Milder Ayón Sarmiento

FMV-UNMSM

Músculo liso y músculo cardíaco.

Propiedades y metabolismo muscular.

Musculo liso

•Fibras pequeñas (2-5u de diámetro, 20-500 u de longitud)

•Disposición física diferente al esquelético y cardiaco

•Inicio de contracción es mas lenta y dura mayor tiempo.

•Tiene mayor capacidad de acortarse y estirarse. Escaso retículo sarcoplásmico.

•No posee túbulos transversos (demora en llegar a los filamentos).

Músculo Liso

musculo liso simple o

visceral

•Disposición tubular. Vísceras

huecas, vasos pequeños y

piel. Autoexcitabilidad. Una

neurona inerva a varias fibras.

Conexión entre fibras: uniones

gap → red o sincitio: permite la

contracción al unísono de

todas las fibras conectadas

Musculo liso multiunitario

•Disposición en red o irregular. Grandes arterias, vías aéreas, músculos erectores

del pelo, iris, cuerpos ciliares (del cristalino). Una neurona inerva a una fibra.

Escasas uniones gap : no se produce la contracción al unísono de muchas fibras

Función importante en los aparatos:

• Circulatorios.

• Respiratorios.

• Digestivo.

• Genitourinario.

• Regulación del volumen interno del órgano visceral hueco.

• Dilatación, aumento del volumen

• Contracción, disminución del volumen.

Tipos de contracción:

• Fásico.

• Tónico

Participación en enfermedades:

• Asma.

• Hipertensión.

• Aterosclerosis.

Función de los músculos lisos

• Potenciales de acción del sistema nervioso autónomo

• Respuesta al estiramiento

• Factores locales: cambios en la temperatura, pH, O2, CO2,

iones, etc.

• Hormonas

Mecanismos causantes de la contracción

del músculo liso

Regulación de la Tensión Muscular

• Tipos de Contracción:

– Contracción Espasmódica: Contracción breve de todas las fibras

musculares de una unidad motora.

– Potencial de acción breve (1 a 2 ms.) la contracción dura mucho mas

(20 a 200 ms.)

• Etapas:

– Período Latente: Aplicación del estímulo –inicio de la

contracción) dura aprox. 2 ms. Liberación de Ca+2 del RS,

filamentos ejercen tensión, estiramiento de componentes

elásticos y luego el acortamiento.

– Período de Contracción: Dura de 10 a 100 ms.

– Período de Relajación: de 10 a 100 ms. Recaptura del Ca+2

– Período Refractario: Es un lapso de pérdida de excitabilidad.

En el músculo esquelético dura aprox. 5 ms. Y en músculo

cardíaco dura 300 ms.

El aparato contráctil del

músculo liso está formado por

filamentos gruesos de miosina

y delgados de actina y de los

cuerpos densos. También existe

tropomiosina (no se conoce su

función precisa) y otras dos

proteínas que son regulatorias:

el caldesmón y la calponina.

Estructura del músculo liso. Se

observan filamentos de actina

que irradian de los cuerpos

densos y la relación entre los

filamentos de actina y miosina.

La distribución de los filamentos gruesos no es uniforme, aunque

se ordenen formando grupos de tres a cinco.

Los filamentos finos se insertan en los cuerpos densos que

aparecen asociado a la membrana celular o inmersos en el

citoplasma. Serían equivalentes a las líneas Z del músculo

estriado. Existen 5 filamentos gruesos por cada cuerpo denso y

cada filamento grueso está rodeado por 10 a 15 filamentos finos

que se insertan en los cuerpos densos.

El caldesmón es una proteína alargada que inhibe a la ATPasa de

la actinamiosina e inteactúa tanto con la actina como con la

miosina.

La calponina, presente exclusivamente en el músculo liso, en una

proporción de 1 calponina: 1 tropomiosina: 7 actinas y se une a la

actina e inhibe la actividad de la ATPasa de la actinamiosina

fosforilada

La célula muscular lisa no presentasistema de túbulos T sino que otrasestructuras denominadas caveolas.Además el desarrollo del retículosarcoplásmico (RS) es mucho menorque en el músculo estriado.

La distribución del RS estapolarizada, con una porciónperiférica (subsarcolémica) y unacentral (perinuclear). El RS tambiénpresenta receptores RyR, pero sehan descrito además, receptoressensibles a IP3 liberadores de Ca++.

La membrana del RS del músculo lisotambién presenta una Ca++-ATPasa(SERCA) que bombea calcio alinterior del RS.

La despolarización de la membrana celular induce la entrada de Ca++ a la célulaa través de Canales L dependiente de voltaje. El aumento de Ca++ intracelularpodría liberar más calcio desde el RS a través de los canales de Ca++ asociadosal RyR. Los mecanismos que aumentan la salida de K+ e inducen hiperpolarizaciónde la membrana reducen la entrada de Ca++ a través de los canales L ypromueven la relajación. ANP: péptido natriurético auricular; NO: óxido nitrico.

