PPTCEL007BL11-A16V1 Clase Fisiología muscular y ventilación.

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1 PPTCEL007BL11-A16V1 Clase Fisiología muscular y ventilación

2 Receptores Adaptación Fotorreceptores Estructuras Córnea Nervio óptico Específicos Potencial generador Vías visuales Esclerótica Coroides Cristalino Retina Bastones Conos Cintilla óptica Radiaciones ópticas Resumen de la clase anterior OJO

3 Aprendizajes esperados Reconocer las principales características de los diferentes músculos. Identificar la anatomía del músculo esquelético. Explicar la regulación nerviosa que recibe el tejido muscular. Analizar la fisiología de la contracción muscular. Explicar los mecanismos básicos de la ventilación pulmonar. Explicar el mecanismo de control de la frecuencia respiratoria. Páginas del libro desde la página 100 a la 107 y desde la 112 a la 117.

4 Si la concentración de Ca 2+ extracelular aumenta al doble respecto a las condiciones normales, el principal efecto en la liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular será A)una reducción de la síntesis de neurotransmisor. B) la reducción de la actividad de la acetilcolinesterasa. C) un aumento de la cantidad de neurotransmisor liberado. D) una disminución de la cantidad de neurotransmisor liberado. E) un aumento del contenido de acetilcolina en las vesículas. Pregunta oficial PSU Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2011

5 1.Tipos de músculos 2.Anatomía del músculo esquelético 3.Fisiología de la contracción 4.Control sobre la ventilación pulmonar

6 El tejido muscular corresponde a uno de los cuatro grandes tipos de tejidos existentes; su función principal corresponde al mecanismo de contracción. 1. Tipos de músculos 1.1 Concepto Para que esta se lleve a cabo se necesita una organización específica de las proteínas del citoesqueleto, las cuales según la forma que adoptan generan tres tipos de tejidos: la musculatura esquelética estriada, la musculatura cardiaca y la musculatura lisa.

7 1.2 Diferencias de los tipos de músculos CaracterísticasMúsculo esquelético Músculo cardiaco Músculo liso LocalizaciónAsociados a los huesos CorazónVísceras Forma celularCilíndrica Fusiforme EstriacionesSí No Cantidad de núcleos Multinucleada1 o 2 núcleos1 núcleo Velocidad de contracción RápidaIntermediaLenta Tipo de control (nervioso) Voluntario S.N.S. Involuntario S.N.A. Involuntario S.N.A. 1. Tipos de músculos

8 2. Anatomía del músculo esquelético 2.1 Fibra muscular La fibra muscular corresponde a la célula propiamente tal, que tiene algunos organelos y estructuras adaptados a la contracción: Sarcolema: membrana de la célula muscular. Túbulos T: prolongaciones de la membrana hacia el interior. Retículo sarcoplásmico: REL, que almacena calcio. Sarcoplasma: citoplasma Miofibrillas: proteínas contráctiles.

9 2. Anatomía del músculo esquelético 2.1 Fibra muscular FILAMENTO

10 2. Anatomía del músculo esquelético 2.1 Fibra muscular ESTRUCTURAPROTEÍNAFUNCIÓN MIOFILAMENTOS DELGADOS ActinaInteracciona con la miosina durante la contracción. TropomiosinaCubre el sitio activo de la actina y traduce los cambios conformacionales del complejo troponina a la actina. Complejo de troponina C La troponina C se une al calcio e inicia la contracción.

11 2. Anatomía del músculo esquelético 2.1 Fibra muscular Miofilamentos delgados

12 2. Anatomía del músculo esquelético 2.1 Fibra muscular Miofilamentos gruesos Los miofilamentos gruesos están formados por una sola clase de proteína, la miosina, que se agrupa para formar paquetes de mayor tamaño. Esta proteína posee un sitio activo para la unión con ATP y otro para la unión con actina. Bisagras

13 2. Anatomía del músculo esquelético 2.2 Sarcómero El sarcómero es la unidad anatómica y funcional de la fibra muscular.

