Presentación de PowerPoint

Facultad de Medicina
Departamento de Fisiología
FISIOLOGÍA HUMANA
BLOQUE 1. INTRODUCCIÓN
Tema 5. El músculo.
Dra. Bárbara Bonacasa Fernández, Ph.D.
E-mail: [email protected]. Telf.: 868 88 4678. Facultad de Medicina. Despacho B1.1.041-2. Campus de Espinardo.
TEMA 5. CONTENIDOS
1.
2.
3.
Estructura del sarcómero
Estructura de la unión neuromuscular
Fisiología de la contracción muscular
1. Excitación
2. Acoplamiento excitación-contracción.
3. Contracción
 Teoría de los filamentos deslizantes
4. Relajación
4. Fuentes de ATP
5. Fatiga
6. Mioglobina
7. Tipos de contracción
8. Tipos de fibras
9. Determinantes de la fuerza muscular
10. Músculo liso
11. Comparación entre los tres tipos de músculos
Sólo hay una fuerza motriz: el deseo.
Aristóteles
1. ESTRUCTURA DEL SARCÓMERO
Banda A
Disco Z
Sarcomero
Disco Z
Miofibrilla
Línea M
Banda I
Zona H
Titina
Titin
Disco Z
Línea M
Filamentos
Thick gruesos
filaments
Disco Z
Filamentos
finos
Thin filaments
Titin
Titina
Troponin Nebulina
Nebulin
Troponina
Cabezas
de
Myosin
miosina
heads
Cola deMyosin
miosinatailRegión bisagra
Tropomyosin
Tropomiosina
Myosin
molecule
Molécula
de miosina
Molécula
de actina G
G-actin molecule
Actin
chain
Cadena
de actina
1. ESTRUCTURA DEL SARCÓMERO
COMPLEJO TROPONINA
2. ESTRUCTURA DE LA UNIÓN
NEUROMUSCULAR
Dendritas
CONCEPTO DE MOTONEURONA
Motoneurona alfa
(cuerpo celular)
• Cada fibra muscular está inervada por una sola neurona Cono axónico
motora (MOTONEURONA α).
• Los axones de estas neuronas se dividen antes de
Dirección de
llegar al músculo e inervan varias fibras musculares.
propagación del
• A la unión entre la motoneurona y la fibra muscular se
impulso nervioso
le llama UNIÓN NEUROMUSCULAR.
• Al conjunto de la motoneurona y las fibras que inerva
se llama UNIDAD MOTORA.
• Una unidad motora puede tener de 2-2000
Axón terminal
fibrasmusculares.
Placa motora
• El potencial de acción viaja a lo largo del axón hasta la
terminal
placa motora terminal
2. ESTRUCTURA DE LA UNIÓN
NEUROMUSCULAR
UNIÓN NEUROMUSCULAR
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
1. Excitación
2. Acoplamiento excitación-contracción.
3. Contracción
 Teoría de los filamentos deslizantes
4. Relajación
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
EXCITACIÓN
1.Un estímulo eléctrico viaja por el axón de la
motoneurona y llega a las terminaciones
nerviosas.
2.Este estímulo provoca que las vesículas sinápticas
se fusionen con la membrana del terminal del
axón, y liberen acetilcolina a la hendidura
sináptica.
3.La acetilcolina difunde a través de la hendidura
sináptica y se une a receptores específicos en la
placa motora.
4.Esto provoca que cambie la configuración del
receptor y se abra el canal iónico que permita la
entrada de Na+.
5.Esto provoca una corriente eléctrica a lo largo del
sarcolema que se llama POTENCIAL DE ACCIÓN
MUSCULAR
Vídeo: http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120107/bio_c.swf
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1.Este potencial de acción se transmite
por todo el sarcolema y al interior de
la célula a través de las membranas
de los TÚBULOS T.
2.Esta señal es transmitida al retículo
sarcoplásmico, que está en estrecho
contacto con los túbulos T.
