Mecánica de la contracción muscular - … · contracción muscular esquelética. Para ello...
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MecMecáánica de la contraccinica de la contraccióónnmuscularmuscular
Depto. BiofísicaFacultad de Medicina
Objetivo
Estudiar los mecanismos involucrados en la contracción muscular esquelética.
Para ello trataremos sobre:
- Aspectos de su estructura anatómica.- Aspectos de la estructura microscópica básica y composición química de la fibra muscular.
Músculo cardíacomiocardio (ej: músculo auricular y ventricular)
Mononucleadas, posición central, ramificadas, discos intercalares
Tipos de mTipos de múúsculosculo
A) Músculo estriado
Clasificación según su estructura:
Músculo esquelético
Multinucleadas
B) Músculo liso
tejido formado por células delgadas ahusadas, miofibrillas paralelas al eje mayor, no estriaciones transversales
- unitario (ej: paredes uterinas)- multiunitario (fibras independientes en cuanto a operación) (ej: paredes de vasos sanguíneos)
Funciones del tejido muscular
-reserva energética - de protección (distribuyendo fuerzas y absorbiendo impactos) - generar movimiento (fuerza de tracción mediante tendones sobre un sistema de palancas articuladas).
Las 2 últimas son posibles por las propiedades de excitabilidad y contractilidad del tejido muscular.
Niveles de organización:
1- Haces de fibras y tejido conjuntivo (perimisio, epimisio, endomisio)
2) Fibra muscular(unidad estructural).
3) Miofibrillas (sarcómero)
4) Miofilamentos(delgados y gruesos)
*Proteínas
Sarcómero: unidad contráctil
Estudio de las propiedades mecánicas del músculo:
a) Propiedades Pasivas
El estudio de las propiedades pasivas del músculo se realiza con el músculo en reposo, y de ellas podemos obtener el comportamiento elástico del mismo.
1 cm 2 cm 3 cm 4 cm
Tensión (σ ) = F/A
T
LLey de Hooke establece una relación lineal entre fuerza y longitud.
T/L = pendiente = Módulo de Young
Longitud de reposo
4 cm 4.5 cm 5 cm 5.2 cm 5.5 cm
TP =TP =
TP =TP = TP =
Antes de disecar al músculo es necesario medir su longitud inicial
T e n s ió n P a s iv a
L o n g it u d ( c m )4 5 6
Tens
ión
0
1
Relación σ vs L en un músculo aislado
Los materiales biológicos no se ajustan al comportamiento establecido por la ley de Hooke. Son elastómeros.
b) Propiedades activasContracción muscular: Es el desarrollo de fuerza (tensión) por parte del músculo, que puede ir acompañado o no por un cambio de longitud (acortamiento) del mismo. El pasaje de este estado de actividad al reposo se denomina relajación.Regulación de la contracción se logra por cambios en:intensidadfrecuencia
Sacudidas simples
P otenc ial de ac c ión del mús c ulo
R es pues ta mec ánic a del mús c ulo
Dependencia de la contracción con la frecuencia de estimulación
Tétanos
4 cm 4.5 cm 5 cm 5.2 cm 5.5 cm
Para estudiar la relación tensión deformación del músculo en actividad es necesario producir contracciones masivas y tetánicas.
TP = TP = TP = TP = TP =
TT = TT = TT = TT = TT =
Tensión Total = Tensión Pasiva + Tensión activa
Tensión activa = Tensión Total - Tensión Pasiva
T
Los músculos logran su máximo valor de tensión en longitudes cercanas a L0
Los cambios observados en la curva tensión vs longitud activa son coherentes con la teoría de los filamentos deslizantes
Acoplamiento excitocontráctil
Conjunto de mecanismos que se inician con un estímulo a nivel de la membrana celular y culminan con un aumento del calcio intracelular y su consecuencia, la contracción muscular.
Acoplamiento excitocontráctil
Conjunto de mecanismos que se inician con un estímulo a nivel de la membrana celular y culminan con un aumento del calcio intracelular y su consecuencia, la contracción muscular.
Estímulo eléctricoTúbulos TReceptor de Dihidropiridina (DHPR)Receptor de Rianodina (RyR)Liberación de Ca+2 desde RSUnión Ca+2 a TnC
Bombeo del Ca2+
citoplasmático hacial el retículo por parte de la bomba de calcio (SERCA)
Miosina:Actividad ATPasaInteracción con Actina
Actina:Interacción con miosinaPotencia ATPasa de Miosina
Complejo Troponina- Tropomiosina: Interacción con calcio determina la Posibilidad de interacciónActina- Miosina
Contracción isométrica
Contracción isotónica pura (o libremente cargada)
Contracción a postcarga
Contracción auxotónica