estruct y func - ies conselleria

IES CONSELLERIA Departament d’Educació Física
1º Grau superior Fonaments biològics i bases del condicinament físic
INTRODUCCIÓN
Los músculos tienen la propiedad de contraerse y relajarse, es decir, pueden
modificar su longitud y dar lugar a diversos efectos mecánicos.
Como hemos visto, clasificamos diversos tipos de músculos:
•
•
•
Músculos lisos: están controlados por el sistema nervioso autónomo y
cuya acción no depende de nuestra voluntad. Son los que se hallan en
la mayoría de las vísceras y hacen posible, por ejemplo, modificar el
diámetro de las arterias, vaciar la vejiga urinaria o los movimientos del
estómago y de los intestinos.
Músculos estriados: al observarlos al microscopio electrónico, presentan
unas estrías características. Los llamamos músculos esqueléticos,
voluntarios o somáticos, porque están controlados por el cerebro y se
contraen y se relajan según sea nuestra voluntad.
Músculo cardiaco: es en realidad un músculo esquelético aunque
presenta diferencias estructurales con el resto de los músculos
esqueléticos y tiene la particularidad de tener un sistema autógeno de
generación del impulso nervioso.
Su acción es involuntaria y automática.
Alrededor del 40% de nuestro organismo esta compuesto por músculo
esquelético y un 10% por músculo cardiaco y liso.
1. CONCEPTO DE MÚSCULO
El músculo es un tejido caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo
general en respuesta a un estímulo nervioso.
El músculo se compone de multitud de fibras musculares, de estructura
filiforme formada a su vez por filamentos de proteínas complejas.
Cada célula muscular o fibra contiene miofibrillas, compuestas de
miofilamentos de proteínas de dos tipos, gruesos y delgados, que adoptan una
disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de
moléculas de la proteína miosina. Los filamentos delgados contienen dos
cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de hileras que
alternan miofilamentos gruesos y delgados. Cada filamento grueso de miosina
está rodeado de 6 filamentos delgados de actina.
Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos
interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de prolongaciones desde la
miosina hacia la actina, lo que se denomina “puentes cruzados”.
Los músculos gastan mucho oxigeno y glucosa, durante el ejercicio
prolongado. Diversos fenómenos en este proceso (acidez metabólica, pérdida
de la homeostasis, desequilibrio iónico…) dan como resultado la fatiga
muscular que desaparece con el descanso adecuado.
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2. FUNCIÓN DEL MÚSCULO
Las principales y más características funciones de los músculos son:
• Producción
de movimiento.
• Generación de energía mecánica por la transformación de la energía
química
• Estabilidad
articular.
• Sirven
como protección ( de vísceras internas, contra golpes, por
ejemplo…)
• Mantenimiento
de la postura.
• Propiocepción.
Es el sentido de la postura o posición en el espacio,
gracias a terminaciones nerviosas incluidas en el tejido muscular.
• Información
del estado fisiológico del cuerpo, por ejemplo un cólico
renal provoca contracciones fuertes del músculo liso generando un
fuerte dolor, signo del propio cólico.
• Aporte
de calor, por su abundante irrigación, por la fricción y por el
consumo de energía.
• Estimulante
de los vasos linfáticos y sanguíneos, por ejemplo la
contracción de los músculos de la pierna bombean ayudando a la sangre
venosa y la linfa a que se dirijan en contra de la gravedad durante la
marcha.
3. TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
Las fibras musculares se han clasificado, por su función, en fibras de
contracción lenta (tipo I) y de contracción rápida (tipo II). La mayoría de los
músculos esqueléticos están formados por ambos tipos de fibras, aunque uno
de ellos predomine, lo cual está determinado genéticamente. Las fibras de
contracción rápida, de color oscuro, se contraen con más velocidad y generan
mucha potencia; las fibras de contracción lenta, más pálidas, están dotadas de
gran resistencia.
Fibras tipo I (oxidativas lentas)
son células bien adaptadas a un trabajo prolongado.
