Contraccin del musculo esqueletico
Contraccin del musculo esquelticoCapitulo 6Alrededor del 40% del
organismo esta constituido por musculo esqueltico10% corresponde a
musculo liso y cardiacoTodos los musculo estn formados por fibras
entre 10 y 80 mm
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Sarcolema: membrana celular de la fibra muscularMembrana plasmtica
+Capa de polisacridos (contiene fibras de colgeno que forma los
tendones)
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edicin.
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Miofibrillas
Cada fibra muscular contiene varios centenares y varios millares
de miofibrillas1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de
actinaArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. Miofibrillas
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MiofilamentosLa Actina y la Miosina son los responsables de la
contraccin muscularFilamentos gruesos miosinaFilamentos delgados
actina
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MiofilamentosEstn parcialmente intercaladosPresentan reas claras y
oscuras
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MiofilamentosBanda I (isotrpica): contiene solo filamentos de
actina
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MiofilamentosBanda A (anisotrpica): banda oscura por que contiene
los filamentos de miosina y donde se superponen los filamentos de
actina
Miofilamentos (Miosina)Proyecciones en los filamentos de miosina
Son los puentes cruzadosEstn en todo el trayecto del filamento
excepto en el centroSu interaccin con la actina produce la
CONTRACCINMiofilamentos
MiofilamentosDisco ZA este disco estn unidos los filamentos de
ActinaEsta compuesto de protenas filamentosasCruza de una
miofibrilla a otra y las une
MiofilamentosSarcmeroEs la porcin de una miofibrilla entre dos
discos Z
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MiofilamentosTitinaLa relacin entre los filamentos de actina y
miosina es mantenida por esta protenaPesa alrededor de 3,000,000
DaltonsActan como armazn para la contraccin Arthur C. Guyton, et
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SarcoplasmaMatriz donde esta suspendida las miofibrillas
(citoplasma)Contiene grandes cantidades de:MgKPO4Grandes cantidades
de mitocondrias
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Retculo sarcoplasmicoRetculo endoplsmico con una disposicin
especialLos msculos de contraccin rpida tienen RS mas extensos.
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Mecanismo general de ContraccinUn potencial de accin viaja a lo
largo de un nervio motor, hasta la terminacin de la fibra
muscularEn la terminacin se libera acetilcolina (Ac0)La Aco
interacta con mltiples canales proteicos para abrirlosEntran
grandes cantidades de Na+ al LIC a travs de los canales proteicosSe
inicia el potencial de accin (PA)El PA se propaga por toda la
membrana de la fibra muscularEl PA viaja hacia dentro del
citoplasma y estimula al R. Sarcoplasmico (R.S)Se libera Calcio del
R.Sel Ca++ inicia la atraccin de miosina y actinaEl Ca++ regresa de
nuevo al R. SArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica.
11 edicin. Contraccin
ContraccinEn el estado relajado los filamentos de actina apenas
estn superpuestos minimamente entre siEn el estado contrado los
filamentos de actina son atradas hacia el centro
Caractersticas Moleculares de los filamentos de
MiosinaMiosinaFilamento de miosinaFormado por molculas de miosina,
200 o masPesa 480,000 Daltons cada unaFormada por:2 cadenas pesadas
200,000 (en forma hlice)4 cadenas ligeras 20,000 (parte de la
cabeza)
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Miosina
Molcula de miosina
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Miosina
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Miosina
Las colas forman el cuerpo del filamento y las cabezas cuelgan
al exteriorArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. Miosina
Cabeza + brazo de hlice= puentes cruzadosbisagrasMiosinaLa
cabeza tiene actividad ATPasaDesdobla el ATP Utiliza el enlace de
alta energa para el proceso de contraccin
Caractersticas Moleculares de los filamentos de ActinaActinaEsta
compuestos por tres componentes
proteicos:ActinaTropomiosinaTroponinaArthur C. Guyton, et al.
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ActinaLa columna vertebral del filamento de actina es la actina
FActina F enrollada en una hliceEsta formada por moleculas de
Actina GCada molcula tiene una molcula de ADP unidaArthur C.
Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin. Actina
TropomiosinaPesa 70,000 DaltonsEnrollados en forma de hlice a la
actina FEn reposo estn sobre los sitios activos de la actina no
puede haber atraccin entre los filamentos de actina y miosina = NO
HAY CONTRACCINArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica.
