1. Un estímulo que viaja a lo largo del axón despolariza a la membrana de la terminación axoniana, con lo que abre a los canales de calcio de compuerta de voltaje.

2. La entrada de calcio en la terminación axoniana da por resultado fusión de las vesículas sinápticas con la membrana de la terminación axoniana (membrana presináptica) y descarga subsecuente de acetilcolina (junto con proteoglucanos y ATP) en la hendidura sináptica primaria. La fusión se produce a lo largo de regiones específicas de la membrana presináptica que se denominan sitios activos.

3. Se libera en grandes cantidades el neurotransmisor acetilcolina (ligando), cantidades que se conocen como cuantos (10,000 a 20,000 moléculas) desde la terminación nerviosa.

4. A continuación la acetilcolina se difunde a través de la hendidura sináptica y se fija en los receptores de acetilcolina postsinápticos en la membrana de la célula muscular. Son canales de calcio de compuerta de ligando que se abren cuando se fija la acetilcolina. La entrada resultante de iones produce despolarización del sarcolema y generación de un potencial de acción (véase la descripción ulterior en el capítulo 9).

5. El impulso generado se disemina con rapidez por toda la fibra muscular a través del sistema de túbulos T, con lo que se inicia la contracción muscular.

Para impedir que un sólo estímulo desencadene reacciones múltiples, la acetilcolinesterasa, enzima localizada en la lámina externa que reviste a las hendiduras sinápticas primarias y secundarias, degrada a la acetilcolina en acetato de colina, con lo que permite el restablecimiento del potencial en reposo. La degradación es tan rápida que toda la acetilcolina descargada se segmenta en plazo de unos cuantos cientos de milisegundos.

La colina se transporta de nuevo hacia la terminación axoniana por la acción de una proteína de simporte de sodio y colina, activada por el gradiente de concentración del sodio. Dentro de la terminación axoniana la acetilcolina se sintetiza a partir del acetato activado (producido en las mitocondrias) y la colina reciclada, reacción catalizada por la acetiltransferasa de la colina. La acetilcolina formada otra vez se transporta, por medio del sistema antiporte accionado por un gradiente de concentración de protones, hacia las vesículas sinápticas en formación.

Además del reciclaje de la colina, se recicla también la membrana de la vesícula sináptica para conservar el área de superficie de la membrana presináptica. Este reciclaje de la membrana se logra mediante formación de vesículas cubiertas con clatrina.

CORRELACIONES CLINICAS.

El botulismo suele ser causado por la ingestión de alimentos enlatados preservados de manera inapropiada. La toxina, producida por la bacteria Clostridium botulinum, interfiere con la descarga de acetilcolina, lo que da por resultado parálisis muscular, y si no se aplica tratamiento, muerte de la víctima.

La miastenia gravis es una enfermedad autoinmunitaria en la cual se fijan autoanticuerpos sobre los receptores de acetilcolina y bloquean su disponibilidad para la acetilcolina. Los receptores inactivados de esta manera experimentan endocitosis y quedan sustituidos por nuevos receptores, a los que inactivan otra vez los autoanticuerpos. Por tanto, el número de localizaciones para que se inicie la despolarización muscular queda reducido y los músculos esqueléticos se debilitan de manera gradual. El trastorno da por resultado infecciones pulmonares, trastornos respiratorios y muerte subsecuente.

Ciertas neurotoxinas, como la bungarotoxina de algunas serpientes venenosas, se fijan también a los receptores de acetilcolina y producen parálisis y muerte en última instancia a causa de trastornos respiratorios.

Husos musculares.

Cuando un músculo se estira experimenta normalmente contracción refleja, lo que se conoce como reflejo de estiramiento. Inicia esta reacción protectora, que previene el desgarro de las fibras musculares; el huso muscular, receptor sensitivo encapsulado que se encuentra entre las células musculares (fig. 8-15e). Cada huso muscular está compuesto por 8 a 10 células musculares alargadas, estrechas, modificadas y muy pequeñas llamadas fibras intrafusales, rodeadas por el espacio periaxil que contiene líquido, el cual, a su vez, se encuentra encerrado por la cápsula, Los elementos del tejido conectivo de la cápsula se continúan con las fibras de colágena del perimisio y el endomisio.

Las fibras intrafusales son de dos tipos: las fibras de la bolsa nuclear y las mas numerosas fibras de la cadena nuclear, mas delgadas. Los núcleos de ambos tipos de fibras ocupan el centro de la célula; sus miofibrillas están localizadas a cada lado de la región nuclear, con lo que limitan la contracción a los polos de estas células fusiformes. Los núcleos de las fibras de la bolsa nuclear están agregados, en tanto que se encuentran alineados en una sola fila en las fibras de la cadena nuclear. Las fibras de músculo esquelético que rodean al huso muscular no tienen ninguna característica en particular y se denominan fibras extrafusales.

Las grandes fibras nerviosas sensitivas constituyen terminaciones nerviosas anuloespirales o primarias (del tipo Ia, de adaptación rápida) que se enrollan alrededor de las regiones nucleares de ambos tipos de fibras intrafusales. A cada lado de estas terminaciones nerviosas se enrollan también alrededor de la región nuclear terminaciones nerviosas en ramo de flores o secundarias (tipo IIa de adaptación lenta). Por añadidura, los axones de conducción lenta de las neuronas aferentes g (motoras) terminan sobre placas motrices terminales sobre las superficies miofibrilares de las fibras intrafusales. Las fibras extrafusales reciben fibras nerviosas normales, que son grandes axones de conducción rápida de las neuronas eferentes a (motora).