miden en el s er humano con
ayuda de un transductor se encuentran la fuerza y la tensión
muscular, así como la presión en el interior de los vasos san-
guíneos. Todos estos fenómenos representan energía mecá-
nica que se transforma en energía eléctrica para su medición
con ayuda del transductor adecuado. La figura 10.4 muestra
un dinamómetro como ejemplo de transductor de fuerza.

Sistemas de registro

Los parámetros medidos con electrodos o transductores de-
ben enviarse a un sist ema de registro adecuado para su me-
dición y análisis. Los cambios de voltaje que ocurren en los
tejidos ofrecen cierta dificultad para su r egistro a ca usa de
la rapidez con la q ue ocurren. Como ejemplo, basta recor-
dar el p otencial de acció n neuronal, que dura 1 m s en p ro-
medio. Por lo t anto, se requiere equipo capaz de p ercibir
cambios rápidos de voltaje o corriente para registrar la ac ti-
vidad eléctrica de una cél ula, órgano o t ejido. Aunque para
ello resulta de gran utilidad el osciloscopio de rayos catódicos,
en la actualidad lo reemplaza la tecnología computacional, que
registra cambios rápidos de voltaje y además tiene la v entaja
de permitir el almacenamiento de la información, de manera
que los datos puedan graficarse o analizarse después; inclusive
pueden efectuarse análisis estadísticos, que incorporan la ma-
yor parte de los programas actuales de registro.

54 Manual de laboratorio de fisiología

ACTIVIDADES

En esta práctica se utiliza la unidad Power Lab como estimulador. experimentos) y seleccione Estímulos eléctricos de la lista. Una
La salida de la unidad se conecta al canal 1 para registrar los pul- vez abierta la pantalla amplíela mediante un clic en el botón del
sos generados (figura 10.5). extremo superior derecho. La pantalla que se despliega debe ser
como la que se muestra en la figura 10.6.
Figura 10.5 Unidad Power Lab con la salida conectada al canal 1.
Si no aparece esta ventana vaya a Archivo en la barra de he-
U Inicio del programa e instrucciones rramientas y seleccione Experiments gallery; en la nueva ventana
generales abra el archivo Experiments gallery y seleccione Estímulos eléc-
tricos.
Si aún no inicia el programa en su computadora, haga clic en
el ícono de acceso directo a Chart 5 en la pantalla del escrito- U Significado de los botones de control
rio. En la nueva pantalla que se despliega se abre una pequeña en la pantalla
ventana: haga clic en el archivo Experiments gallery (Galería de
Esta sesión de laboratorio también es útil para familiarizarse con
los controles del programa Chart 5 que utiliza el equipo Power Lab,
ya que este equipo se empleará para el registro y la estimulación
en prácticas posteriores. En este caso, la pantalla aparece dividida
en dos, lo que significa que se registra en dos canales diferentes; el
nombre del canal aparece a la derecha de la pantalla: el superior se
denomina Estímulo y en él se registrarán los estímulos generados
con el estimulador, y el inferior recibe el nombre de Marcador y
sirve para registrar una marca que señala el momento en que se
aplica el estímulo.

Los dos canales incluyen un botón a un lado del nombre; pre-
siónelo y se desplegará una lista de opciones separadas en dos gru-
pos por una línea horizontal. Las opciones superiores sirven para
encender o apagar el canal, o para seleccionar el amplificador que

Figura 10.6 Pantalla de inicio para la actividad Estímulos eléctricos.

Práctica 10 Estimulador, electrodos, transductores y sistemas de registro 55

está conectado a la unidad principal de Power Lab: para la pre- pueden verse todos los comentarios seleccionando Ventana en la
sente práctica no se selecciona ninguno. Las opciones de la parte barra de herramientas. De la lista que se despliega se presiona Co-
inferior sirven para realizar cálculos matemáticos de las señales mentarios, y se abre una ventana con una lista en la que se observa
registradas; como en esta práctica no se utilizarán, debe seleccio- el número del canal en el que se hizo el comentario, el tiempo del
nar Sin cálculo. registro en el que se realizó y el texto de cada uno de ellos. Cierre
esta ventana y regrese a la pantalla de registro.
Regrese a la ventana principal mediante un clic en cualquier
lugar fuera del listado. Arriba del nombre del canal se ubica un En la parte izquierda de la gráfica aparece la unidad corres-
valor que señala el máximo voltaje que puede registrarse en ese pondiente al eje de las Y, en este caso voltios, por lo que hay una
canal; se puede modificar este valor de acuerdo con la magnitud “V”. En la parte superior también se ubica un botón que permite
de la señal que se va a registrar. Para ver las posibilidades de se- cambiar algunas características de este eje. Presiónelo y vea el
lección, haga clic en el botón que se encuentra al lado de 10 V; por listado en el que se indican las posibilidades de tener sólo valores
el momento no modifique el valor. positivos o negativos (monopolar), la escala dividida en positivos y
negativos (bipolar), invertir la polaridad del registro (Invertir escala
Arriba del botón de 10 V se localiza un botón que en este caso y datos), cambiar la escala del eje según la necesidad (Definir la
señala 100/s, que corresponde a la sensibilidad del registro en el escala) o permitir que se establezca el valor de la escala en forma
tiempo; 100/s significa que un segundo se divide en 100 partes y automática (Autoescalar). Por el momento no haga ninguna selec-
el voltaje se registra en cada uno de esos 100 puntos. Si se quie- ción y salga de esta ventana mediante un clic fuera de ella.
re un registro más preciso es necesario aumentar este valor, por
ejemplo a 400/s. El segundo se divide en 400 partes y el voltaje se U Determinación de los parámetros
registra en cada uno de los puntos. de estimulación

En la parte inferior derecha de la pantalla se encuentra un En esta práctica se utiliza la unidad de Power Lab para generar
botón con el nombre Iniciar; el registro comienza al presionarlo y estímulos. Cierre el registro que hizo hasta ahora sin guardar los
su nombre cambia a Detener, por lo que el registro se detiene al cambios y abra de nuevo el archivo Estímulos eléctricos desde la
presionarlo de nuevo. Para que observe estos cambios presione el galería de experimentos.
botón y después detenga el registro. En este momento sólo apare-
ce una línea horizontal, ya que aún no se registra nada. Abra el menú Configuración de la barra de herramientas y se-
leccione Estimulador. A continuación se despliega una nueva ven-
Cuando se presiona el botón que se halla al lado de Inicio con tana, como en la figura 10.7, donde se establecen los parámetros
el dibujo de un rollo fotográfico aparece tachado y eso significa de estimulación. Al principio todos los parámetros están inactivos.
que no hay registro, aunque cualquier otra cosa que se controle Para activarlos ponga el botón Modo del estimulador en Pulso; la
con el programa se mantiene en funciones; por ejemplo, el estimu- otra opción, que aparece como Paso, se verá más adelante.
lador; presiónelo y vea cómo cambia.
Elija los parámetros de estimulación de la siguiente manera:
A la izquierda de estos botones se halla uno señalado como
1:1 que sirve para comprimir la pantalla y ver más datos en el 1. Salida: elija Continuos, lo que significa que los estímulos se
mismo espacio. El valor es 1:1 cuando no hay compresión; haga aplicarán mientras se esté registrando; la otra opción, Con-
clic en este botón para ver los valores de compresión disponibles; figurar número, le permite aplicar el número predeterminado
seleccione 2:1 o 5:1 para observar el efecto y regrese a 1:1. de estímulos que se indica en la opción Número de Pulsos.

Al lado del botón anterior se halla otro con flechas hacia la 2. Iniciar: seleccione Cuándo se inicia el registro, lo que signi-
derecha y la izquierda; sirve para moverse a lo largo del registro fica que el estímulo se aplica al comenzar a registrar; esto
mientras se está registrando. Comience un registro presionando ocasiona que a veces la parte inicial del estímulo no se vea
lniciar, después presione el botón anterior y muévase a lo largo del en la pantalla. Para evitarlo seleccione 10 ms en Retardo con
registro con la barra de deslizamiento para ver su función. el fin de que el estímulo se aplique 10 ms después de iniciar el
registro. La otra opción marcada como Manualmente signi-
En la parte superior de la pantalla se localiza un espacio que fica que el estímulo se aplica cuando se presiona el botón
dice Comentario; aquí pueden escribirse comentarios de lo que se Estimular.
modifica mientras se hace un registro. El número de la izquierda
corresponde al número del comentario y se inserta al presionar 3. Rango: seleccione herzios (Hz) con una frecuencia de 1 Hz. La
Enter o el botón Agregar. En el cuadro señalado como Canal se opción PPM significa pulsos por minuto.
puede seleccionar en qué canal se agrega el comentario, que es
para todos los canales si se selecciona asterisco (*). El registro 4. Duración del pulso: establézcala en 1 ms.
debe estar realizándose para agregar el comentario; de lo contra- 5. Rango de salida: aquí se indica la máxima intensidad que el
rio, esta opción está inactivada. Presione el botón Iniciar y escriba
en Comentario: “Registro de prueba”; presione Enter para que el estímulo puede tener y varía de 200 mV a 10 V; elija 10 V.
comentario se agregue. Observe cómo aparece el comentario, y en 6. Amplitud: determine la intensidad del estímulo. Para este ejer-
la parte inferior el número que indica el que le corresponde. Pruebe
agregando un comentario para el canal 1 y otro para el canal 2 en cicio determine una amplitud de 5 V moviendo el puntero des-
forma individual. A continuación puede verse el comentario si el lizante que se halla justo abajo o presionando hacia arriba y
cursor se coloca sobre el número que apareció en la parte inferior abajo las flechas que están a un lado del valor. Con estos dos
en el momento en que se insertó el comentario. Al hacer esto, el métodos pueden hacerse variaciones pequeñas; la tercera forma
cursor se transforma en una mano y mediante un clic aparecen consiste en teclear de manera directa el valor en el recuadro.
el comentario y el tiempo del registro en el que se realizó. También 7. Línea de base: indica el nivel en que se inicia el registro. Se-
leccione el valor cero para comenzar en cero voltios.

56 Manual de laboratorio de fisiología

Stimulador - Documento3

Modo del estimulador Pulso Marcador del canal: Marcador
Número de pulsos 1
Salida Continuos
Configurar Número de

Iniciar Cuando se inicia el registro Retardo 10.0 ms
Manualmente Estimular

Rango: PPM Hz Rango de Salic 10V
1.00000 Hz Amplitud 5.0000 V
Frecuencia

Duración Pulso 1.00 ms Línea de bas 0.0000 V

Ayuda Cerrar

Figura 10.7 Ventana para establecer los parámetros de estimulación.

8. Marcador de canal: se encuentra en la parte superior derecha. Detenga el registro y seleccione la compresión 5:1; esto le permite
Elija Marcador para que en el canal 2 aparezca una señal comparar los registros de diferentes frecuencias en una misma
cada vez que se aplica un estímulo. pantalla.

Cierre esta ventana, vaya de nuevo a Configuración en la barra Estímulos de diferente voltaje
de herramientas y seleccione Panel del estimulador; aparece un
pequeño recuadro con los parámetros de frecuencia, duración Cambie de nuevo la compresión a 1:1 y la frecuencia a 1 Hz. Ahora
y amplitud elegidos. Mueva esta ventana y colóquela donde no modifique el voltaje a 3 V y registre por 10 s. Vea que el registro es
impida la visualización del registro; la parte superior derecha de de menor tamaño; verifique que el voltaje del estímulo sea de 3 V
la pantalla es un buen sitio. Desde aquí puede cambiar los pará- con base en la escala del registro. Note que el tamaño del registro
metros de estimulación sin necesidad de volver a la ventana del se modifica sólo en el canal 1, que es donde se registra el estímulo;
estimulador, así como desactivar y activar la estimulación con los el del canal 2 no se modifica porque lo que aquí se registra es una
botones ON y OFF. marca que indica el momento de aplicación del estímulo y siempre
tiene la misma magnitud.
Estímulos de diferente frecuencia
Cambie ahora el voltaje a 1 V y registre por 10 s. El estímulo se
Presione Iniciar y observe el registro. Mida la amplitud del estímulo grafica de un tamaño cada vez menor; es posible que el estímulo
de acuerdo con la escala del canal. Determine también la frecuen- no alcance a verse en el registro si el voltaje continúa en descenso.
cia bajo la consideración de que los números en el eje de las X Para evitarlo puede modificar la escala de la gráfica con el botón
corresponden a segundos. Vea cuántos estímulos aparecen por se- que se encuentra arriba del nombre del canal; haga clic en este
gundo. ¿Se corresponden estos parámetros con los seleccionados? botón, seleccione la escala 2 V y registre de nuevo. Aunque ahora
el estímulo es de mayor tamaño, al fin tiene una amplitud de 1 V;
Mientras registra escriba 3 Hz en la barra Comentario. Deten- verifique la amplitud con la escala de la gráfica. Pruebe aplicando
ga el registro y modifique la frecuencia a 3 Hz. Inicie el registro estímulos de diferente amplitud y variando la escala de la gráfica
y presione de inmediato Enter para que se agregue el comentario. para que el estímulo se vea de un tamaño adecuado. Recuerde
Haga lo mismo con valores de 5, 8 y 10 Hz registrando por alrede- que las modificaciones en el Panel del estimulador deben hacerse
dor de 10 s en cada frecuencia; tome en cuenta que la modifica- cuando no se está registrando.
ción de la frecuencia debe hacerse cuando no se está registrando.

