Fisiología de la Contracción

MuscularLiceo San Pedro Poveda

Depto de Ciencias – BiologíaNivel: 3 medio A

Prof. Ma. José Espinoza A.

• 40% Músculo esquelético• 10% Músculo Liso y Cardíaco.

FUNCIONES1. Mantenimiento de forma y posición2. De protección de tejidos frágiles3. De recubrimiento del tejido óseo4. Constituye el elemento importante para el

movimiento.5. Generación de calor

TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR:• Estriado (esquelético y cardíaco)• Liso.

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CONSTITUCIÓN MUSCULAR DEL ORGANISMO

CARACTERISTICAS DEL TEJIDO MUSCULAR

A. Excitabilidad (irritabilidad). Ante un ST, Resp: potencial de acción

B. Contractilidad: acortarse y engrosarse.

C. Extensibilidad: Distensión muscular sin daño y coordinación con un músculo par (agonista - sinergista).

D. Elasticidad: Vuelve a su forma original

La respuesta a la estimulación sensorial: la

contracción muscular

Músculo Estriado

SISTEMA MUSCULAR

Músculo Liso

(Vísceras, vasos sanguíneos-

Involuntario y c/ conexiones)Músculo

Esquelético

(voluntario y carece de

conexione entre las fibras)

Músculo Cardíaco

(involuntario y posee

conexiones intercelulares)

Célula Muscular

Célula Músc. Estriados = Fibra Muscular.

Al interior encontramos unos haces llamados Miofilamentos.

Los componentes de las células musculares poseen términos únicos:

Membrana Celular

Sarcolema

Citoplasma Sarcoplasma

Retículo Endoplasmático

Retículo Sarcoplásmico

Mitocondria Sarcosoma

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ANATOMIA MICROSCOPICA DEL MUSCULO

Fibras musculares: Se disponen paralelamente unas a otras. Diámetro entre 10-100 um.

Sarcolema (membrana plasmática que rodea al sarcoplasma)

El núcleo de la célula muscular así como las mitocondrias se encuentran dentro del sarcoplasma pero ubicadas de manera conveniente para llevar a cabo el proceso

Miofibrillas: Elementos contráctiles del músculo esquelético

LA UNIDAD MOTORACaracteristicas

de la unidad motora:

• 1 neurona se une aprox. 150 fibras musculares (contracción)

• Todas las fibras musculares se contraen y se relajan a un mismo tiempo• La fuerza total de una contraccion se puede controlar ajustando el numero de unidades motoras activadas.

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Banda A: no pasa luz, oscuras, filamentos gruesos, tiene miosina y poca actina.Banda I: si pasa luz, clara, filamentos delgados, tiene actinaZona H- región mas clara en la porción media de la banda A, solo miosinaLinea Z- bisectan a las bandas I, entrecruzamiento de actina Linea M- en medio de la zona H, entrecruzacimento de miosina,.

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Filamentos delgados (actina)

Filamentos gruesos

(miosina)

Banda A

Banda M

Banda I

Línea Z

Línea Z

Línea Z

En las miofibrillas se repiten unos patrones de ordenamiento de los miofilamentos llamados Sarcómeros, que son las unidades contráctiles del músculo.

Filamentos Delgados: Actina, tropomiosina y Troponina

Actina: Actina G, forma globular, dos cadenas

retorcidas, va a conformar a: Actina F, (actina filamentosa)

▪Posee sitio de union a la miosina

Filamentos Musculares

Tropomiosina: Prot. Filamentosa que se ubica a lo largo del surco de la actina. Bloquea, en reposo, el sitio de union con miosina.

Troponina: Complejo de tres prot. Globulares (T, I, C) Troponina T: Se une a tropomiosina Troponina I: Junto con tropomiosina inhibe la

interaccion Actina miosina Troponina C: Se une al Calcio. Inicia la

contraccion.

Filamentos gruesos: Miosina (mol grande y compleja, cabeza y cola, estructura

helicoidal). Posee:

Par de cadenas pesadas. Se enlazan y forman la cola de la molecula de miosina

Dos pares de cadenas ligeras: se enrrollan y forman dos cabezas globulares (sitio de union para la actina)

Cabeza (puente cruzado) unión de la actina e hidrólisis de ATP.