11 edicin. TroponinaUnida a los lados de la tropomiosinaFormada por
tres componentes proteicosTroponina I : afinidad por la
actinaTroponina T: afinidad por la tropomiosinaTroponina C:afinidad
por el Ca++
CTIComplejo Troponina-TropomiosinaLa actina sin el complejo
Troponina-Tropomiosina (Tp-Tm)Se une instantneamente a la cabeza de
miosina (Mg +ATP)La actina + complejo Tp-Tm = NO HAY UNIN CON LA
MIOSINA
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Calcio++El Ca++ se une a la Troponina CSe genera un cambio
estructural del complejo Tp-TmSe tracciona el complejo y descubre
los sitios activos de la actinaSe une la actina a la cabeza de
miosinaSe inicia la contraccinArthur C. Guyton, et al. Tratado de
fisiologa medica. 11 edicin.
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Teora paso a paso de la contraccinUna vez unida la cabeza de
miosina a la actinaSe produce un cambio en las fuerzas
intramoleculares de la cabeza y el brazoLa cabeza se inclina hacia
el brazo (golpe de fuerza) La cabeza arrastra la actina sobre si
Inmediatamente despues de inclinarse la cabeza se separa de la
actinaVuelve a su posicin inicialSe une a un nuevo sitio activo de
actina mas alejadoArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa
medica. 11 edicin. Teora paso a paso de la contraccin
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
ATP como fuente de energa para la contraccinATP como fuente de
energa para la contraccinCuando se contrae el musculo = TrabajoMas
trabajo = mas energaMas trabajo = mas ATP hidrolizadoEfecto Fenn :
Ms trabajo = mas energa necesaria
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ATP como fuente de energa para la contraccinAntes que inicie la
contraccin el ATP se une a la cabeza de miosina (CM)La actividad
ATPasa de la CM hidroliza el ATPDeja el ADP y el Pi unidos a la
CMLa CM se extiende hacia la actinaSe retrae el complejo Tp-Tm por
el Ca++Se une la CM a la actina,Se da el golpe de fuerza( cabeza
inclinada) por la energa almacenada previamenteUna vez inclinada la
CM se libera el ADP y el Pi Se une una nueva molcula de ATP al
sitio de unin
ATP como fuente de energa para la contraccin
Antes que inicie la contraccin el ATP se une a la cabeza de
miosina (CM)La actividad ATPasa de la CM hidroliza el ATPQuedan
unidos el ADP y el Pi a la CMLa CM se extiende hacia la actinaSe
retrae el complejo Tp-Tm por el Ca++Se une la CM a la actina
Se da el golpe de fuerza( cabeza inclinada) por la energa
almacenada previamenteUna vez inclinada la CM se libera el ADP y el
Pi Se une una nueva molcula de ATP al sitio de uninSuperposicin
sobre la tensin muscular
ReposoPerdida de tensinContraccin MaxArthur C. Guyton, et al.
Tratado de fisiologa medica. 11 edicin. Energtica de la contraccin
muscularLa contraccin muscular requiere: ATPPara tres funciones
importantesActivar el mecanismo paso a pasoBombear el Ca++ de
regreso hacia el R. SarcoplasmicoBombeo de Na++ hacia el LEC
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Energtica de la contraccin muscularFuentes de energa para la
contraccinLa concentracin de ATP en la fibra muscular = 1 - 2 seg
de contraccin MaxRefosforilacin de ADP ATPFosfocreatina: 5- 8 seg
de contraccin MximaDegradacin del Glucgeno: 1 min de contraccin
MximaMetabolismo oxidativo: carbohidratos, grasas y protenas (95%
del total de la energa)Arthur C. Guyton, et al. Tratado de
fisiologa medica. 11 edicin. Caractersticas de la contraccin del
musculo completoContraccin isomtrica: aquella en donde el musculo
no se acorta durante la contraccin
Contraccin isotnica: se produce cuando el musculo se acorta y la
tensin muscular permanece constante
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Relacin entre la carga y la velocidad de la contraccinEl musculo
esqueltico promedio se contrae con rapidez0.1 s en ausencia de
cargaCuando se aplican cargas la velocidad se va disminuyendo
progresivamenteCuando la carga sobrepasa la fuerza de contraccin la
Velocidad = 0Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica.
11 edicin. Relacin entre la carga y la velocidad de la
contraccin
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Energtica de la contraccin muscular
La duracin de la contraccin esta adaptada a la funcin de cada
unoDebe ser rapida y precisa para mantener la fijacin ocularSu
rapidez debe ser moderada para saltar y correrDebe ser lenta para
soporte continuo del cuerpoArthur C. Guyton, et al. Tratado de
fisiologa medica. 11 edicin. Caractersticas de la contraccin del
musculo completoFibras rpidas: realizan contracciones potentes
(msculos blancos)Carencia de mioglobinaMas grandesMas potencial
contractil Abundantes enzimas glucoliticasTiene un extenso R.
