Propiedades biofísicas del Propiedades biofísicas del músculo y de la contracción músculo y de la contracción

muscularmuscular

Células Células → → fibrasfibras Cada fibra Cada fibra →→ inervada inervada →→ una una

terminación nerviosa excepto el 2%terminación nerviosa excepto el 2% SarcolemaSarcolema:: formada por: formada por:

membrana plasmática membrana plasmática cubierta externa: fina capa con cubierta externa: fina capa con

numerosas fibrillas finas de colágeno. numerosas fibrillas finas de colágeno. En el extremo de la célula, En el extremo de la célula, →→ se funde se funde con una fibra tendinosa, con una fibra tendinosa, → → tendones. tendones.

SarcoplasmaSarcoplasma:: miofibrillas miofibrillas componentes intracelulares habituales, componentes intracelulares habituales, Abundantes mitocondrias Abundantes mitocondrias

Retículo sarcoplásmicoRetículo sarcoplásmico:: grandes cantidades de calciograndes cantidades de calcio

Una fibra Una fibra →→ varios millares de miofibrillas varios millares de miofibrillas →→ 1500 filamentos de miosina (filamentos 1500 filamentos de miosina (filamentos

gruesos) gruesos) 3000 filamentos de actina (filamentos 3000 filamentos de actina (filamentos

finos). finos). Estos filamentos están parcialmente Estos filamentos están parcialmente

intercalados de la siguiente forma:intercalados de la siguiente forma:

La disposición de los filamentos produce La disposición de los filamentos produce bandas claras y oscuras que dan al bandas claras y oscuras que dan al músculo su aspecto estriado. músculo su aspecto estriado.

Sarcómero:Sarcómero: porción de una miofibrilla porción de una miofibrilla ubicada entre dos discos Z, en reposo ubicada entre dos discos Z, en reposo mide 2,2 micrómetros. mide 2,2 micrómetros.

Mecanismo general de Mecanismo general de la contracciónla contracción

Acetilcolina Na

Na

Potencial de acción

Impulso

Ca Ca

Mecanismo molecular de la Mecanismo molecular de la contracción muscularcontracción muscular

la contracción muscular se produce por la contracción muscular se produce por deslizamiento de los filamentos. deslizamiento de los filamentos.

Filamentos de miosinaFilamentos de miosina

Filamento

2 Cadenas pesadas

Articulaciones Cola

puente

Filamento de actina:Filamento de actina: Actina: armazón, actina G + ADP armazón, actina G + ADP → → Pts activos.Pts activos. Tropomiosina: descansa sobre 7 ptos activos. descansa sobre 7 ptos activos. Troponina: es un complejo de 3 subunidades: es un complejo de 3 subunidades:

troponina I afinidad por actinatroponina I afinidad por actina troponina T afinidad por tropomiosinatroponina T afinidad por tropomiosina troponina C afinidad por calciotroponina C afinidad por calcio

Mecanismo de acción molecular de Mecanismo de acción molecular de la contracción muscular:la contracción muscular:

1.1. En reposo, los complejos troponina- En reposo, los complejos troponina- tropomiosina cubren los puntos activos de tropomiosina cubren los puntos activos de actinaactina

Tropomiosina Troponina

Actina Puntos activos

Al llegar el estímulo, La cabeza del puente de Al llegar el estímulo, La cabeza del puente de miosina se une al ATP y lo desdobla.miosina se une al ATP y lo desdobla.

ATP

ADP

El calcio liberado del retículo sarcoplásmico se El calcio liberado del retículo sarcoplásmico se une a la troponina C produciendo un cambio une a la troponina C produciendo un cambio en la forma de la troponina la cual arrastra a la en la forma de la troponina la cual arrastra a la Tropomiosina separándola de los puntos Tropomiosina separándola de los puntos activos. activos.

Ca

Las cabezas de los puentes de la miosina se unen Las cabezas de los puentes de la miosina se unen a los puntos activos de la Actina a los puntos activos de la Actina →→ contracción contracción por mecanismo de paso a paso: las cabezas se por mecanismo de paso a paso: las cabezas se mueven caminando a lo largo de Actina. mueven caminando a lo largo de Actina.

aumenta la carga aumenta la carga → → velocidad de velocidad de contracción contracción

Si la carga Si la carga ↑ ↑ hasta igualar la fuerza hasta igualar la fuerza máxima del músculo → la velocidad de máxima del músculo → la velocidad de contracción se iguala a cerocontracción se iguala a cero

Usos del ATPUsos del ATP

Activar el mecanismo de paso a paso de la contracción.Activar el mecanismo de paso a paso de la contracción. Regresar el calcio al interior del Retículo sarcoplásmicoRegresar el calcio al interior del Retículo sarcoplásmico Bombear sodio y potasio a través de la membranaBombear sodio y potasio a través de la membrana

ATP contracción por 1 a 2 seg.ATP contracción por 1 a 2 seg. Fosfocreatina: contracción 4 a 6 seg.Fosfocreatina: contracción 4 a 6 seg. Glucógeno: contracción por 1 min. Glucógeno: contracción por 1 min. Metabolismo oxidativoMetabolismo oxidativo

Obtención de energíaObtención de energía

Contracción isotónica: Contracción isotónica: se produce acortamiento de la fibra con se produce acortamiento de la fibra con

tensión constante.tensión constante. Contracción isométrica: Contracción isométrica:

el músculo no se acorta.el músculo no se acorta.

