Contracción del musculo esquelético semana 2

Jaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc

Fibras del musculo
esquelético


 Aproximadamente
40% de nuestro
cuerpo es músculo
esquelético

 10% aprox. Es
musculo liso y
cardiaco


 Diámetro variable: entre 10 y 80 um

 Formadas por subunidades cada vez
más pequeñas

 En la mayor parte de los músculos
esqueléticos las fibras se extienden a lo
largo de toda la longitud del músculo


 Es la membrana celular de la fibra
muscular.

 Formada por una membrana
plasmática y una cubierta externa
formada por una capa de polisacáridos
con numerosas fibrillas de colágeno.


 Cada fibra muscular contiene varios
cientos a varios miles de miofibrillas.

 Cada miofibrilla está formada por
aproximadamente 1500 filamentos de
miosina y 3000 filamentos de actina
adyacentes entre sí.


 Son grandes moléculas proteicas
polimerizadas responsables de la
contracción real.

 Los filamentos de miosina y de actina se
interdigitan parcialmente y de esta
manera hacen que las miofibrillas
tengan bandas claras y oscuras alternas.


 Las bandas claras solo tienen filamentos
de actina y se denominan banda I
(isotropas a la luz polarizada)

 Las bandas oscuras contienen filamentos
de miosina, así como los filamentos de
actina que se superponen con la miosina
y se denominan bandas A (anisotropas a
la luz polarizada)

 Los extremos de los filamentos de actina
están unidos al denominado disco Z

 El disco Z atraviesa las miofibrillas y
también pasa desde unas miofibrillas a
otras.


Músculo esquelético: características
• Banda A: filamentos de miosina
solapados con los de actina
• Banda I: filamentos de actina que
parten del disco Z
• Banda H: filamentos de miosina
sin solapamiento con los de actina
Características fibra (célula)
muscular:
- Membrana plasmática = sarcolema
- Multinucleada
- Retículo endoplásmico muy
desarrollado (= sarcoplásmico)
- Gran cantidad de mitocondrias

 La porción de la miofibrilla que está
entre los discos Z sucesivos se denomina
SARCOMERO.


 La yuxtaposición de los filamentos de
actina y miosina son difíciles de
mantener.

 Para mantenerlas unidas, se utiliza un
gran número de moléculas filamentosas
de una proteína denominada TITINA


 Peso molecular de 3.000.000.

 Una de las moléculas proteicas mayores
del cuerpo.

 Es filamentosa, lo que la hace muy elástica.

 Actúan como armazón que mantiene en
posición los filamentos de actina y miosina.

 Los espacios entre las miofibrillas están
llenos de un líquido intracelular
denominado Sarcoplasma.

 Contiene grandes cantidades de Potasio,
Magnesio y Fosfato, además de múltiples
enzimas proteicas.

 Tiene muchas mitocondrias (proporcionan
ATP a las miofibrillas para la rápida
contracción


1. Un potencial de acción viaja a lo largo
de una fibra motora hasta sus
terminaciones sobre las fibras
musculares.

2. En cada terminal, el nervio secreta una
pequeña cantidad de la sustancia
neurotransmisora ACETILCOLINA.


3. La acetilcolina actúa en una zona local
de la membrana de la fibra muscular para
abrir múltiples canales « activados por
acetilcolina » a través de moléculas
proteicas que flotan en la membrana.

4. La apertura de los canales activados por
acetilcolina permite que grandes
cantidades de iones de sodio difundan al
interior de la membrana. (inicio de
potencial de acción de membrana)

5. El potencial de acción viaja a lo largo de
la membrana de la fibra muscular de la
misma manera que los potenciales de
acción viajan a lo largo de las fibras
nerviosas.
6. El potencial de acción despolariza la
membrana muscular, y buena parte de la
electricidad fluye a través del centro de la
fibra muscular, donde hace que el retículo
sarcoplásmico libere grandes cantidades
de calcio.

