FISIOLOGIA MUSCULAR 1112020 Dra M Rivera Ch Laboratorio

FISIOLOGIA MUSCULAR 11/1/2020 Dra. M. Rivera Ch. Laboratorio de Transporte de Oxígeno Departamento de Ciencias Biológicas y Fisiológicas Facultad de Ciencias y Filosofía UPCH

CONSTITUCIÓN MUSCULAR DEL ORGANISMO • • 40% Músculo esquelético 10% Músculo Liso y Cardíaco. FUNCIONES 1. Mantenimiento de forma y posición 2. De protección de tejidos frágiles 3. De recubrimiento del tejido óseo 4. Constituye el elemento importante para el movimiento. 5. Generación de calor TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR: • Estriado (esquelético y cardíaco) • Liso. 11/1/2020

CARACTERISTICAS A. Excitabilidad (irritabilidad). Ante un DEL TEJIDO estímulo, respuesta potencial de acción MUSCULAR (químicos: neurotransmisores u hormonas) B. Contractilidad: Propiedad de acortarse y engrosarse, generación de fuerza para realizar trabajo. C. Extensibilidad: Distensión muscular sin daño y coordinación con un músculo par. D. Elasticidad: Vuelve a su forma original después de una contracción o distensión 11/1/2020

ORGANIZACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR ESQUELETICO 11/1/2020

u. ANATOMIA u. Fascia DEL TEJIDO MUSCULAR ESQUELETICO superficial (inmediatamente debajo de la piel). Formada por: • Tejido Adiposo y • Conjuntivo • Funciones: • Almacenamiento de agua y grasa • Aislamiento (conservación de calor) • Protección mecánica contra traumatismos • Rutas para salida y entrada de nervios y vasos sanguíneos en los músculos 11/1/2020

ANATOMIA DEL TEJIDO MUSCULAR ESQUELETICO CONT…. Fascia profunda: Formada por: • Tejido conjuntivo denso e irregular (mantiene a los músculos unidos de manera funcional) • Se extiende en tres capas: • Epimisio • Perimisio • Endomisio Tendón: Unión alargada de los tres anteriores y se inserta en el hueso Aponeurosis: Unión ensanchada y plana (aponeurosis epicraneal) • Vainas tendinosas: Tendones rodeados por tejido conjuntivo (muñecas y tobillos). Poseen una 11/1/2020 película con líquido sinovial.

Funciones: ►Permite el movimiento libre de los músculos ►Lleva los nervios y los vasos sanguíneos y linfáticos ►Rellena los espacios existentes entre los músculos. 11/1/2020

► Neuronas motoras: Emite el impulso, origina contracción múscular. ► Unidad Motora ► Conformada por neurona motora (1) y conjunto de fibras musculares (150). 11/1/2020 INERVACION

Caracteristicas de la unidad motora: • Una sola neurona produce contraccion simultanea de aprox. 150 fibras musculares • Todas las fibras musculares se contraen y se relajan a un mismo tiempo • Musculos con movimientos precisos (produccion de voz por la laringe) solo tiene dos o tres fibras por unidad motora • Musculos responsables de movimientos potentes y poco precisos (biceps braquial) pueden tener hasta 2, 000 fibras musculares por unidad motora • La fuerza total de una contraccion se puede controlar ajustando el numero de unidades motoras activadas. 11/1/2020 LA UNIDAD MOTORA

SINAPSIS 1. Sinapsis eléctrica: Se produce por “contacto” entre las células excitables, a través de zonas especializadas. 2. Sinapsis química: Unión neuromuscular o unión mioneural establecida a través de la hendidura sináptica por la liberación de un neurotransmisor • • Placa motora terminal: conformada por los terminales axonales (forma de bulbo) y la membrana de la fibra muscular adyacente. Vescícula sináptica: Se encuentran dentro del extremo distal de una terminal axonal. Aquí se encuentra contenidas moléculas de un 11/1/2020 neurotransmisor Ach.