Práctica 10 Estimulador, electrodos, transductores y sistemas de registro 57

Cambiar la escala de registro es de gran utilidad para selec- paso, el nivel inicial y el nivel final. Dé un estímulo con tres pasos:
cionar la más adecuada de acuerdo con la magnitud del poten- ancho del paso 1 segundo, nivel inicial 0 y nivel final 1 V; esto
cial cuando se registran potenciales bioeléctricos. Por ejemplo, las significa que se aplica un estímulo que va a llegar a 1 V en tres
corrientes son del orden de µV si se registra un electroencefalo- pasos, con una duración de 1 s para cada paso. Cierre esta ventana
grama, en tanto que las ondas son del orden de mV en el electro- y presione Iniciar para ver el registro.
cardiograma. Por lo tanto, en cada caso debe elegirse una escala
diferente para ver de manera adecuada las señales. Seleccionar los parámetros adecuados del estímulo

Estímulos de diferente duración Con base en lo aprendido hasta ahora determine el tipo de estímu-
lo que desea aplicar y los parámetros correspondientes, y realice el
Con estos mismos parámetros modifique ahora la duración del registro. Recuerde que debe seleccionar la escala apropiada para
pulso a 100 ms y registre por 10 s. Observe cómo varía la dura- graficar de acuerdo con el voltaje del estímulo, y que la multipli-
ción. Mida la duración del pulso; para ello mueva con el puntero cación de frecuencia y duración debe ser inferior a 1 000. Haga las
la letra M que está en la esquina inferior izquierda, colóquela en anotaciones que considere necesarias en el apartado Conclusiones
el inicio del pulso cuadrado y ponga el cursor al final del pulso. La al final de esta práctica.
duración se muestra como Δ 0.10 s en la parte superior derecha
de la pantalla; puede mostrarse un valor un poco superior porque A continuación cierre el programa Chart 5. Si desea guardar
los marcadores no se colocan en el lugar preciso. Si quiere ser más los cambios hágalo en una unidad extraíble (USB) o disco flexible,
exacto seleccione un pulso completo, mantenga oprimido el botón no en el disco duro.
del ratón y seleccione zoom (representado con una lupa) en la
barra de herramientas. Esto amplifica la imagen y permite hacer Estímulos de diferente forma
una medición más precisa. Mida otra vez la duración del estímu-
lo en esta ventana. Para acceder de nuevo al marcador M haga clic El estimulador del programa Chart 5 permite aplicar estímulos
en el cuadro vacío que se halla en la parte inferior izquierda de la cuadrados, que son los que más se utilizan; sin embargo, como se
ventana. Cierre la ventana y regrese a la pantalla anterior. mencionó en la revisión de conceptos, hay estímulos de otras for-
mas. Para ejemplificarlos se usa el programa Scope, que también
Con la misma duración de 100 ms cambie la frecuencia a tiene un estimulador. Como es un poco distinto al que se emplea
5 Hz y registre. Al modificar la duración y la frecuencia debe tener en Chart 5, este programa le permite familiarizarse con otro tipo
cuidado de que la multiplicación de estos dos valores sea menor de de estimulador.
1 000 ms; de lo contrario, se obtiene un pulso continuo. Por ejem-
plo, con la misma duración de 100 ms establezca una frecuencia Abra el programa Scope mediante un clic en el ícono corres-
de 10 Hz y observe el registro. Aparece un pulso continuo porque pondiente de la pantalla del escritorio de su computadora. En-
100 ms × 10 Hz = 1 000 ms, no hay tiempo entre un estímulo y seguida vaya a Setup en la barra de herramientas y seleccione
el siguiente. Con esta misma duración disminuya la frecuencia a Simulator. En la ventana que se despliega haga clic en el botón
9 Hz y registre; en este caso se observa un pequeño intervalo entre Mode y verá la lista de opciones para elegir el tipo de estímulo.
cada estímulo. Seleccione Pulse, que corresponde a los pulsos cuadrados que ya se
revisaron. Aquí tiene las opciones Delay (retraso), Duration (dura-
Nota. El marcador que se ha estado registrando en el canal ción) y Amplitude (amplitud). Seleccione un retraso de 10 ms, una
2 es útil cuando el estímulo no se registra en forma directa. Sirve duración de 100 ms y una amplitud de 3 V; el estímulo se dibuja
para señalar el momento en que aparece el estímulo; por lo tanto, en el recuadro de la misma ventana. Presione OK para cerrar esta
su registro se modifica con la frecuencia pero no con la amplitud ventana. Vea cómo aparecen los parámetros en la esquina superior
ni con la duración del estímulo; la marca siempre es del mismo izquierda de la pantalla y desde aquí pueden modificarse. Presione
voltaje y la misma duración, y aparece al inicio del estímulo. Revise Start para registrar. El programa Scope no registra en forma con-
los registros realizados y compruebe lo anterior. tinua; sólo hace un registro en cada ocasión, que se guarda en un
archivo que aparece en la parte inferior izquierda de la pantalla
Número predeterminado de estímulos como una hoja. El registro correspondiente puede verse mediante
un clic en cada una de estas hojas.
Vaya a la barra de herramientas, seleccione Configuración y Es-
timulador, cambie la Salida a Configurar número de y mantenga Ahora revise los otros tipos de estímulos:
número de pulsos en 1. Cierre la ventana, presione Iniciar y vea el
registro; sólo aparece un estímulo porque eso fue lo que se prede- 1. Múltiple. Vaya de nuevo a Setup, Simulator y en Mode selec-
terminó. Cambie el número de pulsos a 5 y después a 10, y registre cione Múltiple. Con esta selección aparecen dos parámetros:
cada cambio. En cada caso aparece sólo el número de pulsos pre- pulse para seleccionar el número de estímulos e Interval (in-
determinados. tervalo), que corresponde al tiempo que transcurre entre un
estímulo y el siguiente. Seleccione dos pulsos con un interva-
Estímulos aplicados en pasos lo de 50 ms, presione OK y Start para ver el registro. Aparecen
dos estímulos separados por 50 ms. En los parámetros del es-
Vaya de nuevo a la barra de herramientas, seleccione Estimulador timulador que se encuentran en la esquina superior izquierda
y en Modo del estimulador elija Paso. Esto significa que el estímulo también se agrega Interval.
se aplica en pasos. Note que tanto los parámetros de esta ventana
como los del Panel del estimulador cambian. Aquí, aunado a la 2. Doble (double). Ahora elija Double. Aunque en este caso tam-
duración del pulso se determinan el número de pasos, el ancho del bién se aplican dos estímulos, a diferencia del anterior, a cada
estímulo puede dársele un valor de duración y amplitud distin-
to; vea que en la ventana aparecen las opciones Duration A y

58 Manual de laboratorio de fisiología

Duration B, así como Amplitude A y Amplitude B para cada Anote sus observaciones y dibuje los diferentes tipos de estímulos
uno de los estímulos (A y B). Determine usted mismo los pa- generados en esta práctica en el Informe de laboratorio.
rámetros de estimulación, presione OK y haga el registro.
3. Rampa. Cuando se selecciona Rampa la amplitud del estímulo Informe de laboratorio
crece en el tiempo, por lo que hay que elegir tanto un voltaje
inicial y un voltaje final como la duración. Pruebe con dife- Observaciones de los parámetros de estimulación.
rentes parámetros y registre.
4. Arriba y abajo (up and down). En este caso el estímulo as- Tipos de estímulos eléctricos que pueden generarse.
ciende hasta la amplitud máxima seleccionada y desciende de
nuevo a cero, lo que le confiere una forma de pico. Establezca
los valores solicitados y registre.
5. Triángulo (Triangle). Aquí la amplitud determinada para el es-
tímulo se aplica tanto en forma positiva como negativa y el
número de estímulos puede modificarse. Determine las varia-
bles solicitadas y registre.
6. Forma libre (Free form). Para este tipo de estímulo puede di-
bujarse con libertad la forma, para lo que se cuenta con lápiz
y borrador. Dibuje estímulos de diferente forma.

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.

11Práctica

Contracción muscular

Competencias

• Analizar el mecanismo de la contracción muscular.
• Comparar el mecanismo de la contracción muscular en la sacudida simple con el

reclutamiento.
• Comparar el mecanismo de la contracción muscular que ocurre en la sumación

con el del tétanos.
• Analizar la forma en la que el sistema nervioso regula la fuerza de contracción.
• Analizar los mecanismos que participan en la fatiga muscular.

Revisión de conceptos 2. Ingreso del potencial de acción a la t erminal presináp-
tica y liberación del neurotransmisor acetilcolina en la
El movimiento corporal ocurre gracias al sistema musculoes- placa mioneural.
quelético; el músculo, al contraerse, mueve las articulaciones
a través de sus inserciones óseas, ya sean directas o mediante 3. Unión de la acetilco lina con sus receptores nicotínicos
tendones. Las fibras musculoesqueléticas son fibras alarga- en la membrana de la célula muscular.
das multinucleadas y de asp ecto estriado que requieren es-
timulación nerviosa para contraerse. Tal estimulación la 4. Aumento de la conductancia de Na+ y K+ en la membra-
proporcionan las neuronas motoras alfa que se encuentran na muscular.
en el asta anterior de la médula espinal. Estas neuronas mo-
toras reciben información proveniente de cen tros motores 5. Generación del potencial de placa terminal.
superiores, como corteza cerebral, cerebelo y núcleos basa- 6. Generación del potencial de acción en la célula muscular.
les, reticulares y vestibulares, así como información perifé- 7. Propagación del potencial de acción a través de los t ú-
rica proveniente del h uso muscular y el ó rgano tendinoso
de Golgi, tanto del mismo músculo como de músculos anta- bulos T.
gonistas. La información llega a la neur ona motora a través 8. Liberación de Ca++ de las cisternas terminales del retícu-
de sinapsis y se procesa. Si el potencial que accede al co no
axónico alcanza el umbral, la neurona motora genera poten- lo sarcoplásmico.
ciales de acción que se conducen a la fibra muscular y pro- 9. Unión del Ca++ con la subunidad C de la troponina.
ducen su contracción; en caso contrario, la neurona motora 10. Deslizamiento de tropomiosina y liberación de los sitios
no produce potenciales de acción y el músculo no se contrae.
de unión de la actina.
La secuencia de hechos que ocurre durante la contrac- 11. Formación de enlaces cruzados entre la actina y la mio-
ción del músculo esquelético es la siguiente:
sina.
1. Producción de potenciales de acción en la neurona mo- 12. Desplazamiento de los filamentos delgados s obre los
tora alfa.
gruesos, lo que produce acortamiento de la sarcómera.
Vale la pena recordar que la cantidad de acetilcolina es varias
veces superior al mínimo neces ario para llevar el potencial
de la célula muscular al umbral; esto se conoce como factor

59

60 Manual de laboratorio de fisiología

de seguridad. Puesto que en la neur ona motora se procesó ción simultánea de muchas fibras y p or tanto las unidades
una gran cantidad de información, cuyo resultado es la pro- motoras son de gran tamaño.
ducción de potenciales de acción para contraer el músculo,
debe asegurarse su co ntracción. También hay que recalcar Cuando un p otencial de acció n aislado llega a la fibra
que todas las sinapsis en el músculo esquelético son excita- muscular se produce una breve contracción seguida de re-
doras, por lo que la relajación no es otra cosa que la falta de lajación; esta respuesta se denomina sacudida muscular o
excitación. sacudida simple. La actividad de un grupo de neuronas mo-
toras controla cada m úsculo corporal y r egula su co ntrac-
Las etapas del proceso de relajación son las siguientes: ción en varias formas. Una de ellas consiste en modificar el
1. Liberación de Ca++ de su unión con la troponina. número de neuronas motoras activas y por tanto controlar la
2. Bloqueo del sitio de unión de la actina por la tropomio- cantidad de fibras musculares que se contraen; este proceso
recibe el nombre de reclutamiento, y como su nombre lo in-
sina. dica, la fuerza de contracción se incrementa conforme más
3. Bombeo de Ca++ al interior del retículo sarcoplásmico. fibras musculares que se contraen se agregan o reclutan.
4. Suspensión de la interacción entre actina y miosina.
Los elementos contráctiles se acortan durante la contracción Otra forma de controlar la contracción muscular com-
muscular. Sin embargo, como los músculos poseen elemen- prende la va riación de la f recuencia de los p otenciales de
tos elásticos y viscosos dispuestos en serie con el mecanismo acción que las neuronas motoras producen. Cuando la fre-
contráctil, es p osible que la co ntracción ocurra sin q ue la cuencia de estos potenciales es menor de 5 H z, hay tiempo
longitud total del músculo disminuya de manera apreciable; suficiente para que el músculo se relaje entre un p otencial
esta contracción se denomina isométrica. La contracción con y el siguiente, de manera que ocurren contracciones indivi-
acortamiento apreciable del músculo pero sin variación im- duales o sacudidas simples. Sin embargo, con una frecuencia
portante del tono se denomina isotónica. de estimulación de 5 a 15 H z, el músculo aún no s e relaja
por completo antes de q ue llegue el siguien te potencial de
Sherrington introdujo el término unidad motora para re- acción; ello produce sumación de la respuesta contráctil, con
ferirse a una neurona motora alfa y a todas las fibras muscu- una fuerza de co ntracción superior a la de la co ntracción
lares inervadas por ella. E l número de fibras musculares aislada porque el calcio in tracelular todavía no regresa por
inervadas por una sola neurona motora varía en forma con- completo al r etículo sarcoplásmico. Cuando la f recuencia
siderable de acuerdo con la precisión del movimiento que se de estimulación es superior a 15 Hz resulta difícil distinguir
realiza. Los movimientos finos requieren la contracción de una contracción de la siguien te y el m úsculo entra en esta-
unas cuantas fibras musculares, por lo que las unidades mo- do de contracción sostenida que recibe el nombre de tetania,
toras son pequeñas; por ejemplo, los músculos extraoculares; cuya intensidad es varias veces superior a la de la s acudida
los movimientos posturales gruesos demandan la co ntrac- simple.

