Músculos Recordar la anatomía del musculo (esp. microanatomía del musculo esqueletico)

Terminología: sarcolema t-tubulos reticulo sarcoplásmico miofibras, miofibrillas, miofilamentos sarcómera

Mas Terminología: Tensión Contracción Carga Acoplamiento Excitacion-contracion Rigor Relajación

Anatomía Fig 12-3

More Anatomy Fig 12-3

Miofibrillas = Organelos Contractiles de Miofibra Contiene 6 tipos de proteinas: Actina Miosina Tropomiosina Troponina Titina Nebulina Contráctil Regulatoria Accessoria Fig 12-3 c-f

Fig 12-3

Titina y Nebulina Titina: la más grande proteina conocida (25,000 aa); elastica! Estabiliza la posición de los filamentos contractiles Retorna a la posición relajada Nebulina: inelástica proteina gigante Alineamiento de A & M Titin is the largest polypeptide yet discovered (~3.5 MDa). Single moleules span from the Z- to M-line (yellow in the diagram). These have two main functions: In the thick (myosin) filament part of the myofibril we have proposed the titin molecule regulates exact myosin assembly by acting as a giant template or "protein-ruler". We are exploring this hypothesis by binding assays with myosin using the whole proteins and fragments prepared by proteolysis and cDNA expression. The remainder of the titin molecule forms an elastic connection between the end of the thick filaments and the Z-line. These connections give muscle its passive tension and they also keep thick filaments centered between Z-discs. (Without this there would be force imbalances in the opposite halves of thick filaments during active contraction). Nebulin aligns actin filaments Fig 12-6

Teoría de Deslizamiento del Filamento Sarcomera = unidad de contracion Miosina “walks down” una fibra de actina hacia la línea Z ? - banda se acorta ? - banda no se acorta Miosina = proteina motor : energía química  energía mecánica de movimiento

Cambios en una Sarcómera durante la Contraction Fig 12-8

La base molecular de la Contracción Estado de Rigidez Compare a Fig 12-9 myosin affinity changes due to ATP binding ATP ADP + Pi Fuerte unión entre la G-actin y la miosina No hay unión del nucleotido (ATP) ATP se une  disociación

La energía liberada cambia el ángulo entre la cabeza y el largo axis de la miosina Las cabezas de Miosina Actúan como ATPasa Estado muscular Relajado cuando hay suficiente ATP Rotacion y débil unión a una nueva G-actina

Unión fuerte a la actina Power stroke comienza a medida Pi es liberado ADP liberado Unión fuerte a la actina Movimiento de los puentes cruzados de miosina empuja la actina

Regulación de la Contración por Troponina y Tropomiosina Tropomiosina bloquea los sitios de unión con la miosina (es posible una unión débil pero no un golpe de fuerza) Troponina controla la posición de la tropomiosina y tiene un sitio de unión con el Ca2+ Ca2+ presente: unión de Actina & Miosina Ca2+ ausente: relajación Fig 12-10