14 Ejercicio 1 “Guía del alumno” Ejercicio 1 “Guía del alumno” Ejercitación A partir del esquema es correcto inferir que I) los discos Z corresponden a puntos de anclaje de los miofilamentos delgados. II) la zona H disminuye su ancho durante el deslizamiento de la actina sobre la miosina. III) en la banda A hay zonas de superposición de los principales miofilamentos implicados en la contracción. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo I y II. D) solo I y III. E) I, II y III. En el siguiente esquema se muestra la unidad básica de la contracción muscular, el sarcómero ALTERNATIVA CORRECTA E ASE

15 3. Fisiología de la contracción 3.1 Unión neuromuscular Para que se produzca la contracción muscular es necesaria una orden nerviosa, que produce la despolarización de la membrana o sarcolema. Placa motora: consiste en la unión de un axón de una neurona con una fibra muscular, transmitiéndose el impulso de movimiento voluntario a través del neurotransmisor acetilcolina. El conjunto de fibras musculares unidas a un axón constituyen la unidad motora.

16 1: La estimulación de la célula muscular por parte de la motoneurona provoca la ________________ del sarcolema (membrana celular de la célula muscular). El neurotransmisor involucrado es la _____________. despolarización acetilcolina 3. Fisiología de la contracción 3.1 Unión neuromuscular

17 2: El potencial de acción que viaja por el sarcolema se introduce por los ______________ túbulos T 3. Fisiología de la contracción 3.2 Unión neuromuscular

18 3: En las porciones más bajas de los túbulos T los potenciales toman contacto con proteínas de membrana de tal modo que se relacionan indirectamente con el. retículo sarcoplásmico 3. Fisiología de la contracción 3.2 Unión neuromuscular

19 4: El ________ se libera desde el retículo sarcoplásmico, donde estaba almacenado, por acción del potencial de acción. El calcio en el citosol interactúa con los filamentos delgados para permitir la interacción actina/miosina, de tal forma que sucede la _________________. contracción muscular 3. Fisiología de la contracción 3.1 Unión neuromuscular calcio

20 3. Fisiología de la contracción 3.2 Mecanismo de contracción El _________ se une a la ____________, lo que provoca un cambio en su conformación. La ___________ desplaza a la ______________, exponiendo los sitios de unión a la miosina en los filamentos de actina. calcio troponina C troponina tropomiosina

21 3. Fisiología de la contracción El ______ se descompone en ADP y fosfato (Pi). Las cabezas de miosina, que poseen ADP y Pi se unen a los sitios activos de la actina, formando un __________________. ATP puente cruzado 3.2 Mecanismo de contracción

22 El fosfato y _______se liberan provocando que la miosina experimente un cambio de conformación. 3. Fisiología de la contracción ADP 3.2 Mecanismo de contracción

23 3. Fisiología de la contracción La cabeza de miosina se __________ unos 45° y los filamentos de actina son ________ hacia el centro del sarcómero. flexiona tirados 3.2 Mecanismo de contracción

24 3. Fisiología de la contracción El complejo _______________ se une a un nuevo _____, y la miosina se desprende de la actina. actina-miosina ATP 3.2 Mecanismo de contracción

25 El ATP debe unirse a la ___________________ _ antes de que el puente cruzado pueda desprenderse de la actina e iniciar un nuevo ciclo. Esta serie de movimientos progresivos tiran de los filamentos delgados hacia el centro del _____________. Cuando varios sarcómeros se contraen simultáneamente, se produce la contracción del músculo en su conjunto. 3. Fisiología de la contracción cabeza de miosina sarcómero 3.2 Mecanismo de contracción

26 Finalmente el calcio retorna al retículo sarcoplásmico, favoreciendo la _________________. relajación muscular 3. Fisiología de la contracción 3.1 Unión neuromuscular