7. Los iones calcio inician fuerzas de
atracción entre los filamentos de actina
y miosina, haciendo que se deslicen
unos sobre otros en sentido longitudinal,
lo que constituye el proceso contráctil
8. Después de una fracción de segundo,
los iones de calcio son bombeados de
nuevo al ret. Sarcoplásmico por una
bomba de Ca++ de la membrana
(cesa la contracción muscular)

 En el estado relajado, los extremos de los
filamentos de actina que se extienden
entre los dos discos Z sucesivos, apenas
comienzan a superponerse entre sí.

 En el estado contraído estos filamentos de
actina han sido traccionados hacia dentro
entre los filamentos de miosina, de modo
que sus extremos se superponen entre sí en
su máxima extensión

Deslizamiento Deslizamiento
de los de los
filamentos filamentos


FILAMENTO DE
MIOSINA


 Formado por múltiples moléculas de
miosina.
 Peso molecular de 480.000 aprox de
cada molécula


Formada por 6 cadenas
polipeptídicas:

 2 cadenas pesadas (peso
aprox 200.000).

 4 cadenas ligeras (peso
aprox 20.000)


 Las dos cadenas pesadas se enrollan
entre sí en espiral = COLA.

 Cada extremo se pliega bilateralmente
y para formar una estructura
polipeptidica globular = CABEZA.
2 CABEZAS


 Las cadenas ligeras forman parte de las
cabezas

 Ayudan a controlar la función de la
cabeza durante la contracción
muscular.


 El filamento de miosina está formado por
200 o más moléculas individuales de
miosina.

 Se agrupan las colas para formar el
cuerpo del filamento

 Los brazos y las cabezas que protruyen
se denominan puentes cruzados.

 La longitud total de los filamentos de
miosina es uniforme, casi exactamente
1.6 picometros


 La cabeza de miosina actúa como
enzima ATPasa

 Permite aportar energía al proceso de la
contracción.


FILAMENTO DE
ACTINA


Formado por 3 componentes proteicos:

1. Actina.
2. Tropomiosina.
3. Troponina.


 El esqueleto del filamento de actina es
una molécula de la proteína F-actina
bicatenaria.
 Enroscadas en una hélice, al igual que
la miosina


 Cada una de las moléculas de la doble
hélice F-actina está formada por
moléculas de G-actina polimerizadas.


 La base de los filamentos de actina se
ancla fuertemente a los discos Z.


 Tiene un peso molecular de 70.000

 Longitud de 40 nanómetros

 Están enrolladas alrededor de los lados de
la hélice de F-actina.

 En reposo, las moléculas de tropomiosina
cubren los puntos activos de las fibras de
actina, por lo que impide la contracción

 Están intermitentes a lo largo de los lados
de las moléculas de tropomiosina.

 Es un complejo de 3 unidades proteicas
unidas entre sí de manera laxa.
1. Troponina I (Afinidad a la actina)
2. Troponina T (Afinidad por la tropomiosina)
3. Troponina C (afinidad por los canales de
Ca++)

 Cuando hay grandes cantidades de
Ca++, se inhibe el propio efecto
inhibidor del complejo troponina-
tropomiosina.
 Hipótesis: cuando iones de Ca++ se
inhibe el efecto inhibidor del complejo
troponina - tropomiosina


1. El Ca+2 se une a la Troponina C
que en el músculo en reposo se
encuentra unida a la Actina.
El Ca+2 debilita la interacción Actina-
Miosina y deja libre los sitios de Actina.