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1. La Ach, al ser liberada, va hacia la hendidura sináptica. La placa motora terminal posee receptores para Ach. 2. La unión de la Ach y el receptor provoca la apertura de un canal y el pasaje del sodio 3. Los cambios del potencial de reposo, desencadenan un potencial de acción 4. El potencial de acción muscular viaja a lo largo de la membrana de la célula muscular (sarcolema), que a su vez produce la contracción muscular. 11/1/2020

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3. DESTRUCCIÓN DE LA ACH LIBERADA: • Efecto de la Achasa (lámina basal) • Difusión (en < proporción) fuera del espacio sináptico. 4. POTENCIAL DE PLACA MOTORA Y EXCITACIÓN DE LA FIBRA MUSCULAR ESQUELÉTICA • Llegada de iones Na+ • Apertura de los canales de Ach • Elevación del potencial de membrana interno (50 -75 mv) • Creación del potencial de acción en la fibra muscular. 11/1/2020

Comparación de fibras musculares 11/1/2020

ANATOMIA MICROSCOPICA DEL MUSCULO Sarcolema (membrana plasmática que rodea al sarcoplasma) Fibras musculares: Se disponen paralelamente unas a otras. Diámetro entre 10 -100 um. El núcleo de la célula muscular así como las mitocondrias se encuentran dentro del sarcoplasma pero ubicadas de manera conveniente para llevar a cabo el proceso 11/1/2020 Miofibrillas: Elementos contráctiles del músculo esquelético

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► Filamentos Musculares ► Filamentos Delgados: Actina, tropomiosina y Troponina ► Actina: § Actina G, forma globular, dos cadenas retorcidas, va a conformar a: § Actina F, (actina filamentosa) ► Posee sitio de union a la miosina ► Tropomiosina: Prot. Filamentosa que se ubica a lo largo del surco de la actina. Bloquea, en reposo, el sitio de union con miosina. ► Troponina: Complejo de tres prot. Globulares (T, I, C) ► ► ► 11/1/2020 Troponina T: Se une a tropomiosina Troponina I: Junto con tropomiosina inhibe la interaccion Actina miosina Troponina C: Se une al Calcio. Inicia la contraccion.

► Filamentos gruesos: ► Miosina (mol grande y compleja, cabeza y cola, estructura helicoidal alfa). Posee: § Par de cadenas pesadas. Se enlazan y forman la cola de la molecula de miosina § Dos pares de cadenas ligeras : § se enrrollan y forman dos cabezas globulares (sitio de union para la actina) ► Cabeza (puente cruzado) unión de la actina e hidrólisis de ATP. ► Interacción entre puentes cruzados y filamentos finos, acortan la sarcómera (acercando las líneas Z entre sí). 11/1/2020

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BASES MOLECULARES DE LA CONTRACCIÓN Transducción Quimiomecánica: ATP (prod. metabólica) UNIDAD CONTRACTIL: Fuerza o movimiento SARCOMERA • Citoesqueleto: Estructura de anclaje y transmisión de la fuerza • Miofilamentos: Finos, Gruesos 11/1/2020

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CICLO DE LOS PUENTES CRUZADOS 1. Formación del complejo Miosina-ADP-Pi (elevado nivel de energía libre) y su rápida unión al filamento fino. 2. Cambio conformacional de la cabeza de miosina (liberación del ADP y Pi). 3. Unión del ATP al complejo Actina-Miosina. Disociación de los puentes cruzados del filamento fino. 4. Regeneración del complejo Miosina-ADP-Pi de alta energía por hidrólisis interna del ATP. 11/1/2020

DETERMINANTES DEL CICLO DE PUENTES CRUZADOS Sistemas reguladores: Dependientes de Ca++, controlan el número de puentes cruzados que interaccionan con filamentos finos. La velocidad de los ciclos de los puentes cruzados determinan la velocidad de acortamiento de un músculo. La mayor se produce cuando no hay carga que se oponga al acortamiento. Esta cae cuando la carga es mayor (evita el paso de la conformación de 90° a la 45°) Estas diferencias están determinadas por la variante isoenzimática de miosina. 11/1/2020

MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCION MUSCULAR Apertura de canales de Ach favoreciendo el ingreso de grandes cantidades de sodio a nivel de terminación nerviosa. Inicio del potencial de acción. Activación de las membranas de las fibras musculares. Liberación del ión Ca++ contenido en las miofibrillas del retículo sarcoplásmico. Atracción entre filamentos de actina y miosina con el consecuente deslizamiento (contracción) Regreso del Ca ++al interior del retículo sarcoplásmico y cese de la 11/1/2020 contracción muscular

Línea Z Filamentos gruesos (miosina) Filamentos delgados (actina) 11/1/2020 Línea Z Banda M Banda I Banda A Línea Z

MUSCULO LISO Características: • Fibras pequeñas (2 -5 u de diámetro, 20 -500 u de longitud) • Disposición física es diferente Tipos: 1. Unitario o visceral: • masa de cientos a millares de fibras musculares (capacidad de contraerse juntas, formando unidad) • Asociadas en capas o haces • Adheridas en muchos puntos (transmisión de fuerza) • Uniones intercelulares laxas (gap junctions) 11/1/2020

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2. Multiunitario : • Fibras musculares lisas discretas • actividad independiente • inervadas por una única terminación nerviosa • Revestidas por un colágeno fino y fibrillas glucoproteícas que favorecen su aislamiento • Contracción independiente y con escasa fcia de contracciones espontáneas (músculo ciliar, iris ocular, membrana nictitante(anim. Inferiores), músculos piloerectores. 11/1/2020

MUSCULO LISO 11/1/2020

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MUSCULO CARDIACO 11/1/2020

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Músculo liso (corte longitudinal) 11/1/2020 Músculo liso (corte transversal, anillo de citoplasma visible)

Regulación de la Tensión Muscular ► Tipos de Contracción: § Contracción Espasmódica: Contracción breve de todas las fibras musculares de una unidad motora. § Potencial de acción breve (1 a 2 ms. ) la contracción dura mucho mas (20 a 200 ms. ) 11/1/2020 ►Etapas: § Período Latente: Aplicación del estímulo –inicio de la contracción) dura aprox. 2 ms. Liberación de Ca+2 del RS, filamentos ejercen tensión, estiramiento de componentes elásticos y luego el acortamiento. § Período de Contracción: Dura de 10 a 100 ms. § Período de Relajación: de 10 a 100 ms. Recaptura del Ca+2 § Período Refractario: Es un lapso de pérdida de excitabilidad. En el músculo esquelético dura aprox. 5 ms. Y en músculo cardíaco dura 300 ms.

► ► Es producido por la activación involuntaria de unidades motoras, esta activa la contracción sostenida de las fibras musculares, al mismo tiempo una gran parte de sus unidades motoras están relajadas. Este proceso ocurre de manera alternada y constante. Tipos de Contracciones: § Contracciones Isotónicas: Existen dos tipos: ► Isotónica concéntrica: Músculo se acorta y tira del tendón para producir movimiento y reducir el ángulo en una articulación. Ejm. (tomar un objeto de la mesa) ► Isotónica Excéntrica: El músculo acortado se alarga poco mientras continúa en contracción. § Contracciones Isométricas: Estabiliza ciertas articulaciones al mover otras. Importantes para mantener la postura, sujetar objetos en posición fija. ► Consumen energía ► Producen tensión considerables sin acortamiento del músculo. ► 11/1/2020 Tono Muscular

Tipos de Fibras Musculares ► Por el contenido de mioglobina y otros, se dividen en: § Fibras Musculares Rojas: ► Tienen alto contenido de mioglobina ► Contienen mayor cantidad de mitocondrias ► Tienen mayor cantidad de capilares sanguíneos § Fibras Musculares Blancas: ► Tienen ► Por la capacidad de reacción metabólica (ATP) y con la rapidez de fatiga, se clasifican en: § § § ► menor cantidad de mioglobina, mitocondria y capilares Fibras oxidativas lentas Fibras oxidativas-glucolíticas rápidas Fibras glucolíticas rápidas. Distribución y Activación de los diferentes tipos de fibras musculares. § Fibras Oxidativas Lentas 11/1/2020 § Fibras Oxidativas-Glucolíticas rápidas § Fibras Glucolíticas Rápidas