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Jaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc
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Fibras del musculo esquelético
Aproximadamente
40% de nuestro
cuerpo es músculo
esquelético
10% aprox. Es
musculo liso y
cardiaco
Jaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc
Diámetro variable: entre 10 y 80 um
Formadas por subunidades cada vez
más pequeñas
En la mayor parte de los músculos
esqueléticos las fibras se extienden a lo
largo de toda la longitud del músculo
Jaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc
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Es la membrana celular de la fibra
muscular.
Formada por una membrana
plasmática y una cubierta externa
formada por una capa de polisacáridos
con numerosas fibrillas de colágeno.
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Cada fibra muscular contiene varios
cientos a varios miles de miofibrillas.
Cada miofibrilla está formada por
aproximadamente 1500 filamentos de
miosina y 3000 filamentos de actina
adyacentes entre sí.
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Son grandes moléculas proteicas
polimerizadas responsables de la
contracción real.
Los filamentos de miosina y de actina se
interdigitan parcialmente y de esta
manera hacen que las miofibrillas
tengan bandas claras y oscuras alternas.
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Las bandas claras solo tienen filamentos
de actina y se denominan banda I
(isotropas a la luz polarizada)
Las bandas oscuras contienen filamentos
de miosina, así como los filamentos de
actina que se superponen con la miosina
y se denominan bandas A (anisotropas a
la luz polarizada)
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Los extremos de los filamentos de actina
están unidos al denominado disco Z
El disco Z atraviesa las miofibrillas y
también pasa desde unas miofibrillas a
otras.
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Músculo esquelético: características
• Banda A: filamentos de miosina
solapados con los de actina
• Banda I: filamentos de actina que
parten del disco Z
• Banda H: filamentos de miosina
sin solapamiento con los de actina
Características fibra (célula)
muscular:
- Membrana plasmática = sarcolema
- Multinucleada
- Retículo endoplásmico muy
desarrollado (= sarcoplásmico)
- Gran cantidad de mitocondrias
La porción de la miofibrilla que está
entre los discos Z sucesivos se denomina
SARCOMERO.
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La yuxtaposición de los filamentos de
actina y miosina son difíciles de
mantener.
Para mantenerlas unidas, se utiliza un
gran número de moléculas filamentosas
de una proteína denominada TITINA
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Peso molecular de 3.000.000.
Una de las moléculas proteicas mayores
del cuerpo.
Es filamentosa, lo que la hace muy elástica.
Actúan como armazón que mantiene en
posición los filamentos de actina y miosina.
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Los espacios entre las miofibrillas estánllenos de un líquido intracelulardenominado Sarcoplasma.
Contiene grandes cantidades de Potasio,Magnesio y Fosfato, además de múltiplesenzimas proteicas.
Tiene muchas mitocondrias (proporcionanATP a las miofibrillas para la rápidacontracción
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1. Un potencial de acción viaja a lo largo
de una fibra motora hasta sus
terminaciones sobre las fibras
musculares.
2. En cada terminal, el nervio secreta una
pequeña cantidad de la sustancia
neurotransmisora ACETILCOLINA.
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3. La acetilcolina actúa en una zona localde la membrana de la fibra muscular paraabrir múltiples canales « activados poracetilcolina » a través de moléculasproteicas que flotan en la membrana.
4. La apertura de los canales activados poracetilcolina permite que grandescantidades de iones de sodio difundan alinterior de la membrana. (inicio depotencial de acción de membrana)
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5. El potencial de acción viaja a lo largo dela membrana de la fibra muscular de lamisma manera que los potenciales deacción viajan a lo largo de las fibrasnerviosas.
6. El potencial de acción despolariza lamembrana muscular, y buena parte de laelectricidad fluye a través del centro de lafibra muscular, donde hace que el retículosarcoplásmico libere grandes cantidadesde calcio.
