contraccion muscular BIOFISICA_AÑO2023.01
- 2. Aproximadamente el 40% del cuerpo es músculo esquelético El 10% es músculo liso y cardíaco
- 3. ANATOMÍA FISIOLÓGICA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Los Músculos Esqueléticos, están formados por numerosas fibras cuyo diámetro es de 10 a 80um. En la mayor parte de este músculo las fibras se extienden en toda su longitud y habitualmente (excepto el 2%) están inervadas por una sola terminación nerviosa localizada cerca del punto medio de la misma
- 4. MIOFIBRILLAS: FILAMENTOS DE ACTINA Y MIOSINA Cada fibra muscular contiene varios cientos a miles de miofibrillas Cada miofibrilla está formada por 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina responsables de la contracción. Los filamentos se interdigitan y aparecen bandas claras y oscuras Las bandas claras contienen solo filamentos de actina denominadas bandas I. Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina denominadas bandas A.
- 6. La interacción entre los puentes cruzados y los filamentos de actina producen la contracción Los extremos de los filamentos de actina están unidos al disco Z. Desde este disco los filamentos se extienden en ambas direcciones para interdigitarse con los filamentos de miosina El disco Z esta formado por proteínas filamentosas distintas de filamentos de actina y de miosina La porción de la miofibrilla que esta entre dos discos Z sucesivos se denomina Sarcómero.
- 7. QUE MANTIENE EN SU LUGAR A LOS FILAMENTOS DE ACTINA Y DE MIOSINA Una proteína filamentosa y muy elástica llamada titina. que actúa como armazón que mantienen en su posición a los filamentos de actina y miosina, de modo que funcione la maquinaria contráctil del sarcómero.
- 8. Palabras importantes Membrana Celular Sarcolema Citoplasma Sarcoplasma Retículo endoplasmático Liso Retículo sarcoplásmico Mitocondria Sarcosoma
- 9. SARCOPLASMA Los espacios entre las miofibrillas están llenos de líquido intracelular denominado sarcoplasma que contiene grandes cantidades de potasio, magnesio y fosfato. También posee mitocondrias que proporciona grandes cantidades de energía (ATP).
- 10. RETÍCULO SARCOPLÁSMICO En el sarcoplasma que rodea a las miofibrillas de todas las fibras musculares, se encuentra un extenso retículo sarcoplásmatico, que es muy importante para controlar la contracción muscular. Los tipos de fibras musculares muy rápidas tienen retículos sarcoplásmicos extensos.
- 13. MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR 1. Un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra motora hasta sus terminaciones sobre las fibras musculares. 2. En cada terminal el nervio secreta acetilcolina. 3. La acetilcolina actúa en una zona local de la membrana de la fibra muscular para abrir múltiples canales “activados por acetilcolina”. 4. La apertura de los canales activados permite que grandes cantidades de sodio difundan hacia es interior de la membrana iniciando un potencial de acción.
- 14. 5. El potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular 6. El potencial de acción despolariza la membrana muscular y hace que el retículo sarcoplásmico, libere grandes cantidades de iones de calcio. 7. Los iones de calcio inician las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y de miosina haciendo que se produzca el proceso contráctil. 8. Después de una fracción de segundo los calcio retornan al retículo sarcoplásmico hasta que llega un nuevo potencial de acción. Esta retirada hace que cese la contracción muscular
- 15. DESLIZAMIENTO DE LOS FILAMENTOS DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR En estado relajado: Los extremos de los filamentos de actina entre dos discos Z sucesivos, apenas se superponen entre sí En estado contraído: Los filamentos de actina son traccionados hacia los filamentos de miosina, de modo que sus extremos se superponen entre sí en su máxima extensión
- 16. CARACTERISTICAS MOLECULARES DE LOS FILAMENTOS CONTRACTILES MIOSINA ACTINA
- 17. 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 troponina tropomiosina Mecanismo de la contracción muscular
- 18. El ______ se descompone en ADP y fosfato (Pi). Las cabezas de miosinas, que poseen ADP y Pi , se unen a los sitios activo de la actina, formando un __________________. ATP puente transversal. Mecanismo de la contracción muscular
- 19. El fosfato y ________ se liberan y provocan que la miosina experimente un cambio de conformación. el ADP Mecanismo de la contracción muscular
- 20. La miosina se ___________ unos 45° y los filamentos de actina son _________ hacia el centro del sarcómero. flexiona tirados Mecanismo de la contracción muscular
- 21. El complejo _______________ une a un nuevo _____, y la miosina se desprende de la actina. El ATP debe unirse a la ________________________ antes de que el ____________________ pueda desprenderse de la actina e iniciar un nuevo ciclo. Esta serie de movimientos progresivos tiran de los ____________________ hacia el centro del _____________. Cuando varios sarcómeros se contraen simultáneamente, se produce la contracción del músculo en su conjunto. actina- miosina ATP cabeza de miosina puente transversal filamentos delgados sarcómero Mecanismo de la contracción muscular
- 22. La consecuencia del mecanismo molecular se puede apreciar en la siguiente imagen:
- 23. Animación de contracción muscular.
