MÚSCULO TEMA IV UNIVERSIDAD RÓMULO GALLEGOS

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1 MÚSCULO TEMA IV UNIVERSIDAD RÓMULO GALLEGOS
ÁREA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA FISIOLOGÍA ANIMAL MÚSCULO TEMA IV PROF. HENRY CERMEÑO SAN JUAN DE LOS MORROS, MARZO DE 2007

2 Fisiología de la contracción muscular
Los músculos con sus tendones obedecen a los nervios, como los soldados a sus capitanes; y los nervios están subordinados al cerebro, como los capitanes al supremo comandante; la articulación obedece, pues, al tendón, el tendón al músculo, el músculo al nervio y el nervio al cerebro. Leonardo da Vinci, Aforismos.

3 HAY TRES TIPOS DE MÚSCULO
MOVIMIENTOS VOLUNTARIOS MÚSCULO ESQUELÉTICO MÚSCULO CARDÍACO MOVIMIENTOS INVOLUNTARIOS MÚSCULO LISO

4 MÚSCULO ESQUELÉTICO

5 Estructura del músculo esquelético: Miofibrillas y organización sarcomérica de los filamentos contráctiles. Sarcolema y túbulos transversos. Retículo sarcoplásmico y túbulos longitudinales. Bases moleculares de la contracción: Deslizamiento de los filamentos contráctiles y ciclo de formación de puentes cruzados. Papel inhibidor de la tropomiosina. Efecto liberador de la unión calcio-troponina. Acoplamiento excitación-contracción. Túbulos T y acercamiento del potencial de acción a los filamentos contráctiles. Liberación de calcio del retículo sarcoplásmico. Fuentes de energía para la contracción muscular: Fosfocreatina, glucólisis anaeróbica y fosforilación oxidativa. Subtipos metabólicos de fibras: fibras lentas y rápidas y su significado funcional. Unidad motora y sus tipos.

6 ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO

7 Estructura del músculo esquelético

8 LOS MUSCULOS REPRESENTAN.......
50% del peso corporal 40% músculo estriado esquelético 10% músculo estriado cardíaco y liso

9 MUSCULOS…… Los músculos son capaces de acortarse y desarrollar tensión, lo cual les permite producir movimiento y trabajo. Los músculos en respuesta a señales eléctricas convierten la energía química del ATP en energía mecánica que puede actuar sobre el ambiente.

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11 ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO

12 ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO

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14 NEUROTRANSMISOR El músculo estriado esquelético se contrae estimulado por la liberación de Acetilcolina (ACh) en las uniones neuromusculares entre los terminales nerviosos y las células musculares.

15 FIBRA MUSCULAR Célula muscular Elongada y cilíndrica μm de diametro Hasta μ de longitud Múltiples núcleos Abundantes mitocondrias Numerosas Miofibrillas

16 MIOFIBRILLAS Elementos contráctiles especializados Intracelulares
Cilíndricos 1 μ en diámetro Extiende la longitud de la fibra muscular Arreglo de elementos del citoesqueleto: Filamentos gruesos y finos

17 ARREGLO DE LOS FILAMENTOS

18 SARCOMERA Unidad funcional del músculo. Entre dos líneas Z Músculo crece por adición de sarcomeras

19 SARCÓMERA

20 CORTE TRANSVERSAL

21 FILAMENTO DELGADO DE ACTINA FILAMENTO GRUESO DE MIOSINA

22 Filamento Fino

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24 SARCÓMERA UNIDAD CONTRÁCTIL
Representa la unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla.  Son las estructuras que se forman entre dos membranas Z consecutivas.  Contiene los filamentos de actina y miosina (formada por una banda A y media banda I en cada extremo de la banda A).  Un conjunto de sarcómeros forman una miofibrilla.   Los componentes del sarcómero (entre las líneas Z) son, a saber: la Banda I (zona clara), Banda A (zona oscura), Zona H (en el medio de la Banda A), el resto de la Banda A y una segunda Banda I.

25 SARCÓMERA UNIDAD CONTRÁCTIL
Filamentos gruesos (miosina) Línea Z Línea Z Línea Z Banda A Banda M Banda I Filamentos delgados (actina) En la contracción muscular intervienen las mitocondrias, el retículo sarcoplasmático y las membranas celulares.

26 RETÍCULO SARCOPLÁSMICO
TÚBULOS T Y RETÍCULO SARCOPLÁSMICO

27 TRIADA

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29 MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
Impulso nervioso llega a los axones terminales. Neurona motora secreta acetilcolina (ACh). La ACh es un neurotransmisor que se almacena en unas vescículas dentro del botón sináptico de la neurona motora.  La ACh liberada pasa por la hendidura o canal sinaptico hasta llegar al sarcolema de la fibra muscular ACh se fija sobre receptores en el sarcolema. Genera potencial de acción en fibra muscular.  Libera iones de calcio (Ca++) vía Túbulos: Desde retículo sarcoplasmático hacia el sarcolema. Ca++ se une con troponina sobre el filamento de actina. Separa tropomiosina de los puntos activos en filamento de actina. Cabezas (puente cruzado) de miosina se adhieren a puntos activos en el filamento de actina.  Ambos filamentos se deslizan uno a lo largo del otro, repitiendo se esta acción hasta que ocurra la contracción del sarcómero y del músculo en general.. 

