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Fisiología Muscular

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Fisiología muscular

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Fisiologa MuscularMsculo EsquelticoFormados por fibras Cada fibra forma subunidades cada vez ms pequeas.Las fibras se extienden a lo largo del msculo.Normalmente estn inervadas por 1 sola terminacin nerviosa, que esta en el punto medio de esta.

SARCOLEMAMembrana celular de la fibra muscular, esta membrana esta cubierta por material poliscarido que contiene numerosas fibrillas delgadas de colgeno.

En cada extremo de la fibra muscular la capa de la membrana se fusiona con una fibra tendinosa y las fibras tendinosas se fusionan entre si y forman los tendones.

Miofibrillas; Filamentos de actina y miosinaFibra muscular: contiene miles de miofibrillasMiofibrilla: 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina adyacentes entre s, estas son molculas proteicas polimerizadas.

Ambos filamentos se interdigitan parcialmente, por esto las miofibrillas tienen bandas claras y oscuras.

Bandas Claras:Filamentos de actinaBandas I Istropas a la luz polarizada

Bandas Oscuras:Filamentos de miosinaBandas AAnistropas

Puentes cruzados es el lugar donde se cruzan las dos bandas

Los extremos de los filamentos de actina estn unidos al disco ZDesde este disco los filamentos se extienden en ambas direcciones para interdigitarse con los filamentos de miosina.

Disco Z:Formado por protenas filamentosas distintas de los filamentos de actina y miosina.Este disco une a las miofibrillas a lo largo de la fibra muscular.

Estas bandas dan al msculo esqueltico y cardaco su aspecto estriado.

La porcin de la miofibrilla que esta entre dos discos Z se denomina SARCMERO

En la contraccin el sarcmero se contrae, y los filamentos de actina se superponen con los filamentos de miosina.

Molculas filamentosas de titinaLa relacin entre los filamentos, cuando el sarcmero esta contrado es difcil de mantener; para esto se necesita la titina, son molculas filamentosas proteicas.

Es una de las molculas con mas peso del cuerpo, tiene propiedades de mucha elasticidad, actan como armazn para mantenerla en posicin.

SARCOPLASMA:Es el lquido intracelular.Contiene cantidades grandes de potasio, magnesio y fosfato y contiene enzimas proteicas.

Tiene muchas mitocondrias que proporcionan grandes cantidades de ATP.Retculo Sarcoplsmico:En el sarcoplama hay un extenso retculo, tiene organizacin especial para controlar la contraccin muscular.

Las fibras musculares de contraccin rpida tienen un retculo especialmente extenso.Mecanismo general de la contraccin muscularEtapas secuenciales:1 Potencial de accin viaja a lo largo de la fibra motora hasta sus terminales sobre las fibras musculares.

2 En cada terminal, el nervio secreta una pequea cantidad de la sustancia neurotransmisora acetilcolina.

3 La acetilcolina acta en una zona local de la membrana de la fibra muscular para abrir mltiples canales (estos son activados por acetilcolina) a travs de molculas proteicas que flotan en la membrana.

4 La apertura de los canales activados por acetilolina permita que grandes cantidades de iones sodio difundan hacia el interior de la membrana de la fibra muscular. Esto inicia un potencial de accin en la membrana.

5 El potencial de accin viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular de la misma manera que los potenciales de accin viajan a lo largo de las membranas de la fibras nerviosas.

6 El potencial de accin despolariza la membrana muscular, y buena parte de la electricidad del potencial de accin fluye a travs del centro de la fibra muscular, donde hace que el retculo sarcolsmico libere grandes cantidades de iones calcio que se han almacenado en el interior de este retculo.

7 Los iones calcio incian fuerzas de atraccin entre los filamentos de actina y miosina, se liberan los sitios activos haciendo que se deslicen unos sobre otros en sentido logitudinal, lo que constituye el proceso contrctil.

8 Despus de una fraccin de segundo los iones calcio son bombeados de nuevo hacia el retculo sarcoplsmico por una bomba de Ca de la membrana y permanecen almacenados en el retculo hasta que llega un nuevo potencial de accin; esta retirada de los iones calcio desde las miofibrillas hace que cese la contraccin muscular.

Mecanismo molecular de la contraccin muscularMecanismo de deslizamiento de los filamentos de la contraccin muscular

Caractersticas moleculares de los filamentos contrctilesFilamento Miosina:Formada por mltiples molculas de miosina, cada una tiene un peso molecular de aproximadamente 480,000; esta formada por 6 cadenas polipeptdicas, dos cadenas pesadas y cuatro cadenas ligeras.

Las dos cadenas pesadas se enrollan entre s en espiral para formar una hlice doble: cola de la molcula de miosina.

El extremo de cada cadena se pliega bilateralmente para formar una estructura polipeptdica globular que es la cabeza de miosina.

Las 4 cadenas ligeras tambin forman parte de la cabeza de la miosina, dos en cada cabeza; estas ayudan a controlar la funcin de la cabeza durante la contraccin muscular.

Las colas de las molculas de miosina se juntan para formar un el cuerpo del filamento, mientras que hay muchas cabezas de las molculas por fuera de los lados del cuerpo, esto forma un brazo. Los brazos y las cabezas se denominan puentes cruzados: cada puente cruzado es flexible en dos puntos, denominados bisagras.

Los brazos permiten que las cabezas se separen del cuerpo del filamento de miosina o que se aproximen al mismo.

Las cabezas articuladas participan en el proceso real de contraccin.