Rigor mortis Endurecimiento de las articulaciones y rigidez muscular del cuerpo muerto. Comienza 2 – 4 h post mortem. Puede durar hasta 4 dias dependiendo de la temperatura y otras conditiones Causado por la fuga de iones de Ca2+ al interior de la celula y a la depleción de ATP. Maximum stiffness  12-24 h post mortem, then? Prandial = of or relating to a meal More specifically, what happens is that the membranes of muscle cells become more permeable to calcium ions. Living muscle cells expend energy to transport calcium ions to the outside of the cells. The calcium ions that flow into the muscle cells promote the cross-bridge attachment between actin and myosin. The muscle fibers ratchet shorter and shorter until they are fully contracted or as long as the neurotransmitter acetylcholine and the energy molecule adenosine triphosphate (ATP) are present. However, muscles need ATP in order to release from a contracted state (it is used to pump the calcium out of the cells so the fibers can unlatch from each other). ATP reserves are quickly exhausted from the muscle contraction and other cellular processes. This means that the actin and myosin fibers will remain linked until the muscles themselves start to decompose. Rigor mortis can be used to help estimate time of death. The onset of rigor mortis may range from 10 minutes to several hours, depending on factors including temperature (rapid cooling of a body can inhibit rigor mortis, but it occurs upon thawing). Maximum stiffness is reached around 12-24 hours post mortem. Facial muscles are affected first, with the rigor then spreading to other parts of the body. The joints are stiff for 1-3 days, but after this time general tissue decay and leaking of lysosomal intracellular digestive enzymes will cause the muscles to relax. It is interesting to note that meat is generally considered to be more tender if it is eaten after rigor mortis has passed. On April 18, 1480 A.D., Cardinal Rodrigo Borgia and his mistress Vanozza Catanei were blessed with the birth of their third child, who would henceforth be known as Lucrezia Borgia. The birth took place in the small Italian city of Subiaco which was one of Cardinal Rodrigo's benefices

Iniciación de la Contración El acoplamiento de Excitacion-Contraccion explica cómo se logra a partir de un Potencial de acción una contracción de la sarcómera. Acetilcolina liberada de la motoneurona somática en la Placa Motora Terminal Potencial de Acción en el sarcolema y en TubulesT- Liberación de Ca2+ del retículo sarcoplasmico Ca2+ se une a la troponina-c

Detalles de Acoplamiento E/C receptores Nicotinicos colinergicos placa motora terminal = Na+ /K+ channels  Entrada Neta de Na+ crea EPSP  Potencial de Acción a túbulos en T  DHP (dihydropyridine) receptores en los tubulos-T detectan despolarización Fig 12-11

Receptores Colinergicos Nicotinicos

Acoplamiento Excitación-Contracción Fig 12-11 a

DHP (dihydropyridine) receptores abren canales de Ca2+ en los tubulos en T Intracitosolico [Ca2+]  Contracción Recaptación de Ca2+ RS Relajación Fig 12-11 b

Contraccion Muscular Necesita Constante Suplemento de ATP Dónde / cuándo se necesita el ATP ? Sólo hay suficiente ATP almacenado para 8 twitches Fosfocreatina puede substituir el ATP Twitch = un ciclo simple de contraction y relajación

De donde proviene todo este ATP ? Fosfocreatina: fuente de energía de respaldo. (reserva) fosfocreatina + ADP creatina + ATP CHO: respiración aerobica y anaerobica . Acidos grasos degradación siempre requiere O2 – es muy lento para ejercicios pesados o intensos. Algunos acidos grasos intracelulares. C(P)K Check CK levels in blood to distinguish between heart infarct and skeletal muscle damage. (isoenzymes)

Clasificación de Fibras Musculares Oxidativa sólo Clasificación de Fibras Musculares Oxidativa o glicolitica

Adaptacion Muscular al Ejercicio Endurance training: Mas & mas grandes mitocondrias Mas enzimas para respiracion aerobica Mas mioglobina no hipertrofia Entrenamiento de Resistencia: Mas actina & miosina proteins & mas sarcomeras Mas miofibrillas Hipertrofia del músculo

Tension del Musculo es Funcion del largo de la Fibra Longitud de la Sarcomera refleja el traslape del filamento delgado sobre el grueso. Sarcomera Larga: poco traslape, pocos puentes cruzados  débil tension generada Sarcomera Corta: Mucho traslape formation limitada de puentes cruzados  tension decrece rapidamente

Fuerza de Contraccion (todo o nada) Aumenta con Sumación de la contracción de las fibras individuales Reclutamiento de las unidades motoras Fig 12-17

Músculo Liso Pocas diferencias Innervation by varicosities Smaller cells Longer myofilaments Myofilaments arranged in periphery of cell Cardiaco muscle contraction se revisará después.