Tema 10 - Fisiología del Músculo Esquelético PDF

FISIOLOGÍA TEMA 10 FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO  El rigor mortis es un fenómeno post mortem que se refiere a la rigidez que afecta al cuerpo humano después de la muerte. ¿Cuál es el mecanismo que permite explicar este proceso? 2...

FISIOLOGÍA TEMA 10 FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO  El rigor mortis es un fenómeno post mortem que se refiere a la rigidez que afecta al cuerpo humano después de la muerte. ¿Cuál es el mecanismo que permite explicar este proceso? 2 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 3 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 4 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Funciones ✓ Conversión de energía química en trabajo mecánico ✓ Movimientos corporales (locomoción, bombeo, constricciones…) ✓ Mantenimiento de la postura corporal ✓ Generación de calor 5 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 6 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Propiedades de las fibras musculares Excitabilidad Capacidad de responder a estímulos químicos produciendo señales eléctricas Contractibilidad Capacidad de contraerse y generar fuerza para hacer un trabajo Extensibilidad Puede extenderse en cierta medida sin dañar el tejido Elasticidad Recupera la longitud original después de extenderse 7 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 8 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Tipos de músculo Esquelético - Estriado - Control voluntario - Contracción rápida e intensa - 40% peso corporal Liso - No estriado - Control involuntario - Contracción lenta y con gran ahorro energético - 5% peso corporal Cardíaco - Estriado - Control involuntario - Contracción vigorosa y rítmica 9 - 0,5% peso corporal Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 11 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Organización del músculo esquelético Órgano formado por fascículos que contienen fibras Haz de fibras musculares envueltas por el perimisio (células) musculares, vasos sanguíneos y nervios; envuelto por el epimisio Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Organización del músculo esquelético Célula cilíndrica cubierta por endomisio y sarcolema; Elementos contráctiles filiformes dentro del sarcoplasma contiene sarcoplasma, miofibrillas, numerosos núcleos de la fibra muscular, que se extienden a lo largo de toda de localización periférica, mitocondrias, túbulos la fibra; compuestos por filamentos transversos, retículo sarcoplásmico y cisternas terminales. La fibra tiene aspecto estriado Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Organización del músculo esquelético Proteínas contráctiles dentro de las miofibrillas que son de dos tipos: filamentos gruesos, compuestos por miosina, y filamentos delgados, compuestos por actina, tropomiosina y troponina; el deslizamiento de los filamentos delgados sobre los filamentos gruesos provoca acortamiento del músculo Internal use TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Organización del músculo esquelético Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 18 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales La fibra muscular (o célula muscular o miocito) esquelética es una célula alargada, con 40 – 100 μm de diámetro y hasta varios cm de longitud. 0 1 4 2 3 19 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 0 Núcleos Células multinucleadas, con núcleos ubicados en la periferia, debajo del sarcolema. 1 Retículo sarcoplásmico (RS) Red de túbulos y sáculos: cisternas terminales (CT) y cisternas longitudinales. Almacena Ca2+ en reposo y regula su conductancia Rodea a miofibrillas: relación espacial y funcional con túbulos T: acoplamiento excitación-contracción 2 Túbulos T (TT) Invaginaciones digitiformes del sarcolema: transmisión del PA a zonas profundas de la célula Triada: asociación CT-TT-CT, esencial en el acoplamiento excitación-contracción. 22 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 4 Miofibrillas – En cada miocito hay centenares de miofibrillas, muy juntas, que ocupan casi todo el sarcoplasma. – Presentan estriaciones transversales y, al estar alineadas de forma muy precisa, dan a la fibra muscular su apariencia estriada. Las miofibrillas son una sucesión de SARCÓMEROS: conjunto de proteínas situadas entre 2 discos o líneas Z. Es la unidad 26 funcional del músculo. Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales SARCÓMERO Formado por: Filamentos finos – Actina – Tropomiosina Según su función, las proteínas – Troponina de los filamentos finos y Filamentos gruesos gruesos se clasifican en: – Miosina Proteínas contráctiles – Actina – Miosina Proteínas reguladoras Cada filamento grueso está – Tropomiosina rodeado por 6 filamentos finos. – Troponina Internal use 32  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales FILAMENTO GRUESO: MIOSINA Las cabezas de miosina quedan en los extremos, la Filamento grueso porción central está (250 móleculas de constituida por un haz de miosina) colas de miosina. Regiones con movilidad 1. Actividad ATPasa 2. Interacción con la actina Dos cadenas ligeras en cada cabeza (controlan su función durante la contracción): esencial y reguladora. 33 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales FILAMENTO FINO: ACTINA + TROPOMIOSINA + TROPONINA ACTINA Filamento fino (2 actinas F entrelazadas) Actina G 34 Actina F: 300 ó más unidades de actina G Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales FILAMENTO FINO: ACTINA + TROPOMIOSINA + TROPONINA TROPONINA Y TROPOMIOSINA Tropomiosina Troponina Tn C Tn T Tn I 35 (El músculo liso carece de troponina) Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 4 Sarcómero. Resumen. 