ACTIVIDADES

Puesto que algunos ejercicios de esta sesión incluyen la apli- mueva de ese sitio y verifique que esté conectado a la entrada co-
cación de corriente eléctrica al músculo del sujeto en quien se rrespondiente del canal 1 en la unidad Power Lab (figura 11.1). La
hace el registro, el estimulador debe cumplir los requisitos para salida del Power Lab, que proporciona la corriente de estimulación,
su empleo en seres humanos. Las personas con marcapasos car- debe conectarse al estimulador. También encontrará sobre la mesa
diacos o con alguna disfunción neurológica o cardiaca no deben
ser voluntarios. Si el voluntario experimenta alguna molestia du- Figura 11.1 Transductor de fuerza, electrodos y estimulador co-
rante el registro, suspenda el procedimiento y avise a su profesor. nectados a la unidad Power Lab.

El equipo necesario para esta práctica es el siguiente:

1. Unidad Power Lab.
2. Bioamplificador.
3. Estimulador.
4. Transductor de fuerza.
5. Electrodos de estimulación.

Nota. En algunos casos el amplificador y el estimulador están en
una sola unidad y en otros son dos unidades separadas; por lo
demás, su funcionamiento es el mismo.

Sobre la mesa de trabajo encontrará el transductor de fuerza
muy cercano al borde de la mesa y fijado con cinta adhesiva; no lo

Práctica 11 Contracción muscular 61

Figura 11.2 Pantalla de inicio para la actividad Efecto de la estimulación nerviosa.

los electrodos para estimulación; son dos electrodos de disco fijos 1. Seleccione Configuración en la parte superior de la pantalla
en una barra y conectados mediante un cable rojo y uno negro a y haga clic en Stimulus isolator. Se despliega la ventana de
las entradas del mismo color en el estimulador. diálogo para establecer los parámetros de estimulación, que
deben ser:
U Inicio del programa e instrucciones a) Tipo de estímulo: continuo
generales b) Frecuencia: 1 Hz
c) Duración del pulso: 200 µs
Si aún no inicia el programa en su computadora, haga clic en d) Corriente del pulso: 5 mA
el ícono de acceso directo a Chart 5 en la pantalla del escrito- e) Marcador del estímulo: OFF
rio. En la nueva pantalla que se despliega se abre una pequeña No cierre esta ventana.
ventana, haga clic en el archivo Experiments gallery (galería de
experimentos) y seleccione Efectos de la estimulación nerviosa 2. Apague el estimulador poniendo en OFF el interruptor que
de la lista; una vez que la pantalla se abre, amplíela mediante clic está junto a los cables del electrodo de estimulación.
en el botón del extremo superior derecho. La pantalla que aparece
debe ser como la que se muestra en la figura 11.2. 3. Presione el botón Iniciar en la parte inferior derecha de la
pantalla. El equipo se programa para que no registre, pero
Si esta ventana no aparece, vaya a Archivo en la barra de he- en esta posición el estimulador está activo. Para asegurarse
rramientas y seleccione Experiments gallery; en la nueva ventana de su funcionamiento verifique que el pequeño foco que se
que se despliega abra el archivo Experiments gallery y seleccione encuentra encima del interruptor del estimulador parpadee
Efectos de la estimulación nerviosa. Ahora la pantalla muestra el con una luz amarilla.
canal 1; note que el botón para registro, que se halla junto al bo-
tón Iniciar, muestra una cruz roja, puesto que no se va a registrar. 4. Ponga una gotita de gel conductor en cada uno de los elec-
trodos de estimulación.
U Efecto de la estimulación nerviosa
5. Coloque la barra con los electrodos de estimulación en el ner-
En esta actividad se realizará una estimulación nerviosa pero no se vio cubital del voluntario a nivel de la muñeca (figura 11.3) y
registrará; en su lugar, la respuesta muscular se verá directamente verifique que la orientación del electrodo sea la misma que la
observando la mano del sujeto. de la figura, con los cables dirigidos hacia la mano. El punto
rojo de la parte posterior de la barra indica el ánodo (positivo)
y el impulso nervioso se genera en el cátodo (estimulación
catódica). Aunque la barra de los electrodos puede fijarse con

62 Manual de laboratorio de fisiología

Figura 11.3 Colocación de los electrodos para estimular el nervio y sus conocimientos de anatomía para localizar los puntos de
cubital. estimulación nerviosa y predecir el movimiento que se obser-
vará de acuerdo con el músculo que inervan.
cinta adhesiva, es suficiente con que el sujeto la sostenga y 9. Cada vez que mueva el electrodo limpie el gel conductor de la
ejerza algo de presión sobre ella para asegurar un buen con- piel para evitar que ocurra un cortocircuito al fluir la corrien-
tacto con el nervio cubital. te sobre el gel conductor en vez de hacerlo por la piel; en este
6. Ahora presione el botón Iniciar en la pantalla y ponga el in- caso la estimulación no será adecuada.
terruptor del estimulador en ON; el foco debe parpadear y ser
de color verde, lo que indica que la corriente se aplica sobre la Algunos de los efectos que pueden observarse comprenden:
piel del sujeto. Observe la contracción del pulgar y el resto de
los dedos; esta respuesta corresponde a una sacudida simple. 1. Flexión de la muñeca: músculo flexor del carpo radial y flexor
Si no se presenta una buena respuesta, mueva el electrodo del carpo cubital.
para mejorar su contacto con el nervio hasta encontrar la
mejor posición. 2. Flexión de la porción distal de los dedos: flexor largo de los
7. Si la contracción no ocurre verifique que los electrodos estén dedos.
bien conectados y el estimulador esté encendido. Es posible
que requiera aumentar la intensidad de la corriente del pulso; 3. Movimiento de todos los dedos, inclusive del pulgar hacia el
hágalo en la ventana de Stimulus isolator. Como medida de índice: músculos intrínsecos inervados por el cubital.
seguridad, la máxima corriente que el equipo permite aplicar
es de 20 mA. Si el sujeto tiene alguna molestia, la estimula- 4. Elevación del pulgar: músculos tenares en la base del pulgar
ción puede interrumpirse en cualquier momento al retirar el inervados por el mediano.
electrodo, mover el interruptor del estimulador a OFF o presio-
nar Detener en la pantalla. Note que en la mayor parte de los sitios de estimulación también
8. Explore los resultados de la estimulación con la barra de elec- aparece una sensación vaga que se percibe en la parte distal de los
trodos en otros sitios de la extremidad. Utilice la figura 11.4 dedos, lo que significa que también se estimulan fibras nerviosas
sensitivas, además de las fibras motoras.
Bíceps Deltoides
Trate de estimular el nervio mediano a nivel del codo, a su
Aductor del pulgar Pronador redondo paso por detrás del epicóndilo medial; en este sitio el nervio está
Cubital anterior expuesto a lesiones mecánicas menores y su estimulación produce
Aductor largo del pulgar Palmar mayor una respuesta motora importante.
Palmar menor
Flexor superficial Flexor profundo Una vez que termine de estimular los diferentes nervios pre-
de los dedos de los dedos sione el botón Detener en la parte inferior derecha de la pantalla,
coloque el interruptor del estimulador en OFF y cierre la ventana
Lumbricales sin guardar ningún registro.

Nervio cubital U Respuesta de sacudida simple
Nervio mediano y reclutamiento
Palmar cutáneo
Para tener acceso al programa con los parámetros necesarios para
Figura 11.4 Puntos de estimulación nerviosa. este ejercicio haga clic en Experiments gallery y seleccione el ar-
chivo Parámetros de estimulación. Los canales 1 y 2 aparecen en
la pantalla: en el 1 se registra fuerza a través del transductor de
fuerza, y en el 2, el estímulo proveniente del estimulador.

1. Presione la flecha que se encuentra en la parte derecha del
canal a un lado del título Fuerza. Seleccione Amplificador de
entrada de la lista de opciones que se despliega. En el cuadro
de diálogo que se abre debe aparecer una línea de base esta-
ble: presione levemente con el pulgar las hojas del transduc-
tor; esto debe producir una deflexión de la línea de base; si
lo anterior no se observa y en la parte superior de la ventana
de diálogo se lee Fuera de rango, seleccione la casilla Aco-
ple de CA; debe aparecer la línea de base. La unidad de me-
dición de la señal es mV; aunque no está calibrada, guarda
una relación lineal con la fuerza, lo que permite comparar las
diferentes fuerzas que se aplican sobre el transductor. Regre-
se a la pantalla de registro mediante un clic en el botón OK.

2. Aplique una vez más una gota de gel conductor a cada uno
de los electrodos de la barra estimuladora y colóquela en la
muñeca del voluntario para estimular el nervio cubital; fíjela
con cinta adhesiva pero recuerde que el mismo sujeto debe
presionarla para favorecer el contacto con el nervio.

Práctica 11 Contracción muscular 63

Figura 11.5 Colocación de electrodos en el nervio cubital y el dedo 5. Mueva esta ventana hacia un sitio donde no le impida ver el
pulgar sobre el transductor de fuerza. registro; la parte izquierda de la pantalla es una buena op-
ción, pero no obstruya la barra de comentarios.
3. El voluntario ha de colocar la mano como se muestra en la
figura 11.5, con los dedos en la parte inferior de la mesa y 6. Para aplicar el estímulo presione el botón Iniciar de la parte
el pulgar posado con suavidad sobre las hojas de metal del inferior derecha de la pantalla. Los parámetros se fijaron de
transductor. manera que se registra sólo durante 0.5 s y el registro se detie-
ne en forma automática. En el primer registro no se identifica
4. Ponga el interruptor en ON para encender el estimulador; es- ninguna respuesta porque la intensidad del estímulo es 0 mA.
to aún no aplicará el estímulo al sujeto. Presione el botón
Configuration en la barra de herramientas y seleccione Sti- 7. Aumente la corriente del pulso a 1 mA y presione de nuevo
mulus isolator. Los parámetros deben ser: estímulo, continuo; Iniciar. Incremente la corriente de pulso en pasos de 1 mA
frecuencia, 1 Hz; duración, 200 µs, y corriente de pulso, cero. cada vez y presione el botón Iniciar hasta que aparezca una
respuesta. En la mayoría de los sujetos el estímulo umbral
se encuentra entre 3 y 8 mA en estas condiciones. Presione
Iniciar cuando perciba por primera vez la respuesta, anote la
intensidad del estímulo en la barra de Comentarios y presione
otra vez Iniciar para que quede registrado. Modifique la esca-
la si la respuesta que observa es muy pequeña.

8. Reduzca la intensidad en 1 mA y registre; como está por abajo
del umbral, no debe haber respuesta.

9. Ahora incremente la intensidad del estímulo en pasos de
0.5 mA; registre con cada aumento y anote en la barra
de Comentarios la intensidad del estímulo en cada caso.
Continúe aumentando la intensidad hasta que ya no ocurra
un incremento de la respuesta. Para la mayoría de los sujetos
el estímulo máximo se encuentra en el intervalo de 6 a 15
mA. Su registro debe ser muy similar al de la figura 11.6.

Chart - [Stimuli Data: Vista Chart (Inactivo)]

Archivo Edición Configuración Comandos Macro Ventana Ayuda

Canal: x1 Agregar 10/07/2001 0.12 s
21
54.8 mV
13 Comentario Fuerza

100

80

60

V mV 40
4 mA
4.5 mA20
5 mA
0 5.5 mA 0.003 V
6 mA Estímulo
+ 6.5 mA
– –20 7 mA
7.5 mA
10

5

0

+
– –5

2 03 04 05 06 07 08 09 Iniciar
M

1:1

971M

Figura 11.6 Registro de la respuesta de sacudida simple con estímulos de diferente intensidad.

