MÚSCULO ESQUELÉTICO MUSCULO ESQUELÉTICO

generalidades En vista macroscópica: La parte abultada, carnosa, es la parte contráctil, se denomina vientre muscular. Los extremos del vientre muscular, los tendones; son un tejido blanquecino muy resistente formado especialmente por fibras colágenas, sirve como medio de fijación al hueso, no es contráctil.  

APONEUROSIS Membrana que envuelve el músculo en toda su extensión. Sobrepasa y recubre también el tendón, es muy resistente. En ella se hallan los sitios de ingreso y salida de los vasos y nervios destinados a ese músculo. Su ruptura forma hernias musculares, en cuyo caso es necesario suturar.

En corte transversal a simple vista dentro de la aponeurosis se ven “paquetes” o haces cada vez de menor calibre. Estos haces se hallan delimitados por tejido conectivo que se llama epimicio. Cada haz tiene divisiones menores, delimitadas también por tejido conectivo llamado perimicio. EPIMICIO PERIMICIO ENDOMICIO

EPIMICIO, PERIMICIO, ENDOMICIO En los haces menores vistos al microscopio de luz, con poco aumento se observa que, también tienen grupos menores delimitados por tejido conectivo llamado endomicio. Es el que separa las fibras musculares.

LA FIBRA MUSCULAR Con 40X o 60X y coloración adecuada, se observan los núcleos desplazados hacia la periferia de las fibras; sin embargo, con 400X es difícil aún determinar con precisión las membranas celulares. El diámetro de las células musculares varía entre 10 a 100 micras con una longitud hasta de 10 centímetros (100.000 micras) y aún más.

ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR ESTRIADA En corte longitudinal, una sola fibra muscular presenta varios núcleos en la periferia. Tiene bandas transversales formadas por discos claros o discos I (Isotrópicos), y discos oscuros o discos A (Anisotrópicos)

Placas motoras a la altura de la parte media de cada fibra muscular. ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR ESTRIADA Placas motoras a la altura de la parte media de cada fibra muscular.

1 a 2 nanómetros de diámetro. ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR ESTRIADA Miofibrillas con 1 a 2 nanómetros de diámetro. Puede haber desde muy pocas hasta alrededor de 100 en una fibra.

ULTRAESTRUCTURA DEL MUSCULO ESQUELETICO Al microscopio de luz, se pueden reconocer en cada fibra muscular bandas transversales oscuras y claras alternas. Los detalles de la orientación longitudinal aun no se pueden reconocer. Las partículas de grasa neutra más grandes y los capilares se observan con el microscopio de luz. Las mitocondrias aún no son diferenciables.

En fotografía del microscopio electrónico con una ampliación de 60 En fotografía del microscopio electrónico con una ampliación de 60.000 veces, se observa que la banda I contiene exclusivamente los filamentos más delgados y la banda A contiene tanto filamentos gruesos como filamentos delgados.

ESTRUCTURA DEL SARCOMERO A= Banda A, igual a la longitud de los filamentos de miosina I= Banda I, contiene solamente filamentos de actina Z = Líneas Z, láminas que son el límite del sarcómero H= Banda H, zona con sólamente filamentos de miosina M= Línea M, lámina de anclaje de los filamentos de miosina

En la banda A , en el sarcómero estirado hay una zona mas clara, de 1 micra de ancho, es la banda H, compuesta solamente por miofilamentos gruesos. En el sarcómero contraído, se observan aún las bandas I y H. Pero en máxima contracción, desaparece la banda H. La banda A permanece constante en su longitud en todos los estados.

Mide unos 120 nanómetros de longitud. La miosina forma los miofilamentos gruesos, de las bandas A. Peso molecular 500.000 u.m.a. compuesta de dos cadenas de polipéptidos, cada una con unos 2000 residuos de aminoácidos. Mide unos 120 nanómetros de longitud. La porción globular se puede separar enzimáticamente. Esta parte tiene sitios reactivos para el ATP y se puede ligar a los miofilamentos de Actina.

MIOFILAMENTO DE MIOSINA En un miofilamento las moléculas de miosina se colocan, con sus colas paralelas, y las cabezas de las moléculas, sobresalen de los filamentos como prolongaciones laterales de seis filas. La orientación contraria de las moléculas determina que la mitad de ellas entra en contacto con la actina en el acortamiento y el grupo opuesto, entra en contacto cuando el músculo se alarga resistiendo a ser estirado. Por eso a cada filamento de miosina se le asignan 2x6 filamentos de actina.

LOS MIOFILAMENTOS DELGADOS Los filamentos delgados, de actina, realmente están formados por tres clases de moléculas: ACTINA, TROPONINA Y TROPOMIOSINA

LOS MIOFILAMENTOS DELGADOS Las tres clases de moléculas se ordenan como se muestra en esta figura, para conformar los miofilamentos delgados.

