CONTRACCIÓN EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO - MECANISMOS MOLECULARES - ALGUNOS ASPECTOS DE MECÁNICA MUSCULAR

Contracción muscular

Ca Ca

[ca++] 1 x 10-5 M 1 x 10-7 M

Calcio y contracción muscular

Gentileza Prof. Hector Contreras

Roles de ATP en la contracción-relajación muscular La hidrólisis del ATP permite la energía para que la cabeza de miosina regrese a su conformación de reposo. La entrada de ATP a la cabeza de la miosina, disminuye su afinidad por la actina (desunión o desinserción de los puentes) La hidrólisis del ATP permite la energía para la recaptura del Ca++ por las bombas ubicadas en el retículo.

Mecánica Muscular

Mecánica Muscular SARCOMEROS

Concéntrica (acortamiento) Excéntrica (alargamiento) Todas las acciones motoras que involucran actividad en los músculos esqueléticos, se llevan a cabo mediante tres tipos de contracciones: Concéntrica (acortamiento) Excéntrica (alargamiento) Isométrica (músculo desarrolla tensión)

Contracción Concéntrica (acortamiento) El sentido del desplazamiento es el mismo que el de la fuerza muscular. El músculo es el que produce el movimiento. Trabajo realizado = Fuerza x Desplazamiento (Debido a que el desplazamiento se produce en la misma dirección que la fuerza generada, el trabajo es positivo)

Contracción Concéntrica

Contracción Excéntrica (alargamiento) El movimiento se produce en sentido contrario a la contracción muscular. Existe una fuerza externa mayor y opuesta a la desarrollada por el músculo y este actúa frenando parcialmente el movimiento. Trabajo = Fuerza x Desplazamiento (Debido a que el desplazamiento se produce en dirección opuesta a la fuerza generada por el músculo, el trabajo es negativo)

Gentileza Prof. Marcelo Cano

Contracción Isométrica Es aquella en que el músculo genera tensión y su longitud externa no se modifica. Trabajo = Fuerza x Desplazamiento (Debido a que no se produce desplazamiento, el trabajo es igual a cero)

Contracción isométrica

Contracción Isométrica

Relación Tensión vs. longitud

Tensión activa

La tensión total que se puede medir en un músculo, corresponde a la suma de la tensión activa y la tensión pasiva.

Fuerza de contracción Longitud inicial del músculo (sarcómeras) Tamaño de las unidades motoras activadas Número de unidades motoras activadas (reclutamiento) Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas Area de sección transversal del músculo Sincronía músculos agonistas/antagonistas Efecto estructuras centrales.

Fuerza de contracción Longitud inicial del músculo (sarcómeras) Tamaño de las unidades motoras activadas Número de unidades motoras activadas (reclutamiento) Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas Area de sección transversal del músculo Sincronía músculos agonistas/antagonistas Efecto estructuras centrales.

Fuerza de contracción Area de sección transversal del músculo. El músculo esquelético humano es capaz de ejercer una fuerza de 3 a 4 kg por cm2 de área de sección transversal. A mayor área de sección transversal, mayor fuerza muscular.

S I S T E M A M O T O R

Movimientos Respuestas reflejas (poco afectadas por el control voluntario) Patrones motores rítmicos: caminar correr, masticar (inicio y final voluntario, el resto es movimiento estereotipado, repetitivo). Movimientos voluntarios: peinarse, conducir un automóvil, tocar el piano (son movimientos propositivos, aprendidos y su ejecución mejora con la práctica).

Sistema Motor Jerárquico Vías en paralelo

Musculatura axio-proximal Axial cuello y tronco Proximal musculatura en torno a cintura escapular y pelviana Musculatura distal extremidades superiores e inferiores

Sistema Motor musculatura axio-proximal - postura (antigravitacional, motricidad estática) musculatura distal - movimiento (motricidad dinámica)

Sistema Motor I Lateral: motricidad fina (actividad manipulatoria y de la comunicación verbal) II Medial: motricidad estática ( postura corporal para proveer una base estable para el movimiento) III Núcleos de la base: motricidad automática, calidad de los movimientos (ej., marcha, masticación) IV Cerebelo: equilibrio, tono muscular, postura, movimientos rápidos, finos, coordinación y calidad de los movimientos.