Mecanismo de la contracción en el músculo liso

neurotransmisor u hormonas

Segundos mensajeros

cAMP, IP3

R R

Ca2+ Ca2+

Canales ionicos operados por voltaje

Intercambio de iones por bombas

ATP ATP

Ca2+Ca2+ Na+ Na+

K+

Ca2+ contraccionCa2+s.r.

Fosforilación de miosina

Regulacion de fosfoquinasas

cGMP

Multiples mecanismos

Mecanismo de la contracción muscular en el músculo liso

Ca++

Ca++-Calmodulina

Activación de la Kinasa de cadenaliviana de Miosina (KCLM)

Miosina desfosforilada Miosina fosforilada

Actina

Fosfatasas

Estructura de la calmodulina, proteína de 150aminoácido, con 4 sitios de unión para el calcio.

La formación del complejo Ca++-Calmodulina permitela activación de la KCLM la cual fosforila a lamiosina

Mecanismo de liberación de Ca++ a través del IP3 usado por agonistas dereceptores -adrenérgicos, M3 de acetilcolina, B2 de bradicinina, AT1de angiotensina, algunos factores de crecimiento (FC) con actividadtirosina-quinasa. ROC: canales inespecíficos operados por receptores.

Mecanismos reguladores de calcio citoplasmático en la célula muscularlisa.

Músculo Cardíaco

Estructura del Músculo Cardíaco

Interconectadas de tal forma que cuando se excita una de estas células el potencial de acción se extiende a todas ellas saltando de una célula a otra a través de todas las interconexiones del enrejado

Discos Intercalares

Estriadas

MUSCULO CARDIACO

• Características:

– Disposición de actina y miosina, bandas, zonas y discos similar al músculo esquelético

– Posee células más cortas, gruesas y no muy circulares en el corte transverso

– Se ramifican

– Discos intercalares: engrosamientos transversos irregulares del sarcolema, estos poseen:

• Desmosomas (mantienen unidas a las fibras y uniones de aberturas. (permite diseminación de los potenciales de acción entre fibras)

– Permanece contraído 10-15 veces mas tiempo que el esquelético (aporte prolongado de Ca+ .al sarcoplasma)

– Se contrae cuando lo estimulan sus fibras autorrítmicas, en reposo.

– Requiere aporte importante de O2.

– Abundante sarcoplasma

– Posee mitocondrias de mayor tamaño y en mayor número

– Dependen en mayor proporción de respiración celular aeróbica (ATP)

– Tienen la capacidad de usar el ácido láctico producido por el músculo esquelético, para la producción de ATP, beneficioso durante ejercicio

Flow diagram of enzyme activities during

contraction in smooth muscle. Elevation of

smooth muscle calcium to about 10-5M

induces formation of Ca2+Calmodulin

(CaCM) complexes which activate thin

filaments by binding caldesmon (Cald) and

freeing myosin binding sites on thin

filaments. CaCM also binds and activates

myosin light chain kinase (MLCK). Active

MLCK phosphorylates myosin p-light chain

activating the actomyosin ATPase activity

of myosin headpieces. Epinephrine binding

to b-adrenergic receptors raises cAMP,

activates cAMP-dependent protein kinase

(PKA), which reduces the affinity of MLCK

for CaCM and modulates the strength of

contractions generated by elevated

cytosolic calcium.

Flow diagram of enzyme activities during

contraction in smooth muscle. Elevation of

smooth muscle calcium to about 10-5M

induces formation of Ca2+Calmodulin

(CaCM) complexes which activate thin

filaments by binding caldesmon (Cald) and

freeing myosin binding sites on thin

filaments. CaCM also binds and activates

myosin light chain kinase (MLCK). Active

MLCK phosphorylates myosin p-light chain

activating the actomyosin ATPase activity

of myosin headpieces. Epinephrine binding

to b-adrenergic receptors raises cAMP,

activates cAMP-dependent protein kinase

(PKA), which reduces the affinity of MLCK

for CaCM and modulates the strength of

contractions generated by elevated

cytosolic calcium.

Figure 6. Cardiac excitation–contraction–energy coupling:

synchronization electrical and metabolic

pacing

Electrical pacing induced action potential and membrane

depolarization causes Ca2+ influx through L-type Ca2+

channels in sarcolemma and T-tubules triggering Ca2+ release from

intracellular stores in sarcoplasmic reticulum

(SR) through ryanodine receptor-channels (RyR) and cardiomyocyte

contraction. Interplay between CK, AK and

glycolytic phosphotransfer relays, energetic modules (mitochondria

and ATPases), metabolic sensors (KATP channel)

and Ca2+ transients, generate metabolic pacing signals in synchrony

with the electrical and functional activity

to ensure cellular energetic homeostasis. After contraction intracellular

Ca2+ is sequestrated by SR Ca2+-ATPase

(SERCA), by mitochondria, and removed from the cell by the Na+–

Ca2+ exchanger and a Ca2+ pump in sarcolemma

(see details in the text).