Tipos de contracción muscular:Tipos de contracción muscular:

Fibras musculares rápidas y Fibras musculares rápidas y lentaslentas

Todos poseen ambos tipos de fibras Todos poseen ambos tipos de fibras Dependiendo de la función Dependiendo de la función → → tipotipo Músculos que reaccionan rápido: fibras rápidas Músculos que reaccionan rápido: fibras rápidas músculos con contracción prolongada: fibras músculos con contracción prolongada: fibras

lentas.lentas.

Características Fibras rápidas Fibras lentas

Tamaño Más grandes Más pequeñas

Fibra nerviosa Más grandes Más pequeñas

r. sarcoplásmico Extenso Escaso

Enz. Glucolíticas Abundantes Escasas

Aporte sanguíneo Disminuido Elevado

Mitocondrias Escasas Abundantes

Mioglobina Escasa Abundantes

Color Blanco Rojo

Función Rápida poderosa A prolongada

Unidad motora: conjunto de fibras musculares Unidad motora: conjunto de fibras musculares inervadas por una sola fibra nerviosa motora. inervadas por una sola fibra nerviosa motora. Una unidad motora se ubica en varios músculos Una unidad motora se ubica en varios músculos

Sumación de fuerzasSumación de fuerzas

Reunión de contracciones individuales Reunión de contracciones individuales → ↑→ ↑ intensidad de contracción global, intensidad de contracción global, Sumación de múltiples fibrasSumación de múltiples fibrasSumación de frecuencia: Sumación de frecuencia: ↑↑ frecuencia de señal frecuencia de señal →→ contracciones contracciones →→ mas rápido mas rápido →→ ↑↑ fuerza fuerza

Efecto de escalera: la fuerza de contracción Efecto de escalera: la fuerza de contracción ↑↑ hasta meseta.hasta meseta.

Tono del músculo esquelético: tensión Tono del músculo esquelético: tensión muscular en reposo muscular en reposo →→ baja frecuencia de baja frecuencia de impulsos nerviosos.impulsos nerviosos.

Fatiga muscular: se produce por Fatiga muscular: se produce por del del glucógeno, glucógeno, de señal nerviosa y de señal nerviosa y del aporte del aporte sanguíneo. sanguíneo.

Atrofia muscular: disminución de masa total Atrofia muscular: disminución de masa total

Sistemas corporales de palanca: Sistemas corporales de palanca: músculos operan por aplicación de músculos operan por aplicación de tensión en su inserción ósea.tensión en su inserción ósea.

Hipertrofia muscular: Hipertrofia muscular: ↑↑ masa total masa total →→ ↑↑ número filamentos actina y miosina número filamentos actina y miosina → → contracción máxima.contracción máxima.

Ajuste a la longitud del músculo: distensión Ajuste a la longitud del músculo: distensión del músculo hasta una longitud superior del músculo hasta una longitud superior → → nnuevas sarcómeras.uevas sarcómeras.

Hiperplasia muscular: Hiperplasia muscular: ↑↑ número total de fibras. número total de fibras.

Rigor mortis: después de muerte Rigor mortis: después de muerte →→ estado de estado de

contracción y rigidez contracción y rigidez →→ a la pérdida de ATP a la pérdida de ATP necesario para producir separación de los necesario para producir separación de los puentes y los filamentos de actina.puentes y los filamentos de actina.

MÚSCULO LISOMÚSCULO LISO

no tiene disposición estriadano tiene disposición estriada cuerpos densos: cuerpos densos:

parten los numerosos filamentos de actinaparten los numerosos filamentos de actina En interior de célula y en membrana celular En interior de célula y en membrana celular se une a otros cuerpos densos de membranas se une a otros cuerpos densos de membranas

contiguas transmitiendo informacióncontiguas transmitiendo información mismo papel que el disco Z.mismo papel que el disco Z.

Escasa miosina entre filamentos de actina.Escasa miosina entre filamentos de actina.

Contracción muscular lisa y esqueléticaContracción muscular lisa y esquelética

Músculo liso M esquelético

Contracción y relajación Lenta Rápida

Actividad ATPasa Disminuida Rápida

Energía requerida Escasa Abundante

Inicio relajación- contracción Lenta Rápida

Fuerza de contracción Alta Poca

% de acortamiento 2/3 1/3

Mecanismo de cerrojo Alto Bajo

Relajación de estrés Si No