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Fisiología del Músculo
Dr. Ricardo Curcó
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Músculo
Estriado
Esquelético
Cardíaco
Liso Músculo
Liso
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Músculo esquelético
• Es el músculo bajo control voluntario.
• Cada fibra muscular se encuentra inervado por una rama de una motoneurona.
• La despolarización de la placa motora (unión neuromuscular) evoca una serie de cambios intracelular que provocan la contracción del músculo: – Acople excitación-contracción: serie de eventos que
abarcan desde la formación de PAs en el sarcolema y la contracción de la fibra.
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Filamentos Musculares
• Cada fibra muscular se comporta como una unidad.
• La fibra muscular es multinucleada y se encuentra conformada por múltiples miofibrillas.
• Las miofibrillas se encuentras rodeadas por retículo sarcoplásmico e invaginaciones del sarcolema (túbulos T).
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Filamentos Musculares
• Cada miofibrilla está conformada por la interdigitación de filamentos gruesos y delgados.
– El arreglo de los filamentos gruesos y delgados recibe el nombre de sarcómero.
• El arreglo repetitivo de sarcómeros es el responsable de el patrón estriado que se ve en la histología del músculo esquelético.
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Filamentos Musculares
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Filamentos Gruesos
• Están compuestos por la miosina.
• Cada miosina es un heterohexámero conformado por un par de cadenas pesadas y dos pares de cadenas ligeras. – Tienen una estructura α helicoidal, en la que las dos
cadenas pesadas se enrollan sobre sí mismas y dan origen a la «cola».
– Las cuatro cadenas ligeras y los dominios globulares N terminales de las cadenas pesadas forman las «cabezas». Estos dominios globulares tienen la actividad ATPasa.
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Filamentos Delgados
• Están compuestos por 3 tipos de proteínas: actina, tropomiosina y troponina. – Actina: proteína globular (G-actina). Forma un
polímero en cintas dobles y α hélice, que corresponde a la actina fibrilar (F-actina). Tiene sitios de unión a miosina. En el reposo estos sitios son bloqueados por la tropomiosina.
– Tropomiosina: es una proteína filamentosa que en reposo se encuentra en la grieta que forman las dos cintas de la F-actina.
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Filamentos Delgados
• Actina: se trata de un complejo de tres proteínas globulares (T, I, C), localizadas a intervalos regulares a lo largo de los filamentos de tropomiosina. – Troponina T: ancla al complejo a la tropomiosina.
– Troponina I: en conjunto con la tropomiosina, inhibe la interacción de la actina y miosina.
– Troponina C: tiene un sitio de unión a Ca2+, que cuando está ocupado, mueve el complejo, y libera de la inhibición al sitio de unión a miosina de la actina.
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Sarcómero
• Corresponde a la unidad básica de contracción, se encuentra limitada por dos discos Z.
• Cada sarcómero tiene una banda anisotrópica (A) completa y la mitad de una isotrópica (I). – Banda A: localizada en el centro del sarcómero, contiene
miosina, con traslape de filamentos delgados.
– Banda I: se localizan a cada lado de la banda A. Contiene filamentos delgados, y en el centro un disco Z.
– Zona desnuda: zona sin filamentos delgados en el centro del sarcómero.
– Línea M: centro de la zona desnuda, contiene proteínas que mantienen los filamentos gruesos atados.
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Túbulos Transversos y Retículo Sarcoplásmico
• Túbulo T: red extensa del sarcoplasma que se invagina en la fibra muscular. Son responsables de transportar los PAs hacia sitios de contracción. – Contiene canales dihidropiridina (CavL).
• Retículo sarcoplásmico: endosplásmico liso. Forma cisternas terminales. – Es un almacén de Ca2+.
• Tríada: un túbulo T rodeado de dos cisternas.
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Túbulos Transversos y Retículo Sarcoplásmico
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Retículo sarcoplásmico
• Libera Ca2+ en el acople excitación contracción.
• Tienen receptores de rianodina (RyR) – Se acoplan con los receptores de dihidropiridina
de forma mecánica.
– Cuando se activa el receptor de dihidropiridina, abre el RyR, y se libera calcio de las cisternas.