Interacción entre puentes cruzados y filamentos finos, acortan la sarcómera (acercando las líneas Z entre sí).

BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓNTransducción Quimiomecánica:

UNIDAD CONTRACTIL: SARCOMERO

•Citoesqueleto: Estructura de anclaje y transmisión de la fuerza

•Miofilamentos: Finos, Gruesos

CICLO DE LOS PUENTES CRUZADOS1. Formación del complejo Miosina-ADP-Pi (elevado nivel de energía libre) y su rápida unión al filamento fino .2. Cambio conformacional de la cabeza de miosina (liberación del ADP y Pi).3. Unión del ATP al complejo Actina-Miosina. Disociación de los puentes cruzados del filamento fino.4. Regeneración del complejo Miosina-ADP-Pi de alta energía por hidrólisis interna del ATP.

1. Llegada del potencial de acción al terminal del nervio motor : se abren canales para calcio dependientes de voltaje en la membrana presináptica, aumenta el calcio y esto estimula la liberación de acetil-colina (AC) en la hendidura sináptica.

ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa CONTRACCIÓN : Placa motora.motora.

2. La AC liberada se une a receptores (receptores nicotínicos) en la membrana postsináptica (membrana de la célula muscular). Este receptor es un canal de cationes (Na, K) que se abre por la AC produciéndose la despolarización local de la membrana.

ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa CONTRACCIÓN : Placa motora.motora.

3. La despolarización local de la membrana abre nuevos canales dependientes de voltaje, propagándose el potencial de acción por toda la membrana, incluyendo los túbulos T

ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa CONTRACCIÓN : Placa motora.motora.

4. Los túbulos T conectan directamente con el retículo sarcoplásmico, de forma que cuando los primeros se despolarizan se abren canales de Ca+ dependientes de voltaje del segundo, esto provoca que el Ca2+ salga del retículo sarcoplásmico al sarcoplasma. Esto dispara la contracción. Como la señal (potencial de acción) se propaga en milisegundos a través de los túbulos T, a cada sarcómero de la célula, todas las miofibrillas se contraen al mismo tiempo

5. La acetilcolina es degradada en la hendidura sináptica por la acción de la acetilcolina esterasa

6. El calcio es devuelto al retículo sarcoplásmico por la ATPasa de Ca2+.

Fisiología de la Contracción

Placa Motora: 1 nervio motor descarga sobre la fibra.

La sinapsis neuromuscular causa la despolarización de la membrana de la fibra (abertura canales de Na)

Túbulos T: Invaginación de la membrana plasmática.

Retículo Sarcoplásmico: Envuelve a cada miofibrilla y almacena calcio.

Pot. Acción

Túbulo TRetículo

Sarcoplásmico

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.

Tipos de Contracciones: Contracciones Isotónicas:

▪ Isotónica concéntrica: Músc. se acorta y tira del tendón → movimiento.

▪ Isotónica Excéntrica: El músculo acortado se alarga poco a poco mientras continúa en contracción.

Contracciones Isométricas: ▪ Producen tensión considerables sin

acortamiento del músculo. ▪ Importantes para mantener la

postura, sujetar objetos en posición fija.

▪ Consumen energía

Metabolismo muscular: E para sínt. de ATP aportada por:

Respiración Aeróbica Fosforilcreatina (CP)(reposo – mitoc)

Fuentes de glucosa: sangre e hidrólisis del glucógeno muscular.

Ejercicio muscular: + oxígeno musc ↑ * vasodilat. intensidad + duración del ejercicio: ↓ aporte

O2 se usa de la fosforilcreatina o fermentación láctica.

Fatiga Muscular: ↑↑ Ácido Láctico (se acumula) → acidez → inhibición enzimática y contráctil

Tétano: contracción muscular sostenida Hipotéticamente…..¿cómo lo puedo

provocar?

Deuda de Oxígeno: Después del ejercicio, la musculatura consume una cantidad adicional de oxigeno, para eliminar el lactato y reponer el ATP y la fosforilcreatina.

Músculos: rápidos y lentos, blancos (movimientos finos) y rojos

(mantener la postura)