Fisiología de la Fibra Muscular Esquelética PDF

TEMA 2: Fisiología de la fibra muscular esquelética 1) MÚSCULO: PROPIEDADES Todo esto común a músculos esquelético (músculo estriado y voluntario), cardíaco (músculo estriado e involuntario) y liso (involuntario y no estriado): -​ Excitabilidad: capacidad de responder a estímulos químicos produ...

TEMA 2: Fisiología de la fibra muscular esquelética 1) MÚSCULO: PROPIEDADES Todo esto común a músculos esquelético (músculo estriado y voluntario), cardíaco (músculo estriado e involuntario) y liso (involuntario y no estriado): -​ Excitabilidad: capacidad de responder a estímulos químicos produciendo señales eléctricas, cambia su potencial de membrana. -​ Contractibilidad: capacidad de contraerse y generar fuerza para hacer un trabajo. -​ Extensibilidad (distensibilidad): puede extenderse (estirarse) en cierta medida sin dañar el tejido. -​ Elasticidad: recupera la longitud original después de extenderse. (las arterias son los vasos sanguíneos más elásticos). -​ Secretora (solo esquelético): mirar párrafo de abajo Los tejidos normalmente distensibles son elásticos. Tejido liso el más distensible y más elástico. Una de las funciones del músculo esquelético es secretora: secretar algunas moléculas que normalmente son proteínas de pequeño peso molecular (llamadas péptidos). Estas proteínas son muchas y muy variadas y reciben el nombre de mioquinas (son moléculas, péptidos, secretados por las células musculares esqueléticas en respuesta al ejercicio físico.) 2) ESTRUCTURA MÚSCULO ESQUELÉTICO De fuera hacia dentro vemos: -​ Grasa (si hay) -​ Fascia: fibras de colágeno (primero las de la piel que es la superficial y después la profunda). La fascia también se puede llamar epimisio. (colágeno que recubre el músculo). El epimisio irriga e inerva -​ Fascículos (los redonditos grandes). -​ Dentro de cada fascículo tenemos las fibras musculares o células musculares (los redonditos pequeños). -​ Alrededor del fascículo hay un tejido conjuntivo conectivo que se llama perimisio y limita un fascículo. Este tejido irriga e inerva un fascículo. -​ Alrededor de las fibras hay un tejido conjuntivo conectivo que se llama endomisio y limita las fibras. Este tejido irriga e inerva a las células musculares. Estas capas (endomisio, perimisio y epimisio) aseguran la irrigación y la inervación. El endomisio, el perimisio y epimisio tienen colágeno. El esquelético no tiene contracción espontánea. 2.1) ESTRUCTURA FIBRA O CÉLULA MUSCULAR Tienen una estructura regular de forma de cilindro. Son muy grandes. 40-100 μm de diámetro (tipo de músculo, edad, sexo, entrenamiento físico, estado nutricional...) Hasta varios centímetros de longitud. Se fusionan las células y crean estas tan grandes, es decir, son multinucleadas (tienen varios núcleos). En el desarrollo embrionario se crean estas tan grandes porque tenemos mioblastos. Entre la célula y el endomisio están las células satélites, muy importantes para la regeneración de las fibras cuando hay lesiones. Estas células satélites cuando se estimulan dan lugar a mioblastos y los mioblastos dan lugar a células musculares (fibras). La membrana plasmática de estas células se llama sarcolema (solo en células musculares). El sarcolema tiene agujeritos transversales que se llama invaginación que se llaman a su vez Túbulos T y dentro está el retículo sarcoplasmático. El citosol (el líquido de dentro) se llama sarcoplasma solo en células musculares. Tienen un retículo sarcoplasmático que almacena calcio (fuera de la célula hay mucho calcio y dentro poco). Estriaciones transversales: -​ Centenares de miofibrillas. -​ Muy juntas. -​ Gran ocupación. -​ Ocupan todo el sarcoplasma -​ Retículo funciones: su función principal es almacenar calcio: -​ Relación espacial y funcional con túbulos T -​ Red de túbulos y sáculos -​ Rodea a miofibrillas -​ Almacena Ca2+ en reposo y regula su conductancia -​ Acoplamiento excitación-contracción -​ Asociación túbulo T-retículo sarcoplasmático 2.2) FIBRA MUSCULAR ESQUELÉTICA: ULTRAESTRUCTURA Estriaciones transversales: -​ Se debe a la disposición de las miofibrillas -​ Serie regular de bandas oscuras y claras -​ Repetición de estructuras idénticas El citoesqueleto: está muy organizado y tiene una estructura repetida. El citoesqueleto está formado por sarcómeros y bandas Z. Sarcómero: es la unidad microscópica que se repite para crear el citoesqueleto. El sarcómero está entre 2 discos o líneas (bandas) Z (es la unidad funcional del músculo). Sarcómero es el espacio entre las bandas Z. En el sarcómero, partiendo de las bandas Z, se encuentran la miosina y la actina, que son las 2 proteínas principales para que haya contracción muscular. La actina es una proteína filamentosa y una actina está formada por muchas proteínas a la vez. La actina va hasta la línea M que es la mitad del sarcómero. Los muelles son la titina. Lo verde es la actina. Lo blanco es la miosina. Lo azul es la banda Z. Sarcómero estructura: -​ Filamentos finos: actina: -​ Filamentos de actina -​ Tropomiosina -​ Troponina -​ Filamentos gruesos: -​ Miosina -​ Proteínas estructurales:  -​ Desmina: soporte estructural (discos Z) -​ Titina: une filamentos gruesos al disco Z. Proporciona elasticidad -​ Nebulina: posiciona los filamentos de actina -​ Tropomodulina: estabilizan extremos - y + respectivamente -​ Cap Z: estabilizan extremos - y + respectivamente Tropomiosina: recubre la actina (la línea morada/azul). La troponina: está alrededor de la tropomiosina en algunos puntos solos. Es sensible al calcio (es un sensor de calcio). (los puntos amarillos) Los filamentos de actina: el punto rojo. El punto blanco es donde se unen las cabezas de miosina cuando se contrae el músculo. La foto está contraída, porque si no los puntos blancos estarían cubiertos por la tropomiosina. La miosina: tiene una parte helicoidal con dos cabezas de dos proteínas. A la parte más grande de la molécula se le llama cadena pesada (MHC). La parte pequeña (la cabeza) se le llama cadena ligera (MLC). MHC: pueden ser de tipo I, de tipo IIA, de tipo IIX eso en la especie humana, porque tienen varios genes. Tener un tipo de miosina u otra modifican el tipo de contracción (tipo I el ciclo de contracción y relajación es lento y poco fuerte, el de tipo IIX es la más rápida y más fuerte). La miosina en el sarcómero se asocia en filamentos más pesados que los de actina. La función de la fibra muscular esquelética: los músculos esqueléticos están controlados por motoneuronas alfa. La sinapsis (unión) entre el terminal sináptico y la fibra se denomina unión neuromuscular. La miosina es una proteína contráctil. Tienen la misma longitud, pero desplazan unos filamentos sobre otros para acortarse. Esto de desplazarse ocurre porque la cabeza de la miosina se une a la actina y se mueven. Solo se unen si hay el calcio suficiente. Para la contracción muscular se necesita un aumento de calcio. En la membrana del retículo hay una bomba de calcio (SERCA) que permite que el calcio aumente. El retículo tiene también unos canales (que se abren a favor de gradiente; la bomba en contra de gradiente y por eso gasta energía) que se llaman (RYR) receptores de rianodina. Los canales son para que salga el calcio. Para entrar usa la bomba. Los canales se abren con un mecanismo mecánico con interacción por otro canal iónico que se sitúan en la membrana del túbulo T. Los receptores de dihidropiridina son unos canales que están en la membrana de túbulos T. Estos canales se abren con el potencial de acción. Los receptores nicotínicos de ACH crean el potencial de acción, que se extiende por toda la membrana despolarizando la célula. Para la contracción y relajación se necesita ATP, porque la miosina es una ATPasa en la contracción y gasta ATP y en la relajación quito el calcio y gasto ATP. Esto se llama acoplamiento excitación-contracción. 3) 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 Niedeigerke en el año 1954. Hoy en día sigue vigente 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. Determinantes del ciclo de puentes de unión: la velocidad de los ciclos de los puentes cruzados determinan la velocidad de acortamiento de un músculo. La mayor se produce cuando no hay carga que se oponga al acortamiento. Esta cae cuando la carga es mayor (evita el paso de la conformación de 90° a 45°). Estas diferencias están determinadas por la variante isoenzimática de miosina 4) TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Tipo de fibras: se diferencian en función del tamaño, velocidad (contracción muscular). Difieren en diámetro, dotación de orgánulos y características fisiológicas. Al tipo I se le llama Slow y al tipo IIA y IIX se les llama Fast. 4.1) FIBRAS DE TIPO I. CARACTERÍSTICAS La neuromotora de tipo I es más pequeña que los otros dos tipos. Con respecto al impulso eléctrico tanto en la célula muscular y la neuramotora es más rápido en los tipos IIA y IIX debido a su gran tamaño en comparación la de tipo I. La R es la resistencia eléctrica, es la geometría de la célula, la V es la velocidad. Las células de tipo I son las más resistentes con respecto a las de tipo II. Que las de tipo I se activen o se recluten las primeras se debe a sus resistencias. La mioglobina es una proteína de almacenamiento de oxígeno. En la mioglobina hay una mayor concentración en las fibras de tipo I y va perdiendo en las de tipo II, por eso en las de tipo I se les llama fibras rojas y las de tipo II se les denomina fibras blancas. En las fibras de tipo I que tienen más mitocondrias que las de tipo II, por eso se les puede llamar fibras de tipo Oxidativas (SO) slow oxidative, y las de tipo IIA al tener menos mitocondrias se les llama Glucolíticas oxidativas (FGO) Fast Glucolíticas Oxidativas y las de tipo IIX se les llama FG (Fast Glucolítica) Las fibras de tipo I pueden hacer la glucólisis, metabolismo anaeróbico, es independiente de oxígeno. Son de contracción lenta. De larga duración. Abundante mioglobina y capilares (color rojo oscuro). Poca fatiga. Relativamente delgadas. 4.2) FIBRAS DE TIPO II. CARACTERÍSTICAS Las de tipo IIA puede hacer ambas glucolítico u oxidativas. Con respecto a los lípidos las fibras de tipo IIX tienen menos que las fibras de tipo I, es decir, tienen menos grasa la carne blanca que la roja. Hay menos glucógeno en las fibras de tipo I que con respecto a las fibras de tipo II. La creatina fosfato va aumentando cuando pasamos del tipo I al tipo II. Fatigabilidad: la capacidad de cansarse. Contracción rápida Poca mioglobina (coloración más clara) Distintas características funcionales y bioquímicas: -​ Tipo IIA: rojas, oxidativas-glucolíticas. -​ Tipo IIX: blancas, glucolíticas.