Endoplasmatico con liberacin rada de Ca++Menos mitocondrias y
capilares
Fibras rpidas
Caractersticas de la contraccin del musculo completoFibras
lentas: mantiene prolongadamente la contraccin (musculo rojo)
contienen gran cantidad de mioglobina (color rojo)Inervadas por
fibras nerviosasRicas en capilares y mitocondriaMantiene intensas
metabolismo oxidativo aerobioFibras lentas
Unidad MotoraTodas la fibras musculares inervadas por una sola
fibra nerviosa motora se denominan UNIDAD MOTORA
Unidad MotoraLos msculos con movimientos finos (m. oculares, m.
de la mano, etc)Unidad motora= motoneurona + pocas fibras
muscularesLos msculos con movimientos gruesos (soleo,
gastrocnemio)Unidad motora= motoneurona + cientos de fibras
muscularesArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. Mecnica de la contraccin musculo esqueletica (diferentes
fuerzas)SumacinCombinacin de las contracciones individuales para
aumentar la intensidad de la contraccin individualSe produce de dos
manerasAumento de unidades motorasAumento de la frecuencia de
contraccinArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. Aumento de las Unidades MotorasAumenta la intensidad de la
seal Aumenta el numero y tamao de las fibrasPRINCIPIO DE TAMAOHASTA
50 VECES MAS FUERZAAumento de la frecuencia de contraccinLas
contracciones aumentan en frecuencia y cada nueva contraccin inicia
antes de concluida la precedente TetanizacinCuando las
contracciones son tan rpidas que literalmente se fusionan, haciendo
que la contraccin parezca uniforme y contina.
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Fenmeno de escaleraCuando un musculo inicia a contraerse despus de
un largo periodo de reposo, su fuerza inicial de contraccin puede
ser menor de la mitad, luego incrementa hasta llegar a una
meseta.Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. Tono muscularAun cuando los msculos estn en reposo, tienen
cierto grado de rigidez, esto es llamado Tono Muscular, es
mantenido por un pequeo conjunto de impulsos nerviosos transmitidos
del cerebro a las motoneuronas de cordn anterior
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Fatiga muscularLa contraccin fuerte y prolongada de un musculo
produce fatiga.Es debido a la disminucin de glicgenoInhabilidad de
los procesos de contraccin y metablicos.Disminucin en la transmisin
de la seal nerviosa en la unin neuromuscular.
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Remodelacin MuscularLos msculos se estn remodelando constantemente
para ajustarse a la funcin requeridaSe puede modificar en semanas e
incluso horasSe modifican sus:DimetrosAporte
VascularLongitudesFuerza
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Remodelacin MuscularHipertrofia: es el aumento de la masa total del
musculoAumento de filamentos de actina y miosina de cada fibra
muscularHipotrofia: es la disminucin de la masa total del
musculoAtrofia: perdida de las protenas contrctiles mas rpida que
su reposicinAumento de la longitud: aade sarcomeros al extremo de
la fibra muscular
Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11 edicin.
Denervacin muscularCuando el musculo pierde su inervacin ya no
recibe seales contrctiles necesarias para mantener el tamao
muscular Inicia la atrofia inmediatamenteDegeneracin de fibras
musculares a los 2 mesesSi se recupera la inervacin rpidamente
(antes de los 3 meses) tiene la misma funcinDenervacin
muscularDespus de 1 - 2 aos ya no se recupera la funcinEn la fase
final de la atrofia por denervacin las mayor parte de las fibras
musculares es destruidas y reemplazada por tejido fibroso y
graso
El tejido fibroso tiende a acortarse por meses lo que se
denomina contractura
Secuelas de poliomielitis: Unidades macromotoras = 1 motoneurona
+ 500 fibras musculares.disminucin del controlRigor MortisVarias
horas despus de la muerte se produce el Rigor mortis No hay ATP
para producir la separacin de los puentes cruzados de los
filamentos de actina15 a 25 hrs despus se produce autolisis de las
protenas por autolisis ( mayor velocidad cuando la temperatura es
mayor)Arthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa medica. 11
edicin. BibliografiaArthur C. Guyton, et al. Tratado de fisiologa
medica. 11 edicin.
