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CAPÍTULO 6: CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Miofibrilla, está formada por
filamentos de
Actina (3000 filamentos
delgados)
Miosina (1500 filamentos
gruesos)
Fibras musculares (inervadas por
una sola terminación nerviosa,
localizada en el punto medio
Fascículos
Formado por:
MUSCULO ESQUELETICO
1. SARCOLEMA: Membrana plasmática
de la fibra Muscular, Se compone de
una material polisacárido (colágeno)
Las fibras de sarcolema se fusionan
en el tendón
2. SARCOMERO: Porción de la
miofibrilla entre 2 discos Z
sucesivos. Diámetro de 2,2 micras
3. SARCOPLASMA: L.I entre las
miofibrillas (Grandes cantidades de:
K+, Mg+2, FOSFATO)
Rodea las miofibrillas de todas las
fibras musculares
4. RETICULO SARCOPLASMICO: Regula
el almacenamiento, liberación y
recaptación de Ca+
Un potencial
de accion
viaja por una
fibra
muscular
Se secreta Ach
gracias a una
fibra nerviosa
Ach. actua en
la mebrana
para abrir
canales Ca+
activados por
Ach.
permite ingreso
de Na+
Provoca
desparizacion
potencial viaja
por la membrana
se libera Ca+por
reticulo
sarcoplasmico
Ca+ inican fuerzas
de atraccion de
filamentos
Actinina- Miosina
produciendo
deslizamiento
En en segundos el
Ca+ es bombeado de
nuevo al reticulo
sarcoplasmatico por
bombas Ca+
MECANISMO GENERAL DE
LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
INTERACCIÓN DE UN FILAMENTO DE MIOSINA, DOS FILAMENTOS DE ACTINA Y LOS
IONES CALCIO PARA PRODUCIR LA CONTRACCIÓN
Peso 480000
G. actina
polimeriza
ADP
Esqueleto
F. actina
bicatenaria
FILAMENTOS
DE ACTINA
Peso: 70000
Longitud: 40mn
Tropomiosina
Afinidad actina
Troponina
Troponina I
Afinidad tropomiosina Troponina T
Troponina C
Afinidad calcio
Complejo
troponina+
tropomiosina
Activación Ca+
Inhibición del
filamento actina
Cabeza de
puentes cruzados
de miosina
ATP COMO FUENTE DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN: FENÓMENOS QUÍMICOS EN EL MOVIMIENTO DE LAS CABEZAS DE
MIOSINA
Contracción
Fuerza
intramolecular
Puntos activados de
actina
Teoría de la
cremallera o
triquete
EFECTO FENN
Puentes se unen ATP
Activación ATP
Enciende ATP deja ADP
Cabeza comprimida une con
punto activo se estira y de
nuevo da un golpe
Complejo troponina
Miosina une al Ca+ al descubierto
Puntos activos
Las cabezas de miosina se unen a
ellos
Se enciende ATP para un nuevo
ciclo
La energía comprime la cabeza
Permite la liberación de ADP y
P+ unido a la cabeza
ADP se une a nuevo ATP actina
separada de la cabeza
Enlace: puente cruzado, punto
activo
Hace que la cabeza se desplace al
brazo, golpe activo
ENERGÉTICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
- Un músculo esquelético se contrae
rápidamente cuando lo hace frente a una
carga nula
- Cuando se aplican cargas, la velocidad de la
contracción se hace cada vez más lenta
- La fuerza neta de que se dispone para
producir la velocidad de acortamiento está
reducida de manera proporcional.