27 Ejercicio 6 “Guía del alumno” Ejercicio 6 “Guía del alumno” Ejercitación ¿Cuál es la secuencia correcta de eventos involucrados en la contracción muscular? 1. La acetilcolina se une a los receptores de la fibra muscular. 2. Liberación de los iones Ca 2+ desde el retículo sarcoplásmico. 3. Interacción entre la actina y miosina, con hidrólisis de ATP. 4. Generación y conducción del potencial de acción a lo largo del sarcolema. 5. Unión del Ca 2+ con la troponina. A) 1, 2, 3, 4, 5. B) 1, 4, 2, 5, 3. C) 1, 4, 5, 3, 2. D) 1, 5, 4, 2, 3. E) 4, 1, 2, 5, 3. ALTERNATIVA CORRECTA B Comprensión

28 3. Fisiología de la contracción Identifiquemos cada uno de los componentes de este esquema tridimensional. Nestor Rodríguez (CIENTIC-UM) 3.2 Mecanismo de contracción

29 3. Fisiología de la contracción 3.2 Mecanismo de contracción

30 Ejercicio 2 “Guía del alumno” Ejercicio 2 “Guía del alumno” Ejercitación ¿Cuál de las siguientes situaciones NO impediría que ocurra la contracción del músculo esquelético en una persona? A) Estructuralmente, los túbulos T no se conectan con el retículo sarcoplásmico. B) El complejo troponina-tropomiosina se aleja del sitio de unión para la miosina. C) Inhibición de los receptores de acetilcolina a nivel de las fibras musculares. D) Una sustancia X bloquea el sitio de unión del Ca 2+ en la troponina. E) Agotamiento de ATP por ejercicio intenso. ALTERNATIVA CORRECTA B Aplicación

31 4. Control sobre la ventilación pulmonar 4.1 Concepto La ventilación pulmonar o respiración, es el proceso mediante el cual se intercambian gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. La mecánica respiratoria es el conjunto de movimientos que permiten que se lleve a cabo la ventilación pulmonar. Consiste en dos movimientos: la inspiración y la espiración. Es importante considerar que el flujo de aire se produce por un gradiente de presión, es decir, el aire se mueve desde zonas de alta presión hacia zonas de menor presión.

32 4. Control sobre la ventilación pulmonar 4.1 Concepto Inspiración normalEspiración normal Músculos participantes: diafragma e intercostales. La cavidad toráxica y pulmones aumentan de volumen. Presión atmosférica mayor que la intrapulmonar, lo que determina el ingreso de aire. La cavidad toráxica y pulmones disminuyen de volumen. Presión atmosférica menor que la intrapulmonar, lo que determina el egreso de aire. Proceso de contracción muscular, por lo que se considera activo. Proceso de relajación muscular, por lo que se considera pasivo. Incorporación de aire a los pulmones. Salida de aire desde los pulmones.

33 4. Control sobre la ventilación pulmonar 4.2 Regulación de la respiración Bulbo raquídeo: Centros inspiratorios y espiratorios. Por ejemplo, al activarse el centro inspiratorio estimula la contracción del diafragma y al dejar de actuar este se relaja produciéndose la espiración. Los factores que afectan la actividad del bulbo son las concentraciones de O 2, CO 2, pH arterial, estímulos de frío repentinos y corteza cerebral. La respiración es un fenómeno principalmente involuntario, regulado por:

34 4. Control sobre la ventilación pulmonar 4.2 Regulación de la respiración Protuberancia anular: Se encuentran los centros apneústicos y neumotáxico, que se encargan de que la respiración sea un fenómeno uniforme Una lesión en la protuberancia anual no impide que el sujeto respire, sino que su respiración se vuelve irregular.

35 4. Control sobre la ventilación pulmonar 4.2 Regulación de la respiración Los quimiorreceptores periféricos se estimulan principalmente por el aumento en la concentración de CO 2. Los quimiorreceptores centrales se estimulan principalmente por los cambios del pH (acidez), en ambos casos se provoca hiperventilación.