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31 Ca2+ Fibra muscular

32 Ca2+ Fibra muscular

33 Ca2+ Fibra muscular

34 Ca2+ Fibra muscular

35 acetilcolina Ca2+ Fibra muscular

36 acetilcolina Na+ Ca2+ Fibra muscular

37 Na+ Ca2+ Fibra muscular

38 Na+ Ca2+ Fibra muscular

39 Na+ Ca2+ Fibra muscular

40 Na+ Ca2+ Fibra muscular

41 Na+ Ca2+ Fibra muscular

42 Na+ Ca2+ Fibra muscular

43 Na+ Ca2+ Fibra muscular

44 Na+ Ca2+ Fibra muscular

45 Na+ Ca2+ Fibra muscular

46 Na+ Ca2+ Fibra muscular

47 Na+ Ca2+ Fibra muscular

48 Na+ Ca2+ Fibra muscular

49 Na+ Ca2+ Fibra muscular

50 Na+ Ca2+ Fibra muscular

51 Na+ Ca2+ Fibra muscular

52 Na+ Ca2+ Fibra muscular

53 Na+ Ca2+ Fibra muscular

54 Ca2+ Fibra muscular

55 Ca2+ Fibra muscular

56 INTERACCIÓN ACTINA-MIOSINA

57 CICLO DE FORMACIÓN DE PUENTES CRUZADOS

58 CICLO DE FORMACIÓN DE PUENTES CRUZADOS

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60 PRODUCCIÓN DE ATP EN EL MÚSCULO ESQUELÉTICO
FOSFOCREATINA CREATINA + Pi ATP Fosfocreatina, también conocido como creatina fosfato o PCr, es una molécula de creatina fosfolizada la cual es una importante almacenadota de energía en el músculo esquelético. Es usado para generar, de forma anaeróbica, ATP del ADP, formando creatina para los 2 o 7 segundos seguidos de un intenso esfuerzo. La fosfocreatina juega un papel particularmente importante en tejidos que tienen una alta y fluctuante demanda de energía como el cerebro o el músculo. GLUCOSA + O2 CO2 + H2O ATP GLUCOSA LACTATO ATP

61 Vaso sanguíneo O2 glucógeno glucosa ATP ATP lactato

62 Número de Unidades Motoras incorporadas.
DETERMINANTES DEL GRADO DE TENSION DESARROLLADO POR UN MUSCULO ESTRIADO ESQUELETICO Número de Unidades Motoras incorporadas. Número de Fibras por Unidad Motora. Número de Fibras disponibles para la contracción. Frecuencia de estimulación (Tétano). Longitud de la Fibra al momento de la contracción. Tipo de Fibra Muscular. Grado de Fatiga.

63 SUMACIÓN DE CONTRACCIONES
Potencial de acción Estímulos Contracción 10 ms

64 TÉTANOS contracción Potencial de acción estímulos

65 FATIGA GLUCOSA

66 Pi FATIGA FOSFOCREATINA CREATINA + Pi ATP GLUCOSA + O2 CO2 + H2O ATP
LACTATO ATP

67 Pueden distinguirse tres tipos de contracción muscular:
ISOTÓNICA ISOMÉTRICA EXCÉNTRICA

68 Velocidad de acortamiento
CONTRACCIÓN ISOTÓNICA Fuerza Velocidad de acortamiento

69 CONTRACCIÓN ISOTÓNICA
Fuerza Velocidad de acortamiento

70 Velocidad de acortamiento
CONTRACCIÓN ISOTÓNICA Fuerza Velocidad de acortamiento

71 CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA

72 CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA

73 CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA

74 CONTRACCIÓN EXCÉNTRICA

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78 Recuerde que la contracción del músculo esquelético, en condiciones fisiológicas:
DEPENDE DE LA LONGITUD INICIAL DEL MÚSCULO Y DE LA VELOCIDAD DE ACORTAMIENTO PUEDE SER ISOTÓNICA, ISOMÉTRICA O EXCÉNTRICA ESTA CONTROLADA POR LOS NERVIOS MOTORES PUEDE SUMARSE ES VOLUNTARIA

79 MÚSCULO LISO

80 Características diferenciales del músculo liso: Estructura y organización de los filamentos contráctiles. Sincitio funcional Mecanismo de contracción del músculo liso: Fosforilación de la miosina y contracción. Función del complejo calcio-calmodulina. Contracción sostenida del músculo liso (estado cerrado). Fuentes de calcio para la contracción: Entrada de calcio extracelular. Liberación de calcio del retículo sarcoplásmico. Acoplamiento excitación-contracción. Acoplamiento electromecánico y farmacomecánico. Efectos excitadores e inhibidores. Regulación de la actividad del músculo liso: neurotransmisores del sistema nervioso autónomo (sinapsis difusa), hormonas y autacoides.