3.En respuesta a esta señal el retículo
plasmático libera calcio al citoplasma
de la célula muscular.
4.Este calcio se va a unir a unas
proteínas del sarcómero.
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática
libera Ach en la unión
neuromuscular
1
Axón terminal de la
motoneurona
ACh
Fibra Muscular
Placa Motora
Retículo Sarcoplásmico
Túbulo T
Ca2+
receptor
Tropomiosina
Troponina
Línea M
Filamento Grueso
Disco Z
Actina
Miosina
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
1
Fibra Muscular Potencial
de acción
2
Axón Terminal de la
motoneurona
ACh
K+
Potencial de Acción
Na+
Placa motora
Retículo Sarcoplásmico
Túbulo T
Ca2+
receptor
Tropomiosina
Troponina
Línea M
Filamentos Gruesos
Disco Z
Actina
Miosina
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través 3
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
En el túbulo T el potencial de
acción altera la conformación del
receptor sensible a voltaje
Retículo Sarcoplásmico
3
Ca2+
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través 3
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
En el túbulo T el potencial de
acción altera la conformación del
receptor sensible a voltaje
4
Retículo Sarcoplásmico
Ca2+
Liberación de
Ca2+
4 El receptor abre
canales que liberan
Ca2+ al citoplasma
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
1.El calcio liberado se une al COMPLEJO TROPONINA y da lugar a la modificación de su
estructura.
2.Este cambio conformacional de la Troponina C, desplaza a las moléculas de tropomiosina
de los lugares activos de los filamentos de actina.
3.Las cabezas globulares de la miosina (previamente unidas a una molécula de ATP) se
unen a la actina dando lugar a la formación de PUENTES CRUZADOS entre filamentos
gruesos y delgados.
4.Cuando la actina y la miosina se unen, el Pi se libera del ATP y esto da lugar al GOLPE DE
ENERGÍA que provoca el deslizamiento de los filamentos y la contracción muscular.
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través 3
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
En el túbulo T el potencial de
acción altera la conformación del
receptor sensible a voltaje
4
Retículo Sarcoplásmico
3
Ca2+
Liberación
de Ca2+
5
5 El Ca2+ se une a la troponina
4 El receptor abre
permitiendo la unión fuerte de
canales que liberan
actina y miosina
Ca2+ al citoplasma
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través 3
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
En el túbulo T el potencial de
acción altera la conformación del
receptor sensible a voltaje
4
Retículo Sarcoplásmico
3
Ca2+
5
Filamento Grueso
6
Línea M
5 El Ca2+ se une a la troponina
6 Las cabezas de miosina
4 El receptor abre
permitiendo la unión fuerte de
ejecutan el golpe de
canales que liberan
actina y miosina
potencia
Ca2+ al citoplasma
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
1 Una motoneurona somática 2
libera Ach en la unión
neuromuscular
La entrada neta de Na+ a través 3
del canal-receptor de Ach inicia
un potencial de acción
En el túbulo T el potencial de
acción altera la conformación del
receptor sensible a voltaje
4
Retículo Sarcoplásmico
3
Ca2+
5
Filamento Grueso
Línea M
7
6
Movimiento
5 El Ca2+ se une a la troponina
6 Las cabezas de miosina 7 El filamento de actina se
4 El receptor abre
permitiendo la unión fuerte de
ejecutan el golpe de
desliza hacia el centro del
canales que liberan
actina y miosina
potencia
sarcómero
Ca2+ al citoplasma
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN: Teoría de los filamentos deslizantes
• Con la liberación de Ca2+, las cabezas de miosina se unen a la actina, produciéndose
entonces un cambio de conformación en el cuello de la miosina.
• La cabeza de la miosina se angula y arrastra a la actina hacia el centro del sarcómero.
• Este fenómeno se llama GOLPE DE FUERZA.
• El tirón de la actina hacia el centro acorta el sarcómero y produce tensión (fuerza)
muscular.
