Músculo (1)

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MÚSCULO

FISIOLOGÍA HUMANA, Silverthorn

FISIOLOGÍA HUMANA, Fox

La función principal de cada uno de los tres tipos de músculos

esqueléticocardíaco liso

Es generar fuerza o movimiento en respuesta a un estímulo

fisiológico

Todos los tipos de músculo

Una señal química o eléctrica en una

respuesta mecánica

transducen

Sin embargo…

Debe haber importantes

diferencias en…

Velocidad y duración de la

contracción

Metabolismo

Fatigabilidad

Regulación de la fuerza contráctil

Dados los roles únicos que desempeñan estos tres tipos de músculos

Modo de control Anatómico Histológico

Estriado

Liso

Clasificación de los tipos de músculos

Voluntario

Involuntario

Esquelético

Cardíaco

Visceral

MÚSCULO ESQUELÉTICO

• Los músculos esqueléticos forman la mayor parte del músculo en el cuerpo, aproximadamente el 40% del peso total

• Son responsables de la posición y el movimiento.

Anatomía de las fibras musculares

Epimisio,tejido conjuntivo que

rodea al músculo formando una

vaina

Perimisio, extensión del epimisio hacia el

interior del músculo, lo divide en columnas o

fascículos

Cada fascículo está formado por un número

variable de células musculares separadas por

el endomisio

Las fibras de un músculo esquelético están dispuestas en paralelo respecto a su eje y

cada fibra muscular (o célula muscular) está cubierta por una vaina de tejido conjuntivo

Las principales estructuras intracelulares en los músculos esqueléticos son las

miofibrillas, haces altamente organizados de proteínas contráctiles y

elásticas. Además el retículo Sarcoplasmático

El retículo sarcoplasmático está formado por tubos longitudinales que contienen y liberan Ca2+ y cisternas

terminales que captan Ca2+ y lo concentran

Una red de túbulos transversos, llamados túbulos T, está asociada

con las cisternas terminales

Un túbulo T contacta con dos cisternas terminales de cada retículo sarcoplasmático, se llama tríada.

Las membranas de los túbulos T son una continuación del sarcolema, es decir, la luz de los

túbulos es continua con el líquido extracelular

Las miofibrillas son las estructuras contráctiles de una fibra muscular

Cada miofibrilla se compone de

varios tipos de proteínas…

Proteínas contráctiles actina y

miosina

Proteínas reguladoras tropomiosina y

troponina

Proteínas accesorias gigantes titina y

nebulina

Miosina

La miosina es la proteína motora de la miofibrilla, se presentan distintas

isoformas de miosina en diferentes tipos de músculos que determinan en

parte la velocidad de contracción muscular

Se presentan distintas isoformas de miosina en diferentes tipos de músculos que determinan en parte la velocidad de

contracción muscular.Cada molécula está formada por dos

cadenas de proteínas que se entrelazan para formar una cola larga y un par de

cabezas

En el músculo esquelético, aproximadamente 250 moléculas de

miosina se unen para formar un filamento grueso

Cada cabeza de miosina tiene…

Un sitio de unión para el ATP

Un sitio de unión para la actina

Un sitio de hidrólisis del ATP

Actina

La actina es una proteína que forma los filamentos delgados de la fibra

muscular, la actina está formada por monómeros de actina G de forma

globular

Cada vuelta helicoidal de un solo filamento consiste en aproximadamente 13 monómeros individuales de actina y es aproximadamente de 70 nm de largo. Dos proteínas regulatorias están asociadas a la actina: tropomiosina y el complejo troponina

Los puentes cruzados se forman cuando las cabezas de miosina de los filamentos gruesos se unen a la actina de los filamentos delgados. Cada molécula de actina tiene un sitio de

unión para una cabeza de miosina

La secuencia de filamentos gruesos y

delgados forman las bandas claras y

oscuras del sarcómero.

En el conjunto tridimensional, las moléculas de actina y de miosina forman una red de filamentos

delgados y gruesos superpuestos y paralelos, mantenidos en el lugar por sus inserciones al

disco Z y las proteínas de la línea M, respectivamente

Cada filamento delgado está rodeado de tres filamentos gruesos y cada

filamento grueso está rodeado de seis filamentos delgados

Dos tipos de proteínas, titina y nebulina, aseguran la alineación correcta de los filamentos dentro

de un sarcómero

Pasos principales que conducen a la

contracción del músculo esquelético

Neurona motora → ACh

ACh → potencial de acción en la fibra muscular

El potencial de acción gatilla la liberación de Ca2+ del retículo sarcoplasmático

El Ca2+ se combina con troponina e inicia la contracción. La relajación se produce cuando el Ca2+ vuelve a su nivel basal