Filamento de Actina3 componentes proteicos:Actina, Tropomiosina y troponina

El esqueleto del filamento es una molcula de protena F-actina bicatenaria -> se representa por dos hebras que estan enroscadas en una hlice de la misma manera que la molcula de miosina.

Molculas de Tropomiosina.- Peso molecular de 70.000 y una longitud de 40 nanometros.- Enrolladas en espiral alrededor de los lados de la hlice de F-Actina- En reposo la molculas recubren los puntos activos de las hebras de actina.

TroponinaEstan unidas a los lados de las molculas de tropomiosina.Son complejos de 3 subunidades proteicasTroponina I: Afinidad por la actinaTroponina T: Afinidad por la tropomiosinaTroponina C: Afinidad por lo iones de Calcio.

La troponina y tropomiosina, bloquean los espacios activos donde encajan las cabezas de miosina para as poder realizar la contraccin muscular, por lo que se debe inhibir el efecto bloqueante del complejo para poder llevar a cabo la contraccin.

Para liberar estos espacios entra el calcio, cuando hay grandes cantidades de calcio se inhibe el complejo sobre los filamentos de actina, esto descubre los puntos activos de la actina y as se pueda llevar a cabo la contraccin.

Relacin de la velocidad de contraccin con la cargaUn msculo esqueltico se contrae rapidamente hasta un estado de contraccin completa en aproximadamente 0.1 segundos.

La contraccin muscular depende de la energaque aporta el ATP

Fibras musculares rpidas y lentasTodos los msculos del cuerpo estn formados por fibras musculares lentas y rpidas

Fibras RpidasFibras grandes para mayor fuerza de contraccinReticulo sacroplasmico extenso (liberacin de Ca)Muchas enzimas glucolticas para el ATPMenos mitocondriasProporcionan una contraccin rpida pero no muy extensaBlanco Fibras LentasFibras pequeasVascularizacin mayor para mayor cantidad de oxgenoMuchas mitocondrias para mantener el proceso oxidativo.Contienen grandes cantidades de mioglobina (rojo)Unidad motora:Son todas las fibras musculares que son inervadas por una unica fibra nerviosa.Dependiendo el msculo podra variar la cantidad de nervios, una buena estimulacion sera de 80-100 fibras musculares por unidad motora.

Tono muscular esquelticoEs cuando los msculos estn en reposo y hay cierta cantidad de tensin.Esto se debe a impulsos nerviosos de baja frecuencia que proceden de la mdula espinalMsculo LisoMsculo LisoEn este msculo cambia la deposicin fsica interna de los filamentos de miosina y actina.Se divide en 2:Multiunitario: cada una de las fibras se puede contraer independientemente de las demas, el control se ejerce por medio de seales nerviosas.

El msculo ciliar del ojoMsculo del iris del ojoMsculos piloerectoresUnitario/sincital/viseral: las masas de fibras musculares se contraen juntas como una sola unidad, las membranas celulares estan unidas entre s por uniones en hendidura.De esta forma el potencial de accin puede viajar de fibra en fibra y por esto una contraccin junta.

Se encuentra:Paredes del tubo digestivoVas biliares uretered

Filamentos de ActinaEstos estan unidos a cuerpos densos y mantienen su posicin estos cuerpos por andamios proteicos, estos estan unidos entre s, lo que permite que la contraccion se transmita entre celulas simultaneamente.

Filamentos de miosinaEstan entremezclado entre los de actina, el diametro de estos filamentos es del doble de los de actina

Unidades contractiles

ContraccinLas contracciones del musculo liso son contracciones tonicas prolongadas que pueden durar horas o incluso dias.

Caractersticas de la contraccinCiclado lento de los puentes cruzados:La union de los filamentos de miosina con la actina es mucho mas lenta

-Baja necesidad energetica-Lentitud del inicio de la contraccin y relajacin-Aumento de la fuerza maxima de la contraccin:esta fuerza es mayor que la que ejerce el msculo esqueltico

El acortamiento del msculo liso es mayor a la del msculo estriadoEl msculo liso se puede contraer mas de dos tercios de su longitud.

El mecanismo de cerrojo facilita el mantenimiento prolongado de las contracciones con un bajo consumo de energia

Regulacin de la contraccin por los iones calcioLos iones calcio se combinan con la calmodulina, esto provoca la activacion de la miosina cinasa y con esto la fosforilacin de la cabeza de miosina.En lugar de la troponina del msculo estriado el msculo liso posee calmodulina(protena reguladora)Esta protena activa los puentes cruzados de miosina, y por eso la contraccin de msculo liso se basa en la miosina y no en la actina.Secuencia 1- los iones calcio se unen a la calmodulina, a estos se le une la miosina cinasa(enzima fosforiladora)2- una de las cadenas ligeras de cada una de las cabezas de miosina se fosforila por la enzima.3- cuando la cabeza esta fosforilada es capaz de unirse al filamento de actina produciendo la contraccin.Miosina fosfatasaEs una enzima que escinde el fosfato de la cadena ligera reguladora y entonces se interrumpe el ciclo y termina la contraccin.Acetilcolina y noradrenalinaEstas sustancias pueden ser inhibidoras o excitadoras en el proceso de contraccin del msculo liso.Estas sustancias son secretadas por el SNA que inerva al msculo lisoACETILCOLINA : EXCITANORADRENALINA : Inhibe Potenciales de Accin en el msculo liso viseral Potencial en espiga: aparece en el msculo unitario, mediante estimulos electricos

Potencial en meseta: Es responsable de la contraccin prolongada del ureter, en el utero o a nivel vascular.