Contienen grandes cantidades de mioglobina, muchas mitocondrias y capilares
sanguíneos, tienen una gran capacidad para generar ATP a través del sistema
aeróbico, razón por la que se les llama oxidativas. Son de color rojo debido a
su alta concentración de mioglobina.
Degradan ATP a baja velocidad y en consecuencia su velocidad de contracción
es lenta.
Son muy resistentes a la fatiga. Se encuentran en gran número en los
músculos posturales. Ejemplo: músculos del cuello.
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Fibras tipo II
Estas fibras se pueden dividir en tipo IIa, IIb.
1. Tipo IIa (oxidativas rápidas): poseen un alto potencial oxidante y poder
glucolítico intermedio. Es relativamente resistente a la fatiga. Tienen una gran
capacidad para generar ATP a través de procesos oxidativos.
También degradan ATP a una velocidad muy rápida y por lo tanto su velocidad
de contracción es grande. Son resistentes a la fatiga pero no tanto como las
Tipo I
2. Tipo IIb (glucolíticas rápidas): es la “típica” fibra de contracción rápida con un
bajo potencial aeróbico, también llamadas fibras fatigables. El número de
mitocondrias es relativamente escaso, tiene pocos capilares sanguíneos. Sin
embargo tiene grandes cantidades de glucógeno. Las fibras glucolíticas rápidas
son blancas y generan ATP mediante procesos anaeróbicos. Son las que
tienen mayor diámetro y degradan el ATP con gran velocidad, por lo que su
contracción es rápida y potente. Ejemplo: los músculos de los brazos.
Las proporciones entre las fibras de los distintos subgrupos en la familia tipo II,
pueden variar en diferentes momentos para un mismo individuo. Por otra parte,
las proporciones entre las fibras tipo I y el tipo II parecen constituir una cuestión
genética.
Tipos de fibra y rendimiento deportivo
En los humanos el abanico de mezcla de tipos de fibras es muy diverso. De
media, en personas desentrenadas el % de fibras lentas es de entre el 38% y el
46% . Campeones de fondo, han dado valores de hasta el 75% de fibras lentas
en los músculos de sus piernas. Campeones en velocidad han dado valores del
75% de fibras rápidas en los músculos de sus piernas.
El entrenamiento puede incidir en las características de la musculatura: algunos
remeros presentan mayor cantidad de fibras lentas en los músculos de sus
brazos en comparación con población no entrenada.... Etc). Puede tener que
ver el comportamiento de las fibras mixtas).
La motivación, destreza, biotipo, dedicación... Son factores muy importantes a
tener en cuenta en el rendimiento deportivo a parte de las características
propias de las fibras musculares.
4. ANATOMÍA-FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
FIBRA MUSCULAR
La fibra muscular es la célula muscular, es fusiforme y multinuclear. La
membrana celular es llamada sarcolema y el citoplasma es llamado
sarcoplasma. Contiene orgánulos celulares, núcleo celular, retículo
sarcoplasmático, mioglobina y un complejo entramado de filamentos de
proteínas llamadas miosina y actina (también troponina, tropomiosina… entre
otras) cuya principal propiedad es la de acortar su longitud cuando son
sometidas a un estímulo químico o eléctrico.
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La contracción de una célula muscular se activa por la liberación de calcio del
interior de la célula, en respuesta probablemente a los cambios eléctricos
originados en la superficie celular.
MIOFIBRILLA:
Es una estructura contráctil que atraviesa las células del tejido muscular, y les
da la propiedad de contracción y de elasticidad, la cual permite realizar los
movimientos característicos del músculo.
Cada fibra muscular contiene varios cientos o millares de miofibrillas. Cada
miofibrilla contiene miles de filamentos de miosina y de actina. Estas son
moléculas de proteína polimerizadas y a las cuales les corresponde el papel de
la contracción.
Las miofibrillas están suspendidas dentro de la fibra muscular en una matriz
denominada sarcoplasma, equivalente al citoplasma de otras células del
cuerpo.
SARCOMERO:
El sarcómero es la unidad anatómica y funcional del músculo, formado por
actina y miosina. La contracción del músculo consiste en el deslizamiento de
los miofilamentos de actina sobre los miofilamentos de miosina.