ESTRUCTURA DE LA ACTINA Molécula globular con diámetro de 65 nanómetros, y peso molecular de 46000. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de moléculas de actina, de distribución helicoidal.

Las cadenas de actina, tienen acumuladas moléculas de troponina y tropomiosina. Las moléculas de tropomiosina (dos cadenas alfa hélix), quedan una tras otra sobre cada una de las dos cadenas de actina del filamento.

FILAMENTO GRUESO DE MIOSINA Y FILAMENTOS DELGADOS DE ACTINA

miofilamentos en corte transversal

LA CONTRACCION MUSCULAR El calcio penetra desde los sacos laterales (cisternas del calcio), hacia el citoplasma. En este momento se inicia el verdadero proceso físico-químico de la contracción en los sarcómeros de la siguiente manera:

1. Los iones de calcio se unen a la troponina en los miofilamentos delgados, liberando la inhibición que impedía a la actina combinarse con la miosina. 2. La actina se une a la miosina formando el complejo acto- miosina para formar los puentes cruzados. El complejo acto-miosina en presencia de ATP toma carácter enzimático (acto-miosina-atpasa).

3. La actomiosina-atpasa desdobla ATP, energía que se emplea para doblar los puentes cruzados. 4. El doblez de un puente cruzado provoca el arrastre del filamento de actina unos pocos Angstrom sobre el filamento de miosina.

PASOS DE LA CONTRACCION ... 5. Interviene más ATP, ahora para romper la unión Actina- Miosina, permitiendo que los puentes cruzados se rompan y la miosina regrese a su forma inicial. 6. La sumatoria de los movimientos de los puentes cruzados desliza y traslapa los filamentos delgados entre los gruesos acercando las líneas Z.

PASOS DE LA CONTRACCION ... 7. Mientras la concentración del Calcio permanezca alta en el citoplasma continúan los ciclos de contracción y relajación de los puentes cruzados. 8. El retiro del Calcio restablece la acción de la troponina-tropomiosina y no permite que la actina se una a la miosina y aun en presencia de ATP, el músculo ahora permanezca relajado.

MEMBRANAS DEL MIOCITO … MITOCONDRIAS MICROGRAFIA ELECTRONICA Organelas encargadas de regenerar ATP por procesos oxidativos. Cantidades variadas de acuerdo a los tipos de fibras. Existen en todas las fibras musculares. Tiene dos membranas elementales que encierran los espacios interiores. La estructura mitocondrial puede hincharse y reducirse.

MEMBRANAS DEL MIOCITO … MITOCONDRIAS La membrana interna de la mitocondria se repliega aumentando su superficie. Las membranas están compuestas por tres capas: una interior de lípidos y dos exteriores de proteínas. Los lípidos de las membranas mitocondriales tienen alto contenido de CARDIOLIPINA, una poliglicerina fosfatada, siempre presente en los sistemas biológicos de transporte electrónico. Las proteínas tienen todas las enzimas del ciclo del acido cítrico, la oxidación de los ácidos grasos y la fosforilación oxidativa.

PARTICULAS DE GLICÓGENO Y GRASA NEUTRA El glicógeno se observa en formaciones redondeadas de 15 a 30 nanómetros de diámetro y se llaman partículas B. Los gránulos de glicógeno se encuentran cerca de las líneas Z, debajo del sarcolema, cerca a los núcleos y entre las fibrillas, donde a veces forman “verdaderos caminos de glicógeno”. Los triglicéridos son substancias de reserva del músculo esquelético, en forma de goticas de grasa, entre las miofibrillas, se observan como partículas oscuras de contornos irregulares.

NÚCLEOS CELULARES Al microscopio de luz, son ovalados longitudinalmente y lisos. En el músculo contraído muestran contornos irregulares debido a los pliegues de contracción. En el embrión se hallan centrados rodeados por un borde estrecho de miofibrillas. Con el aumento de las miofibrillas, los núcleos van a la periferia. Se observan núcleos en el centro de la fibra en una persona sana, en una de cada mil fibras musculares. Tienen poca cromatina y uno o dos nucléolos.

