Fisiología Humana: Músculo Esquelético, Liso y Cardíaco PDF

Grado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte Fisiología Humana Bloque I. Fisiología celular 4. La contracción muscular: músculo esquelético, liso y cardiaco Dr. David Ramiro Cortijo [email protected]  Contenidos Fisiología de los tejidos musculares: esquelético, liso y cardiac...

Grado en Ciencias de la Actividad Física y del Deporte Fisiología Humana Bloque I. Fisiología celular 4. La contracción muscular: músculo esquelético, liso y cardiaco Dr. David Ramiro Cortijo [email protected]  Contenidos Fisiología de los tejidos musculares: esquelético, liso y cardiaco. El patrón de bandas del tejido muscular esquelético: los filamentos finos y gruesos. La unidad motora. Los mecanismos excitación-contracción en los tejidos musculares: el papel del calcio. Parámetros que regulan la fuerza de contracción: la tetanización. La tensión isométrica, isotónica, precarga, tensión pasiva, activa y total. Los patrones de contracción del músculo liso. La contracción cardiaca: canales de Ca2+ tipo L y la importancia del periodo refractario. Tipos de músculo Excitables Contráctiles Elásticas Músculo esquelético Grupos musculares antagonistas Estructura de la fibra muscular (célula) Sarcomero: La unidad funcional de la fibra muscular Estructura de la fibra muscular (célula) Acoplamiento excitación-contracción 1. Despolarización del sarcolema es previa a la contracción. 2. La actina se mueve sobre la miosina → los filamentos finos se acercan a la línea M La contracción muscular Relajación Contracción El Ca2+ es imprescindible en la contracción muscular La contracción muscular 1. Cuando una señal nerviosa llega a la célula muscular, se libera Ca2+ del retículo sarcoplasmático y este se une a la troponina y provoca un cambio conformacional en la tropomiosina, que expone los sitios de unión de la actina a la miosina. 2. La cabeza de miosina se une a los sitios de unión de la actina, formando puentes cruzados conforme se libera el fosfato inorgánico (Pi). 3. Se libera ADP, lo que inicia el golpe de fuerza, en el que el filamento fino es empujado hacia la línea M del sarcómero. 4. Una nueva molécula de ATP se une a la miosina, provocando la separación de los puentes cruzados. El ATP se hidroliza a ADP y fosfato inorgánico (paso 1). El ciclo de contracción continúa hasta que, para la señal nerviosa, y el Ca2+ vuelve a ser reabsorbido por el retículo sarcoplasmático, y la tropomiosina cubre los sitios de unión de la actina. La contracción muscular  La contracción muscular. Unidad motora Unidad motora: motoneurona + fibras musculares Nervio que inerva Médula espinal Motoneurona A Motoneurona B Unión neuromuscular Regulación de la fuerza de contracción ¿De qué depende la fuerza de contracción? Cantidad de fibras contraídas → sumación espacial o reclutamiento de unidades motoras. Frecuencia de estímulo → sumación temporal de estímulos. Fatiga → metabolismo. Sumación espacial: incremento de fuerza mediante Sumación temporal: Incremento de fuerza aumentando la el reclutamiento de unidades motoras frecuencia del estímulo Unidad motora: motoneurona + fibras Nervio musculares que inerva Médula espinal Contracción tetánica Motoneurona A Motoneurona B Unión neuromuscular Fuerza de contracción de A < fuerza de contracción de A+B Regulación de la fuerza de contracción. Metabolismo y fatiga Depende de: Músculos de distintos tipos según fibras: Tipo de ATPasa en miosina Fibras tipo I contracción lenta Tipo y cantidad de bombas de Ca2+ Fibras tipo II A contracción rápida oxidativas-glucolíticas Diámetro de fibra Fibras tipo II X (B) contracción rápida glucolíticas Cantidad y tipo de mioglobina Cantidad de mitocondrias Metabolismo anaeróbico Glucosa Piruvato Lactato 2 ATP Metabolismo aeróbico Acetil- CoA 32 ATP CO2+H2O Regulación de la fuerza de contracción. Metabolismo y fatiga Tipo I Tipo IIA Tipo IIB Diámetro Pequeño Intermedio Grande Mioglobina    Capilares    Producción de ATP ++ + - Metabolismo Aeróbica (oxidativa) Anaeróbico Anaeróbica (glucolitica) Velocidad de contracción Lenta Rápida Rápida Resistencia a la fatiga    Potencia    Anatomía Músculos posturales Miembros inferiores Miembros superiores Función principal Mantener la postura, resistencia Caminar, correr Movimientos rápidos e intensos Tipos de contracción Isotónica El musculo se acorta durante la contracción. El musculo se acorta contra una carga fija Isométrica El musculo no se acorta durante la contraccion. El musculo se contrae sin disminuir su longitud. Duración de contracción Esqueletico Cardiaco Liso Músculo liso y patrones de contracción Unidad única (visceral) Unidad múltiple Conectadas eléctricamente: Uniones GAP o comunicantes Contracción rítmica, intermitente = FÁSICA Contracción mantenida = TÓNICA No es necesario el POTAC de la neurona, si hay el de la fibra muscular Músculo liso y su organización de filamentos Contracción del musculo liso LEC La señal para la contracción es el Calmodulina aumento de Ca2+ citosolico Contracción Fásica: contracción rápida Quinasa de cadena ligera de Tónica: contracción prologada (horas, días, etc) miosina Activa Quinasa de cadena ligera de miosina Inactiva La contracción del musculo liso se regula por los filamentos gruesos. En el músculo esquelético se regulaba por los filamentos finos, ya que el Ca2+ se unía a la troponina en el filamento fino de actina. Relajación del musculo liso Control de contracción en músculo liso Músculo Cardíaco Conectadas eléctricamente: Uniones GAP Potencial de acción cardiaco Canales de Ca2+ dependientes de voltaje Recordar el potencial de acción Lentos Tipo “L” Transitorios Rectificadores lentos Rectificadores Se alarga el periodo refractario lentos y rapidos para evitar tetanización Rápidos Rectificación interna Acoplamiento excitación-contracción en la fibra muscular cardiaca En los túbulos T hay una gran acumulación de Ca2+, haciendo que la contracción cardiaca dependa del Ca2+ extracelular, mientras que en el musculo esquelético, las variaciones extracelulares de Ca2+ no afectan tanto a la fuerza de contracción