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