Comparación de fibras muscularesPropiedad Músculo Esquelético Músculo Cardíaco Músculo liso

Estructura largo, cilíndrico,

polinuclear

Ramificado, irregular,

núcleo simple

Forma de aguja, núcleo

simple

Diemensiones 30 cm x 100 m 100 m x 15 m 50-200 m x 5 m

Estrías Sí Sí No

Actividad Miogénica No Si Sí

Inervación motora Somática Autonómica (simp/para) Autonómica (simp/para)

Tipo de contracción Fásica Rítmica Tónica (pricipal) &

Fásica (occasional)

Tono muscular básico Actividad neural Ninguno Intrínseo y extrínseco

Acoplamiento eléctrico No Sí Sí

Sistema - T Sí Sí (ventrículos solamente) No

E/C acoplamiento AP & T sistemas AP & T-sistemas AP, Ca canales

2n

mensajeros

Regulación hormonal de la

contractibilidad

No Sí Sí

m. liso m. cardiaco m. esquelético

Comparación de fibras musculares

El músculo presenta un alto metabolismo, ya que requiere de un aporte de energía constante para realizar la contracción muscular

Metabolismo muscular

METABOLISMO

Sistema fosfageno

SistemaGlucógeno ácido láctico

Sistemaaerobio

1

Extremadamente rápida

Muy limitada (5- 8 s)

2

Muy rápida Limitada

2-3 ATP/ glucosa

3

Lenta Ilimitada

36 ATP/ glucosa

PASO ESCRITO

1. ¿ Donde se transforma el impulso nervioso en una acción mecánica en el

músculo esquelético?. A que se debe el minipotencial?

2. Describe el el potencial pos sináptico y qué significa excitación central e

inhibición central

Mecanoreceptores. Acción refleja. Reflejo monosináptico y

polisináptico.

Milder Ayón SarmientoFMV-UNMSM

El huso está formado por una cápsula fusiforme de tejido conjuntivo fibroso que rodea a un grupo de 8 a 15 fibras musculares delgadas, fibras intrafusales. Se distinguen 2 tipos:

fibras de bolsa nuclear fusiformes, con un agregado central de núcleos. fibras de cadena nuclear de ancho uniforme y núcleos dispuestos en cadena

Las fibras intrafusales están inervadas por fibras nerviosas motoras (fibras eferentes) que ajustan longitud de estas fibras en función del estado de distensión del músculo que es detectado por las terminaciones nerviosas espirales, que forman una envoltura alrededor de las fibras intrafusales y dan origen a las fibras aferentes sensitivas que viajan hacia la médula espinal

HUSO MUSCULAR

TONO MUSCULAR

(Bucle gamma)

Los axones aferentes del huso muscular

terminan en la médula donde hacen

sinapsis con:Mn α que van a fibras

extrafusales provocando contracción del

músculo y Mn γ que van a fibras intrafusales

que se contraen también para permanecer

sensibles! Motoneuronas γ: las fibras del

huso muscular deben contraerse/relajarse

para adaptarse a la longitud de las fibras

esqueléticas extrafusales.

CIRCUITO NEURONAL DEL REFLEJO MIOTÁTICO

REFLEJO MIOTÁTICO

REFLEJO MIOTÁTICO O MONOSINAPTICO

Vía aferenteDe los husos salen fibras nerviosas de tipo Ia y II. La fibra Ia inerva todas las fibras intrafusales, y por tanto lleva información tanto de los cambios de longitud como de la longitud estática del músculo. La fibra II inerva la fibra de núcleos en bolsa y las fibras de núcleos en cadena, y lleva información sobre la longitud estática, pero no sobre los cambios de longitud.

Cuando un músculo es estirado, se contrae, oponiéndose al estiramiento

ReceptorSon los husos musculares,. La fibra intrafusal de núcleos en bolsa1, responde a los cambios de longitud del músculo (es un receptor fásico), las fibras intrafusales de núcleos enbolsa2 y de núcleos en cadena responden al estiramiento estático del músculo (son receptores tónicos). Los husos musculares, además, informan al SNC sobre la posición de los miembros

Médula espinal

Las fibras Ia y II hacen sinapsis excitadora directamente con las motoneuronas del músculo del que proceden dichas fibras. También hacen sinapsis excitadora directa con las motoneuronas de otros músculos sinergistas con el que ha sido estirado. Además, hacen sinapsis con una interneurona la cual hace sinapsis inhibidora con las motoneuronas de los músculos antagonistas.