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN: Teoría de los filamentos deslizantes
ESTADO RELAJADO
Cabeza de Miosina
G-Actina
Troponina
La tropomiosina
bloquea el sitio de
unión de la actina G
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN: Teoría de los filamentos deslizantes
SE INICIA LA CONTRACCIÓN
1 Aumentan los niveles
de Ca2+ en el citosol
2+
2 El Ca se une a la
troponina
4
Pi
ADP
3 El complejo
troponina-Ca2+ tira a
la tropomiosina lejos
del sitio de unión de la
actina G
3
TN
4 La miosina tira de la
actina y completa el
golpe de potencia
2
5 El filamento de
actina se mueve
5
Movimiento de la actina
1
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
CONTRACCIÓN: Teoría de los filamentos deslizantes
Vídeo: http://highered.mcgraw-hill.com/olc/dl/120104/bio_b.swf
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
PAPEL DEL CALCIO
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
RELAJACIÓN
…Los iones calcio son liberados del retículo sarcoplásmico, mientras que la acetilcolina
siga estimulando la célula muscular. La acetilcolina es liberada de las terminales
nerviosas mientras existe impulso nervioso…
1.Cuando cesa el estímulo nervioso, el calcio es bombeado desde el citoplasma hacia el
retículo sarcoplásmico: Sarcoplasmic reticulum Ca2+ ATPase (SERCA).
2.La tropomiosina vuelve a su posición inicial cubriendo los lugares activos de la actina.
3.El músculo se relaja y vuelve a su longitud inicial
3. FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN
MUSCULAR
RESUMEN DE LA CONTRACCIÓN
•
•
•
•
•
•
•
•
•
La contracción se inicia por el estímulo (potencial de acción) de una neurona motora α.
La motoneurona libera acetilcolina que abre canales de Na+ en el sarcolema.
El sodio entra en la fibra despolarizándola.
El potencial de acción viaja por el sarcolema y los túbulos T, liberando el Ca2+ almacenado
en el retículo sarcoplásmico.
Los iones Ca2+ se unen a la troponina C, moviendo a la tropomiosina fuera de los sitios
activos del filamento de actina.
La cabeza de miosina se une a la actina en el sitio activo.
La cabeza de miosina une ATP, y la ATPasa de la cabeza de miosina lo degrada a ADP y Pi,
liberando energía que produce la contracción muscular.
Las cabezas de miosina se angulan y tiran del filamento de actina hacia el centro del
sarcómero, acortándolo (golpe de fuerza).
La contracción finaliza cuando el calcio se bombea activamente por SERCA hacia el
retículo sarcoplásmico de nuevo.
Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=EhfFpKwQJLY&feature=related
4. FUENTES DE ATP
• La contracción del músculo requiere un
aporte constante de ATP.
• Se estima que la cantidad de ATP en una
fibra sólo es suficiente para 8
contracciones.
• Fosfocreatina: molécula cuyos enlaces
fosfato se crean a partir de la creatina y el
ATP y que sirve para almacenar energía
cuando los músculos están en reposo.
Formación anaerobia de ATP
• Diferentes isoenzimas de la
creatininquinasa según tipo de músculo.
 Valor diagnóstico.
4. FUENTES DE ATP
(1) Cuando los músculos se activan, el Pi del la fosfocreatina se transfiere al ADP.
Creatininquinasa.
(2) Las fibras deben usar el metabolismo para conseguir energía. Los HdC, sobre todo la
Glc, son la fuente más rápida y eficiente (1Glc:30 ATP) a través del Ciclo de Krebs, cuando
hay suficiente O2.
(3) Cuando la concentración de O2 son
bajas, la fibra cambia a la glucolisis
anaerobia, más rápida pero menos
eficiente. La Glc pasa a Lto (1Glc:2
ATP).
(4) En presencia de O2 También se
puede obtener energía a partir de los
ácidos grasos (β-oxidación)
Las proteínas no suelen se fuente de
energía.