I Sistema Lateral Estructuras Anatómicas Corteza (áreas 4, 6, 1, 2, 3, 5, 7) Núcleo Rojo El origen de los haces proviene principalmente de las cortezas motora y premotora (áreas 4 y 6)

Vía Corticoespinal lateral origen: corteza motora, decusa en las pirámides, desciende por la médula espinal (región lateral). Función: controla musculatura distal contralateral. Rubro espinal origen: núcleo rojo, decusa en el cerebro medio, desciende por la médula lateral espinal (región lateral). Función: controla extremidades superiores.

Corteza Motora Primaria (área 4 de Brodmann) Ejecución del movimiento voluntario (movimiento de una articulación a lo largo de un vector). Fuerza del movimiento Dirección del movimiento

Corteza Premotora (área 6 de Brodmann) Su estimulación produce contracción coordinada de músculos de más de una articulación. Cuadros de movimientos (programas motores).

Corteza Motora Suplementaria Secuencia del movimiento Repaso mental del movimiento Coordinación bimanual

II Sistema Medial El origen de los haces es principalmente del tronco del encéfalo Núcleo vestibular lateral (+) Formación reticular de la protuberancia (+) Tectum (+) Corteza motora (-) Formación reticular bulbar (-)

Vía cortico espinal ventral o medial origen: corteza motora, no decusa, desciende por la médula espinal anterior medial. Función: controla musculatura axial. Tecto espinal origen: colículo superior, decusa en el cerebro medio, desciende por la médula espinal anterior medial. Función: coordinación movimientos cabeza y ojos. Vestíbulo espinal origen: núcleo vestibular, no decusa, desciende por la médula espinal anterior medial. Función: posición cabeza y cuello, balance. Retículo espinal origen: formación reticular, no decusa, desciende por la médula espinal anterior medial. Función: movimientos automáticos de postura y marcha.

Sistema lateral. Sistema Medial 100% cruzado a nivel bulbar Sistema lateral Sistema Medial 100% cruzado a nivel bulbar Ejerce control bilateral Controla las motoneuronas laterales Controla las motoneuronas mediales del lado opuesto del cuerpo en forma bilateral Controla los músculos distales Controla los músculos axio-proximales Responsable de los movimientos Responsable del control de los finos, habilidosos músculos posturales o antigravitacionales

III Núcleos de la base (ganglios basales)

Núcleos de la Base Lesiones Enfermedad de Parkinson Corea de Huntington Hemibalismo

Núcleos de la Base Lesiones Alteran la calidad del movimiento No determinan parálisis (pérdida del movimiento voluntario)

IV CEREBELO

C e r e b e l o Vestíbulo (arqui) cerebelo Control del equilibrio Control de los movimientos oculares Coordinación de los movimientos oculares y de la cabeza

C e r e b e l o Espino (paleo) cerebelo Control de la ejecución del movimiento Tono muscular - Medial: controla músculos axiales y proximales - Lateral: controla músculos distales

Cerebro cerebelo (neocerebelo) Iniciación Planificación Control de movimientos rápidos Destrezas finas

C e r e b e l o Lesiones Alteración en la coordinación temporal y espacial de los movimientos que involucran más de una articulación Se altera la calidad de los movimientos No determina parálisis (pérdida del movimiento voluntario)

Cerebelo Gordon Holmes describió tres defectos en pacientes con afecciones en el cerebelo: Hipotonía Retardo en el inicio y regulación de los movimientos rápidos (disdiadococinesia) Ataxia: movimientos descoordinados, dismetrias Temblor de intención, en especial al final del movimiento