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Questions and Answers
¿Cuál de los siguientes porcentajes describe mejor la proporción del cuerpo humano compuesta por músculo esquelético?
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¿Cuál es el diámetro aproximado de una fibra muscular esquelética típica?
¿Cuál es el diámetro aproximado de una fibra muscular esquelética típica?
¿Cuál de las siguientes estructuras envuelve a la fibra musculoesquelética?
¿Cuál de las siguientes estructuras envuelve a la fibra musculoesquelética?
¿Qué tipo de material forma la cubierta externa del sarcolema?
¿Qué tipo de material forma la cubierta externa del sarcolema?
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¿Cómo se insertan los músculos en los huesos?
¿Cómo se insertan los músculos en los huesos?
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¿Cuáles son las dos principales proteínas filamentosas que componen las miofibrillas?
¿Cuáles son las dos principales proteínas filamentosas que componen las miofibrillas?
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¿Cuántos filamentos de actina se encuentran aproximadamente en cada miofibrilla?
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¿Cuántas cadenas polipeptídicas componen una molécula de miosina?
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¿Cuál es el peso molecular aproximado de cada cadena pesada en una molécula de miosina?
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¿Qué estructura forman las dos cadenas pesadas al enrollarse entre sí en una molécula de miosina?
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¿Qué parte de la molécula de miosina ayudan a controlar las cadenas ligeras durante la contracción muscular?
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¿Cuántas moléculas individuales de miosina aproximadamente forman un filamento de miosina?
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¿Qué forman las colas de las moléculas de miosina al agruparse en el filamento?
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¿Cuál es el nombre de los brazos y las cabezas que sobresalen del filamento de miosina?
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¿En cuántos puntos es flexible cada puente cruzado?
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¿Cuál es la longitud total aproximada de los filamentos de miosina?
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¿Dónde se encuentra una de las bisagras de los puentes cruzados?
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¿Cuál es la ecuación que define matemáticamente el trabajo?
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¿Cuál es la principal función del ATP en la fibra muscular?
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¿Cuánto tiempo puede mantener la contracción muscular el ATP disponible en la fibra muscular?
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¿Cuál es la primera fuente de energía utilizada para reconstituir el ATP?
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¿Cuánto tiempo puede durar la contracción máxima en los músculos debido a la combinación de ATP y fosfocreatina?
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¿Cuál es la longitud aproximada de cada filamento de actina?
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¿Qué función tiene la tropomiosina en el estado de reposo?
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¿Cuántas subunidades proteicas componen una troponina?
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¿Qué subunidad de la troponina tiene afinidad por los iones calcio?
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¿Qué sucede cuando se añade el complejo troponina-tropomiosina al filamento de actina?
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¿Cuál es el peso molecular de la tropomiosina?
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¿Qué función tiene la subunidad troponina I?
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¿Qué provoca la contracción muscular?
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¿Qué incluyen los componentes del complejo de troponina?
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¿Qué ocurre en el filamento de actina puro cuando está en presencia de ATP y iones magnesio?
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¿Cuál es el peso molecular aproximado de una molécula de titina?
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¿Qué función principal desempeñan las moléculas de titina en el sarcómero?
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¿A qué estructura se une un extremo de la molécula de titina?
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¿Qué contiene en grandes cantidades el sarcoplasma?
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¿Qué función tienen las mitocondrias dispuestas paralelas a las miofibrillas?
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¿Cuál es la longitud de la molécula de titina cuando el sarcomero se contrae y se relaja?
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¿Qué otro papel tiene la molécula de titina en la formación de los filamentos contractiles?
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¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor el retículo sarcoplásmico?
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Además de las enzimas proteicas, ¿qué otros componentes se encuentran en el sarcoplasma?
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Flashcards
Músculo esquelético
Músculo esquelético
Tipo de músculo responsable del movimiento voluntario, formando aproximadamente el 40% del cuerpo.
Sarcolema
Sarcolema
Membrana que rodea cada fibra muscular esquelética, formada por membrana plasmática y material polisacárido.