(4)
5. FATIGA
• FATIGA O CANSANCIO: es una condición en la que un músculo ya no puede generar o
sostener la producción de la fuerza esperada.
• Muy variable e influido por la intensidad y
la duración de la actividad contráctil, la
composición del músculo y por el estado
físico del individuo:
1.Origen central: sistema nervioso central.
Sensación subjetiva de cansancio y deseo
de cesar la actividad. El cansancio
psicológico precede al fisiológico:
mecanismo protector.
2.Cansancio periférico: entre la unión
neuromuscular y los elementos
contráctiles. Se cree que
mayoritariamente la fatiga es un fracaso
en el acople de la excitación-contracción.
Cansancio
central
SNC
•Efectos psicológicos
•Reflejos protectores
Neurona motora somática
Unión
neuromuscular
excitacióncontracción
• ↓ Liberación del
neurotransmisor
•↓ Activación del receptor
•Cambio del potencial de
membrana muscular
Cansancio
Periférico
Señal de
Ca2+
Contracciónrelajación
• ↓ Liberación de Ca2+
•↓ Interacción Ca2+-troponina
•Teorías de depleción: PCr,
ATP, glucógeno
•Teorías de acumulación: H+,
Pi, lactato
5. FATIGA
• El cansancio depende del tipo de esfuerzo:
• En el esfuerzo submáximo la falta de ATP no es un factor limitante. La falta de
glucógeno podría afectar a la liberación de Ca2+ desde el retículo.
• En el esfuerzo máximo las concentraciones elevadas de Pi por depleción de ATP y PCr
enlentecen la liberación de Pi de la miosina y alteran el golpe de fuerza. Además, este Pi
disminuye la liberación de Ca2+ (fosfato de Calcio). El K+ bombeado hacia afuera altera el
potencial de membrana. El pH bajo consecuencia de la hidrólisis de ATP puede ser una
señal en esfuerzo extremo.
6. MIOGLOBINA
• MIOGLOBINA: Hemoproteína que se une al oxígeno en el músculo y lo transfiere desde la
membrana celular a la mitocondria y cuya función es la de almacenar y transportar
oxígeno.
miohemoglobina o hemoglobina muscular.
• 153 resíduos con un grupo hemo que contiene un ión Fe+2 que se combina
reversiblemente con el una molécula de oxígeno O2 oxidándose a Fe 3+.
6. MIOGLOBINA
• Tiene mayor afinidad por el O2 que la
hemoglobina.
• En músculo esquelético y cardíaco.
Las fibras oxidativas (Músculo rojo)
tienen más mioglobina que las fibras
glucolíticas (Músculo blanco), y por
tanto la difusión del O2 es mejor.
• Cuando se presenta un daño en el
músculo, se libera mioglobina en el torrente
sanguíneo. Los riñones ayudan a eliminar la
mioglobina del cuerpo hacia la orina. En
grandes cantidades, la mioglobina puede
dañar los riñones.
7. TIPOS DE CONTRACCIÓN
1. Isotónica:
1. Contracción concéntrica: La fuerza se desarrolla mientras el músculo se acorta
2. Contracción excéntrica: La fuerza se genera cuando el músculo se está alargando
2. Contracción isométrica: La fuerza se genera sin cambiar la longitud del musculo. Sucede
cuando empujamos un objeto inamovible o en músculos posturales.
Isotónicas
Concéntricas
Excéntricas
Contracción
isométrica
Movimiento
Movimiento
No movimiento
7. TIPOS DE CONTRACCIÓN
7. TIPOS DE CONTRACCIÓN
ELEMENTOS ELÁSTICOS EN SERIE
Músculo
en reposo
Contracción
isométrica
Longitud muscular
Elemento elástico
Sarcómeros
Contracción
concéntrica
7. TIPOS DE CONTRACCIÓN
• Los agonistas son los principales responsables del movimiento.
• Los sinergistas contribuyen a ese movimiento e incluso lo afinan.