64 Manual de laboratorio de fisiología

Análisis ¿Cuál fue la intensidad umbral? ¿Qué proporción de fibras cree
usted que se contrajo con este estímulo?
Mida la amplitud máxima de cada respuesta muscular; para ello
coloque el cursor en el pico de la misma. El valor en Mv aparece ¿Cuál fue la intensidad mínima del estímulo que se requirió para
del lado derecho, justo encima del título Fuerza del canal 1. Es más obtener la respuesta máxima?
sencillo si sitúa el botón de compresión en 1:1. Anote los resulta-
dos en el siguiente cuadro.

CONTRACCIÓN POR ESTIMULACIÓN NERVIOSA

Intensidad del estímulo (mA) Intensidad de la respuesta (mV)

¿Qué proporción de fibras considera que se contrajo con este
estímulo?

Grafique los resultados obtenidos. ¿Cómo varió el número de fibras que se contrajo desde el estímulo
umbral hasta el estímulo máximo?

¿Por qué la variación en la intensidad del estímulo afecta la fuerza
de contracción?

¿Cómo se aplica el reclutamiento en este experimento?
mV

¿Qué es un transductor y por qué fue necesario utilizar uno en este
experimento?

mA U Sumación y tetania

Cierre la ventana de diálogo del estimulador y ponga el interruptor En el archivo Experiments gallery seleccione Sumación; se des-
en OFF para apagar el estimulador. Cierre el archivo seleccionan- pliega una pantalla con dos canales: en el canal 1 se registra la
do Archivo, Cerrar, en la barra de herramientas; si lo desea puede fuerza y en el canal 2 el estímulo, como en la actividad anterior.
guardar el registro en un disco de su propiedad. Conteste las si-
guientes preguntas: 1. En la barra de herramientas elija Configuración y abra Stimu-
¿Cuál fue la respuesta observada con la intensidad del estímulo en lus isolator. Verifique los siguientes parámetros en la ventana
0 mA? de diálogo:
a) Número de pulsos: 2
¿Qué proporción de fibras se contrajo con este estímulo? b) Rango: Hz
c) Frecuencia: 1 Hz
d) Duración del pulso: 200 µs
e) Corriente del pulso: 5 mA más que la intensidad necesaria
para la máxima respuesta de la actividad anterior
f) Marcador del estímulo: Estímulo

Práctica 11 Contracción muscular 65

Mueva esta ventana a un sitio donde no le impida ver el registro. 10. Coloque la corriente de pulso en 0 en la ventana de diálogo
del estimulador y ciérrela.
2. Asegure que la mano del voluntario y los electrodos están
colocados de la misma manera que en la actividad anterior 11. Apague el estimulador poniendo el interruptor en OFF, des-
(véase la figura 11.5). conecte los electrodos del estimulador y el transductor de la
unidad Power Lab, y colóquelos en un sitio seguro.
3. Ponga el interruptor en ON para encender el estimulador.
4. Presione el botón Iniciar en la parte inferior derecha de la 12. Seleccione Archivo en la barra de herramientas y cierre el ar-
chivo de registro. Si desea guardar el registro, hágalo en un
pantalla y el botón Estimular en la ventana del Estimulador. disco de su propiedad.
Los parámetros se fijaron para registrar por 5 s y detener-
se automáticamente. Inicie el registro, añada el comentario Análisis
“1 Hz” en la barra de comentarios y presione Estimular en el
estimulador. Anote en el recuadro siguiente el intervalo entre los dos estímulos,
5. Incremente la frecuencia del estímulo a 2 Hz modificando la amplitud máxima de la primera respuesta y la de la segunda
la frecuencia en la ventana del Estimulador, presione Iniciar respuesta para cada una de las frecuencias de estimulación.
y Estimular, y escriba el comentario “2 Hz”, como en el paso
anterior. Frecuencia de Intervalo Amplitud de Amplitud de
6. Recuerde que en este caso debe presionar Estimular en la estimulación entre los dos la primera la segunda
ventana del Estimulador para que el estímulo se aplique. La estímulos (s) respuesta respuesta
aplicación del estímulo puede comprobarse mediante su re- (Hz)
gistro en el canal 2. (mV) (mV)
7. Repita la estimulación con 5, 10 y 20 Hz; en cada ocasión
anote la frecuencia en la barra de comentarios. Anote en el cuadro de la página siguiente los datos obtenidos para
8. Ahora cambie el número de pulsos de 2 a 3 en la pantalla del la estimulación:
estimulador. Sea cuidadoso con este paso porque una tetania
prolongada puede ocasionar algo de dolor.
9. Presione Iniciar. El sujeto se estimulará con tres pulsos a una
frecuencia de 20 Hz. Escriba “Estimulación tetánica” en la ba-
rra de comentarios. Si este estímulo no es muy desagradable
para el sujeto puede intentar también con cuatro pulsos. La
figura 11.7 muestra un ejemplo de registro con dos pulsos y
diferentes frecuencias.

Figura 11.7 Ejemplo de sumación y tetania con dos pulsos a diferentes frecuencias.

66 Manual de laboratorio de fisiología

Frecuencia de Intervalo Número de Amplitud de Explique por qué la fuerza registrada durante la respuesta tetánica
estimulación entre los dos estímulos la segunda es mucho mayor que la que se ejerce con la contracción de sacu-
estímulos (s) respuesta dida simple.
(Hz)
(mV)

Vaya al registro obtenido durante la tetania y selecciónelo con el
cursor; ahora visualice esta respuesta con el zoom. ¿Puede identi-
ficar las fases correspondientes a cada estímulo? ¿Es esta respues-
ta una tetania completa o incompleta?

¿Cómo cambia el tiempo que transcurre entre un estímulo y el Con base en los resultados de este ejercicio y el anterior explique
siguiente al modificar la frecuencia del estímulo? cuáles son las dos formas en las que el sistema nervioso puede
controlar la fuerza que un músculo desarrolla.

¿Cómo se modifica la respuesta al incrementar la frecuencia de U Medición de la fuerza de prensión
estimulación?
Asegúrese de que desconecta el transductor de fuerza y los elec-
Identifique en los registros la frecuencia en la que empieza a apa- trodos de la unidad de Power Lab, y los colocó en un lugar seguro;
recer la sumación de las contracciones y calcule el tiempo entre conecte el cable del dinamómetro a la entrada correspondiente del
los dos estímulos. canal 1 (figura 11.8).

Explique por qué en la sumación la fuerza generada durante el 1. Seleccione Fuerza de prensión en el archivo Experiments ga-
segundo estímulo es mayor que la del primero. llery. Se despliega una pantalla con un canal para registro con
el título Fuerza.

2. Pida al voluntario que sujete el dinamómetro como se mues-
tra en la figura 11.8.

3. Presione el botón Iniciar y solicite al sujeto que presione el
dinamómetro por 1 o 2 s y se relaje. Permita que se recupere
y ahora pídale que presione el dinamómetro lo más que pue-
da y se relaje. Presione el botón Detener.

Figura 11.8 Dinamómetro conectado al canal 1 de la unidad Power Lab.

Práctica 11 Contracción muscular 67

Chart - [Documento 1: Vista Chart (Inactivo)] Ayuda

Archivo Edición Configuración Comandos Macro Ventana

x1 Conversión de Unidades para Canal 1 ¥
21 Conversión de Unidades: On

Canal: 1 Off lades: % 20 /s
Cifras Decimales: 2
150 20 mV
0.0 Fuerza
Punto 1 0.332 mV 100

Punto 2 6.733 mV

200 Configurar
Todos y los Nuevos Datos
100 Solamente Datos Nuevos
Bloques Seleccionados
% Aplicar
0
Ayudar
100
–100 Cancelar Aceptar

+
– –200

50

+0 1:10 1:20 1:30 1:40 1:50 2:00 2:10 2:20 Iniciar
– 971M
1:1
M
Figura 11.9 Establecimiento de la conversión de unidades en porcentaje.

4. Seleccione el registro con el cursor asegurándose de incluir la 6. Observe que la contracción se mantiene con facilidad cuan-
fase de relajación inicial y el pico máximo. Presione la flecha do se ejerce poca fuerza, pero la fatiga comienza a aparecer
que está a un lado del título del canal (Fuerza) en el lado de- cuando la fuerza aumenta y el sujeto no puede mantener una
recho de la pantalla. Seleccione Conversión de unidades en el contracción de 100% por tiempo prolongado.
menú; debe aparecer una pantalla como la de la figura 11.9.
7. Después de 1 o 2 min de recuperación indique al voluntario
5. Esta opción le permite hacer una conversión a porcentaje. que se coloque de manera que no pueda ver la pantalla.
Ponga el cursor en la parte del registro donde la fuerza es
cero (relajación), haga clic y presione la flecha Punto 1. Ahora 8. Presione el botón Iniciar y pídale que realice una contracción
coloque el cursor en el pico máximo del registro, haga clic máxima y la mantenga. Luego de 8 o 10 s, o antes si la fuer-
y presione el botón Punto 2. El valor mínimo corresponde za disminuye mucho, anime verbalmente al sujeto para que
a 0% y el máximo a 100%; esta calibración se utilizará en haga su mejor esfuerzo. Tras unos cuantos segundos aumente
la siguiente actividad. Presione Aplicar y Aceptar para regre- aún más la estimulación verbal para obligar al sujeto a dar
sar a la pantalla de registro. el máximo. Después de unos segundos pídale que se relaje;
oprima el botón Detener. Note que casi siempre es posible
U Fatiga muscular aumentar por un tiempo la fuerza de contracción cuando se
anima al sujeto en forma adecuada. Piense en este efecto en
El sujeto de registro en esta actividad debe ser el mismo en quien las competencias deportivas.
se calibre el dinamómetro en la actividad anterior.
9. Presione el botón Iniciar y pida al sujeto que haga una con-
1. Ajuste la amplitud del canal 1 en aproximadamente –20 a tracción máxima y la mantenga; permita que el sujeto se re-
120 o 150% moviendo la escala con el cursor. laje cada 8 a 10 s por un período muy breve (0.5 a 1 s) y
que vuelva de inmediato a la máxima contracción. Detenga el
2. Permita que el voluntario vea la pantalla de registro y pre- registro después de 30 o 40 s.
sione el botón Iniciar. Pida al sujeto que ejerza una fuerza
correspondiente a 20% de acuerdo con la escala. 10. Revise el registro y observe que inclusive los períodos breves
de relajación permiten una recuperación importante de la fa-
3. Registre por 20 s y pídale que se relaje. Presione el botón tiga, pero que ésta es sólo temporal.
Detener.
11. Ahora permita que el sujeto vea la pantalla e indíquele que
4. Espere 30 s para permitir la recuperación muscular. realice una contracción de 40%; después de 10 s presione la
5. Repita los pasos 2 a 4 para contracciones de 40, 60, 80 y 100%. tecla Enter para marcar el tiempo y pida al sujeto que cierre

68 Manual de laboratorio de fisiología

los ojos e intente mantener la misma fuerza de contracción calcio para la excitación-contracción, cambios metabólicos en el
durante los siguientes 30 s. músculo y reducción del riego sanguíneo muscular por compresión
12. Después de ese tiempo indique al sujeto que abra los ojos y de los vasos durante la contracción.
ajuste la contracción a 40%.
13. Presione el botón Stop y examine el registro. Discuta estas probables explicaciones con sus compañeros y
14. Casi todos los sujetos muestran disminución de la fuerza (seu- discierna si los resultados obtenidos permiten inclinarse por algu-
dofatiga) cuando tienen los ojos cerrados. Sin embargo, ésta na de ellas. Escriba sus conclusiones.
no es una fatiga verdadera porque el sujeto puede regresar a
40% con facilidad cuando abre los ojos. ¿Cuál de las razones mencionadas cree que es más importante
para explicar la seudofatiga?
Análisis

El mecanismo de la fatiga es un proceso no muy bien comprendido.
Algunos factores propuestos para explicarla incluyen: pérdida de
la “sensación de esfuerzo”, pérdida de la “regulación central”, falla
en la propagación neuromuscular, reducción de la liberación del

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.

12Práctica

Electromiografía

Competencias

• Aplicar la técnica de registro electromiográfico.
• Utilizar la integración de la señal electromiográfica para interpretar el

registro.
• Medir la velocidad de conducción nerviosa.
• Analizar el efecto de la estimulación nerviosa en el reclutamiento de las fibras

musculares.
• Analizar el mecanismo y el efecto de la coactivación de músculos

antagonistas.