36 Ejercicio 7 “Guía del alumno” Ejercicio 7 “Guía del alumno” Ejercitación Una persona expuesta a ejercicio intenso comienza a sentir la falta de oxígeno por la gran demanda de este en su organismo. La sangre de esta persona comienza a aumentar su presión parcial de CO 2 y a acidificarse. ¿Cuál(es) de los siguiente(s) efecto(s) se produce(n) en el organismo de esta persona para volver a la homeostasis? I) Los receptores del bulbo raquídeo captan la disminución del pH en el líquido cefaloraquídeo y provocan una hiperventilación. II) Los receptores, a nivel de la aorta y carótida, captan el aumento de CO 2 en la sangre y provocan el aumento en la frecuencia de contracción del diafragma. III) Los receptores centrales captan la disminución de O 2 en la sangre y responden produciendo hipoventilación. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y II. E) I, II y III. ALTERNATIVA CORRECTA D Aplicación

37 A continuación se representa la ventilación pulmonar, proceso que consiste en dos movimientos, la inspiración y la espiración. Se sabe que un gas, al aumentar el volumen, disminuye la presión; por lo tanto, se puede concluir que A) la relajación del diafragma provoca un aumento de volumen en la caja torácica. B) la contracción de los músculos intercostales provoca un aumento de volumen en la caja torácica. C) la relajación del diafragma y de los músculos intercostales permite la entrada de aire hacia los pulmones. D) la espiración es un proceso activo normalmente y se da gracias a la contracción de los músculos respiratorios. E) la contracción del diafragma y de los músculos intercostales permite la salida de aire desde los pulmones hacia el medio. Habilidad de pensamiento científico: Procesamiento e interpretación de datos y formulación de explicaciones, apoyándose en los conceptos y modelos teóricos. ALTERNATIVA CORRECTA B ASE

38 Si la concentración de Ca 2+ extracelular aumenta al doble respecto a las condiciones normales, el principal efecto en la liberación de acetilcolina en la unión neuromuscular será A)una reducción de la síntesis de neurotransmisor. B) la reducción de la actividad de la acetilcolinesterasa. C) un aumento de la cantidad de neurotransmisor liberado. D) una disminución de la cantidad de neurotransmisor liberado. E) un aumento del contenido de acetilcolina en las vesículas. Pregunta oficial PSU ALTERNATIVA CORRECTA C Comprensión Fuente : DEMRE - U. DE CHILE, PSU 2011

39 Tabla de corrección NºClaveUnidad TemáticaHabilidad 1 E Sist. Muscular y respuesta motora ASE 2 B Sist. Muscular y respuesta motora Aplicación 3 E Sist. Muscular y respuesta motora ASE 4 E Sist. Muscular y respuesta motora Reconocimiento 5 D Sist. Muscular y respuesta motora Comprensión 6 B Sist. Muscular y respuesta motora Comprensión 7 D Sist. Muscular y respuesta motora Aplicación 8 A Sist. Muscular y respuesta motora Reconocimiento 9 A Sist. Muscular y respuesta motora Reconocimiento 10 B Sist. Muscular y respuesta motora ASE

40 Músculos estriados Miofilamentos delgados Miofilamentos gruesos Miofilamentos gruesos Actina Troponina Tropomiosina Músculos respiratorios: Diafragma e intercostales Miosina Bulbo raquídeo pH, CO 2 controla a….. actúa sobre el….. están formados por….. un ejemplo son….. Síntesis de la clase Proteínas de contracción

41 Prepara tu próxima clase En la próxima clase estudiarás: Homeostasis y función renal

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43 Propiedad Intelectual Cpech RDA: 186414 ESTE MATERIAL SE ENCUENTRA PROTEGIDO POR EL REGISTRO DE PROPIEDAD INTELECTUAL. Equipo Editorial Área Ciencias: Biología