Miofibrillas
Miofibrillas
Estructuras dentro de la fibra muscular, compuestas por filamentos de actina y miosina que permiten la contracción.
Filamentos de miosina
Filamentos de miosina
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Filamentos de actina
Filamentos de actina
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Terminaciones nerviosas
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Tendones musculares
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Trabajo (T)
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Fuente de energía: ATP
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Fosfocreatina
Fosfocreatina
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Duración de contracción con ATP
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Concentración de ATP en fibra muscular
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Titina
Titina
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Estructura de sarcómero
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Miosina
Miosina
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Actina
Actina
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Sarcoplasma
Sarcoplasma
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Retículo sarcoplásmico
Retículo sarcoplásmico
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Filamentos contractiles
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Mitocondrias
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Uso de ATP en contracción
Uso de ATP en contracción
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Molécula de miosina
Molécula de miosina
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Cadenas pesadas
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Cadenas ligeras
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Cabeza de la miosina
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Puentes cruzados
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Bisagra
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Contracción muscular
Contracción muscular
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Longitud de los filamentos
Longitud de los filamentos
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Estructura helicoidal
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Tropomiosina
Tropomiosina
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Cambio conformacional
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Troponina
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Troponina I
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Troponina T
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Troponina C
Troponina C
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Complejo troponina-tropomiosina
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Interacción de miosina y actina
Interacción de miosina y actina
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Study Notes
Contracción del músculo esquelético
- El músculo esquelético representa aproximadamente el 40% del cuerpo, además de un 10% de músculo liso y cardíaco.
- Este capítulo se centra en la función del músculo esquelético.
- Los músculos esqueléticos están formados por numerosas fibras con diámetros que varían entre 10 y 80 µm.
- Cada fibra está compuesta por subunidades más pequeñas.
- La mayoría de las fibras musculares se extienden a lo largo de todo el músculo.
- Excepto alrededor del 2% de las fibras, cada fibra está inervada por una sola terminación nerviosa cerca de su punto medio.
- El sarcolema es una membrana fina que envuelve la fibra muscular, compuesta por una membrana celular (membrana plasmática) y una capa externa de material polisacárido con fibrillas de colágeno.
- En cada extremo, el sarcolema se fusiona con una fibra tendinosa que forma los tendones musculares, los cuales insertan el músculo en los huesos.
- Las miofibrillas están formadas por filamentos de actina y miosina.
- Cada fibra muscular contiene cientos o miles de miofibrillas, visibles en la sección transversal de la figura 6-1C.
- Cada miofibrilla tiene aproximadamente 1.500 filamentos de miosina y 3.000 filamentos de actina, que son moléculas proteicas polimerizadas responsables de la contracción.
- La figura 6-2 muestra los filamentos gruesos (miosina) y delgados (actina) en una micrografía electrónica.
- Los filamentos de actina y miosina se interdigitan, creando bandas claras (bandas I) e isótropas compuestas solo por actina, y bandas oscuras (bandas A) anisótropas compuestas por miosina y los extremos de los filamentos de actina.
- Las bandas claras contienen solo filamentos de actina y se denominan bandas I porque son isótropas a la luz polarizada. Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina, así como los extremos de los filamentos de actina en el punto de superposición con la miosina, y se denominan bandas A porque son anisótropas a la luz polarizada.
- Los puentes cruzados se proyectan desde los filamentos de miosina, interactuando con los filamentos de actina para producir la contracción.
- El disco Z conecta los filamentos de actina y se extiende en ambas direcciones.
- El disco Z es una estructura proteica, diferente de la actina y la miosina.
- Cruza las miofibrillas, uniéndolas a lo largo de toda la longitud de la fibra muscular.
- El sarcómero es la porción de la miofibrilla (o fibra muscular) entre dos discos Z.
- El sarcómero tiene aproximadamente 2 µm de longitud durante la contracción.
- Las moléculas de titina mantienen en su lugar los filamentos de miosina y actina.