Revisión de conceptos El electromiograma (EMG) es el registro de la actividad
eléctrica muscular. En el s er humano, el EMG puede obte-
El sistema nervioso somático o de la vida de r elación re- nerse de fibras musculares aisladas o de grupos de ellas. Para
gula la co ntracción de las fibras musculares esqueléticas registrar una fibra aislada se utilizan electrodos de aguja que
por medio de las mo toneuronas alfa que se encuentran en se insertan en la fibra muscular y el registro consiste en po-
el asta anterior de la méd ula espinal. Cada motoneurona tenciales de acción individuales. Para el registro de un grupo
inerva un número variable de fibras musculares en un mis- de fibras se emplean electrodos de disco que se colocan so-
mo músculo, lo q ue recibe el no mbre de unidad mo tora. bre la superficie muscular; en este caso el registro consiste en
Un músculo completo está inervado por varios cientos de una serie de ondas irregulares que se sobreponen y en la que
neuronas motoras que se descargan en f orma sincrónica resulta difícil distinguir potenciales de acción aislados.
durante la co ntracción muscular; el n úmero de neur onas
activas se incrementa de acuerdo con la fuerza que es ne- La integración de la señal permite obtener un valor más
cesario ejercer. mensurable del grado de co ntracción que ocurre en un
músculo cuando se registra con electrodos de superficie. Di-
La fibra muscular que recibe un p otencial de acció n cha integración requiere el equipo adecuado que invierte las
neuronal genera a su vez un potencial de acción que inicia porciones negativas de los potenciales registrados en el EMG
el proceso contráctil mediante la liberación de calcio del re- y calcula la integral del área bajo cada potencial. El grado de
tículo sarcoplásmico. Por lo t anto, durante la co ntracción actividad muscular y sus variaciones en relación con el tiem-
ocurre un e vento eléctrico (potencial de acció n) que des- po se aprecian mejor con este método.
encadena un e vento mecánico o co ntracción propiamente
dicha.

69

70 Manual de laboratorio de fisiología

ACTIVIDADES

Algunos ejercicios de esta sesión comprenden la aplicación de co- Figura 12.2 Colocación de los electrodos en la masa muscular de
rriente eléctrica al músculo del sujeto en el que se efectúa el re- bíceps y tríceps.
gistro, por lo que el estimulador debe cumplir los requisitos para su
empleo en seres humanos. Las personas con marcapasos cardíacos figura 12.3. Con torundas empapadas en alcohol, limpie la zona de
o con alguna disfunción neurológica o cardíaca no deben ofrecerse la piel en la que se colocarán los electrodos y luego marque el sitio
como voluntarias. Si el sujeto experimenta alguna molestia du- con dos pequeñas cruces; los dos electrodos deben estar alineados
rante el registro, suspenda el procedimiento y avise a su profesor. con el eje longitudinal del brazo y la distancia entre ellos ha de ser
de 2 a 5 cm. Antes de poner los electrodos talle con las almohadi-
El equipo utilizado en esta sesión incluye: llas abrasivas los sitios que marcó para disminuir la resistencia de
la piel y asegurar una buena transmisión de la corriente eléctrica
1. Unidad Power Lab. a través de la misma. Los electrodos que se usan son electrodos
2. Bioamplificador. desechables que ya tienen el conductor; quite el papel protector y
3. Estimulador. colóquelos en los lugares marcados antes. Para instalar los elec-
4. Electrodos de estimulación. trodos en el tríceps proceda de la misma manera que en el párrafo
5. Electrodos de registro con sus respectivos cables de conexión. anterior (figura 12.3).
6. Electrodo de tierra.
7. Gel conductor. Conecte los cables a cada uno de los cuatro electrodos que
8. Torundas de algodón con alcohol. instaló en el brazo. En este experimento no tiene importancia la
9. Almohadillas abrasivas. polaridad (negativo o positivo), pero los electrodos del bíceps de-
ben estar conectados a los cables correspondientes del canal 1
Nota. En algunos cubículos el amplificador y el estimulador están (Ch 1) y los del tríceps, al canal 2 (Ch 2); el canal de cada cable está
en una sola unidad; aunque en otros se trata de dos unidades se- marcado en el conector de electrodos que se muestra en la figura
paradas, su funcionamiento no difiere. 12.2. Asegúrese de que todos los electrodos están conectados en
forma adecuada al voluntario y al cable conector de electrodos.
U Regulación voluntaria de la fuerza
de contracción

Sobre la mesa de trabajo encontrará la unidad Power Lab y el bio-
amplificador con un cable conectado; a éste se conectan a su vez
los electrodos para registro y de tierra (figura 12.1).

La persona en quien se realizará el registro debe quitarse re-
loj, pulseras, anillos y cualquier objeto de dedos y muñecas. Para
conectar los electrodos inicie con el cable de tierra, banda que se
coloca firmemente en la muñeca del sujeto y se conecta al cable
de electrodos en el sitio correspondiente a tierra (earth), como se
muestra en la figura 12.2.

Dos de los electrodos de registro se instalan sobre la masa
muscular del bíceps y dos en el tríceps, como se muestra en la

Figura 12.1 Equipo para registrar actividad muscular en bíceps y U Inicio del programa e instrucciones
tríceps. generales

Si aún no inicia el programa en su computadora, haga clic en el
ícono de acceso directo a Chart 5 en la pantalla del escritorio; en
la nueva pantalla que se despliega se abre una pequeña ventana.
Haga clic en el archivo Experiments gallery (Galería de experi-
mentos) y seleccione Contracción voluntaria de la lista. Una vez
abierta la pantalla hágala de mayor tamaño mediante un clic
en el botón del extremo superior derecho. Si esta ventana no
aparece vaya a Archivo en la barra de herramientas y seleccione

Práctica 12 Electromiografía 71

Electrodos ECG
desechables

Cinta para sistema a tierra

Cable BioAmp que muestra las
conexiones de alambres conductores

Al tríceps
Al bíceps
A la cinta para sistema de tierra

Figura 12.3 Conexión de los cables de cada electrodo al canal correspondiente.

Experiments gallery. En la nueva ventana que se despliega abra el 3. Canal 3 (Bíceps). Registra directamente la actividad muscular
archivo Experiments gallery y seleccione Contracción voluntaria. del bíceps.
Debe verse una pantalla como la de la figura 12.4, en la que los
registros se señalan de la siguiente manera: 4. Canal 4 (Tríceps). Registra directamente la actividad muscular
del tríceps.
1. Canal 1 (Int. Bíceps). Calcula la integral de la actividad del
bíceps que se registra en el canal 3. Como se puede ver, la actividad de bíceps y tríceps se regis-
tra en dos formas diferentes: en los canales 3 y 4 se registra de
2. Canal 2 (Int. Tríceps). Calcula la integral de la actividad del manera directa la actividad eléctrica de las fibras musculares, es
tríceps que se registra en el canal 4. decir, potenciales de acción. Sin embargo, como la cantidad de po-

Figura 12.4 Pantalla de inicio para la actividad Regulación voluntaria de la fuerza de contracción.

72 Manual de laboratorio de fisiología

tenciales de acción es muy alta, no es posible distinguir muy bien comentarios y coloque un libro de peso regular sobre la mano del
cada uno de ellos para hacer mediciones; por lo que se recurre a sujeto. Registre durante 3 a 4 s y retire el libro. Repita el proceso
calcular la integral de esta actividad mediante la programación de con un peso cada vez mayor (dos, tres o más libros) sobre la mano
los canales 1 y 2, lo que ya se hizo en su computadora. del sujeto; anote el número en comentarios y haga el registro co-
rrespondiente.
Para iniciar el registro, el voluntario debe estar sentado en
posición relajada, con el brazo flexionado 90° y la mano sobre la Presione el botón Detener. Los registros obtenidos deben ser
mesa con la palma hacia arriba. similares a los de la figura 12.6. Si desea ver una porción del re-
gistro con mayor nitidez selecciónela con el cursor y presione el
En el canal 3, presione la flecha que se halla a un lado de botón de zoom en la barra de herramientas.
Bíceps y en el menú seleccione Bioamplificador. Pida al volunta-
rio que contraiga fuertemente el bíceps; esto se logra al tratar de Análisis
flexionar el brazo al tiempo que otro compañero opone resisten-
cia al movimiento. Debe obtenerse un registro semejante al de la Desplácese a lo largo del registro y observe los cambios en la
figura 12.5. actividad registrada del bíceps (canal 3). Observe también que
la actividad del tríceps casi no se modifica al colocar peso sobre la
Ajuste el rango de manera que el registro ocupe la mitad o dos mano. Note que la amplificación de la actividad bicipital presenta
terceras partes de la escala como máximo, presione OK y vuelva a gran cantidad de potenciales de acción y relaciónela con el regis-
la pantalla de registro. tro de la integral del bíceps en el canal 1. La amplitud de la integral
corresponde a la suma de la actividad de cada potencial registrado
Ajuste, siguiendo los mismos pasos, la señal de registro del trí- directo en el canal 3 (Bíceps) y permite observar en forma más
ceps. Aquí también pida al sujeto que contraiga el tríceps y usted clara la intensidad de la actividad eléctrica del músculo. Observe
oponga resistencia al movimiento para obtener el máximo registro. los cambios en el registro de la integral al poner peso sobre la
mano del sujeto. La amplitud del registro se correlaciona en forma
Presione el botón Iniciar en la pantalla de registro. Pida al su- directa con la fuerza que produce el músculo. Ahora observe los
jeto que realice una contracción máxima del bíceps y después del cambios que ocurren en la integral del tríceps (Int. Tríceps) y cómo
tríceps. Presione el botón Detener y verifique que la amplitud se relacionan con la actividad eléctrica del tríceps en el canal 4
del registro sea la adecuada; de lo contrario ajuste la escala. (Tríceps).

Pida de nuevo al sujeto que se coloque en posición relajada Mida la máxima amplitud alcanzada en la integral con cada
con el brazo flexionado 90° y con la palma de la mano hacia arriba, uno de los pesos y anótela en el cuadro de la siguiente página.
pero ahora sin descansar la mano en la mesa.

Presione el botón Iniciar y escriba en la barra de comentarios
“Registro basal”. Después de unos cuantos segundos anote “1” en

Bio Amplifier mV Range:
2 mV
Input 3
0.152 mV 2
50 Hz Notch
Units...
1 Mains Filter
High Pass:

0
10 Hz

–1 Low Pass:
200 Hz

–2

Invert

OK Cancel

Figura 12.5 Ajuste de la escala en la ventana de diálogo del bioamplificador.

Práctica 12 Electromiografía 73

Figura 12.6 Registro electromiográfico con amplificación de la actividad bicipital.

REGULACIÓN VOLUNTARIA DE LA FUERZA DE CONTRACCIÓN Pida al sujeto que contraiga en forma alternada el bíceps y el
tríceps. El bíceps se activa al flexionar el brazo contra resistencia
Peso Amplitud Amplitud y el tríceps al intentar extenderlo también contra resistencia. Uno
(número de libros) del bíceps del tríceps de los compañeros puede ayudar oponiendo resistencia a la flexión
o la extensión del brazo. Practiquen este procedimiento un par de
Explique estos resultados. veces antes de iniciar el registro.

U Actividad alternada y coactivación A continuación presione el botón Iniciar y registre la contrac-
ción alternada del bíceps y el tríceps por 20 a 30 s. Presione el
Para esta actividad el sujeto debe estar sentado en posición re- botón Detener. El registro obtenido debe ser similar al de la figu-
lajada, con el brazo flexionado 90° y la palma de la mano hacia ra 12.7.
arriba, sin descansarla sobre la mesa.
También es posible contraer de modo voluntario inclusive una
sola fibra muscular. Pida al sujeto que vea la pantalla y contrai-
ga el bíceps lo menos posible para que ocurra la contracción de
una sola fibra muscular. Aunque el registro es muy pequeño, si lo
amplifica con el zoom podrá ver que contiene un solo potencial
de acción. Tal vez se requiera un poco de práctica para lograr la
contracción de una sola fibra.

Si está guardando los registros en un disco, hágalo ahora y
cierre el archivo. Retire los electrodos del sujeto, desconéctelos del
cable y tírelos al bote de basura.

Análisis

Desplácese a lo largo del registro y observe la alternancia en acti-
vidad de bíceps y tríceps.