39 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 41 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Tipos de fibras musculares Esencialmente similares, pero difieren en algunos aspectos morfológicos y funcionales: Fibras de Tipo I (lentas, rojas) Fibras de Tipo II (rápidas) Contracción lenta y duradera Contracción rápida Actividad metabólica Poca fatiga---ejercicio de larga duración Más fatigables y baja/moderada intensidad Poca mioglobina (coloración más Muchas mitocondrias—ruta aerobia clara) (oxidativa) Inervadas por motoneuronas de soma Abundante mioglobina y capilares grande y axón grueso (color rojo oscuro) Distintas características funcionales y Menor desarrollo de túbulos T, RS… bioquímicas Inervadas por motoneuronas de soma – Tipo IIa (intermedias) pequeño y axón estrecho Rojas, oxidativas-glucolíticas Relativamente delgadas---pocas – Tipo IIx (blancas) miofibrillas 42 Blancas, glucolíticas Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 43 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Unión neuromuscular Los músculos esqueléticos están controlados por motoneuronas alfa. La sinapsis entre el terminal sináptico y la fibra se denomina unión neuromuscular El conjunto formado por una motoneurona alfa y las fibras musculares esqueléticas a las que inerva 44 constituyen una unidad funcional llamada unidad motora Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Unión neuromuscular 45 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 46 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Acoplamiento excitación-contracción Figure 16-77 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 47 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Acoplamiento excitación-contracción 48 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Acoplamiento excitación-contracción DHPR: canal de calcio activado por despolarización e inactivado de forma calcio dependiente. Tétrada RyR: canal de calcio activado por la acción mecánica del DHPR (y la unión de calcio, aunque dicha unión no es esencial). Tetrámero 49 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Acoplamiento excitación-contracción 50 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 51 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Función reguladora del calcio en la contracción 52 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contenido 10.1- Funciones 10.2- Propiedades de las fibras musculares 10.3- Tipos de músculo 10.4- Organización de un músculo esquelético 10.5- La fibra muscular esquelética. Aspectos morfológicos generales 10.6- Tipos de fibras musculares 10.7- Unión neuromuscular 10.8- Acoplamiento excitación-contracción 10.9- Función reguladora del calcio en la contracción 10.10- Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos 53 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos La contracción es un proceso que nos permite generar fuerza (tensión muscular) para mover o resistir una carga. La contracción se define como la activación de las fibras musculares con tendencia a que éstas se acorten. La generación de tensión en un músculo es un proceso activo que requiere un aporte energético por parte del ATP. La teoría del deslizamiento de los filamentos fue propuesta por Huxley y Niedergerke (1954), y permite entender el acortamiento del sarcómero durante la 54 contracción. Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos En situación de reposo, los filamentos finos y gruesos se solapan ligeramente. Durante la contracción, los filamentos finos y gruesos se deslizan unos sobre otros, aproximando las líneas Z del sarcómero. Para que esto ocurra, la actina y miosina tienen que estar en contacto a través de los puentes de unión o puentes cruzados. La velocidad de los ciclos de los puentes cruzados determinan la velocidad de acortamiento de un músculo, lo cual viene determinado por la variante isoenzimática de miosina. 55 La mayor velocidad de acortamiento se produce cuando no hay carga que se oponga a ese acortamiento, y cae cuando la carga es mayor (evita el paso de la conformación de 90° a 45°). Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos Ciclo de los puentes de unión (= ciclo puentes cruzados) + Ca2+ NO todas las miosinas se mueven a la vez (se modifica la afinidad A-M) Rigor mortis (A y M fuertemente unidas, pero no hay ATP) 56 Internal use  TEMA 10: FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Contracción muscular: Teoría del deslizamiento de los filamentos Relajación: reingreso de Ca2+ al retículo sarcoplasmático SERCA 59 Internal use  El rigor mortis es un fenómeno post mortem que se refiere a la rigidez que afecta al cuerpo humano después de la muerte. ¿Cuál es el mecanismo fisiológico que permite explicar este proceso? 64 Internal use TEMA 8: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Bibliografía Boron W, Boulpaep EL. Medical physiology: a cellular and molecular approach. 2ª ed. Elsevier Saunders; 2012. Silverthorn DU. Fisiología Humana, un enfoque integrado. 8ª ed. Editorial Médica Panamericana; 2019. Tortora y Derrickson. Principios de Anatomía y Fisiología. 11ª ed. Editorial Médica Panamericana; 2006. Alberts B. Biología molecular de la Célula. 6ª ed. Editorial Oméga, 2016 Internal use Internal use