Relación de la
velocidad de
contracción
con la carga
GENERACIÓN DE TRABAJO DURANTE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
T=C. D
Trabajo:
Transparencia de energía desde el
musculo hasta la carga externa
1- 2s ATPD de 4 mili molar
ATP
TRES FUENTES DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
PRIMERA FUENTE
ENERGIA= 5-8s
ATP
SUSTANCIA FOSFOCREATINA
FOSFOCREATINA
ENLACES FOSFATO DE ALATA
ENERGIA
SEGUNDA FUENTE
CONTRACCION
MUSCULAR
RECONSTITUCION
DE LOS ALMACENES
DE FOSFOCREATINA
ATP
GLUCOLISIS
Acido pirúvico
Ácido láctico
ENERGIA
ADP- ATP
GLUCOGENO
CARACTERÍSTICAS DE LA CONTRACCIÓN DE TODO EL MÚSCULO
La contracción muscular se pueden demostrar desencadenando
espasmos musculares únicos
Características de los espasmos isométricos que se registran en
diferentes músculos
Las contracciones isométricas no acortan el músculo, mientras
que las contracciones isotónicas lo acortan a una tensión
constante
Las fibras pueden ser tan pequeñas como de 10 μm de diámetrom de diámetro
o tan grandes como de 80 μm de diámetrom
Tres tipos de músculo esquelético:
Un músculo ocular, que tiene una contracción
isométrica de menos de 1/50s de duración
El músculo gastrocnemio, que tiene una duración de
contracción de aproximadamente
1/15 s, y el músculo sóleo, que tiene una duración de
contracción de aproximadamente 1/5s.
Los movimientos oculares deben ser muy rápidos para
mantener la fijación de los ojos sobre objetos específicos para
proporcionar la exactitud de la visión.
En la contracción muscular es isométrica cuando el
músculo no se acorta
El sistema isométrico, el músculo se contrae contra un
transductor de fuerza sin disminuir la longitud del
músculo
En el sistema isotónico el músculo se acorta contra
una carga fija, que se ilustra en la parte superior de la
figura, que muestra un músculo que eleva un peso
Fibras musculares rápidas frente a lentas Fibras lentas (tipo I, músculo rojo)
Las fibras son más pequeñas que las fibras rápidas.
Las fibras lentas están inervadas por fibras nerviosas
más pequeñas.
Las fibras lentas tienen un sistema de vascularización
más extenso y más capilares para aportar cantidades
adicionales de oxígeno.
Las fibras lentas tienen números muy elevados de
mitocondrias
Las fibras lentas contienen grandes cantidades de
mioglobina.
La mioglobina se combina con el oxígeno y lo almacena
hasta que sea necesario, lo cual acelera también
notablemente el transporte de oxígeno hacia las
mitocondrias. La mioglobina da al músculo lento un
aspecto rojizo y el nombre de músculo rojo.
Todos los músculos del cuerpo están formados por
una mezcla de las denominadas fibras musculares
rápidas y lentas, con otras fibras intermedias entre
estos dos extremos
Los músculos como el sóleo, responden lentamente
pero con una contracción prolongada están formados
principalmente por fibras «lentas»
C
Mecánica de la contracción del músculo esquelético
Unidad motora: todas las fibras musculares inervadas por una única fibra nerviosa
Las motoneuronas que salen de la médula espinal inervan múltiples fibras nerviosas
Las fibras musculares que son inervadas por una única fibra nerviosa se denominan unidad motora
Los músculos pequeños que reaccionan rápidamente y cuyo control debe ser exacto tienen más fibras nerviosas para menos fibras
musculares
Contracciones musculares de diferente fuerza: sumación de fuerzas
Sumación significa la adición de los espasmos individuales para aumentar la intensidad de la contracción muscular global.
Se produce de dos maneras:
1 aumentando el número de unidades motoras que se contraen de manera simultánea, lo que se denomina sumación de fibras
múltiples.
2 aumentando la frecuencia de la contracción, lo que se denomina sumación de frecuencia y que puede producir tetanización
Sumación de fibras múltiples
Señal nerviosa débil
Se contraen las unidades motoras más pequeñas
Si aumenta la intensidad de señal
Se contraen unidades motoras de mayor tamaño
Las unidades motoras pequeñas son activadas por fibras nerviosas pequeñas, y son más excitables que las grandes.
La activación es sincrónica, la contracción se alterna de manera secuencial.
Sumación de frecuencia y tetanización
La figura a la izquierda se representa espasmos individuales que se producen de manera
secuencial a una frecuencia de estimulación baja. A medida que aumenta la frecuencia,
se llega a un punto en el que cada nueva contracción se produce antes de que haya
finalizado la anterior. En consecuencia, la segunda contracción se suma parcialmente a la
primera, de modo que la fuerza total de la contracción aumenta progresivamente al
aumentar la frecuencia, Cuando la frecuencia alcanza un nivel crítico, las
contracciones sucesivas finalmente se hacen tan rápidas, se denomina tetanización
seguir aumentando la frecuencia no tiene ningún efecto sobre el aumento dela fuerza
contráctil.