Note que cuando el bíceps se activa, ocurre una activación
mucho menor del tríceps y viceversa. Este fenómeno recibe el
nombre de coactivación. Su función, aunque no se comprende por
completo, consiste en estabilizar la articulación. Con base en estos

74 Manual de laboratorio de fisiología

Chart [Coactivation Data: Vista Chart]

Archivo Edición Configuración Comandos Macro Ventana Ayuda

x1
21

Canal: 1 Comentario Agregar 05/04/2001 10.25 s

50 20 31.17 mV.s
0 Int Biceps
¥
mV.5

+ –50 ¥ 43.99 mV.s
– Int Triceps

mV.5 50
0

+ –50 0.109 mV
– Biceps

1

mV
0
0.140 mV
+ –1 Triceps
–

1

mV 0

+ –1 –20 5 10 15 20 25 30 Iniciar
– 0

M

10:1

971M

Figura 12.7 Registro de la contracción alternada de bíceps y tríceps.

datos, ¿qué ocurriría al flexionar la articulación del codo si la co- Para establecer los parámetros de registro, si la ventana de
activación no tuviera lugar? diálogo que muestra el archivo Experiments gallery no está abier-
¿Cómo explica que el sujeto sea capaz de producir la contracción ta, haga clic en Archivo, seleccione Experiments gallery y abra el
de una sola fibra muscular? archivo Contracción por estimulación nerviosa. La ventana de re-
gistro que aparece tiene un solo canal con el título EMG.
U Actividad muscular producida
por estimulación eléctrica del nervio Con dos pequeñas cruces, señale el sitio donde colocará los
electrodos en la piel sobre el músculo abductor corto en la emi-
Lea con cuidado las instrucciones, ya que en este ejercicio se utili- nencia tenar; limpie la piel con alcohol y utilice las almohadillas
zará estimulación eléctrica para producir la contracción muscu- abrasivas para mejorar la conducción.
lar. El pulso eléctrico también estimula fibras nerviosas sensoria-
les, lo que produce sensaciones de hormigueo o piquete y en muy Como los electrodos que se emplearán son del mismo tipo que
pocos casos dolor leve. los de los experimentos anteriores, el menor espacio disponible
para su colocación demanda recortarlos respetando la parte cen-
El voluntario para este ejercicio puede ser el mismo que parti- tral, que es la conductora. Coloque los dos electrodos separados 2
cipó en los ejercicios anteriores, o algún otro. El arreglo del equipo a 3 cm uno del otro, como se ilustra en la figura 12.8, y conéctelos
es el mismo que se usó antes, además del estimulador y los elec- al cable que va al conector de electrodos, que deben estar conec-
trodos de estimulación. tados en el canal 1. La polaridad de los electrodos debe establecer-
se con el electrodo negativo proximal a la muñeca.
Para este ejercicio se necesitan sólo dos electrodos. Por lo tan-
to, desconecte los cables correspondientes al canal 2 del conector Ahora conecte el electrodo de estimulación al estimulador y
de electrodos y colóquelos en un lugar aparte. verifique que el interruptor esté en OFF. Ponga una gota de gel
conductor en cada uno de los discos del electrodo para estimula-
ción y colóquelos sobre el nervio mediano a nivel de la muñeca. La
figura 12.8 muestra el sitio aproximado de ubicación. Es necesario
que la barra del electrodo estimulador se encuentre paralela al eje
del brazo y el electrodo positivo —señalado por un punto rojo en
la barra—, en la porción más proximal del brazo (los cables deben
dirigirse hacia la mano), como se ilustra en la figura 12.8.

Práctica 12 Electromiografía 75

Figura 12.8 Colocación de los electrodos de registro pulso a 6 mA; aún no hay paso de corriente al sujeto. Presione el
y estimulación. botón Iniciar para comenzar a aplicar el estímulo y registrar la res-
puesta. Si no observa una buena respuesta aplique algo de presión
Coloque el interruptor del estimulador en ON. En esta posición al electrodo de estimulación y muévalo hasta obtener la mejor res-
aún no se envían estímulos al sujeto, pues para que esto ocurra puesta. Aumente el pulso de corriente hasta obtener una respuesta
se requiere iniciar el registro. Para seleccionar los parámetros de adecuada si a pesar de los intentos de mejorar el contacto del
estimulación presione Configuración en la barra de herramientas electrodo de estimulación con el nervio no hay respuesta. Algunos
y seleccione Stimulus isolator en las opciones. En la ventana de sujetos no responden con este procedimiento porque el abductor
diálogo que se despliega asegúrese de que estén seleccionados los es inervado por el nervio cubital en vez del mediano, ejemplo de
siguientes parámetros: estímulo, continuo; rango, Hz; frecuencia, variación anatómica. Si éste es el caso, cambie de sujeto o intén-
0.1; duración del pulso, 200 µs; corriente del pulso, 0.0 mA, y mar- telo estimulando el nervio cubital.
cador del estimulador, OFF (apagado).
Después de conseguir un buen registro continúe la estimula-
Los parámetros en esta actividad se establecen para que el re- ción en incrementos de 2 mA de intensidad hasta llegar al máxi-
gistro se realice por 0.05 s, y se detenga automáticamente. Mueva mo y registre la respuesta con cada intensidad. La respuesta debe
la ventana de diálogo del estimulador a la izquierda para que no aumentar conforme a la intensidad del estímulo hasta llegar a la
interfiera con la visualización del registro. Aumente la corriente de respuesta máxima. Cuando éste se alcanza, ya no aumenta más
aunque se haga lo propio con la intensidad del estímulo.

Ponga el interruptor del estimulador en OFF; si está guardando
los registros, hágalo ahora en su disco.

Retire el electrodo de estimulación y señale con bolígrafo las
marcas que dejaron los discos en la piel. Este dato se usará en la
siguiente actividad.

Análisis

Los registros obtenidos deben ser semejantes a los que se mues-
tran en la figura 12.9. Desplácese a lo largo de ellos. Seleccione
uno con el cursor y amplifíquelo con el zoom. En la ventana del
zoom mida la latencia, que es el tiempo desde que el registro inicia

Figura 12.9 Registro de la actividad muscular por estimulación nerviosa.

76 Manual de laboratorio de fisiología

hasta que la respuesta comienza. Para ello coloque el cursor donde Ponga el interruptor del estimulador en OFF. Quite la barra del
empieza la respuesta y lea el valor de la latencia en la parte supe- electrodo estimulador del sujeto y señale con bolígrafo las marcas
rior de la ventana (t =). que dejaron los discos sobre la piel.

Escriba el valor de latencia obtenido: s Retire todos los electrodos del sujeto. Si está guardando los
registros hágalo ahora en su disco.
¿A qué corresponde el tiempo de latencia?
Análisis
¿Cómo puede modificar la duración de la latencia en este experi-
mento? La velocidad de conducción nerviosa puede estimarse si se toma en
cuenta el tiempo adicional que el estímulo nervioso requiere para
Haga una lista secuencial de los eventos que ocurren desde que se llegar al músculo cuando la estimulación se aplica en el codo en
aplica el estímulo hasta que inicia la respuesta. comparación con la muñeca.

¿Por qué el registro de la actividad muscular indicado en este ex- Seleccione un registro con el cursor y amplíe la imagen con el
perimento es distinto del que se obtiene de bíceps y tríceps por zoom. En esta ventana mida la latencia en la misma forma que en
contracción voluntaria? la actividad anterior. Ahora mida la distancia entre las marcas del
cátodo del electrodo estimulador en la muñeca y en el codo. Esta
es la distancia entre los sitios de estimulación. Con base en que
velocidad es igual a distancia sobre tiempo, calcule la velocidad de
conducción del nervio mediano con la fórmula siguiente:

Distancia entre los sitios
de estimulación (mm)

Velocidad =
Diferencia entre las latencias al
estimular en la muñeca y el codo

Exprese el valor obtenido en m/s.

De acuerdo con la velocidad obtenida, ¿a qué grupo de fibras ner-
viosas corresponden las fibras del nervio mediano?

U Medición de la velocidad de conducción ¿Qué tipo de estimulación se aplica en estos experimentos: catódi-
ca o anódica?
nerviosa
De estos dos tipos de estimulación, catódica y anódica, ¿cuál es
Puede continuar el registro en esta misma ventana o abrir un re- mejor y por qué?
gistro nuevo. Ponga una gota de gel conductor en cada disco de la
barra del electrodo estimulador y colóquela en la porción medial ¿Qué tipo de registro se realizó: monopolar o bipolar?
de la cara anterior del codo (figura 12.8). En esta posición se re-
quiere una presión más firme que en la muñeca para asegurar la ¿Cuál es la diferencia entre estos dos tipos de registro?
correcta estimulación nerviosa, porque el nervio mediano se ubica
a mayor profundidad. La orientación del electrodo debe ser la mis-
ma que para la estimulación en la muñeca, con el cátodo dirigido
hacia la mano.

Para establecer los parámetros de estimulación presione el
botón Configuración en la barra de herramientas y seleccione Sti-
mulus isolator; en la ventana de diálogo elija 8 mA y ponga la
ventana a la izquierda de la pantalla para que no estorbe. Ponga
el interruptor del estimulador en ON y presione el botón Iniciar
para empezar la estimulación y el registro. Haga varios registros
con esta intensidad del estímulo moviendo el electrodo para en-
contrar la mejor posición. Si no obtiene una respuesta adecuada
incremente la intensidad del estímulo hasta lograrlo. Tras obtener
una respuesta adecuada aumente la intensidad del estímulo a 10
mA. Presione el botón Iniciar para comenzar la estimulación y el
registro, y registre tres a cuatro respuestas.

Práctica 12 Electromiografía 77

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.



13Práctica

Funcionamiento
del huso muscular

Competencias

• Analizar la función del huso muscular durante la contracción y la relajación,
relacionándolo con su morfología.

• Relacionar las formas en las que puede ser estimulado el huso muscular
—estiramiento y estimulación gamma— con la contracción y el tono muscular.

Revisión de conceptos La inervación motora del huso muscular la proveen las
motoneuronas gamma, que se localizan junto a las motoneu-
Los husos musculares se sitúan entre las fibras estriadas del ronas alfa en las ast as medulares anteriores. Esta inervación
músculo esquelético y su función consiste en regular la longi- gamma es de dos tipos: dinámica para las fibras en saco nu-
tud muscular. Cada huso muscular está constituido por una clear y estática para las fibras en cadena. La sinapsis entre las
cápsula de tejido conectivo que contiene 8 a 10 fibras muscu- fibras gamma y las fibras intrafusales ocurre en el extr emo
lares modificadas, que reciben el nombre de fibras intrafu- distal de cada fibra, que es la parte capaz de contraerse. La es-
sales porque están en el in terior del huso, en t anto que las timulación del huso muscular tiene lugar cuando el huso se
fibras de músculo esquelético que constituyen la gran masa estira, lo que deforma las fibras intrafusales y estimula las fi-
muscular se denominan fibras extrafusales. Con base en la bras primarias o Ia, que detectan la velocidad del estiramien-
disposición de sus n úcleos, las fibras intrafusales del h uso to, y las fibras secundarias o II, q ue perciben la magni tud
muscular son de dos ti pos (figura 13.1). L as fibras en s aco del cambio de longitud. Por lo tanto, el huso muscular puede
nuclear tienen una dila tación en su p orción central, donde estimularse en dos formas:
se localizan los núcleos; cada huso contiene dos fibras de este 1. Cuando el m úsculo se estira, lo hace t ambién el h uso
tipo. Las otras fibras se denominan en cadena n uclear por-
que sus núcleos están dispuestos uno al lado del o tro; cada muscular por su disp osición en pa ralelo con las fibras
huso alberga cuatro a seis de estas fibras. Tanto las fibras en musculares.
cadena nuclear como en saco nuclear son fibras musculares 2. Cuando las fibras intrafusales se contraen por estimula-
modificadas capaces de contraerse sólo en sus extremos; son ción gamma.
más pequeñas que las fibras extrafusales: alcanzan una lon- En los dos casos se observa deformación de la porción cen-
gitud de 4 a 7 mm, a diferencia de la longitud de las fibras de tral del huso muscular y producción de potenciales de acción
músculo esquelético, que varía de milímetros a decímetros. por las fibras Ia y II.
La función del huso muscular se comprende mejor cuan-
El huso muscular posee tanto inervación sensorial como do se analiza lo que ocurre al estira r el músculo. El estira-
motora. La inervación sensorial está representada por fibras miento estimula el h uso muscular y en vía información re-
Ia, por cuya disposición característica —enrollada en la por- lacionada con la v elocidad y la magni tud del estira miento
ción central de las fibras intrafusales— también reciben el al sistema nervioso central a través de las fibras Ia y II, q ue
nombre de fibras anuloespirales. El otro tipo de fibras senso- hacen sinapsis tanto directa como a través de interneuronas
riales que inervan el huso muscular corresponde a fibras del con las mo toneuronas alfa, lo q ue ocasiona la co ntracción
grupo II, también llamadas secundarias; estas fibras inervan
sobre todo las fibras en cadena nuclear y sólo algunas fibras
en saco nuclear.

