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FISIOLOGIA I
TEMA NUMERO 11
CONTRACCION MUSCULAR
PROFESOR: Gregorio Tiskow, Ph.Sc.E-mail: [email protected]
U.C.L.A. Barquisimeto, Venezuela
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Responsable de mantener la postura y controlar el movimiento del esqueleto al que se halla unido mediante tendones. Sujeto a control voluntario, se contrae en respuesta a la actividad de las motoneuronas que lo inervan.
MUSCULO ESQUELÉTICO
MUSCULO LISO
En órganos internos. Inervado por el sistema autónomo, control involuntario.
MUSCULO CARDIACO
En aurículas y ventrículos. Combina propiedades del músculo esquelético y el músculo liso.
Tipos de Músculos
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Características Fibras Musculares
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Tipos de Fibras Musculares
• Fibras Musculares Estriadas:CardiacasEsqueléticas
• Fibras Musculares Lisas
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Fibra Muscular EsqueléticaCELULAS ALARGADAS-CILINDRICAS
MULTINUCLEADA
FIBRA ESTRIADA
SUJETA A CONTROL VOLUNTARIO
PRODUCEN CONTRACCIONES RAPIDAS
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MUSCULO ESQUELETICO
Fibra Muscular
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MUSCULO ESQUELÉTICO
ESTRUCTURA
Fascículo muscular:grupo de fibras musculares
Miofibrilla: haces cilíndricos formados por filamentos de miosina (filamentos gruesos) y de actina (filamentos delgados)
Músculo: formado por fascículos musculares
Fibra muscular: célula multinucleada en cuyo citoplasma se hallan numerosas miofibrillas
Organización de los filamentos en la miofibrilla: aspecto estriado del músculo
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Fibra Muscular Esquelética
UNA MIOFIBRILLA
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Fibra Muscular
Núcleo
Mitocondria
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Miofibrillas
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Miofibrillas
Núcleo celular
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Características del Tejido Muscular
• EXCITABILIDAD: ante un estímulo eléctrico
• CONTRACTILIDAD: acortamiento de sus fibras
• EXTENSIBILIDAD: alargamiento de sus fibras
• ELASTICIDAD: las fibras pueden recuperar su longitud original
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Sarcómero
•Unidad anátomo-funcional contráctil del músculo.
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MUSCULO ESQUELÉTICO
ESTRUCTURA
Organización de los filamentos de actina y miosina en la miofibrilla según un patrón repetitivo: EL SARCÓMERO Miosina: en el centro
Actina: en ambos extremos
Banda A
Línea Z Línea ZLínea M
Banda A: miosina + actina superpuesta
Zona H: sólo miosina
Línea M: proteínas que unen entre sí a las miosinas
Banda I: sólo actina
Línea Z: zona anclaje de actina
SARCÓMERO
Sarcómero
Bandas I
Banda A
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Sarcómero
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El Sarcómero
Línea MBanda I Zona H
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Sarcómero
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Retículo Sarcoplásmico y Túbulos T
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El Sarcómero
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Filamentos Gruesos
• Comprenden una proteína de peso molecular alto: LA MIOSINALA MIOSINA
• Miosina: posee 2 cadenas pesadas y 4 cadenas ligeras.
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Cabeza de Miosina y actividad ATPasa
• Una característica esencial de la cabeza de miosina es su actividad de enzima ATPasa, es decir, permite que la cabeza desdoble (escinda) el ATP y utilice la energía de esa hidrólisis del enlace fosfato de alta energía para suministrar energía al proceso de contracción muscular.
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Filamentos Delgados
Se componen de 3 proteínas:
• ACTINAACTINA• TROPOMIOSINA• TROPONINA
CONTRACTILCONTRACTIL
REGULADORASREGULADORAS
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Filamentos Delgados
ACTINATroponina
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Filamento de Actina
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Molécula de Actina
• Posee forma globular
• Tiene un sitio para unión de la miosina
• Al estar en reposo el músculo, la actina esta cubierta por la tropomiosina,evitando la interacción actina-miosina
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Molécula de Tropomiosina
• Proteína filamentosa que corre por el surco del filamento de actina.
• Función: bloquear el sitio de unión de la actina con la miosina.