• Los antagonistas tienen una acción protectora impidiendo una elongación excesiva del
músculo y permitiendo un movimiento más controlado.
Las acciones
concéntricas y
excéntricas son
dinámicas
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
BIOPSIA MUSCULAR
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
Fibras musculares tipo I (grises), IIa (blancas), y IIx (negras)
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
DIFERENCIAS ENTRE LOS TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
El porcentaje de cada tipo varía entre individuos, entre diferentes músculos y cambian con
el entrenamiento.
Slow: Lento; Fast: Rápida; High = Alto; Highest: La más alta; Low: Bajo; Strength = Fortaleza; Twitch =Contracción
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
DIFERENCIAS ENTRE LOS TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
1.Las ATPasas de las cabezas de miosina son diferentes.
2.Retículo sarcoplásmico (depósitos de Ca 2+)
1.Fibras ST: Poco desarrollado.
2.Fibras FT: Muy desarrollado, tienen 3-5 veces más potencia que las ST.
Cabezas
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
Molécula de miosina
Todos los tipos de fibra alcanzan su potencia
máxima con el 20% de su fuerza máxima
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
DIFERENCIAS ENTRE LOS TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
4.Tamaño: Las fibras ST son más pequeñas que las FT y ejercen menos fuerza, aunque a
igualdad de tamaño ambas ejercen la misma fuerza.
5. La velocidad de contracción es difrente:
tipo I<tipo IIa<tipo IIb
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
3.Unidades motoras diferentes: motoneuronas diferentes.
1. ST: Neuronas con cuerpo celular pequeño. Inervan a entre 10 y 180 fibras musculares.
2. FT: Neuronas con cuerpo celular grande, que inervan a entre 300 y 800 fibras
musculares. Las fibras FT se contraen más rápidas y con más fuerza.
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
DIFERENCIAS ENTRE LOS TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
6.Capacidad oxidativa diferente:
1.ST: Alta, con gran resistencia aeróbica. (pruebas de resistencia de baja intensidad
(maratón, etc). Gran capacidad de producir ATP aeróbicamente.
2.FTa: Baja, con baja resistencia aeróbica (pruebas breves de resistencia de alta
intensidad (1 milla, 400 m natación). Se fatigan fácilmente.
3.FTb: Difícilmente activables (pruebas altamente explosivas (100 m lisos o 50 m
natación).
8. TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
ATLETAS Y TIPO DE FIBRA
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
• La composición de fibras musculares varía entre atletas diferentes y también en el mismo
atleta a lo largo del tiempo.
• El entrenamiento de velocidad y de fuerza produce mayor porcentaje de fibras tipo II.
• El entrenamiento de resistencia produce mayor porcentaje de fibras tipo I.
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
Los mecanismos por los cuales se puede aumentar la fuerza muscular son:
•
•
•
•
Reclutamiento de unidades motoras.
Aumento de la frecuencia de estimulación nerviosa.
Cambios en la longitud del sarcómero.
Cambios en la velocidad de contracción
Además hay otros factores a tener en cuenta.
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
RECLUTAMIENTO DE UNIDADES MOTORAS
Un músculo puede tener muchas unidades motoras con distintos tipos de fibra:
1.-Ley del todo o nada.
