CONTRACCIÓN MUSCULAR UNIDAD III

✤ Fibras!

✤ Proteínas!

✤ Actina!

✤ Miosina!

✤ Tropomiosina!

✤ Troponina C, I, T.!

✤ Calcio!

✤ Retículo sarcoplásmico!

✤ Receptores: rianodina y dihidropiridina

u Lecturas de apoyo:u Moyes y Schulte, 2007. Capitulo 6:

Movimiento celular y músculosu Eckert, 2002. Capítulo 10: Músculo y

movimiento animal, 361-424.u Schmit-Nielsen, 1984. Parte V:

Músculo, movimiento, locomoción.u Fanjul, 1998. Capítulo 5: Los

músculos y sus propiedades, 169-208.

50% del cuerpo!30% músculo esquelético!

Unido a hueso!Voluntario!

Estrías !Desplaza al cuerpo!

10% músculo visceral!Involuntario!

9.6% músculo liso!0.4% músculo cardíaco!

MÚSCULO

Qué son los Músculos?

✤ Los músculos son conjuntos de células alargadas llamadas fibras. Están colocadas en forma de haces que a su vez están metidos en unas vainas conjuntivas que se prolongan formando los tendones, con lo que se unen a los huesos. Su forma es variable. La más típica es la forma de huso (gruesos en el centro y finos en los extremos) muy alargado.!

✤ Sus Propiedades : !

Son blandos !

Pueden deformarse !

Pueden contraerse!

!

✤ Su misión esencial es mover las diversas partes del cuerpo apoyándose en los huesos.

Fibra muscular

✤ Unidad morfo funcional del sistema muscular.

✤ 10 y 80 micrómetros de diámetro.

✤ Hasta 30 cm de largo.

✤ 98% se extienden en toda la longitud del músculo.

✤ Cada una de las fibras esta enervada por una sola terminación nerviosa.

u Fibras diámetro de 5 a 100 µm !

u Cada fibra muscular está compuesta por varias subunidades paralelas: miofibrillas.!

u Cada miofibrilla consiste de varias unidades que se repiten longitudinalmente: sarcómero.!

u Sarcómero: unidad funcional del músculo estriado.

Estructura del sarcómero

✤ Soporte:!

✤ Alfa actinina ( banda Z)!

✤ Beta actinina (banda Z)!

✤ Miomesina!

✤ Titina!

✤ Nebulina!

✤ Reguladoras!

✤ Troponina (T,C,I)!

✤ Tropomiosina!

✤ Contráctiles!

✤ Actina!

✤ Miosina

u Proteínas fibrilares!

u Miofilamentos gruesos y delgados!

u Aspecto estriado!

u Bandas:!

u Z, A, I, H,

✤ Soporte:!

✤ Alfa actinina ( banda Z)!

✤ Beta actinina (banda Z)!

✤ Miomesina!

✤ Titina!

✤ Nebulina!

✤ Reguladoras!

✤ Troponina (T,C,I)!

✤ Tropomiosina!

!

✤ Contráctiles!

✤ Actina!

✤ Miosina

01

✤ a) Diagrama de tres sarcómeros (I, A, H, Z.)

!

✤ b) Relación geométrica de los miofilamentos en diferentes zonas del sarcómero.

!

✤ c) Microfotografía de una sección transversal de músculo de mono araña.

u Miofilamentos gruesos están formados de

Miosina. !

u Proteína con dos segmentos: Fibrilar

(dos hélices) y globular (dos cabezas).

!u La zona globular forma

los puentes cruzados. (Proyecciones)

Miosina

• Miofilamentos delgados están formados por monómeros de Actina G,Formando una doble hélice

(Actina F).

FILAMENTO DE ACTINA

 Esta compuesto por 3 componentes proteícos

 Actina, Tropomiosina y

Troponina

 Es una doble hélice en espiral, que presenta sitios activos ( ADP )

 Uno de los extremos de los filamentos se une en los discos Z , el otro esta libre

TROPOMIOSINA

 PM 70,000

 Molécula proteíca en hélice

 Longitud 40 nanómetros

 Envuelve a actina

 En reposo esta sobre los sitios activos de

Actina

 Molécula unida a los lados de tropomiosina

 Formada por 3 unidades:

  troponina I se une a actina

 troponina T se une a tropomiosina

  troponina C se une al calcio

Troponina

• Contracción muscular: se produce por la fuerza mecánica generadas durante la interacción de los puentes cruzados de los filamentos de miosina con los filamentos de actina.!