- La titina es una gran molécula proteica filamentosa y elástica que se extiende desde el disco Z hasta la línea M.
- Los filamentos de titina mantienen alineados los filamentos de actina y miosina.
- El sarcoplasma es el fluido intracelular entre las miofibrillas, contiene potasio, magnesio, fosfato, y enzimas.
- Las mitocondrias están presentes en la fibra muscular para producir ATP, la principal fuente de energía para la contracción.
- El retículo sarcoplásmico es un retículo endoplásmico especializado en el músculo esquelético.
- Es esencial para almacenar, liberar y recapturar calcio, regulando la contracción muscular.
Mecanismo general de la contracción muscular
- La contracción inicia con un potencial de acción que viaja a lo largo de la fibra motora.
- La acetilcolina se libera en las terminales nerviosas.
- Esto abre canales de cationes, permitiendo que el sodio entre a la fibra muscular.
- Esto provoca una despolarización que inicia un potencial de acción.
- Los potenciales de acción viajan por toda la membrana de la fibra muscular.
- La despolarización del potencial de acción estimula la liberación de calcio del retículo sarcoplásmico.
- Los iones calcio se unen a la troponina, lo que altera la posición de la tropomiosina y expone los sitios de unión de la miosina.
- La miosina se une a la actina y se genera la fuerza de contracción.
- Los iones calcio son bombeados de vuelta al retículo sarcoplásmico cuando finaliza la contracción.
Mecanismo molecular de la contracción muscular
- Los filamentos de miosina están compuestos por varias moléculas de miosina.
- La figura 6-6A muestra la estructura de una molécula de miosina.
- 2 cadenas pesadas y 4 cadenas ligeras forman cada molécula de miosina.
- Las cadenas pesadas forman la cola y las cadenas ligeras la cabeza globular.
- La interacción de los puentes cruzados de la miosina y los filamentos de actina generan la contracción.
- La actividad adenosina trifosfatasa (ATPasa) cataliza la escisión de ATP, proporcionando energía para el movimiento de las cabezas de miosina.
- Los filamentos de actina están compuestos por actina y tropomiosina y troponina.
- Los filamentos de actina son las hebras helicoidales.
- Las moléculas de tropomiosina se enroscan alrededor de los filamentos de actina.
- Este complejo inhibe la unión de la miosina a la actina.
Interacción de los filamentos de actina por el complejo troponina-tropomiosina
- Los iones calcio inician la contracción muscular uniéndose a la troponina C.
- Esto provoca un cambio conformacional que desplaza la tropomiosina, exponiendo los sitios activos de unión de la actina.
Interacción entre actina y miosina.
- La unión de la miosina a la actina genera el golpe activo, desplazando el filamento de actina.
- La cabeza de miosina necesita ATP para liberar actina y volver a su posición inicial.
ATP como fuente de energía
- El ATP es esencial para la contracción muscular.
- Se descompone en ADP y fosfato inorgánico para liberar energía.
- La escisión de ATP produce la energía necesaria para el golpe de trabajo.
- El ATP es esencial para volver a separar la miosina y la actina.
Contracción isométrica
- La contracción no implica acortamiento muscular, sino generación de tensión.
- Las contracciones musculares isométricas mantienen constante la longitud del músculo.
- La fuerza del músculo se incrementa cuando el músculo intenta superar una carga.
Contracción isotónica
- La contracción implica el acortamiento del músculo.
- La contracción se produce a una tensión constante.
- La fuerza de contracción debe ser superior a la carga para que el músculo se acorte.
Cantidad de superposición en los filamentos de actina y miosina
- La cantidad de superposición entre los filamentos de actina y miosina determina la tensión desarrollada por el músculo durante la contracción.
- La máxima tensión se alcanza cuando el sarcómero tiene una longitud de 2 µm, donde los filamentos de actina se superponen completamente con los filamentos de miosina.
- La longitud del sarcómero influye en la fuerza contráctil del músculo.
Velocidad de contracción y carga
- La velocidad de contracción muscular disminuye a medida que aumenta la carga.