- 24. Animación de contracción muscular.
- 25. Animación de contracción muscular.
- 26. POR QUÉ LOS FILAMENTOS DE ACTINA SE DESLIZAN ENTRE LOS FILAMENTOS DE MIOSINA? Gracias a fuerzas que se generan por la interacción de los puentes cruzados que van desde los filamentos de actina a los de miosina. Cuando un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra el RS libera calcio que activan las fuerzas de atracción entre filamentos y comienza la contracción para lo cual es necesario enlaces de energía procedentes del ATP.
- 27. TEORÍA DE LA CREMALLERA DE LA CONTRACCIÓN (TEORIA DEL TRINQUETE) Cuando una cabeza de miosina se une a un sitio activo, la cabeza se inclina automáticamente hacia el brazo que está siendo atraído hacia el filamento de actina. Esta inclinación de la cabeza se llama golpe activo. Luego la cabeza se separa y recupera su dirección perpendicular normal
- 28. CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA CONTRACCIÓN ISOTÓNICA Cuando el músculo no se acorta durante la contracción. No hay movimiento articular, es estática Cuando se acorta pero la tensión del músculo permanece constante durante la contracción. Es dinámica
- 29. CONTRACCIONES MUSCULARES DE DIFERENTES FUERZAS SUMACIÓN DE FUERZAS Significa la adición de los espasmos individuales para aumentar la intensidad de la contracción muscular global. La sumación se produce de dos maneras: 1. Aumentando el numero de unidades motoras, denominada sumación de fibras múltiples. 2. Aumentando la frecuencia de la contracción, lo que se denomina sumación de frecuencias y puede producir tetanización.
- 30. MÁXIMA FUERZA DE CONTRACCIÓN La máxima fuerza de contracción tetánica de un músculo que funciona a una longitud muscular normal es un promedio entre 3 a 4kg por un centímetro cuadrado de músculo. Como el músculo cuadriceps puede tener hasta 100 cm2. de vientre muscular, se puede aplicar hasta 360 Kg. de tensión al tendón rotuliano. Por tanto, se puede entender la ruptura de tendones de sus inserciones.
- 31. TONO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Incluso cuando los músculos están en reposo habitualmente hay una cierta cantidad de tensión, que se denomina tono muscular.
- 32. FATIGA MUSCULAR Producida por la contracción prolongada e intensa de un músculo Aumenta en proporción directa a la velocidad de depleción del glucógeno muscular y por tanto hay incapacidad para seguir generando el mismo trabajo. La interrupción del flujo sanguíneo a través de un músculo que se está contrayendo da lugar a una fatiga muscular casi completa en un plazo de 1 a 2 min. debido a la pérdida de aporte de nutrientes, especialmente de oxígeno.
- 33. COACTIVACIÓN DE LOS MÚSCULOS ANTAGONISTAS Prácticamente todos los movimientos del cuerpo están producidos por la contracción simultánea de músculos agonistas y antagonistas de lados opuestos de las articulaciones, lo que da como resultado la coactivación de los músculos agonista y antagonistas y está controlada por los centros de control motor del encéfalo y de la médula
- 34. REMODELADO DE MÚSCULO PARA ADAPTARSE A LA FUNCIÓN. Todos los músculos del cuerpo se modelan continuamente para adaptarse a las funciones que deben realizar. Se altera su diámetro, su longitud, su fuerza y su vascularización, incluso los tipos de fibras musculares. Este proceso de remodelado con frecuencia es bastante rápido y se produce en un plazo de pocas semanas
- 35. HIPERTROFIA Y ATROFIA MUSCULAR Cuando se produce un aumento de la masa total de un músculo se denomina hipertrofia muscular. Toda hipertrofia se debe a un aumento del número de filamentos de actina y miosina en cada fibra muscular dando lugar a un aumento de tamaño o una hipertrofia de la fibra Aparece cuando el músculo está sometido a carga durante el proceso contráctil y son necesaria pocas contracciones intensas cada día para producir una hipertrofia significativa en un plazo de 6 a 10 semanas
- 36. Cuando un músculo no se utiliza durante muchas semanas, la velocidad de disminución de las proteínas contráctiles es mucho más rápida que la velocidad de sustitución. Por tanto, se produce atrofia muscular.
- 37. AJUSTE DE LA LONGITUD MUSCULAR Es otro tipo de hipertrofia que se produce cuando los músculos son distendidos hasta una longitud mayor de lo normal. Esto hace que se añadan nuevos sarcómeros en los extremos de las fibras musculares, donde se unen a los tendones
- 38. HIPERPLASIA DE LAS FIBRAS MUSCULARES Es el aumento del número de fibras Cuando aparece, el mecanismo es la división lineal de fibras que estaban previamente aumentadas de tamaño A.- Normal B.- Hipertrofia C.- Hiperplasia D.- Combinación de ambas