• El calcio es almacenado en el retículo sarcoplásmico por la SERCA.
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Acople Excitación-Contracción
Excitación: PA. Contracción: Tensión.
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Acople Excitación-Contracción
• Se le llama así al mecanismo que transduce la excitación eléctrica (PA del sarcolema) en tensión mecánica muscular.
• Los mecanismos involucrados tienen un denominador común: el manejo del calcio intracelular.
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Acople Excitación-Contracción
1. Formación de PAs y propagación en los túbulos T.
2. Apertura de canales dihidropiridina, acople mecánico con los RyR, y liberación de calcio de las cisternas.
3. Liberación de Ca2+ hacia el sarcoplasma, aumento de la [Ca2+]i.
4. El calcio se une a la troponina C y desinhibición del sitio de unión a miosina en la actina.
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Acople Excitación-Contracción
5. Formación de puentes cruzados.
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Acople Excitación-Contracción
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Relajación
• Se presenta cuando se disminuye la [Ca2+]i producto de la actividad de los sistemas de transporte membranales (PMCA, NCX) y de los acoplados al retículo sarcoplásmico (SERCA).
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Conceptos Clave
• Tensión Total: Tensión desarrollada cuando el músculo es estimulado para contraerse a diferentes precargas. Corresponde a la suma de la tensión activa y la pasiva.
– Tensión Pasiva: es la tensión desarrollada al estirar el músculo a diferentes longitudes.
– Tensión Activa: corresponde a sustraer a la tensión total la tensión pasiva. Representa la fuerza dada por el ciclo de los puentes cruzados.
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Relación Longitud-Tensión del Músculo Esquelético
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Músculo Liso
• Se trata de un tipo de músculo involuntario.
• Tiene inervación por el sistema nervioso autónomo en sus distintas divisiones: entérico, parasimpático y simpático. No siempre está inervado por las tres al mismo tiempo.
• Tiene una amplia distribución, se le puede encontrar en vísceras huecas, en capa media de los vasos sanguíneos, iris, cuerpos ciliares, vejiga, ureteros, entre muchos otros.
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Músculo Liso
• El músculo liso se encuentra dividido en dos tipos, dependiendo del tipo de acople eléctrico que tiene.
– Unitario: mayor cantidad de uniones comunicantes (gap junctions, sinapsis eléctricas).
– Multiunitario: pocas o ninguna unión apretada.
• Existen tipos de músculo liso Intermedio.
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Tipos de Músculo Liso
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Acople Excitación-Contracción
• Es relativamente diferente al del músculo esquelético. – El sitio de unión neuromuscular son los contactos
sinápticos (varicosidad-caveola).
– Los túbulos T y las cisternas no se encuentran tan desarrollados.
– No existe la troponina.
– Hay calmodulina: proteína de unión a Ca2+, activa la MLCK y ésta inactiva a la MLC-reguladora (se da el ciclo de puentes cruzados).
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Acople Excitación-Contracción
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Acople Excitación-Contracción
• El Ca2+ entra a la célula: canales voltaje dependientes, acople fármaco-mecánico, canales activados por estiramiento, canales operados por almacenes.
• El Ca2+ se une a la calmodulina, ésta activa a la kinasa de la cadena ligera de la miosina (MLCK).
• La MLCK fosforila la cadena ligera de la miosina (MLC), aumenta la actividad ATPasa de la cadena pesada.
• Se presenta el ciclo de los puentes cruzados. • La relajación se da cuando se disminuye la
[Ca2+]i.
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Acople Excitación-Contracción
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Actividad de Integración # 1
• Tema: Fisiología del Músculo.
• Puntos totales: 21 ptos (5%). Cada punto cumple con la ley del “todo o nada”.
• Referencias:
– Clases.
– Textos del curso.
– Cualquier referencia que el estudiante considere necesaria para completar la actividad.
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Actividad de Integración
• ¿Cómo se clasifican los distintos tipos de músculo? (3 puntos)
• Describa la estructura del sarcómero:
– Apariencia microscópica (1 punto).
– Proteínas que lo conforman (6 puntos).
• Describa el acople excitación-contracción de:
– Músculo esquelético (6 puntos).
– Músculo liso (5 puntos).