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Molécula de Troponina
• Complejo de 3 proteínas globulares (Troponina T, I, C)
• Función de cada una:.-T: une el complejo troponina a la tropomiosina.-I: inhibe la interacción actina-miosina en
conjunto con la tropomiosina.-C: ligar calcio para la contracción
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Bases Moleculares de la Contracción Muscular
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Acoplamiento Excitación-Contracción
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Acoplamiento Excitación-Contracción
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Importancia de los Túbulos T
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Acoplamiento Excitación-Contracción
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Acoplamiento Excitación-Contracción• Papel del calcio en la contracciónPapel del calcio en la contracción:
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Acoplamiento Excitación-Contracción
• Papel del calcio en la contracciónPapel del calcio en la contracción:
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Acoplamiento Excitación-Contracción
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Acoplamiento Excitación-Contracción
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BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓN
Contracción: por el deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina
Tracción de los filamentos de actina hacia dentro
Aproximación de las líneas Z hacia la miosina
Las fuerzas que se generan por la interacción de los puentes cruzados o transversos que van de los filamentos de miosina a los de actina
¿Qué hace que los filamentos de actina se deslicen hacia dentro?
Los brazos y cabezas forman los puentes cruzados con la actina, traccionándola hacia el centro
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Mecanismo de la cremallera
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Contracción Muscular: Secuencia
• Formación de PUENTES CRUZADOS o Formación de PUENTES CRUZADOS o TRANSVERSOS de MIOSINATRANSVERSOS de MIOSINA::Al ser estimulado un músculo, las cabezas de Al ser estimulado un músculo, las cabezas de miosina se unen a la actina formando los miosina se unen a la actina formando los puentes cruzados: puentes cruzados: DESLIZAMIENTO.DESLIZAMIENTO.
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Contracción Muscular:Secuencia
Hay consumo de una molécula de ATP
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Contracción Muscular:Secuencia
• La contracción muscular comienza cuando la tensión generada por los puentes cruzados excede a las fuerzas que se oponen al acortamiento.
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Puentes Transversos
En condiciones de reposo, estas fuerzas están inhibidas, pero cuando un potencial de acción viaja por la membrana muscular, hace que el retículo sarcoplásmico libere gran cantidad de iones Ca2+ que penetran en las miofibrillas. Estos iones activan a su vez las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina, y comienza la contracción muscular.Y la energía… ¿ De dónde proviene?
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Puentes Transversos
Se requiere energía para que se lleve a cabo el proceso de contracción, y ésta proviene de los enlaces ricos en energía del ATP, que se degrada a ADP para liberar la energía necesaria para el proceso.
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Consumo de ATP-Efecto Fenn
• Mientras mayor la magnitud del trabajo muscular a realizar, mayor será la cantidad de ATP que se consuma.
• Una relación simple…
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Formación de Puentes Transversos
Ciclo del puente transverso de miosina
Cambios del sarcómero durante la contracción
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La unión de iones Ca++ a la Troponina C produce un cambio confromacional 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.
Papel del Calcio
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Tras el desplazamiento de la molécula de tropomiosina, la cabeza de miosina se fija ahora al sitio de unión libre sobre la actina.
Ciclo del puente transverso de miosina
ATP unido a la cabeza
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Ello causa la liberación de Pi y ADP por la ATPasa de la cabeza de miosina.
Ciclo del puente transverso de miosina
Hidrólisis del ATP
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10 nm
Y se 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.
Ciclo del puente transverso de miosina
Golpe ActivoGolpe Activo
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Ciclo del puente transverso de miosina
Enlazamiento del ATP
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La inclinación de la cabeza de miosina hasta 45º implica también que los sitios de unión para ATP en la cabeza de la ATPasa están accesibles para que se fije el ATP de nuevo para reiniciar el ciclo.
Ciclo del puente transverso de miosina
Separación de la cabeza
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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.
Ciclo del puente transverso de miosina
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Secuencia contracción: resumen
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Regulación de la Contracción
• Para contraerse un músculo debePara contraerse un músculo debe:
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UNA SACUDIDA MUSCULAR SIMPLECortesía Prof. C. García
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Cortesía Prof. C. García
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Frecuencia Estimulación Muscular
Cortesía Prof. C. García
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Tétanos Muscular
Cortesía Prof. C. García
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Relación Longitud-Tensión
Cortesía Prof. C. García
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Relación Longitud-Tensión
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Tipos de Contracción Muscular
Cortesía Prof. C. García
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Tipos de Contracción Muscular
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Fatiga Muscular
Cortesía Prof. C. García
Causas:
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Rigor Mortis (rígidez cadavérica)
• Comienza unas 3 horas luego de la muerte de un individuo.
• Se produce debido al agotamiento del ATP intracelular y salida (escape) de calcio fuera de la célula. Así, el cadáver queda rígido.
• Rígidez puede permanecer de 15 a 25 horas después de la muerte, hasta que comienza la autólisis protéica (liberación de enzimas lisosomales). Más rápido a mayor temperatura.
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Sistema de Palanca-Kinesiología