Máxima fuerza de contracción
La fuerza máxima está comprendida
entre 3 y 4 kg por cm cuadrado, el
cuádriceps puede tener hasta 100
cm cuadrados (ya eso depende de la
masa muscular de cada quien)
Cambios de la fuerza muscular al inicio
de la contracción: el
Capítulo 7
MAYPR
DEGRADACION
PROTEICA
DISMINUCION DE
FILAMENTOS MIOSINA
Y ACTINA
ATROFIA
AUMENTO
DE
NUMERO
DE FIBRAS
HIPERLASIA
MUSCULAR
ATROFIA MUSCULAR
DESTRUCCION Y SUSTITUCION
POR T. FIBROSO Y ADIPOSO
CONFRACTURA
EFECTOS DE
NERVACION
MUSCULAR
CONTRACCION
MUSCULAR
MACROUNIDADES
MOTORAS
RECUPERACION
MUSCULAR
RIGIDEZ CADAVERICA
DETERIORO
15-25 Hrs.
PERDIDA ATP
CONTRAFACTURA
EXCITACIÓN DEL MUSCULO ESQUELÉTICO: TRANSMISIÓN NEUROMUSCULAR Y ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
Transmisión de impulsos desde las terminaciones nerviosas a las fibras del musculo
esquelético: la unión neuromuscular
Las fibras del musculo esquelético están inervadas por fibras nerviosas mielinizadas grandes que se originan en las
motoneuronas grandes de las astas anteriores de la medula espinal. Cada terminación nerviosa forma una unión
neuromuscular.
ANATOMÍA FISIOLÓGICA DE LA UNIÓN NEUROMUSCULAR: LA PLACA
MOTORA TERMINA
1. Placa motora terminal: las terminaciones nerviosas se invaginan
en la superficie de las fibras musculares la placa motora terminal
y está cubierta por cél. de Schwann para aislar.
2. Gotiera sináptica (valle sináptico): membrana invaginada.
3. Espacio sináptico (hendidura sináptica): espacio entre la
terminación y la membrana de la fibra (20-30nm de ancho).
4. Hendiduras subneurales: pliegues de la membrana dela fibra
msc. que aumentan el área de superficie para la acción del
neurotransmisor. En la terminación axónica hay mitocondrias
que dan ATP para la síntesis del transmisor (Ach).
La Ach excita la membrana de la fibra msc. , y se almacena en
vesículas sinápticas. En el espacio sináptico haya
cetilcolinesterasa que destruye la Ach después de que se
liberaron las vesículas
Se liberan 125 vesículas en
respuesta a un impulso
nervioso en la unión nm
(neuromuscular).
Biología molecular de la
formación y liberación de
acetilcolina
- La formación y liberación de acetilcolina se produce en las siguientes
etapas:
- Se forman vesículas pequeñas en el aparato de Golgí del cuerpo celular de
la motoneurona. Estas son transportadas por el axoplasma hasta la unión
neuromuscular en las terminaciones de las fibras nerviosas periféricas.
- La acetilcolina se sintetiza en el citosol de la terminación de la fibra
nerviosa, se transporta inmediatamente a través de la membrana de las
vesículas hasta su interior
- Cuando un potencial de acción de acción llega a la terminación
nerviosa, abre los canales de Ca. La concentración de iones de Ca en
el interior de la membrana, lo que a su vez aumenta la velocidad de
fusión de las vesículas de acetilcolina con la membrana terminal.
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
Los túbulos T son muy pequeños y siguen un trayecto transversal a las miofibrillas. Comienzan en la membrana celular y penetran en
el espesor de la fibra muscular hasta el lado opuesto. Cuando un potencial de acción se propaga por la membrana de una fibra
muscular.
Liberación de iones de Ca por el retículo sarcoplásmico.
Esta produce parálisis muscular debido a que las uniones neuromusculares
no pueden transmitir suficientes señales desde las fibras nerviosas a las
fibras musculares.
Es una enfermedad autoinmunitaria
Mistenia grave
Algunos de los aspectos cuantitativos de los potenciales musculares son:
Potencial de la membrana en reposo -80 a -90 mV2.
Duración del potencial de acción: 1 a 5 ms.3.
Velocidad de conducción: 3 a 5 m/s
Potencial de acción