Cuando el músculo se contrae los filamentos gruesos y delgados se

deslizan unos sobre otros aproximando entre sí, los

discos Z del sarcómero

Ciclo de los puentes cruzados

La concentración de Ca2+ aumenta desde 10-7 M a 10-5 M. La disminución en [Ca2+]i es la señal para el

término del ciclo de los puentes cruzados y la relajación del músculo

Inicialmente las cabezas de la miosina se encuentran unidas a los filamentos de actina

después del golpe de poder del ciclo anterior y después que el complejo actina-miosina ha

liberado ADP

ESTADO UNIDO

Actina

Miosina

1) ATP se une a cabeza de la miosina, se reduce la afinidad de la miosina por la actina y se libera la cabeza de la miosina de la actina

2) ATP se hidroliza parcialmente, lo que causa que la cabeza de la miosina vuelva a su estado conformacional de reposo, en un ángulo de 900 a los filamentos delgados y gruesos

3) Se forma un puente cruzado y la cabeza de la miosina se une a una nueva posición en la actina

4) Se libera fosfato, la cabeza de la miosina cambia de conformación y se produce un golpe de poder. La cabeza forma ahora un ángulo de 450. Los filamentos de actina se deslizan a lo largo de los filamentos de miosina

5) ADP se libera de la cabeza de la miosina y se completa el ciclo y el complejo actomiosina queda en estado rígido hasta que otra molécula de ATP inicie otro ciclo

ESTADO UNIDO

ESTADO LIBERADO

ESTADO ENDEREZADO

ESTADO PUENTE CRUZADO

ESTADO GOLPE DE PODER

La contracción está regulada por troponina, tropomiosina y cambios en la concentración de Ca2+ citosólico

Las dos cabezas globulares de la

miosina formarán los puentes

cruzados entre los filamentos

gruesos y delgados del sarcómero

En el músculo esquelético,

cada molécula de troponina C tiene dos sitios de unión para

Ca2+ que participan en la

unión de la troponina C al

filamento delgado

La unión de Ca2+ a estos

dos sitios induce un cambio

conformacional en el

complejo troponina lo cual tiene

dos efectos…

El primero es el movimiento

de la troponina I

del filamento de actina, lo que permite

que la molécula de tropomiosina

salga del sitio de unión para

la miosina

El otro efecto, transmitido a

través de troponina T, es empujar a

la tropomiosin

a de los sitios de

unión para la miosina (hacia el surco)

Acoplamiento excitación contracción

Eventos eléctricos y mecánicos en la contracción muscular

La contracción del músculo esquelético requiere de un aporte constante de ATP

Fatiga muscular

El término fisiológico fatiga es una condición en la cual los músculos

ya no pueden generar la producción de fuerza que se

quiere

Las fibras del músculo esquelético se clasifican según la velocidad de contracción y la resistencia a la fatiga

Las fibras del músculo esquelético se pueden clasificar basándose en

su velocidad y resistencia a la fatiga

en…

Fibras de contracción lenta (tipo I)

Fibras de oxidativas glicolíticas de contracción

rápida (tipo II A)

Fibras glicolíticas de contracción

rápida (tipo II B)

Relación longitud-tensión en la

contracción del músculo esquelético

En una fibra muscular, la tensión desarrollada durante la contracción depende de la longitud de

los sarcómeros antes de que comience la contracción

Cada sarcómero se contrae con fuerza óptima si se encuentra en su longitud óptima (2,1-2,2 µm)

MÚSCULO LISO

Las fibras del músculo liso son mucho más pequeñas que las fibras del

músculo esquelético, tienen un núcleo único

La mayor parte del músculo liso es de unidad única, están conectados por uniones estrechas y se contraen como una unidad, se llama también músculo visceral porque forma las paredes de

órganos internos como vasos sanguíneos y tubo digestivo

El músculo liso de unidades múltiples consiste en células que no están conectadas

eléctricamente, se encuentran en el iris, cuerpo ciliar del ojo, parte del tracto reproductor

masculino y en el útero

También se clasifican por su tono

Músculo liso Fásico muestra actividad rítmica o intermitente. Pared del tubo digestivo y aparato urogenital

Músculo liso Tónico con actividad continua. Vascular, respiratorio y esfinteres. Su contracción NO se asocia a un potencial de acción

Son los filamentos gruesos regulan la contracción

Unidos por uniones estrechas y por placas

densas o placas de unión

Posee Cavéolas similar a túbulos T

Se identifican aquí proteínas reguladoras de calcio.

El músculo liso tiene filamentos de actina y miosina tal

como en el esquelético, pero

más largos

Una de las proteínas constituyentes de la cabeza de la miosina tiene un papel

regulador en el control de la contracción y relajación y se llama cadena liviana de

la miosina

El músculo liso NO tiene

sarcómeros

La fosforilación de las proteínas desempeña un

papel clave en la contracción del músculo

liso

La relajación en el músculo liso tiene varios

pasos