Mecanismos de Fisiología Nerviosa y Muscular: Estímulos, Contracción y Estrés

1. ¿Cómo diferencia el sistema nervioso dos estímulos de diferente intensidad?

El sistema nervioso distingue estímulos del mismo tipo pero con diferente intensidad basándose en la frecuencia de los potenciales de acción. Cuanto mayor sea la intensidad del estímulo, mayor será el número de potenciales de acción que se generan y llegan a la corteza cerebral por unidad de tiempo.

2. Regulación de la tensión en la contracción muscular

El organismo utiliza unidades motoras para regular la fuerza de la contracción. Una unidad motora se define como el conjunto de fibras musculares controladas por un único terminal nervioso. Teniendo en cuenta que la fibra muscular individual cumple el principio del "todo o nada" (o se contrae al máximo o no se contrae), la tensión total generada por un músculo dependerá del número de unidades motoras reclutadas.

3. Proteínas Sarcoméricas Esenciales

• Actina: Proteína que constituye los filamentos delgados. Sus monómeros, llamados actina G (globular), se asocian para formar la actina F (filamentosa).
• Troponina: Complejo de tres subunidades (C, T e I). La Troponina C es donde se une el calcio; la Troponina T se une a la tropomiosina y la Troponina I se une a la actina, bloqueando el sitio de unión en reposo.
• Tropomiosina: Proteína filamentosa que bloquea el surco de la actina en reposo. Se desplaza para permitir el "golpe de fuerza" de la miosina.
• Titina y Nebulina: Sirven para asegurar el correcto alineamiento de los filamentos. La titina presenta una elevada capacidad elástica, lo que favorece la recuperación del sarcómero tras la contracción.
• Miosina (Meromiosina pesada y ligera): La miosina es la proteína de los filamentos gruesos. Sus componentes son:
  • Meromiosina pesada: Forma las cabezas globulares con capacidad ATPasa, que hidroliza el ATP para obtener la energía necesaria para el "golpe de fuerza".
  • Meromiosina ligera: De tipo fibroso, sirve de soporte para la miosina pesada, permitiendo el movimiento en bisagra para el "golpe de fuerza".
• Desmina: Actúa como soporte estructural del resto de proteínas.
• Proteína C: Contribuye a la estructura y organización de los filamentos gruesos.
• Alfa-actinina (α-actinina): Se asocia a la actina y a la tropomiosina, anclando los filamentos delgados en el disco Z y facilitando la acción de los puentes cruzados. La isoforma alfa-actinina 3 interviene en la ejecución de ejercicios explosivos.

4. Respuesta del Sistema Nervioso Autónomo frente a una situación de estrés

En situaciones de estrés o durante el ejercicio físico, se produce un aumento del tono simpático, que libera adrenalina y noradrenalina como neurotransmisores. Esto da lugar a la respuesta de "lucha o huida", con los siguientes efectos:

• Dilatación pupilar (midriasis).
• Aumento del ritmo respiratorio.
• Aumento de la fuerza, frecuencia y excitabilidad cardíaca, lo que incrementa el volumen sistólico y el gasto cardíaco.
• Vasoconstricción periférica.
• Actuación sobre el metabolismo, estimulando las rutas que generan energía como la glucólisis, la gluconeogénesis y el ciclo de Krebs.
• Aumento del tono muscular.
• Eyaculación.

Paralelamente, se produce una descarga de terminales nerviosos simpáticos sobre la médula suprarrenal, que libera adrenalina y noradrenalina al torrente sanguíneo. Estas actúan como hormonas, generando los mismos efectos que a nivel nervioso, pero de forma más generalizada y durante un tiempo más prolongado.

5. Comparativa: Neurotransmisores vs. Hormonas