79

80 Manual de laboratorio de fisiología

muscular y el m úsculo regresa a su lo ngitud original. Ade- las fibras Ia también hacen sinapsis a nivel medular con in-
más, la contracción del músculo disminuye la longitud de las terneuronas inhibidoras que inhiben a las mo toneuronas
fibras intrafusales, cuyo resultado sería el cese en el envío de alfa que inervan músculos antagonistas. Esta es la base de la
información respecto de la lo ngitud del músculo al sistema inhibición recíproca. Asimismo, la inf ormación del h uso
nervioso central. Sin embargo, la iner vación gamma impi- muscular forma parte de la llamada información propiocep-
de que esto ocurra. Como las motoneuronas alfa y ga mma tiva inconsciente que llega sobre todo al cerebelo.
se activan en forma concurrente durante la contracción, al
tiempo que el músculo se contrae, y ello dismin uye la lon- También es importante mencionar el órgano tendinoso
gitud del huso muscular, la actividad gamma ocasiona que de Golgi. Con frecuencia, éste y el h uso muscular se clasi-
las fibras intrafusales se contraigan también y estimulen el fican juntos como receptores de estira miento, porque los
huso muscular, lo que permite que se mantenga sensible a dos se estimulan cuando el músculo se estira; sin em bargo,
los cambios de lo ngitud del músculo. Por lo t anto, la ac ti- la respuesta es distinta a causa de su disp osición. Los husos
vidad gamma modifica la sensibilidad del huso muscular al musculares están dispuestos en paralelo en relación con las
estiramiento. Este hecho puede demostrarse en los r eflejos fibras extrafusales, en t anto que los órganos tendinosos de
de estiramiento mediante la maniobra de Jendrassik (véase Golgi se hallan en serie. De aquí puede deducirse la diferen-
Práctica 14). cia en el patrón de descarga de cada uno de ellos d urante la
contracción muscular.
Otra función importante de la iner vación gamma es su
participación en el mantenimiento del tono muscular. Aun- Si el músculo se encuentra estirado a su longitud de repo-
que la contracción de las fibras intrafusales por estimulación so, la mayor parte de las terminaciones primarias Ia produce
gamma no es de magni tud suficiente para originar un mo- potenciales de acción, en tanto que los órganos tendinosos,
vimiento articular o una co ntracción muscular visible, sí lo inervados por fibras Ib, no suelen hacerlo. La frecuencia de
es para generar potenciales de acció n en las fibras Ia y II, descarga del huso muscular y el ó rgano tendinoso de G ol-
que hacen sinapsis con las motoneuronas alfa y producen un gi se incrementa cuando el músculo se estira. Si ocurre una
ligero grado de contracción muscular conocido como tono. contracción isotónica, la descarga del huso muscular dismi-
En consecuencia, la modificación de la actividad de las mo- nuye, en tanto que la del órgano tendinoso de Golgi aumenta
toneuronas gamma puede alterar el tono muscular. La infor- porque al inicio de la co ntracción se produce estiramiento
mación recibida de la corteza motora, los núcleos basales, el corto y potente de dicho órgano, que se localiza en el tendón
cerebelo y los n úcleos reticulares regula la ac tividad de las y no en la masa muscular.
motoneuronas gamma.
Con base en los da tos anteriores se deduce que el huso
Como ya s e mencionó, la información proveniente del muscular detecta fundamentalmente la longitud muscular, y
huso muscular establece sinapsis tanto directa como a través el órgano tendinoso de Golgi, la tensión en el músculo. Por
de interneuronas con las motoneuronas alfa en la médula es- ello, en una contracción isométrica la frecuencia de descarga
pinal. Pero este no es el único destino de es a información: del órgano tendinoso de Golgi aumenta, en tanto que la del
huso muscular no se modifica.

ACTIVIDADES

Para demostrar el funcionamiento del huso muscular se utiliza En la pantalla se observa un esquema del huso muscular que
un programa computacional titulado Huso muscular, diseñado ilustra tanto la inervación eferente estática como la dinámica
por el doctor Michael J. Davis, del Departamento de Fisiología a través de las motoneuronas A-gamma, como aferente por las
Médica del Texas A&M University System Health Science Center. terminaciones nerviosas Ia y II. Esta gráfica también muestra la
ubicación de los electrodos: R corresponde al electrodo de registro
Si por alguna razón resulta imposible emplear este programa, (Recording electrode) y S a estimulación (Stimulator ). Note que lo
los problemas que aquí se presentan pueden resolverse mediante los que se registra es la actividad de las fibras aferentes Ia y II, y que
conocimientos básicos del funcionamiento del huso muscular. el estímulo se aplica sobre las fibras A-gamma.

U Inicio del programa e instrucciones En la parte inferior de la gráfica se encuentran dos casillas que
generales señalan las longitudes inicial (Initial length) y final (Final length).
Los valores de estas dos casillas pueden variar de 50 a 100 y se
Si el programa no está abierto en la pantalla de su computadora, modifican al teclear directamente el valor o mediante un pie en
haga clic en el ícono correspondiente en la pantalla del escritorio las flechas hacia arriba y hacia abajo. La diferencia entre las dos
o en el botón Inicio, Seleccionar programas; elija Huso muscular longitudes (inicial y final) indica la magnitud de cambio en la lon-
de la lista que se despliega. Maximice la ventana mediante clic gitud del músculo.
en el cuadro que se encuentra en la esquina superior derecha. La
imagen desplegada debe ser como la de la figura 13.1. Debajo de estas casillas aparecen dos barras que señalan el
inicio (Stimulator on) y el final del estímulo (Stimulator off ); en

Práctica 13 Funcionamiento del huso muscular 81

+ spindle5.vi

File Edit Operate Windows

Muscle Spindle Physiology

R = recording electrode II Ia II
RR
S = stimulator R

Ag (dynamic) Ag (dynamic)

S
S

Ag (static) Ag (static)

initial lengh 75 final lengh 75

stimulator off < adjust >

stimulator on Time(arbitrary units)

100

Muscle length 75
(%) control)
50
on

Ia Activity off Ag Tone
Ii Activity on low high

off
40

Muscle Force 20

0

Figura 13.1 Pantalla de inicio del programa HUSO MUSCULAR.

estas circunstancias el estímulo estira el músculo. En el centro de identifique cada uno de los componentes descritos en el diagrama
las barras se observan dos líneas verticales que pueden moverse; observando dónde están colocados los electrodos de estimulación
la distancia entre estas dos líneas indica el tiempo que el músculo (marcados con la letra S) y los electrodos de registro (letra R).
tarda en variar su longitud.
Ahora ponga el valor de la casilla de longitud inicial en 50 y el
La longitud muscular en porcentaje (%) del control (Muscle de longitud final en 100, y corra el programa. Describa y explique
length), la actividad de los aferentes primarios o Ia (Ia activity) y la respuesta en las actividades Ia y II, y la fuerza muscular.
de los aferentes secundarios o II (II activity), y la fuerza muscular
(Muscle force) se grafican en la parte inferior. Un cuadro a la dere- Repita este mismo procedimiento variando la Iongitud final a
cha de estas gráficas permite variar la actividad gamma (A tone): 90, 80, 70 y 60. Describa y explique cómo varían las respuestas en
para obtener una actividad baja se coloca el cursor sobre la flecha las actividades Ia y II, y la fuerza muscular.
Low y se presiona el botón del ratón, y para una actividad alta se
hace lo mismo con el cursor sobre la flecha High. Con objeto de U Variación en la velocidad del estiramiento
regresar al valor normal se presiona el botón del ratón en la parte
media de la barra. El tiempo se grafica sobre el eje de las X y está Coloque de nuevo el valor de longitud final en 100 y el de longitud
dado en unidades arbitrarias. inicial en 50, y ahora modifique el tiempo que el músculo tarda en
alargarse. Para ello ponga primero la barra de Stimulus off aproxi-
Para iniciar el programa se presiona la flecha en la parte su- madamente debajo de la letra F de final y repita el procedimiento
perior izquierda de la barra de herramientas o se selecciona Run con la barra a la altura de la letra L de Length. Describa y explique
en el menú Operate. Para regresar a los valores iniciales se elige los resultados en la actividad Ia y la II, y la fuerza muscular.
REINITIALIZE ALL TO DEFAULT en el mismo menú.
U Variación de la actividad gamma
U Variación de la magnitud del estiramiento
Sin modificar estos parámetros (Stimulus off a la altura de la letra
Antes de iniciar el programa describa la morfología del huso muscu- L de Length) varíe la actividad gamma; corra el experimento con
lar, sin olvidar mencionar las inervaciones aferente y eferente, e actividad baja (Low), normal (puntero en el centro de la barra) y

82 Manual de laboratorio de fisiología

alta (High). Describa y explique las variaciones en la actividad Ia y ¿La información que el huso muscular proporciona es consciente o
la II, y la fuerza muscular en estas tres situaciones. inconsciente?

Por último, modifique como quiera los tres parámetros estu- ¿Las fibras nerviosas Ia y II son mielinizadas o no mielinizadas?
diados: a) magnitud de la variación en la longitud del músculo;
b) tiempo que tarda el músculo en cambiar su longitud, y c) grado
de actividad gamma, y describa la función del huso muscular en la
actividad muscular.

Con base en los resultados obtenidos conteste las siguientes
preguntas.

¿Cuál es el estímulo adecuado del huso muscular?

¿Responden por igual las aferentes Ia y II? ¿Cuál es la diferencia? ¿Cuál es la velocidad de conducción de las fibras Ia y cuál la de las
fibras II?

¿Cuál de las dos aferentes (Ia o II) responde mejor a la respuesta ¿Cuál es el principal destino de la información que el huso muscu-
estática: longitud muscular? lar proporciona al sistema nervioso central y por cuál fascículo
viaja?

¿Cuál de las aferentes (Ia o II) responde mejor a la respuesta diná- ¿Cuál es la función de la inervación gamma del huso muscular?
mica: velocidad de alargamiento del músculo?

¿Es el huso muscular un receptor tónico o fásico? ¿Qué diferencias hay entre las motoneuronas alfa y las gamma?

Con base en el tipo de estímulo al que responde, ¿qué clase de ¿Qué tipo de fibras nerviosas son las A-alfa y cuál es su velocidad
receptor es el huso muscular? de conducción?

De acuerdo con el tipo de información que envía al sistema ner- ¿Qué tipo de fibras nerviosas son las A-gamma y cuál es su veloci-
vioso central, ¿qué clase de receptor es el huso muscular? dad de conducción?

Práctica 13 Funcionamiento del huso muscular 83

CONCLUSIONES

Escriba los datos que considere relevantes.



14Práctica

Reflejos de tracción
o de estiramiento
(miotáticos)

Competencias

• Analizar la función de cada uno de los elementos que integran el circuito ner-
vioso del reflejo de tracción o estiramiento: receptor, vía aferente, centro de
integración, vía eferente y efector.

• Explorar los reflejos de tracción o estiramiento más utilizados en la práctica clíni-
ca: rotuliano, aquileano, bicipital, tricipital y masetérico; evaluarlos de acuerdo
con la intensidad de la respuesta e identificar su sitio de integración.

• Analizar el efecto de la maniobra de Jendrassik sobre la respuesta del reflejo de
tracción o estiramiento.

• Medir el tiempo de latencia de un reflejo identificando los elementos que lo de-
terminan.

• Relacionar los reflejos de tracción o estiramiento con su utilidad en la evaluación
neurológica del paciente.

Revisión de conceptos que se encuentra entre las fibras musculares. Puesto que el
término reflejos tendinosos está muy arraigado en la termi-
En 1771, Unzer introdujo a la fisiología el término reflejo (re, nología clínica es el q ue se emplea aquí, a p esar de q ue el
atrás y flectere, doblar) para describir las respuestas automáti- nombre correcto, desde el punto de vista fisiológico, es refle-
cas, repetibles y dirigidas del organismo. Muchos de estos refle- jos de tracción o de estiramiento. La bibliografía anglosajona
jos son de carácter protector o de comportamiento locomotor también emplea reflejos miotáticos para referirse a ellos.
y su utilidad consiste en relevar al cerebro de la necesidad de
guiar de manera consciente y detallada los sistemas muscula- Sin considerar si s on monosinápticos o p olisinápticos,
res que participan en estas acciones. Sin embargo, los reflejos todos los reflejos están constituidos por un receptor, una vía
continúan bajo el control consciente de los centros motores su- aferente, una o varias sinapsis en el sistema nervioso central
periores, por lo que es posible suprimir a voluntad, dentro de (SNC), una vía ef erente y un t ejido efector. Como ya se se-
ciertos límites, reflejos como el de la t os o el estornudo. Otros ñaló, los reflejos de estiramiento o tendinosos son los más
ejemplos de reflejos son: corneal, de deglución, visual, del vó- sencillos de todos porque son los únicos que tienen una sola
mito, del rascado, flexor, tendinoso, etcétera; todos varían poco estación de relevo (sinapsis) en el sist ema nervioso central,
de una ocasión a otra e inclusive de un individuo a otro. por lo que también se les denomina reflejos monosinápticos.
El reflejo cuyo número de sinapsis es de dos o más r ecibe el
Los reflejos tendinosos son los más s encillos de t odos nombre de reflejo polisináptico, y en ocasiones se establece la
los mencionados, porque a nivel central sólo tiene lugar una distinción entre los reflejos con dos sinapsis (disinápticos) o
estación de relevo de la inf ormación o sinapsis, por lo que con tres sinapsis (trisinápticos).
se les llama reflejos monosinápticos. Vale la p ena recordar
que el t érmino reflejos tendinosos se deriva de la cr eencia La figura 14.1 muestra el circuito neuronal del reflejo de
equivocada de que el receptor se localiza en el tendón, aun- estiramiento o monosináptico. El receptor es el huso muscu-
que después se descubrió que el receptor es el huso muscular,

