Profesorado

FEDERICO PORTILLO PACHECO
JOSE JUAN VALLO DE CASTRO
BERNARDO MORENO LÓPEZ
DAVID GONZÁLEZ FORERO
MANUEL CARRASCO VIÑUELA
CARMEN CASTRO GONZÁLEZ
CARMEN ROMERO GRIMALDI

Objetivos

OBJETIVOS TEÓRICOS:
Conocer los fenómenos que relacionan a las células con su entorno, mediante el
estudio de los sistemas de transporte a través de la membrana celular.
Comprender las distintas formas de comunicación y señalización intercelular.
Estudiar las características funcionales de las células excitables. Esta
asignatura proporcionará al alumno la base celular de muchos de los fenómenos
en los que se basa la fisiología de sistemas que se imparte en segundo curso.

OBJETIVOS PRÁCTICOS:
Desarrollar el pensamiento científico, adquiriendo habilidades para combinar
los conceptos aprendidos y aplicarlos a la resolución de problemas.

Programa

CLASES TEÓRICAS
Intercambio de moléculas entre la célula y su entorno (3 horas)
1.  Transporte a través de las membranas celulares. Composición del líquido
intra y extracelular. Difusión. Concepto de presión osmótica. Importancia
funcional. Gradientes electroquímicos. Canales iónicos. Selectividad de los
canales iónicos. Sistemas que controlan la apertura/cierre de los canales
iónicos (voltaje, señales mecánicas y señales químicas). Ionóforos.
2.  Moléculas transportadoras en las membranas celulares. Difusión
facilitada: características cinéticas. Transporte activo primario y secundario:
fuentes de energía. Intercambiadores iónicos. Influencia  de los sistemas de
trasporte activos sobre el volumen celular, el balance osmótico, el potencial
de membrana y el pH intracelular.
3.  Transporte de macromoléculas y transporte transcelular. Transporte de
macromoléculas a través de las membranas: endocitosis y exocitosis. Transporte
transcelular en epitelios y endotelios. Distribución polar de los
transportadores de membrana. Transcitosis.

Comunicación intercelular (5 horas)
4.  Receptores celulares. Características generales de los receptores de
membrana plasmática. Cinética de la interacción ligando-receptor.  Conceptos
de : especificidad, saturación, afinidad, agonistas y antagonistas. Métodos
utilizados para el estudio de los receptores de membrana. Regulación de
receptores. Desensibilización e hipersensibilidad. Receptores solubles.
Receptores intracelulares.
5.  Sistemas de comunicación celular. Características generales de los
distintos sistemas de comunicación celular: comunicación endocrina, paracrina y
nerviosa.
6.  Comunicación paracrina. Comunicación celular por moléculas solubles
locales. Péptidos: citoquinas, factores de crecimiento, neurotrofinas.
Derivados del ácido araquidónico: prostaglandinas, tromboxanos y leucotrienos.
Histamina.
7.  Comunicación por contacto con otras células o con la matriz
extracelular. Proteínas de adhesión. Adhesión entre células homólogas: papel en
el control del crecimiento y en la formación de tejidos. Adhesión entre células
heterólogas: sistemas de reconocimiento. Comunicación  entre las células y la
matriz extracelular. Comunicación por uniones gap
8.  Comunicación por moléculas gaseosas. Óxido nítrico y monóxido de
carbono. Comunicación por gases: óxido nítrico y monóxido de carbono. Síntesis
de óxido nítrico. Regulación de su producción. Mecanismos de acción. Efectos
celulares.