Vía eferente y efectoresLos axones de las motoneuronas van por los nervios motores a los músculos, de manera que se contraen el músculo que ha sido estirado y los músculos sinergistas, y además se relajan los músculos antagonistas

FunciónSirve para mantener la postura: cuando una fuerza trata de modificar la postura, algunos músculos son estirados y se contraen para oponerse a esa fuerza

Es responsable, por tanto, del tono muscular, que es la resistencia que ofrecen los miembros al ser movidos pasivamente

REFLEJO MIOTÁTICO O MONOSINAPTICO

La vía aferente son fibras de tipo Ib. Estas hacen sinapsis en la médula con interneuronas de tipo Ib, que inhiben las motoneuronas del músculo que se ha contraído.

Este circuito forma una retroalimentación negativa, por la que la contracción de un músculo inhibe su propia contracción, y tiende a mantener la fuerza producida constante.

Son receptores de estiramiento en los tendones. Se estimulan por la contracción del músculo, que tira del tendón correspondiente. Estos receptores no se estiran fisiológicamente por un estiramiento pasivo del músculo

ORGANOS TENDINOSOS DE GOLGI

REFLEJO FLEXOR1. Huesos de la articulación 2. Músculos agonistas 3. Músculos antagonistas 4. Tendones a través de los cuales

se insertan los músculos en los huesos

5. Huso muscular 6. Fibras musculares extrafusales 7. Axones Ia (aferentes) 8. Neurona sensitiva ubicada en el

ganglio sensitivo de la raíz posterior del nervio raquídeo

9. Cara posterior de la médula espinal

10. Substancia gris de la médula 11. Interneurona inhibidora de la

motoneurona del músculo antagonista

12. Motoneuronas a de agonistas y antagonistas

13. Axones motores de las motoneuronas a que inervan a las fibras extrafusales de los músculos agonistas

14. Estímulo (estirón hacia abajo) 15. Respuesta (movimiento hacia

arriba)

Los receptores son terminaciones nerviosas cutáneas nociceptivas, tactiles y térmicas. La vía aferente son fibras nerviosas tipo II, III y IV. En la médula, a través de interneuronas, estimula las motoneuronas de músculos flexores e inhibe las de los extensores. Además, se estimulan los extensores y se inhiben los flexores del miembro contralateral, para que el otro miembro se extienda y soporte el peso del cuerpo (reflejo extensor cruzado).

El reflejo de defensa puede presentar signo local, significa que la respuesta depende del lugar en que se aplicó el estímulo. Un estímulo en la parte interna del miembro produce separación del miembro del cuerpo, además de flexión, para apartarlo del estímulo.

REFLEJO FLEXOR O DE DEFENSA

Consiste en que un estímulo nociceptivo en una extremidad produce flexión de la extremidad, para apartarla de un posible daño. En un animal espinal este reflejo está hiperactivo, y puede producirse por estímulos tactiles no nociceptivos.

REFLEJO FLEXOR EXTENSOR (CRUZADO)

1. Piel con terminales nerviosos que son receptores de dolor

2. Axones sensitivos, aferentes 3. Neurona en el ganglio sensitivo en la raíz

posterior del nervio raquídeo 4. Médula espinal 5. Sustancia gris de la médula espinal 6. Terminales nerviosos de las fibras

sensitivas aferentes 7. Interneuronas 8. Ínterneurona inhibidora 9. Motoneurona a inhibida (bloqueada) del

músculo antagonista 10. Interneurona excitadora 11. Motoneuronas a de los músculos agonistas 12. Músculo extensor, antagonista bloqueado

centralmente 13. Músculo flexor, agonista activado 14. Músculo flexor de la extremidad opuesta,

se encuentra bloqueado 15. Músculo extensor de la extremidad

opuesta. Al contraerse la transforma en una verdadera columna

16. Extremidad estimulada (en la piel) que responde con una flexión

17. Extremidad contralateral u opuesta a la estimulada

Si se secciona la médula espinal puede hacer:

· Reflejo miotático directo originado en el huso muscular.

· Reflejo miotático inverso originado en un órgano tendinoso de Golgi.

· Reflejo flexor (reflejo de retirada). Flexiona el extensor para evitar el estímulo nocivo.

· Reflejo extensor cruzado (desplazamiento del centro de gravedad hacia la banda contraria para evitar el estímulo nociceptivo).

REFLEJOS MEDULARES

Es un reflejo medular muy importante en algunos animales como los perros, que comienza con la sensación de picor a cosquilleo. comprende dos funciones:

1.sentido de posición que permite a la pata encontrar el punto exacto de irritación sobre la superficie corporal.

2. Un movimiento de rascado de un lado a otro.

REFLEJO DE RASCADO