- La fuerza de contracción aplicada para superar una carga depende de la velocidad de contracción.
- Músculos grandes y resistentes presentan una gran fuerza.
Generación de trabajo durante la contracción muscular
- Cuando un músculo se contrae y realiza trabajo, transfiere energía a una carga externa.
- Esta energía se origina de las reacciones químicas celulares.
Tres fuentes de energía
- Fosfocreatina; una fuente de almacenamiento de energía.
- Glucólisis; proceso de fermentación anaeróbica.
- Metabolismo oxidativo; necesita oxígeno, es la fuente más importante para largas duraciones de contracción.
Efectos de la longitud del músculo sobre la fuerza de contracción
- La tensión contráctil máxima se alcanza en la longitud muscular media.
- El aumento de la tensión contráctil se debe a la aumentada interdigitación entre los filamentos delgados y gruesos.
Características de los espasmos isométricos en distintos músculos
- Los tiempos promedio de contracción isométrica varían según el tipo de músculo.
Mécanica de la contracción del músculo esquelético
- Una unidad motora consiste en una motoneurona y las fibras musculares que inerva
- Varias motoneuronas inervan un solo músculo.
- El número de fibras musculares inervadas por una unidad motora varía entre los tipos de músculos.
Sumación de fuerzas (sumación de fibras múltiples y sumación de frecuencias)
- La sumación de fibras múltiples ocurre cuando el sistema nervioso central activa más unidades motoras.
- La sumación de frecuencia ocurre cuando la frecuencia de estimulación aumenta, fusionando los espasmos musculares individuales en una contracción sostenida.
- La tetanización es la fusión completa de espasmos individuales.
- La máxima fuerza de contracción tetánica se alcanza a una frecuencia de estimulación específica.
Cambios de la fuerza muscular al inicio de la contracción (efecto escalera)
- El efecto escalera es el aumento graduales de la fuerza de contracción al inicio de la estimulación muscular.
Tono muscular
- El tono muscular implica una ligera contracción muscular estática en reposo.
- El sistema nervioso mantiene el tono muscular.
Fatiga muscular
- La fatiga ocurre cuando la capacidad del músculo para generar fuerza disminuye tras un uso prolongado.
- La fatiga muscular puede deberse al consumo de energía, al agotamiento muscular o a la acumulación de productos de desecho.
Remodelando el músculo para adaptarlo a la función
- Los músculos se adaptan a las necesidades del cuerpo modificando su tamaño y sus propiedades a través de la hipertrofia o la atrofia.
Hipertrofia y atrofia muscular
- La hipertrofia es el crecimiento y el aumento de la masa muscular. Ocurre con uso frecuente y con carga.
- La atrofia es la reducción del tamaño de la masa muscular. Ocurre con falta de uso o con inmovilización.
- La hiperplasia es el aumento del número de fibras musculares.
- La denervación causa atrofia muscular a través de la pérdida de inervación.
Ajuste de la longitud muscular
- Los músculos pueden ajustarse para tener la longitud adecuada para la contracción eficiente.
Hiperplasia de las fibras musculares
- El incremento del número de fibras musculares puede ocurrir en casos de gran esfuerzo.
- La hiperplasia sucede por la división de fibras previamente engrandecidas.
Denervación
- La denervación causa una rápida atrofia muscular debido a la falta de estimulación.
Rigidez cadavérica
- La rigidez cadavérica es la contracción muscular dura que se observa algunas horas después de la muerte, debido a la falta de ATP.
Distrofia muscular
- La distrofia muscular es un grupo de enfermedades que causan la degeneración y la debilidad muscular.
- La distrofia muscular de Duchenne es una causa principal de debilidad muscular y deterioro progresivo.
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Description
Este cuestionario explora los conceptos fundamentales sobre la musculatura esquelética. Se abordan temas como la estructura de las fibras musculares, las proteínas involucradas en la contracción muscular y la anatomía básica del músculo. Ideal para estudiantes de biología que desean profundizar en esta importante área del estudio del cuerpo humano.