85

86 Manual de laboratorio de fisiología

lar, que detecta las variaciones en la longitud del músculo y dedos de sus manos y tire de ellas intentando separarlas; esto
envía la información por las fibras Ia (vía aferente) al sistema aumenta la ac tividad gamma y la in tensidad de la r espues-
nervioso central. Las fibras aferentes primarias la envían a la ta refleja es mayor que cuando no se realiza esta maniobra.
médula espinal por la raíz posterior y se dirigen al asta an- Aunque a veces se dice que con la maniobra de Jendrassik se
terior ipsolateral, donde hacen sinapsis con las motoneuro- intenta distraer la atención del paciente y evitar la inhibición
nas alfa. D e estas motoneuronas parten las fibras eferentes voluntaria del reflejo, esta es una idea equivocada.
que inervan las fibras musculares del mismo m úsculo en
el que se encuentra el huso muscular que originó el reflejo; Otro concepto que puede ocasionar confusión es la par-
éste es el t ejido efector y su co ntracción es la r espuesta re- ticipación del reflejo de tracción para mantener la p ostura
fleja. Del huso muscular también parten fibras tipo II o s e- que consignan algunos t extos; aunque esto es cier to, debe
cundarias; sin embargo, éstas no intervienen en el reflejo de aclararse que en este caso se trata de un r eflejo de tracción
tracción monosináptico. polisináptico, también llamado reflejo de tracción tónico, y
no del reflejo de tracción monosináptico o fásico q ue ya se
La forma habitual de des encadenar los r eflejos tendi- describió.
nosos en c línica consiste en p roducir un ala rgamiento del
músculo con un golpe en el tendón del músculo con el mar- La forma en la q ue el reflejo de tracción tónico o poli-
tillo de r eflejos o media nte el es tiramiento por algún o tro sináptico actúa para mantener la p ostura, puede verse con
medio; esta es la razó n por la que estos reflejos se conocen claridad si se recuerda lo que ocurre cuando se está de pie:
como reflejos de estiramiento o tracción. por más derecho que se esté, ocurre un ligero balanceo del
cuerpo. Cuando el c uerpo se balancea hacia la der echa, se
La exploración de los reflejos de estiramiento o tendino- estiran los músculos del lado izquierdo de las extremidades,
sos se utiliza ampliamente en clínica, porque permite valorar lo que estira y estim ula los h usos musculares, que envían
la integridad del segmento o segmentos medulares en los que potenciales de acción a la méd ula espinal por las aferentes
se integra la información del reflejo (sitio de la sinapsis cen- Ia. Sin embargo, las fibras aferentes Ia no llega n directa-
tral), y como estos reflejos también están bajo la influencia de mente a las motoneuronas alfa, sino que hacen sinapsis con
centros motores superiores, su exploración hace posible valo- interneuronas, que sirven como amplificadores de la s eñal.
rar los diferentes sistemas motores. Por ejemplo, un aumento Puesto que una de las características de las interneuronas es
de la ac tividad gamma incrementa la s ensibilidad del h uso su respuesta prolongada, la estimulación que proveen a las
muscular y produce hiperreflexia. Este efecto de la actividad motoneuronas alfa es más duradera y también más lenta, lo
gamma sobre el huso muscular también se emplea en la va- que produce contracción muscular suave y prolongada que
loración de los r eflejos tendinosos mediante la maniobra de balancea el cuerpo hacia la izquierda; entonces se estiran los
Jendrassik, que consiste en pedir al paciente que entrelace los husos musculares del lado derecho y el ciclo se repite.

Médula espinal

Contracción Carga

Figura 14.1 Circuito nervioso del reflejo de tracción monosináptico.

Práctica 14 Reflejos de tracción o de estiramiento (miotáticos) 87

ACTIVIDADES

U Exploración de reflejos tendinosos

Explore los siguientes reflejos y escriba sus observaciones en el
cuadro correspondiente en el Informe de laboratorio. El cuadro
14.1 muestra una forma de valorar la respuesta de los reflejos de
estiramiento o tendinosos.

Cuadro 14.1 Valoración de la respuesta de los reflejos de estira-
miento o tendinosos

Grado Respuesta refleja Figura 14.2 Exploración del reflejo bicipital.
0 Sin respuesta
1+ Lento o disminuido
2+ Respuesta activa o esperada
3+ Más brusco de lo esperado, ligeramente hiperactivo
4+ Brusco, hiperactivo, con clono intermitente o transitorio

Reflejo rotuliano 5. Observe qué músculo se contrajo y cuál fue la respuesta.
6. Describa los resultados en la sección Informe de laboratorio.
Es el más conocido de los reflejos de tracción. Para desencade-
narlo: Reflejo tricipital

1. Pida al sujeto que se siente en una posición cómoda, con la 1. Colóquese atrás del sujeto, ponga su mano izquierda a nivel
pierna colgando o cruzada sobre la otra extremidad; en am- del pliegue del codo y flexione el brazo del voluntario.
bos casos el cuadríceps debe estar relajado.
2. Localice el tendón del tríceps y golpee con el martillo de re-
2. Localice por palpación el tendón rotuliano y golpee con el flejos.
martillo de reflejos; el golpe debe ser suave pero firme.
3. Observe qué músculo se contrae y cuál es la respuesta.
3. Observe la respuesta y repita el procedimiento realizando la 4. Realice el procedimiento en las dos extremidades.
maniobra de Jendrassik. 5. Describa los resultados en la sección Informe de laboratorio.

4. Haga lo mismo en la extremidad del otro lado. Reflejo masetérico o mandibular
5. Describa los resultados en la sección Informe de laboratorio.
1. Pida al sujeto que entreabra la boca.
Reflejo aquileano 2. Coloque su dedo índice o pulgar en el mentón y percuta con

1. Pida al sujeto que se coloque de rodillas sobre una silla, con el martillo de reflejos.
los pies colgando por fuera y sin contraer los músculos de la 3. Observe qué grupo muscular se contrae y cuál es la respuesta.
pantorrilla. También puede valorarse si se sostiene el pie del 4. Describa los resultados en la sección Informe de laboratorio.
sujeto con una mano en el talón.
Éste es un ejemplo de reflejo en el que el estiramiento no se pro-
2. Localice el tendón de Aquiles y golpee con el martillo de re- duce mediante un golpe directo al tendón.
flejos.
U Registro de la respuesta muscular
3. Observe qué músculos se contraen y cuál es la respuesta. de los reflejos tendinosos
4. Realice el procedimiento en las dos extremidades.
5. Describa los resultados en la sección Informe de laboratorio. Equipo utilizado en esta sesión:

Reflejo bicipital (figura 14.2) 1. Unidad Power Lab.
2. Bioamplificador.
1. Sostenga el antebrazo del sujeto con su mano izquierda en la 3. Electrodos de registro con sus respectivos cables para conec-
articulación del codo y deje descansar el antebrazo del volun-
tario sobre el suyo. tarlos al bioamplificador.
4. Electrodo de tierra.
2. Con el pulgar izquierdo localice el tendón del bíceps a nivel de 5. Martillo de reflejos con interruptor de corriente.
la fosa antecubital y coloque el pulgar sobre éste.

3. Golpee sobre su pulgar con el martillo de reflejos.
4. Realice el procedimiento en las dos extremidades.

88 Manual de laboratorio de fisiología

Sobre la mesa de trabajo encontrará un martillo de reflejos con in- Inicio del programa e instrucciones generales
terruptor eléctrico, la unidad Power Lab y el bioamplificador al que
está conectado un cable para cinco electrodos; en este ejercicio se Si aún no inicia el programa en su computadora, haga clic en
usan sólo dos electrodos de registro y uno de tierra. el ícono de acceso directo a Chart 5 en la pantalla del escrito-
rio; se abre una pequeña ventana en la nueva pantalla que se
Preparación del sujeto para el registro: despliega. Haga clic en el archivo Experiments gallery (Galería
de experimentos) y seleccione Reflejo tendinoso. Una vez abierta
1. Para registrar la respuesta muscular refleja se colocan dos la pantalla, hágala de mayor tamaño mediante clic en el botón
electrodos en el músculo en el que se desencadena el reflejo; del extremo superior derecho. Si esta ventana no aparece, vaya
el que se registra con más facilidad es el bíceps. Descubra el a Archivo en la barra de herramientas y seleccione Experiments
brazo del sujeto y asegúrese de que no tenga reloj, pulse- gallery; en la nueva ventana que se despliega abra el archivo
ra, anillos, etc. Los electrodos que se emplean son desecha- Experiments gallery y seleccione Reflejo tendinoso.
bles; antes de instalarlos, limpie con torundas empapadas en
alcohol la zona de la piel correspondiente y talle este sitio La pantalla es como se muestra en la figura 14.3. En ella,
con una almohadilla abrasiva para disminuir la resistencia el canal 1 se llama Act. Muscular; aquí se registra la respuesta
de la piel y asegurar una buena transmisión de la corriente muscular refleja. El título del canal 2 es Martillo, porque aquí
eléctrica. El electrodo activo o negativo debe ponerse sobre se registra la señal eléctrica que el martillo genera al golpear
la masa muscular del bíceps y el electrodo de referencia, o el tendón. Verifique que el martillo esté conectado al canal 2 de
positivo, cercano a la zona en la que el músculo se inserta la unidad Power Lab. Este martillo tiene un interruptor botón
en el tendón. Verifique que los cables de los electrodos es- rojo en el extremo con el que se golpea el tendón (figura 14.4),
tén conectados de manera correcta en el canal 1 de acuerdo de manera que al hacerlo se cierra un circuito eléctrico y a través
con la polaridad. de una batería se genera una corriente que se envía al Power Lab.
Esta corriente se usa como disparador para iniciar el registro, cuya
2. Ahora conecte la banda de tierra con firmeza en la muñeca duración predeterminada es de 0.5 s. Recuerde que para que el
del voluntario; asegúrese que hace buen contacto con la piel registro ocurra debe haber presionado antes el botón Iniciar en la
y verifique que esté conectada al sitio correspondiente a tie- parte inferior derecha de la pantalla.
rra (ground) en el cable para los electrodos.

Chart - [Documento 2: Vista Chart (Inactivo)]

Archivo Edición Configuración Comandos Macro Ventana Ayuda

x1
21

Canal: 1 Comentario Agregar 4k /3

20 2 mV

Músculo

+
–

10 V

Martillo

+ –20 Iniciar
– 971M
1:1
M
Figura 14.3 Pantalla de inicio para el registro de la actividad muscular refleja.

Práctica 14 Reflejos de tracción o de estiramiento (miotáticos) 89

Figura 14.4 Martillo de reflejos con interruptor. Desencadene el reflejo bicipital golpeando suave pero firme-
mente con el martillo de reflejos, su dedo pulgar colocado sobre el
Presione el botón Iniciar para verificar que todo esté bien co- tendón del bíceps del voluntario.
nectado; no debe ocurrir ningún registro. Ahora presione el botón
rojo del extremo del martillo por un momento; el registro debe ini- Observe la respuesta en la pantalla de la computadora: ésta
ciarse y detenerse en forma automática; no se reinicia sino hasta debe ser similar a lo que se observe en la figura 14.5.
que se presiona de nuevo el botón rojo del martillo. Para detener
de manera definitiva la secuencia de registros es necesario pre- Si el registro de la actividad muscular refleja no es de un
sionar Detener. En el registro obtenido se observa una deflexión tamaño adecuado, es factible aumentarlo o disminuirlo hasta
de la línea de registro del canal 2 que corresponde a la corriente el tamaño deseado mediante variación de la sensibilidad del vol-
generada en el circuito del martillo. taje con el botón que se encuentra arriba del nombre del canal, o
presionando la flecha de amplificación en la parte izquierda del
canal en el que se registra.

Mida la latencia de la respuesta colocando la marca M (que
está en la parte inferior izquierda de la pantalla) en el inicio de
la señal generada por el martillo de reflejos que se registró en el
canal 1, y el cursor en el inicio del registro de la respuesta muscu-
lar. La diferencia de tiempo entre estos dos puntos representa el
tiempo transcurrido desde que se aplicó el estímulo hasta que se
inició la respuesta. Su valor se lee en la parte superior derecha
de la pantalla como Δs. Anote el valor obtenido en el Informe de
laboratorio.

Repita el mismo procedimiento para otros reflejos tendinosos;
puede registrar reflejos en tríceps, tendón de Aquiles o cualquier
otro músculo. Si necesita más electrodos solicítelos a su instructor
o auxiliar de laboratorio.

Mida la latencia en cada reflejo que registre. Puede guardar
en un disco los registros realizados y revisarlos después en el labo-
ratorio de computación.

Biceps jerk 4000/s, 5ms/Div

11 12 13 Range 2 mv

0.8 Biceps

Biceps(mV) 0.4

0

–0.4

–0.8 Range 10 V

3 Hammer
T2
0 0. 05 Start
1
0 1:1

M

80M

Figura 14.5 Registro de la actividad muscular refleja en el canal 1 y de la señal eléctrica generada por el martillo
de reflejos en el canal 2.