Contracción del músculo esquelético Dr. Johnnathan Emanuel Molina Fisiología Humana 2014

Anatomía Fisiológica del músculo esquelético Fibras del músculo esquelético -Sarcolema (membrana celular cubierta por una capa de polisacáridos que contienen fibrillas de colágeno) -Sarcoplasma (citoplasma) -Cada fibra muscular contiene miofibrillas y c/miofibrilla contiene 1500 filamentos de miosina y 3000 de actina

-Bandas Claras(Bandas I): sólo actina -Bandas Oscuras(Bandas A): Actina donde se superpone con la Miosina y Miosina -Puentes Cruzados: su interacción con la actina produce la contracción -Disco Z: extremo de los filamentos de actina formado por proteínas filamentosas -Toda la fibra muscular tiene bandas claras y oscuras al igual que las miofibrillas individuales. -Sarcómera: porción de la miofibrilla entre 2 discos Z

Estructura Sarcómera Titina: GRAN proteína filamentosa(y elástica) que actúa como armazón para mantener en su lugar a los filamentos de actina y miosina. Un extremo es elástico y está unido al disco Z, el otro extremo se une a la miosina llegando inclusive hasta la línea M. Sarcoplasma: contiene K+, Mg2, P y enzimas proteicas. Muchas mitocondras están dispuestas paralelas a las miofibrillas. El retículo sarcoplásmico se encuentra sumergido en el sarcoplasma que rodea a las miofirbillas. Nebulina: Proteína que estabiliza a la actina y se fija al disco Z.

Mecanismo de Contracción Muscular El potencial de acción procedente de la fibra motora nerviosa llega a sus terminales sobre la fibra muscular. Libera Acetilcolina Acetilcolina actúa en la membrana de la fibra muscular para abrir canales de cationes (activados por acetilcolina) Permite la entrada de Na+ que despolariza a la fibra muscular Este potencial de acción formado se transmite a lo largo de la membrana de la fibra muscular El potencial también llega al centro en el retículo sarcoplásmico para que libere Ca++ (almacenado) Ca+ inicia fuerzas de atracción entre actina y miosina para que se deslicen uno sobre el otro Una bomba de Ca++ de la membrana lo lleva de regreso al retículo

Mecanismo Molecular de la contracción muscular Mecanismo de deslizamiento de los filamentos de la contracción muscular Actividad ATPasa

Mecanismo Molecular de la contracción muscular Un filamento de miosina está formado por más de 200 moléculas de miosina Giro de 120° sobre su eje para que los puentes cruzados estén en todas las direcciones -Cabeza, brazo y cuerpo de miosina -Puente cruzado: brazo + cabeza -C/puente cruzado tiene 2 bisagras

Mecanismo Molecular de la contracción muscular Los filamentos de actina están formados por actina(F y G), tropomiosina y troponina A cada Actina G se le une un ADP, “puntos activos de la actina” donde interactúa con los puentes cruzados

Mecanismo Molecular de la contracción muscular -Tropomiosina: enrolladas en espiral junto a la actina, en reposo (relajación) recubre los puntos activos de los filamentos de actina por lo que no se realiza el deslizamiento. -Troponina: Complejo de 3 subunidades laxamente unidas (c/u con función específica) Troponina I: gran afinidad por la actina Troponina T: gran afinidad por la tropomiosina Troponina C: gran afinidad por el Calcio Inhibición del filamento de actina(sus puntos activos) por el complejo Troponina-Tropomiosina, activación por el calcio. -Golpe Activo -Efecto Fenn (ATPαTrabajo que realiza el músculo)

Mecanismo Molecular de la contracción muscular

Fuentes de energía para la contracción muscular La Energía se utiliza para el mecanismo de cremallera y para: 1.-Bombear Ca++ hacia el R. Sarcoplásmico y 2.- Bombear Na+ y K+ Fosfocreatina(1°fuente): 5 veces más E. que ATP Glucogenólisis y Glucólisis (2°fuente): puede ser inclusive sin Oxígeno(más rápida) Metabolismo Oxidativo(3°fuente): combina O2 con productos finales de la glucólisis. 95% de la E. en contracción sostenida(maratonistas) procede de esta fuente. Requiere CHO´s(de 2 a 4h proporcionan el 50% de E.), Grasas y Proteínas. Si la actividad muscular continúa, la disponibilidad de oxígeno en los mitocondrias como aceptor final de los electrones en la cadena respiratoria se convierte en un factor limitante. Pronto se agotan las reservas de oxígeno, lo que provoca un estancamiento de la respiración celular y se empieza a acumular piruvato y NADH. Para que la glicolisis pueda continuar en situaciones anaeróbicas, el piruvato entra en la vía alternativa de fermentación láctica, donde la LDH convierte el piruvato en lactato. Este proceso es imprescindible, ya que re oxida el NADH para que pueda volver a ser reducido en la glucolisis. A fin de mantener tasas adecuadas de ATP , la glucólisis anaeróbica y fermentación láctica debe aumentar considerablemente, acelerando aún más la síntesis de lactato. Sin embargo, si no se recicla el lactato, rápidamente se acumularía este producto dentro del músculo y cuando los tampones no sean suficientes para compensar el incremento de iones de hidrógeno, se produciría una Acidosis con dolor y calambres.

Características de la contracción muscular Contracción Isométrica Contracción Isotónica

Corredor de Velocidad Vs. Maratonista?? Fibras I Fibras II Corredor de Velocidad Vs. Maratonista??

Fibras lentas(rojas) Vs Fibras Rápidas(blancas)

Mecánica de la contracción muscular -Unidad Motora Sumación: 1.- Fibras Múltiples (principio de tamaño y contracción alterna unidades motoras gracias a la médula) 2.- De Frecuencia y Tetanización Efecto Treppe o efecto escalera (reinicio de la contracción es baja luego de un largo período de descanso) Tono Muscular -Reclutamiento de unidades motoras

Tetania Condición de hipercontracción muscular que se da después de un periodo prolongado de repetitiva estimulación muscular el cual es causado por una depleción de ATP . Debido a que la estimulación tetánica incrementa el calcio sarcoplasmático y elimina el ATP, el resultado es un músculo altamente contraído con calcio unido al Tn-C y sin ATP que dirija el movimiento de calcio a la cisterna del RS o cause desunión de los puentes de actina-miosina. Bajo estas condiciones, la mitocondria va a preferentemente bombear el calcio a la matriz mitocondrial lo cual removerá el calcio unido al Tn-C, escondiendo ahora los sitios de unión de la miosina en los filamentos delgados y permitiendo que el músculo asuma un estado de flacidez. La ausencia de ATP resulta en la mantención de la miosina en su estado conformacional de baja energía lo cual limitará la habilidad del músculo de generar actividad contráctil. Al estar en este estado fisiológico, los músculos se dicen que están fatigados.

Unión Neuromuscular

Al egoísta únicamente le interesa ser escuchado, solamente él desea hablar… El sabio y humilde deja a la otra persona hablar y expresar lo que siente su corazón (porque le importa o porque respeta la opinión de la otra persona)… -¿Tú eres humilde o egoísta?, Analízalo!! Gracias…