En el sarcómero pueden distinguirse los filamentos de actina (filamento fino)
que nacen de los discos Z, donde existe la a actinina que es la proteína que
une la actina y la titina, esta última es una proteína elástica (la más grande del
organismo). La titina posee dos funciones:
•
•
Mantiene a la miosina en su posición
ydebido a que tiene una parte elástica actúa como resorte recuperando
la longitud de la miofibrilla después de la contracción muscular.
ORGANIZACIÓN DEL SARCOMERO:
Examinando una fibra muscular al microscopio, veremos bandas oscuras
(llamada banda"A") y bandas claras (llamadas bandas "I").
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La banda clara I es intersectada por
una línea llamada línea "Z". A su vez,
la banda oscura A es intersectada por
la línea llamada línea "M". Separando
la banda oscura A de la línea M que la
intersecta está un espacio claro
llamado zona "H".
Todas estas bandas y líneas no son
más que la organización de la
maquinaria contráctil de la fibra
muscular llamada Sarcómero la cual
se extiende de una línea Z a la
siguiente.
La banda I del sarcómero no es más que las fibras de actina, una al lado de la
otra.
La banda A contiene las fibras de miosina, las cuales son ciertamente más
gruesas que la actina. Ambas fibras se superponen en la banda A.
Durante la contracción muscular, las bandas A mantienen su espesor, mientras
que las bandas I se estrechan.
FILAMENTOS CONTRÁCTILES:
Hay 2 tipos de filamentos:
Filamentos finos de actina: Las
cuales son delgadas, se insertan
en los discos Z y son los que
confieren la tonalidad más clara
a las bandas I. Se agrupa en
una doble cadena en la que se
acoplan a la actina la troponina y
la tropomiosina, sin las cuales no
se podría producir la contracción
muscular.
Filamentos
gruesos
de
miosina:Los cuales son mas
gruesos, ocupan la región
central y confieren la tonalidad
oscura a la banda A
Estos filamentos de miosina están formados por cientos de moléculas de
miosina en cuyos extremos observamos las cabezas de la miosina que
realizarán el enganche con los filamentos de actina.
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Organización de las Proteínas Contráctiles del Músculo
Compuestos de cientos de moléculas largas y contráctiles de
Filamentos
miosina organizadas en un complejo de manera secuencial una
Gruesos
junto a otra
Filamentos
Compuestos de arreglos lineares de cientos de monómeros de
Delgados
actina globular organizados en forma de hélice doble
La unidad contráctil básica de la miofibrilla compuesta
Sarcómero
principalmente de actina y miosina y extendiéndose de una
línea Z a otra en una miofibrilla
Miofibrilla
Arreglos continuos de sarcómeros
Fibra
Una célula muscular multinucleada que contiene todos los
muscular
organelos y varias miofibrillas
Músculo
Una serie de fibras musculares ordenadas
5. MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
Cuando queremos mover alguna parte de nuestro cuerpo, en el cerebro se
genera un impulso nervioso que es transmitido a través de las neuronas
motoras, y viaja hasta el extremo del axón, el cual hace contacto con nuestros
músculos en la llamada unión neuromuscular, lo que finalmente provocará la
contracción del o de los músculos requeridos.
Lo que ocurre a nivel microscópico es una serie de procesos químicos
complejos que se resumen de la siguiente forma:
1. Liberación del neurotransmisor acetilcolina al espacio sináptico
2. El neurotransmisor acetilcolina provoca que entre Na+ al interior de la
célula y salga K3. Se desencadena un potencial de acción que se conduce a lo largo de
la membrana de la fibra muscular (sarcolema) y se libera Ca+ desde el
retículo sarcoplasmático
4. El calcio liberado al citoplasma de la fibra muscular (sarcoplasma)
provoca el desplazamiento de los filamentos de actina y la consecuente
contracción muscular.
Después de la contracción muscular, bombas de transporte activo
devuelven el ión calcio desde el sarcoplasma al retículo sarcoplasmático
y se suspende la interacción de actina y miosina, con lo que el músculo
se relaja.