Neurobiología (14 horas)
9.  Potencial de membrana. Registro del potencial de membrana.
Depolarización e hiperpolarización. Distribución de iones a ambos lados de la
membrana. Permeabilidad iónica. Potencial de equilibrio. Papel de la ATPasa de
Na+ y K+.
10.  Propiedades pasivas de las membranas neuronales.  Potenciales
electrotónicos. Constante de longitud. Sumación espacial. Capacitancia de la
membrana. Constante de tiempo. Sumación temporal.
11.  Potencial de acción. Formas de registro: cambios de voltaje y de
conductancia iónica. Mecanismos que desencadenan el potencial de acción: flujo
de iones a través de canales dependientes de voltaje. Propiedades de los
canales dependientes de voltaje. Regulación de los canales por factores
citoplasmáticos. Post-potenciales. Periodos refractarios absoluto y relativo.
12.  Conducción del potencial de acción. Propagación del potencial de
acción. Factores que condicionan la velocidad de conducción: propiedades
pasivas de la membrana y diámetro de la fibra. Papel de la mielina. Potencial
de acción compuesto: registro y componentes.
13.  Sinapsis: mecanismos presinápticos. Sinapsis eléctricas y químicas.
Mecanismos de liberación de los neurotransmisores. Papel de los canales de Ca2+
dependientes de voltaje. Potenciales miniatura y liberación cuántica.
Exocitosis y reciclaje de membrana. Inhibición y facilitación pre-sinápticas
14.  Sinapsis: mecanismos postsinápticos. Receptores metabotrópicos e
ionotrópicos. Segundos mensajeros implicados en la transmisión sinaptica.
Potenciales post-sinápticos excitatorios e inhibitorios.
15.  Integración sináptica. Distribución celular y características de las
sinapsis excitadoras e inhibidoras. Integración de señales excitadoras e
inhibidoras en la neurona post-sináptica. Generación de potenciales de acción
en la neurona post-sináptica. Modulación sináptica.
16.  Transmisión colinérgica. Síntesis, almacenamiento y liberación de
acetilcolina. Terminación del efecto por  acetilcolinesterasa. Tipos de
receptores. Trasnsmisión colinérgica en la placa   motora, en el sistema
nervioso autónomo y en el sistema nervioso central.
17.  Transmisión por aminoácidos. Aminoácidos excitadores: aspartato y
glutamato. Aminoácidos inhibidores: GABA y glicina.. Tipos de receptores.
Exitotoxicidad.
18.  Transmisión por aminas. Síntesis, almacenamiento y liberación.
Mecanismos que regulan la liberación de aminas. Terminación de la acción
sináptica por recaptación. Receptores aminérgicos. Sinapsis adrenérgica  en el
sistema nervioso periférico y central.
19.  Transmisión por neuropéptidos. Información transmitida por
neuropéptidos. Localización por inmunocitoquímica. Co-localización con
neurotransmisores no peptídicos. Síntesis y liberación. Efectos post-sinápticos.
20.  Receptores sensoriales. Concepto. Clasificación. Transducción
sensorial. Potencial de receptor, características. Formación de potenciales de
acción. Receptores de adaptación lenta y rápida. Concepto de campo receptor.
21.  Desarrollo neuronal. Neurogénesis y diferenciación neuronal. Regulación
de la supervivencia neuronal por señales externas: factores neurotróficos.
Crecimiento y orientación de los axones hacia sus dianas. Establecimiento y
mantenimiento de conexiones neuronales.
22.  Bases celulares del aprendizaje y la memoria. Mecanismos que pueden
modificar la eficacia sináptica a corto plazo. Modelos de habituación y
sensibilización y condicionamiento clásico. Modificación sináptica persistente:
cambios en la expresión de genes. Formación o desaparición de contactos
sinápticos. Potenciación de larga duración (LTP) en SNC de mamíferos.

Fisiología de las células musculares (3 horas)
23.  Excitación-contracción en el músculo esquelético. Introducción a la
contractilidad celular. Tipos de fibras musculares. Transmisión neuromuscular
en el músculo esquelético. Unidad motora. Placa motora. Control de la fuerza de
contracción: reclutamiento de fibras y frecuencia de disparos.
24.  Excitación-contracción en el músculo liso. Características de la
transmisión neuro-muscular. Neurotransmisores excitadores e inhibidores.
Acoplamiento excitación-contracción. Acoplamiento eléctrico. Mecanismo de la
contracción. Papel de la calmodulina. Propiedades mecánicas de la contracción
del músculo liso: fuerza, velocidad, acortamiento.
25.  Propiedades mecánicas de los músculos. Relación longitud-fuerza de
contracción en el músculo. Contracción isométrica e isotónica. Potenciación
post-tetánica. Fatiga muscular. Atrofia e hipertrofia muscular.

Actividades

Créditos prácticos:
P1: Interpretación de representaciones gráficas
P2: Introducción al uso de Moodle. Problemas de transporte a través de membranas
P3: Fisiología interactiva I. Membrana neuronal
P4: Caso clínico I
P5: Potencial de acción.
P6: Canales iónicos.
P7: Fisiología Interactiva II. Sinapsis
P8: Fisiología Interactiva III. Músculo
P9: Caso clínico II
Foros de debate en Moodle.

Metodología

Clases teóricas, con los contenidos esenciales de la materia, con
presentaciones de powerpoint. Estas presentaciones están a disposición de los
alumnos en el campus virtual.
Los créditos prácticos se diversifican, de manera que, dentro de lo posible, se
fomente el papel activo del alumno en el aprendizaje de la asignatura.
Progresivamente se irá aumentando la actividad que deberá llevar a cabo el
alumno mediante Moodle.

Criterios y Sistemas de Evaluación

El examen constará de preguntas tipo test y algunas preguntas abiertas cortas.
El contenido de los exámenes evaluará los conocimientos adquiridos tanto en las
clases teóricas como prácticas.

Recursos Bibliográficos

1.  ALBERTS, B., y cols. Biología Molecular de la Célula. Omega, 1996
2.  BEAR, M.F.,y cols. Neurociencia: Una exploración del cerebro. Masson,
1998
3.  GUYTON, A. C. Tratado de Fisiología Médica, 2006
4.  KANDEL, E.R., Y COLS. Principios de Neurociencia. McGraw-Hill, 2001
5.  LEHNINGER. Principios de Bioquímica. Tercera edición. Omega, 2001
6.  PURVES y cols. Invitación a la Neurosciencia. Panamericana, 2006
7.      SILVERTHORN D. Fisiologia Humana, 2008