propiedades biofísicas del músculo y de la contracción muscular
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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