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7. Los iones calcio inician fuerzas deatracción entre los filamentos de actinay miosina, haciendo que se deslicenunos sobre otros en sentido longitudinal,lo que constituye el proceso contráctil
8. Después de una fracción de segundo,los iones de calcio son bombeados denuevo al ret. Sarcoplásmico por unabomba de Ca++ de la membrana(cesa la contracción muscular)
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En el estado relajado, los extremos de los
filamentos de actina que se extienden
entre los dos discos Z sucesivos, apenas
comienzan a superponerse entre sí.
En el estado contraído estos filamentos de
actina han sido traccionados hacia dentro
entre los filamentos de miosina, de modo
que sus extremos se superponen entre sí en
su máxima extensiónJaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc
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Deslizamiento
de los
filamentos
Deslizamiento
de los
filamentos
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FILAMENTO DE
MIOSINA
Formado por múltiples moléculas de
miosina.
Peso molecular de 480.000 aprox de
cada molécula
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Formada por 6 cadenas
polipeptídicas:
2 cadenas pesadas (peso
aprox 200.000).
4 cadenas ligeras (peso
aprox 20.000)
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Las dos cadenas pesadas se enrollan
entre sí en espiral = COLA.
Cada extremo se pliega bilateralmente
y para formar una estructura
polipeptidica globular = CABEZA.
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2 CABEZAS
Las cadenas ligeras forman parte de las
cabezas
Ayudan a controlar la función de la
cabeza durante la contracción
muscular.
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El filamento de miosina está formado por
200 o más moléculas individuales de
miosina.
Se agrupan las colas para formar el
cuerpo del filamento
Los brazos y las cabezas que protruyen
se denominan puentes cruzados.Jaime Andrés Gutiérrez Quintero M.D / M.Sc
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La longitud total de los filamentos de
miosina es uniforme, casi exactamente
1.6 picometros
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La cabeza de miosina actúa como
enzima ATPasa
Permite aportar energía al proceso de la
contracción.
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FILAMENTO DE
ACTINA
Formado por 3 componentes proteicos:
1. Actina.
2. Tropomiosina.
3. Troponina.
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El esqueleto del filamento de actina es
una molécula de la proteína F-actina bicatenaria.
Enroscadas en una hélice, al igual que
la miosina
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Cada una de las moléculas de la doble
hélice F-actina está formada por
moléculas de G-actina polimerizadas.
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La base de los filamentos de actina se
ancla fuertemente a los discos Z.
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Tiene un peso molecular de 70.000
Longitud de 40 nanómetros
Están enrolladas alrededor de los lados dela hélice de F-actina.
En reposo, las moléculas de tropomiosinacubren los puntos activos de las fibras deactina, por lo que impide la contracción
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Están intermitentes a lo largo de los lados
de las moléculas de tropomiosina.
Es un complejo de 3 unidades proteicas
unidas entre sí de manera laxa.
1. Troponina I (Afinidad a la actina)
2. Troponina T (Afinidad por la tropomiosina)
3. Troponina C (afinidad por los canales de
Ca++)
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Cuando hay grandes cantidades de
Ca++, se inhibe el propio efecto
inhibidor del complejo troponina-
tropomiosina.
Hipótesis: cuando iones de Ca++ se
inhibe el efecto inhibidor del complejo
troponina - tropomiosina
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1. El Ca+2 se une a la Troponina C
que en el músculo en reposo se
encuentra unida a la Actina.
El Ca+2 debilita la interacción Actina-
Miosina y deja libre los sitios de Actina.
2. Las cabezas de Miosina interactúan con
Actina.
3. Las cabezas hidrolizan ATP y se vuelven
rígidas, se distorsionan y provocan el
GOLPE DE FUERZA.
4. Las cadenas ligeras se desplazan
sobre las gruesas.
• Troponina y tropomiosina regulan la unión de los puentes actina-miosina.
• En reposo, la tropomiosina bloquea la unión de los puentes cruzados a la actina.