2.- Movilización selectiva de fibras ST y FT según la exigencia del movimiento muscular
reclutamiento ordenado
principio del tamaño
Tipos y número de unidades motoras reclutadas:
Más unidades motoras = mayor fuerza
Unidades motoras rápidas = mayor fuerza
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
RECLUTAMIENTO DE UNIDADES MOTORAS
•PRINCIPIO DE RECLUTAMIENTO ORDENADO: Las
unidades motoras se reclutan en un orden
determinado:
tipo I (ST) → tipo IIa (FTa) → tipo IIx (FTb)
•PRINCIPIO DEL TAMAÑO: El tamaño y orden de
reclutamiento de una unidad motora se relaciona
directamente con el tamaño de la motoneurona: las
tipo ST son menores, con menos fibras y de menor
diámetro que las tipo FT
©2007, Jack H. Wilmore & David L. Costill
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
AUMENTO DE LA FRECUENCIA DEL ESTÍMULO
Contracciones aisladas: El músculo se relaja completamente entre estímulos (
)
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
AUMENTO DE LA FRECUENCIA DEL ESTÍMULO
Tensión
Efecto de sumación temporal: dos estímulos próximos provocan una contracción mayor y
de mayor duración
Tiempo (milisegundos)
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
AUMENTO DE LA FRECUENCIA DEL ESTÍMULO
Tensión
• Efecto de sumación temporal: estímulos muy seguidos provocan sumación hasta alcanzar
la tensión máxima (tétanos).
• Sumación que conduce a tétanos incompleto: los estímulos están lo bastante separados
para permitir una ligera relajación del músculo entre estímulos
Tiempo (milisegundos)
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
AUMENTO DE LA FRECUENCIA DEL ESTÍMULO
Tensión
• Efecto de sumación temporal: los estímulos son lo suficientemente seguidos para
provocar tétanos completo. El músculo alcanza una tensión constante y mantenida
Tiempo (milisegundos)
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
CAMBIO EN LA LONGITUD DEL SARCÓMERO
• Longitud muscular inicial se denomina precarga.
• La longitud “ideal” produce la contracción adecuada.
• Los músculos son elásticos y al estirarse acumulan energía, que se libera
durante la contracción muscular posterior, aumentando la fuerza ejercida
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
CAMBIO EN LA LONGITUD DEL SARCÓMERO
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
CAMBIO EN LA LONGITUD DEL SARCÓMERO
Relación entre la fuerza y la longitud del músculo
Los músculos esqueléticos están
ligeramente elongados en
reposo.
Se genera una fuerza máxima
cuando el músculo se elonga un
20% con respecto a la longitud de
reposo
La elongación excesiva o el acortamiento del músculo reducen el
desarrollo de fuerza.
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
RELACIÓN ENTRE LA FUERZA Y EL ÁNGULO DE LA ARTICULACIÓN
Con este brazo de palanca mover un peso de 5 kg exige hacer una fuerza de 50 kg. Un
cambio en el ángulo supone un cambio en la longitud óptima del músculo, con aumento o
disminución de la fuerza ejercida.
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
RELACIÓN ENTRE LA VELOCIDAD DE ACORTAMIENTO O ALARGAMIENTO Y LA
GENERACIÓN DE FUERZA
9. DETERMINANTES DE LA FUERZA
MUSCULAR
OTROS FACTORES
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Volumen muscular
Superficie de sección
Densidad de fibras
Abundancia de miofilamentos
Orientación de las fibras
musculares respecto a los
tendones.
Factores genéticos
Edad
Sexo
Nivel de entrenamiento.
Temperatura
10. MÚSCULO LISO
CARACTERÍSTICAS GENERALES
1.La contracción y la relajación ocurren más lentamente. La actividad ATPasa de la miosina
del músculo liso es más lenta.
2.Alta economía metabólica: contracciones mantenidas con bajo consumo.
3.Pequeño tamaño de sus células cuyas fibras contráctiles están dispuestas en haces
oblicuos (músculo liso unitario y músculo liso de unidades múltiples), no en sarcómeros.
4.En algunos casos, no forma estructuras definidas: pared de las vísceras o la estructura es
diferente en diferentes capas.
5.Tiene mucha variedad fisiológica que imposibilita un modelo único de función del
músculo liso.
6.La contracción está controlada por hormonas y sustancias paracrinas, además de
neurotransmisores.
10. MÚSCULO LISO
CARACTERÍSTICAS GENERALES
7. Tiene propiedades eléctricas variables, incluso pueden despolarizarse tras un potencial
escalonado subumbral o sin ningún cambio en el potencial de membrana.