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES EN EL SER HUMANO

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES PRIMER CRITERIO Con coloración de hematoxilina-eosina y al microscopio de luz en corte transversal se pueden observar: Fibras musculares rojas Fibras musculares rosadas Fibras musculares blancas

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES SEGUNDO CRITERIO De acuerdo a la velocidad de contracción: Fibras rojas = contracción lenta Fibras rosadas = contracción intermedia Fibras blancas = contracción rápida

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CANTIDAD DE MITOCONDRIAS Fibras rojas = 5,5 Fibras rosadas = 3,5 Fibras blancas = 1

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CAPACIDAD OXIDATIVA De acuerdo al número de mitocondrias: Fibras rojas = Cap. oxidativa 5,5 veces más que una fibra blanca, y aún más. Fibras rosadas = Cap. Oxidativa 3,5 Fibras blancas = Cap. Oxidativa 1

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CON RELACION A LA FATIGA: Fibras rojas = Resistentes a la Fatiga Fibras rosadas = Fatiga intermedia Fibras blancas = Fatiga rápida

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES ACTIVIDAD RESPIRATORIA: Fibras rojas = ALTA Fibras rosadas = MEDIA Fibras blancas = BAJA

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CANTIDAD DE MIOGLOBINA: Fibras rojas = ABUNDANTE Fibras rosadas = POCA Fibras blancas = MUY POCA

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES TIPO DE METABOLISMO: Fibras rojas = AEROBICO Fibras rosadas = MEZCLA 50% / 50% Fibras blancas = ANAEROBICO

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CANTIDAD DE MIOFILAMENTOS: Fibras rojas = POCOS Fibras rosadas = PROMEDIO Fibras blancas = MUCHOS

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES POTENCIA DE CONTRACCIÓN: Fibras rojas = POCA POTENCIA Fibras rosadas = POTENCIA INTERMEDIA Fibras blancas = MUCHA POTENCIA

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES CANTIDAD DE FUERZA: Fibras rojas = POCA FUERZA Fibras rosadas = FUERZA INTERMEDIA Fibras blancas = MUCHA FUERZA

Metabolismo energético de la fibra muscular

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR Antes de entrar a dar una definición de metabolismo es necesario entender que el hombre requiere para sobrevivir un aporte continuo de alimento, el cual contiene por una parte la materia ya sea para aumentar su tamaño, para formar nuevos tejidos o simplemente para restituir la materia que esté perdiendo su organismo continuamente.

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR En el organismo algunas moléculas son reemplazadas a intervalos de pocos minutos mientras que otras pueden necesitar años para ser reemplazadas por moléculas recién sintetizadas; podría decirse que “ninguna persona tiene al medio día las mismas moléculas que a las ocho de la mañana”.

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR La palabra metabolismo (del griego “cambio”), se refiere al conjunto total de reacciones químicas que ocurren dentro de un organismo vivo y que para nuestro caso las tendremos en cuenta desde el momento en que se ha completado el proceso de absorción, es decir una vez que los nutrientes van ingresado al torrente circulatorio desde la luz del tubo digestivo.

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR Por otra parte el alimento contiene la energía que permite realizar todas las actividades ya sea a nivel intracelular o realizar trabajos físicos como organismo multicelular.

METABOLISMO ENERGÉTICO DE LA FIBRA MUSCULAR El metabolismo consta de dos clases generalizadas de reacciones químicas: aquellas que originan la fragmentación de moléculas en partes cada ves mas pequeñas que son las llamadas reacciones degradativas o catabólicas y las que reúnen pequeñitos fragmentos moleculares para formar moléculas mayores conocidas como reacciones que sintetizan, sintéticas o anabólicas.

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR En otras palabras podemos decir que el metabolismo tiene dos fases, la primera que es el ANABOLISMO o sea la formación de substancias propias o especificas del organismo a expensas de otras substancias que él recibe para crecer, mantenerse o repararse.  

Metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR EL ANABOLISMO requiere suministro de energía, inversión de energía por parte de la célula, para activar y efectuar reacciones químicas que le permiten capturar materia y su energía asociada, son reacciones endergónicas, de asimilación de substancias.

metabolismo energético de la fibRA MUSCULAR La segunda fase es el CATABOLISMO en el cual las substancias que constituyen el tejido y los nutrientes absorbidos son convertidos en partículas muy simples, cuyos productos finales generalmente se excretan.

FASES FUNDAMENTALES DEL CATABOLISMO ENERGETICO MÚSCULO ESQUELÉTICO FASES FUNDAMENTALES DEL CATABOLISMO ENERGETICO Las fases fundamentales del catabolismo energético se pueden resumir así: Fase de despolimerización Fase de ruptura de la cadena de carbono: a. Glucólisis (en los glúcidos) b. Beta oxidación de ácidos grasos (en lípidos) c. Transaminación y desaminación (en proteínas) Ciclo de Krebs o del ácido cítrico Fosforilación oxidativa

Total energia recuperada Cuando una molécula de glucosa se convierte en CO2 Y AGUA, la célula regenera un total de 38 moléculas de ATP. Glucólisis anaeróbica 2 ATP Ciclo de Krebs 30 ATP Fosforilación oxidativa 6 ATP _________ TOTAL 38 ATP