81 CARACTERÍSTICAS DIFERENCIALES

82 ESTRUCTURA DEL MÚSCULO LISO

83 sincitio de músculo liso

84 MECANISMO DE CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO LISO: FOSFORILACIÓN DE LA MIOSINA

85 FUENTES DE CALCIO PARA LA CONTRACCIÓN
CALCIO EXTRACELULAR CANALES DEPENDIENTES DE VOLTAJE CALCIO INTRACELULAR Ca2+ [Ca2+] CANALES OPERADOS POR RECEPTOR LIBERACIÓN DE CALCIO INDUCIDA POR IP3 LIBERACIÓN DE CALCIO INDUCIDA POR CALCIO CONTRACCIÓN

86 ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1.- ACOPLAMIENTO ELECTROMECÁNICO Producido por cambios en el potencial de membrana ( en reposo de – 40 a – 60 mV, con gran contribución de la bomba sodio-potasio electrogénica). Ausencia de canales de sodio voltaje-dependientes y participación de canales de calcio en las respuestas despolarizantes Músculos eléctricamente inactivos y eléctricamente activos (ACTIVIDAD ESPONTÁNEA O MIOGÉNICA) Modulación por neurotransmisores 2.- ACOPLAMIENTO FARMACOMECÁNICO Sin cambios en el potencial de membrana Mediado por la activación de receptores y segundos mensajeros

87 ACOPLAMIENTO ELECTROMECÁNICO
NEUROTRANSISOR Liberación de calcio inducida por calcio Canales calcio dependientes de voltaje Despolarización CONTRACCIÓN EXCITADOR

88 ACOPLAMIENTO ELECTROMECÁNICO
INHIBIDOR HIPERPOLARIZACIÓN NEUROTRANSMISOR Na+ K+ K+ Cierre de canales calcio dependientes de voltaje RELAJACIÓN

89 REGULACIÓN DE LA ACTIVIDAD
DEL MÚSCULO LISO Regulación por neurotransmisores, hormonas y autacoides Inervación autónoma Multiplicidad de neurotransmisores

90 ANATOMÍA DEL MIOCARDIO
Las paredes musculares del corazón de los mamíferos están compuestas por una red ramificada de fibras o células musculares. Cada célula muscular está ocupada en forma dominante por haces de miofilamentos, con cada haz organizado en una serie de subunidades que se repiten, denominadas sarcómeros. Con el microscopio electrónico puede verse que el sarcómero está compuesto por miofilamentos gruesos y finos; los filamentos gruesos de miosina forman la banda A oscura y los filamentos finos de actina constituyen las bandas I claras. Los filamentos de actina en las bandas I de cada sarcómero adyacente están anclados en la línea Z. Los filamentos gruesos y finos se deslizan hacia delante y hacia atrás durante la contracción y la relajación. Las células miocárdicas están conectadas entre sí por uniones especiales denominadas discos intercalares. Los desmosomas pueden tener una función similar a los discos intercalares. El miocardio es rico en mitocondrias.

91 MÚSCULO CARDÍACO Potencial de acción

92 MÚSCULO ESQUELÉTICO MÚSCULO CARDÍACO
MÚSCULO CARDÍACO 1. Inervación y estructura a. Placas motoras terminales (AC) y unidades motoras a. Sincicio funcional con propagación del impulso b. No hay fibras autónomas hacia el músculo b. Fibras simpáticas y vagales hacia el músculo c. Túbulos T pequeños c. túbulos T grandes y transmisión eléctrica de una célula a otra 2. Alteraciones del rendimiento a. Relación longitud-tensión b. Propiedad de suma de las contracciones b. No puede sumar contracciones c. Relación fuerza-velocidad d. Reclutamiento de mayor cantidad de fibras d. No puede reclutar más fibra e. No altera el estado inotrópico e. Estado inotrópico fácilmente alterado (puede desviar las curvas de longitud-tensión y de fuerza-velocidad) f. La contractilidad no responde al Ca2+ externo ni a los fármacos f. La contractilidad responde al Ca2+ externo, a los fármacos y a las catecolaminas 3. Curvas de longitud-tensión pasiva para el músculo a. Distensible a la longitud normal en reposo a. Relativamente no distensible a la longitud normal en reposo

93 ¡GRACIAS SU ATENCIÓN!