Unidad motora y Mecánica muscular - UCHILE

Universidad de ChileFacultad de Medicina ICBMCurso Fisiología Celular 2015

�� UNIDAD MOTORAUNIDAD MOTORA

�� ALGUNOS ASPECTOS DE MECALGUNOS ASPECTOS DE MECÁÁNICA ENNICA EN

EL MEL MÚÚSCULO SCULO ESQUELESQUELÉÉTICOTICO

Prof. Dr. Rodolfo Miralles L.

Funciones de la Musculatura Esquelética

Movimiento del cuerpo (locomoción)

Mantenimiento de la postura

Respiración (contracción del diafragma e intercostales

externos)

Comunicación (verbal y facial)

Producción de calor (termogénesis)

Unidad Motora: constituída por la alfa motoneurona

y el conjunto de fibras musculares que inerva. • El número de fibras musculares por unidad motora

puede variar desde unas pocas (5) a varios cientos

(1800).

• Los músculos que controlan los movimientos finos

(dedos, ojos) tienen unidades motoras pequeñas.

• Los músculos que soportan peso (piernas) tienen

unidades motoras grandes.

Tipo I Tipo IIa Tipo IIx

Rojas Rojas Pálidas

Umbral de excitación de unidades motoras

Unidades motoras:Unidades motoras:

-- fuerza

- resistencia a la fatiga

- velocidad de contracción

Tipo IIx Tipo I

�� Unidades motoras:Unidades motoras:

-- fuerza



Resistencia a la fatiga: depende de las propiedades

metabólicas de las fibras musculares:

- mayor resistencia a mayor cantidad de enzimas oxidativas

(metabolismo oxidativo aerobio): Tipo I.

- menor resistencia a mayor cantidad de enzimas glicolíticas

(menor cantidad de enzimas oxidativas): Tipo IIx

Unidades motoras:Unidades motoras:

-- fuerza



Contraction Speed

Velocidad de contracciVelocidad de contraccióón:n:

•• Rapidez de generaciRapidez de generacióón de tensin de tensióónn ((velocidad ATPásica de la miosina))

•• DuraciDuracióón del transitorio de calcion del transitorio de calcio

rapidez de la liberación de calcio por el retículo

rapidez de disociación del calcio de la troponina C

rapidez de la bomba de calcio del retículo

La velocidad de contracción es menor en las fibras tipo I en comparación con las fibras tipo IIx

Todas las acciones motoras que involucran actividad en

los músculos esqueléticos, se llevan a cabo mediante tres

tipos de contracciones:

• Isotónica Concéntrica (acortamiento)

• Isotónica Excéntrica (alargamiento)

• Isométrica (fuerza)

• acortamiento

• isometrica

• alargamiento

(Isotonica: acortamiento contra carga fija, la velocidad de acortamiento depende de la actividad ATPasica de la Miosina y de la carga)

Tres tipos posibles de contracción muscular:

Mayor posibilidad de daño muscular

El biceps se acorta

durante la contracción

el biceps se alarga

durante la contracción

Contracción Isotónica Concéntrica(acortamiento)

• El sentido del desplazamiento es el mismo que el de

la fuerza muscular.

• El músculo es el que produce el movimiento.

Trabajo realizado = Fuerza x Desplazamiento

(Debido a que el desplazamiento se produce en

la misma dirección que la fuerza generada, el

trabajo es positivo)

Contracción Isotónica Concéntrica

Gentileza Prof. Dr. Ricardo Bull

Contracción Isotónica Excéntrica(alargamiento)

• El movimiento se produce en sentido contrario a la

contracción muscular.

• Existe una fuerza externa mayor y opuesta a la

desarrollada por el músculo y este actúa frenando

parcialmente el movimiento.

Trabajo = Fuerza x Desplazamiento

(Debido a que el desplazamiento se produce

en dirección opuesta a la fuerza generada por

el músculo, el trabajo es negativo)

Contracción Isotónica Excéntrica

Gentileza Prof. Dr. Ricardo BullGentileza Prof. Marcelo CanoGentileza Prof. Marcelo Cano

Contracción Isométrica

Es aquella en que el músculo genera tensión y

su longitud externa no se modifica.

Trabajo = Fuerza x Desplazamiento

(Debido a que no se produce desplazamiento,

el trabajo es igual a cero)

ContracciContraccióón Isomn Isoméétricatrica


Isometric Contraction

• Produces no movement

• Used in

– Standing

– Sitting

– Posture

ContracciContraccióónn

IsomIsoméétricatrica

La tensiLa tensióón total que n total que se puede medir en se puede medir en un mun múúsculo, sculo,

corresponde a la corresponde a la suma de la suma de la tensitensióónnactivaactiva y la tensiy la tensióón n

pasiva.pasiva.

Tensión activaLa tensión activa que se genera depende del numero de

puentes cruzados, que a su vez depende de la longitud

inicial del sarcómero (músculo).

Tensión pasiva


•• Los elementos no contrLos elementos no contrááctiles en la fibra muscular ctiles en la fibra muscular

proveen estabilidad a los elementos contrproveen estabilidad a los elementos contrááctiles y ctiles y

en parte son responsables de la tensien parte son responsables de la tensióón pasiva quen pasiva que

se observa cuando un mse observa cuando un múúsculo inactivo se estira en sculo inactivo se estira en

forma pasiva.forma pasiva.

Los puentes de actina-miosina se utilizan para:

Generar tensión

Velocidad de Acortamiento

Un músculo cuando se contrae genera tensión o

se acorta

Factores que determinan Factores que determinan la fuerza muscularla fuerza muscular

• Longitud inicial del músculo (sarcómeras)

• Tamaño de las unidades motoras activadas

• Número de unidades motoras activadas (reclutamiento)

• Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas

• Area de sección transversal del músculo

Reclutamiento de Unidades MotorasReclutamiento de Unidades Motoras







Curso temporal de la contracción


Tétano incompleto

Tétano completo

Gentileza Prof. Dr. José Luís Valdés

Twich o sacudida

Muscle Fatigue

Fatiga muscular: incapacidad del

musculo para generar fuerza

• Modelo clásico: acumulación de lactato (umbral de lactato) y

disminución local de pH el cual podría interferir la excitación-

contracción.

• Modelo nuevo:

- componente periférico (fatiga del músculo propiamente tal)

1) disminución intracelular de K+ y acumulación

extracelular de K+

2) acumulación citoplasmática Pi derivado de la ruptura de

fosfocreatina

- componente central (falla en la activación de motoneuronas superior,

interneurona, motoneurona inferior)







Área de sección transversal muscular

• El músculo esquelético humano es capaz de ejercer

una fuerza de 3 a 4 kg por cm2 de área de sección

transversal.

• A mayor área de sección transversal, mayor fuerza

muscular.

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