8. Los filamentos de actina y de miosina son más largos y se fijan a los cuerpos densos en
el citoplasma y terminan en las placas de fijación.
9. Una subunidad de miosina es reguladora: cadena liviana de miosina.
10. Hay mayor proporción de actina con respecto a la miosina que en el músculo estriado.
11. El retículo sarcoplásmico es menor que en el músculo esquelético, aunque es variable.
12. El canal que libera el Ca2+, es un IP3-receptor-canal, cuyo segundo mensajero es IP3
formado por la PLC.
10. MÚSCULO LISO
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL
1.Vasos sanguíneos: forma helicoidal.
2.Esfínteres: capa circular.
3.Tubo digestivo: capa circular interna + capa
longitudinal externa.
4.Vejiga y útero: organización compleja.
10. MÚSCULO LISO
ESTRUCTURA DEL MÚSCULO LISO
La actina y a miosina están laxamente organizadas alrededor de la periferia
de la célula, mantenidas en el lugar por los cuerpos densos proteicos
Contracción
Haces de filamentos
de actina y miosina
Cuerpos
densos
Filamento
grueso de
miosina
Unidad contráctil en
estado de relajación
Membrana
de la célula
muscular
La miosina puede deslizarse a lo
largo de la actina por largas
distancias sin encontrar el
extremo de un sarcómero
Filamento delgado de
actina
Contracción
Placas de
fijación de
proteínas
Filamento
grueso de
miosina
La disposición de las fibras hace que la
célula se vuelva globosa cuando se contrae
Estado de contracción
Filamento delgado de
actina
La miosina del músculo
liso tiene cabezas con
bisagras en toda su
longitud
10. MÚSCULO LISO
ESTRUCTURA DEL MÚSCULO LISO
Aparato contráctil del músculo liso
Filamento grueso
Filamento delgado de actina
Cuerpos densos
Filamento grueso de miosina
Filamento
intermedios
Filamento delgado de actina
10. MÚSCULO LISO
CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO LISO
Ca2+
Ca2+
Ca2+
CaM
Las concentraciones intracelulares de Ca2+
aumentan cuando el Ca2+ entra en la célula y
es liberado del retículo sarcoplásmico
Pi
El Ca2+ se une a la calmodulina (CaM)
Pi
Ca2+ CaM
Kinasa
ATP
Kinasa
ACTIVA
ADP + Pi
Miosina inactiva
Ca2+-calmodulina activa la kinasa de la
cadena liviana de miosina
P
P
Miosina ATPasa
activa
Actina
Aumento de la
Tensión
La kinasa de la cadena liviana fosforila las
cadenas livianas en las cabezas de miosina y
aumenta la actividad de la miosina ATPasa
Los puentes cruzados de la miosina activa
se deslizan a lo largo de la actina y crean
tensión muscular.
10. MÚSCULO LISO
RELAJACIÓN DEL MÚSCULO LISO
Ca2+
Ca2+
Líquido
extracelular
Na+
ATP
Retículo
Sarcoplásmico
Ca2+
Na+
ATP
Ca2+
CaM
Ca2+
ATP
CaM
Miosina
fosfatasa
El Ca2+ libre en el citosol disminuye cuando
es bombeado hacia el exterior de la célula
o al retículo sarcoplásmico.
El Ca2+ se separa de la calmodulina (CaM).
La miosina fosfatasa elimina el fosfato de
la miosina, lo que disminuye la actividad
de la miosina ATPasa.
Menos miosina ATPasa conduce a una
disminución de la tensión muscular.
Miosina inactiva
La actividad de la miosina
ATPasa disminuye
Disminución de la
Tensión
10. MÚSCULO LISO
11. COMPARACIÓN ENTRE LOS TRES
TIPOS DE MÚSCULOS
11. COMPARACIÓN ENTRE LOS TRES
TIPOS DE MÚSCULOS
COMPARACIÓN DE CONTRACCIONES