• El desplazamiento de la tropomiosina requiere la interacción de la troponina con Ca2+ liberado por el RS.
• Este desplazamiento muestra los puntos activos de la actina.
• La ATPasa de la miosina hidroliza el ATP a ADP y Pi, que se mantienen unidos a la cabeza.
• Puentes cruzados de miosina se unen a las moléculas de actina.
• Las cabezas de miosina se inclinan al liberar el Pi, provocando el deslizamiento sobre la actina (golpe de fuerza). El ADP ha de ser sustituido por un nuevo ATP para que la cabeza se separe de la actina
• Una vez finalizado el estímulo nervioso bombas de Ca2+
devuelven el catión al RS.
• Al separar El Ca2+ la tropomiosina vuelve a su sitio
cubriendo los puntos activos de la actina: relajación
Contracción muscular
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Isométrica: cuando el musculo no se
acorta durante la contracción
Isotónica: cuando se acorta, per la
tensión del musculo permanece
constante durante toda la contracción.
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Contracción muscular
Estiramiento tendones
Movimiento articulaciones
Contracción m. extensores
Incrementa ángulo articular
Contracción m. flexores
Disminuye ángulo articular
Flexión
Extensión
M. Agonista: desempeña la acción de movimiento
M. Antagonista: actúa sobre la misma articulación con acción opuesta
Mecánica de la contracción muscular
FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS:
Fibras grandes para obtener una gran
fuerza de contracción
Retículo sarcoplásmico extenso para
una liberación rápida de iones de calcio
para iniciar la contracción
Grandes cantidades de enzimas
glucolíticas para la liberación rápida de
energía por el proceso glucolítico
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Vascularización menos extensa porque
el metabolismo oxidativo tiene una
importancia secundaria.
Menos mitocondrias, también porque el
metabolismo oxidativo es secundario
Déficit de Mioglobina = Musc. Blanco
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FIBRAS MUSCULARES LENTAS:
Fibras más pequeñas
Inervadas por fibras nerviosas más
pequeñas
Vascularización y capilares más extensos
para aportar cantidades adicionales de
O2
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Números muy elevados de mitocondrias,
para mantener niveles elevados de
metabolismo oxidativo
Las fibras contienen grandes cantidades
de mioglobina (una proteína que
contiene Fe y que es similar a la Hb en
los eritrocitos).
MIOGLOBINA : aspecto rojizo = Musc. Rojo
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Sumación significa la adición de los
espasmos individuales para aumentar la
intensidad de la contracción muscular
global
1. Aumentando el número de unidades
motoras que se contraen de manera
simultánea: Sumación de fibras múltiples
2. Aumentando la frecuencia de la
contracción: Sumación de frecuencia (puede producir tetanización)
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Aumenta la frecuencia = la contracción se produceantes que haya finalizado la contracción
Aumenta la fuerza de contracción
Alcanza un nivel crítico y se hacen tan rápidas quese fusionan entre sí.
Se mantiene Ca++ en el Ret Sarcop. e impide larelajación
3 a 4 Kg por centímetro
cuadrado
3-4/cm2
Ejemplo:
Musculo cuádriceps: 100cm2 de vientremuscular:
máxima fuerza de contracción: 300 a400 Kg de tensión ------: tendón rotuliano
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Incluso cuando los músculos están enreposo, hay una cierta cantidad detensión.
Se debe a impulsos de baja frecuencia
Controlados por señales del encéfalo alas motoneuronas del asta anterior de lamédula espinal y por los husosmusculares propios de los músculos.
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Contracción prolongada e intensa
Se debe a la incapacidad de los
procesos contráctiles y metabólicos de
las fibras musculares de continuar
generando el mismo trabajo.
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HIPERTROFIA:
Aumento de los filamentos de actina y
miosina en cada fibra muscular.
Esto aumenta el tamaño de las fibras
musculares individuales
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ATROFIA
Cuando un musculo 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
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