2. Las cabezas de Miosina interactúan con
Actina.

3. Las cabezas hidrolizan ATP y se vuelven
rígidas, se distorsionan y provocan el
GOLPE DE FUERZA.

4. Las cadenas ligeras se desplazan
sobre las gruesas.

Contracción muscular
• Troponina y tropomiosina regulan la unión de los
puentes actina-miosina.
• En reposo, la tropomiosina bloquea la unión de los
puentes cruzados a la actina.
• El desplazamiento de la tropomiosina requiere la
interacción de la troponina con Ca2+ liberado por el RS.
• Este desplazamiento muestra los puntos activos de la
actina.
• La ATPasa de la miosina hidroliza el ATP a ADP y Pi, que
se mantienen unidos a la cabeza.
• Puentes cruzados de miosina se unen a las moléculas de
actina.
• Las cabezas de miosina se inclinan al liberar el Pi,
provocando el deslizamiento sobre la actina (golpe de
fuerza). El ADP ha de ser sustituido por un nuevo ATP para
que la cabeza se separe de la actina
• Una vez finalizado el estímulo nervioso bombas de Ca2+
devuelven el catión al RS.
• Al separar El Ca2+ la tropomiosina vuelve a su sitio
cubriendo los puntos activos de la actina: relajación

 Isométrica: cuando el musculo no se
acorta durante la contracción

 Isotónica: cuando se acorta, per la
tensión del musculo permanece
constante durante toda la contracción.


Mecánica de la contracción muscular

Contracción Estiramiento Movimiento
muscular tendones articulaciones

Flexión

Contracción Disminuye ángulo
m. flexores articular

Extensión

Contracción Incrementa ángulo
m. extensores articular

M. Agonista: desempeña la acción de movimiento
M. Antagonista: actúa sobre la misma articulación con acción opuesta

FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS:
 Fibras grandes para obtener una gran
fuerza de contracción
 Retículo sarcoplásmico extenso para
una liberación rápida de iones de calcio
para iniciar la contracción
 Grandes cantidades de enzimas
glucolíticas para la liberación rápida de
energía por el proceso glucolítico

 Vascularización menos extensa porque
el metabolismo oxidativo tiene una
importancia secundaria.

 Menos mitocondrias, también porque el
metabolismo oxidativo es secundario

Déficit de Mioglobina = Musc. Blanco


FIBRAS MUSCULARES LENTAS:
 Fibras más pequeñas
 Inervadas por fibras nerviosas más
pequeñas
 Vascularización y capilares más extensos
para aportar cantidades adicionales de
O2


 Números muy elevados de mitocondrias,
para mantener niveles elevados de
metabolismo oxidativo
 Las fibras contienen grandes cantidades
de mioglobina (una proteína que
contiene Fe y que es similar a la Hb en
los eritrocitos).

MIOGLOBINA : aspecto rojizo = Musc. Rojo

 Sumación significa la adición de los
espasmos individuales para aumentar la
intensidad de la contracción muscular
global
1. Aumentando el número de unidades
motoras que se contraen de manera
simultánea: Sumación de fibras múltiples
2. Aumentando la frecuencia de la
contracción: Sumación de frecuencia
(puede producir tetanización)

 Aumenta la frecuencia = la contracción se produce
antes que haya finalizado la contracción
 Aumenta la fuerza de contracción
 Alcanza un nivel crítico y se hacen tan rápidas que
se fusionan entre sí.
 Se mantiene Ca++ en el Ret Sarcop. e impide la
relajación

 3 a 4 Kg por centímetro
cuadrado

3-4/cm2

Ejemplo:
Musculo cuádriceps: 100cm2 de vientre
muscular:
máxima fuerza de contracción: 300 a
400 Kg de tensión ------: tendón rotuliano

 Incluso cuando los músculos están en
reposo, hay una cierta cantidad de
tensión.

 Se debe a impulsos de baja frecuencia

 Controlados por señales del encéfalo a
las motoneuronas del asta anterior de la
médula espinal y por los husos
musculares propios de los músculos.

 Contracción prolongada e intensa

 Se debe a la incapacidad de los
procesos contráctiles y metabólicos de
las fibras musculares de continuar
generando el mismo trabajo.


HIPERTROFIA:
 Aumento de los filamentos de actina y
miosina en cada fibra muscular.
 Esto aumenta el tamaño de las fibras
musculares individuales


ATROFIA
 Cuando un musculo no se utiliza durante
muchas semanas, la velocidad de
disminución de las proteínas contráctiles
es mucho más rápida que la velocidad
de sustitución, por tanto se produce
atrofia muscular


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