• En condiciones de reposo, estas fuerzas están inhibidas, pero cuando un potencial de acción viaja por la membrana muscular, se observa un aumento en la cantidad de iones Ca2+ en las miofibrillas. Estos iones activan a su vez las fuerzas entre los filamentos de actina y miosina, y comienza la contracción.

Se requiere energía para que se lleve a cabo el proceso de contracción, y ésta proviene del ATP, que se degrada a ADP.

La unión de iones calcio a la troponina C desencadena una variación de conformación del complejo de troponina, que desplaza la molécula de tropomiosina de modo que ya no cubre el sitio de unión para la miosina en la actina. Esto inicia el ciclo de la contracción.

Tras el desplazamiento de la molécula de tropomiosina la cabeza de miosina se fija ahora al sitio de unión

libre sobre la actina...

...lo que causa la liberación de P y ADP por la ATPasa de la cabeza de miosina...

10 nm

...y separa la cabeza de miosina de la tensa posición de 90º, por lo que vuelve a su posición de 45º con el bastón de

miosina.

La inclinación de la cabeza de miosina hasta 45º implica también que los sitios de unión para ATP en la cabeza de la

ATPasa son accesibles, por lo que se fija ATP.

Una vez interrumpida la unión entre la cabeza de miosina y el filamento de actina se escinde ATP y la energía liberada

vuelve a crear tensión sobre la cabeza de miosina al pasar a la posición de 90º, por lo que vuelve al punto de inicio del

ciclo.

Pelicula

• De dónde sale el Calcio?

Ringer y Buxton, 1887. Corazón de rana no late sin calcio en la

solución salina. El músculo esquelético no se contrae si se agotan

sus reservas de calcio.

La llegada de un PA libera el neurotransmisor

Abre canales que provocan la despolarización generando un PA

Potencial de acción en ambas direcciones.

PA inicia con la contracción muscular:

• En la periferia de las miofibrillas. Nivel de banda Z. Sistema de microtúbulos transversales. T.

Los túbulos conectan a la membrana celular con el centro de la miofibrilla.

• Además de los túbulos, existe el retículo sarcoplásmico (RS).

• El RS trasporta activamente Ca hacia su interior. Calsecuestrina. Manteniendo la concentración en el citoplasma menor a 10-7 M. Evitando la contracción.

• Cómo lo hace?: Bombas de Ca, proteínas en la membrana.

Cuando el PA llega al músculo, se transporta por la membrana del microtúbulo y provoca que el RS libere el

calcio y se una a la Troponina. La concentración de calcio en el mioplasma se Incrementa a

10-6. Contracción muscular.

Las membranas de los microtúbulos y el RS están muy

relacionadas en “triadas”.

Cuál es el mecanismo de liberación de Ca?

ATP ADP

Ca2+

ATP ADP

Ca2+

Ca2+ 10-5 M

Z

Ca2+ 10-7 M

Z

Z Z Banda A

Banda A

Sarcolema

Triada

Con

trac

ción

R

elaj

ació

n -

-

-

-

-

-

+

- - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + +

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

- - - - - - - - -

-

-

-

-

+

+

+

-

PDE

PIP2

DAG

IP3

Túbulo T Sarcolema

Membrana

Túbulo T Membrana RS

Cisterna

(alta concentración de Ca+2 )

PA

Sarcoplasma

(Baja concentración de Ca+2)

Puente de unión

La despolarización del Túbulo T activa un Receptor de Dihidropiridina sensible a voltaje que sería una fosfodiesterasa (PDE) de membrana del Túbulo, que forma IP3 y DAG a partir de la hidrólisis de fosfatidilinositol difosfato, un fosfo-

lípido de la membrana. IP3 difunde a la cisterna terminal, donde actúa sobre receptores, reacción que permite la aper- tura de canales de Ca2+ en la membrana del RS, que se consideran Receptores de Rianodina. Esto aumenta la concentra- ción de Ca2+ en el sarcoplasma y se activa la contracción.

Ca+2

+ + + + +

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+ + + + +

Z Z Z Z

- - - - -

-

-

-

-

-

Túbulos T

RS

El sistema T y el retículo sarcoplásmico (RS), en el

músculo relajado

Un potencial de acción depolariza los túbulos T, liberando calcio del RS. Su unión a la troponina

del filamento delgado, deja libre el sitio activo de la

actina e interacciona la miosina con la actina y el músculo se contrae

Se restaura la polaridad inicial, y el calcio es transportado

activamente hacia el RS y se produce la relajación del

sarcómero (músculo)

Ca2+ 10-7M Ca2+ 10-5M Ca2+ 10-7M