Fisiología del Sistema Muscular - Unidad III PDF

UNIDAD III: FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MUSCULAR =========================================== **1. Características Anatomofuncionales y Organización Estructural del Músculo Esquelético** - **Estructura**: El músculo esquelético está compuesto por fibras musculares (células musculares) organizadas...

UNIDAD III: FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MUSCULAR =========================================== **1. Características Anatomofuncionales y Organización Estructural del Músculo Esquelético** - **Estructura**: El músculo esquelético está compuesto por fibras musculares (células musculares) organizadas en haces. Cada fibra muscular contiene múltiples **sarcomeras**, que son las unidades funcionales de contracción. - **Sarcomera**: Es la unidad básica de la contracción muscular, compuesta por: - **Filamentos delgados** (actina) - **Filamentos gruesos** (miosina) - **Líneas Z**: Delimitan los extremos de la sarcomera. - **Banda A**: Región donde se superponen los filamentos gruesos y delgados. - **Banda I**: Región donde solo hay filamentos delgados. **2. Mecanismos de Contracción** La contracción muscular se produce a través de varios mecanismos: - **Proteínas Contráctiles**: - **Actina**: Forma los filamentos delgados. - **Miosina**: Forma los filamentos gruesos y tiene cabezas que se unen a la actina. - **Papel del ATP**: - Proporciona la energía necesaria para la contracción y la relajación muscular. La hidrólisis de ATP permite que las cabezas de miosina se desplacen y se unan a la actina. - **Papel del Calcio**: - El calcio se libera del retículo sarcoplásmico y se une a la **troponina**, que provoca un cambio en la **tropomiosina**, permitiendo que las cabezas de miosina se unan a la actina. **3. Proceso de Acoplamiento Excitación-Contracción** El acoplamiento excitación-contracción implica varios pasos: 1. **Estimulación Nerviosa**: Un impulso nervioso llega a la fibra muscular. 2. **Liberación de Calcio**: Se libera calcio del retículo sarcoplásmico. 3. **Interacción de Proteínas**: El calcio activa la troponina, lo que permite que la miosina se una a la actina. 4. **Contracción**: Las cabezas de miosina se mueven, arrastrando los filamentos de actina hacia el centro del sarcomero. 5. **Relajación**: Cuando el estimulo cesa, el calcio se reabsorbe, y la contracción se detiene. **4. Contracción Isométrica e Isotónica** - **Contracción Isométrica**: La longitud del músculo no cambia, pero la tensión aumenta. Ejemplo: sostener un objeto pesado sin moverlo. - **Contracción Isotónica**: La longitud del músculo cambia mientras la tensión permanece constante. Se divide en: - **Concéntrica**: El músculo se acorta al contraerse. Ejemplo: levantar un peso. - **Excéntrica**: El músculo se alarga mientras se contrae. Ejemplo: bajar un peso lentamente. **5. Relación entre Estímulo y Respuesta Motora** La interrelación entre el estímulo y la respuesta motora se puede describir mediante: - **Sacudida Muscular Simple**: Respuesta rápida a un único estímulo. - **Suma de Contracciones**: Cuando múltiples estímulos se aplican en rápida sucesión, aumentando la fuerza de contracción. - **Tétanos Muscular**: Contracción sostenida resultante de estímulos repetidos que no permiten la relajación. - **Fatiga Muscular**: Disminución de la capacidad de contracción debido a la acumulación de productos de desecho, agotamiento de nutrientes o falta de oxígeno. **1. Características Anatomofuncionales del Músculo Liso** El músculo liso tiene varias características distintivas que lo diferencian del músculo esquelético y cardíaco: **Estructura** - **Células**: Las fibras musculares lisas son células alargadas y fusiformes (en forma de huso) que no presentan estriaciones visibles al microscopio. Cada célula contiene un solo núcleo central. - **Organización**: Se organizan en capas o capas concéntricas, formando parte de las paredes de órganos huecos (como intestinos, vasos sanguíneos y vejiga). - **Filamentos**: Contiene filamentos de actina y miosina, pero su disposición es diferente a la del músculo esquelético. Los filamentos de actina están anclados a cuerpos densos, que actúan como puntos de anclaje para la contracción. **Función** - **Contracción**: La contracción del músculo liso es involuntaria y más lenta que la del músculo esquelético. Puede ser sostenida durante períodos prolongados sin fatiga. - **Regulación**: La contracción está regulada por el sistema nervioso autónomo, hormonas y otros factores locales (como el estiramiento del tejido). - **Tipos de Contracción**: - **Contracción Tónica**: Mantenimiento de una contracción sostenida. - **Contracción Fásica**: Contracciones rítmicas y cortas, como las que ocurren en el intestino durante la digestión. **Propiedades** - **Plasticidad**: El músculo liso puede adaptarse a diferentes longitudes y tensiones, lo que le permite cambiar su tamaño y forma según las necesidades del órgano. - **Resistencia a la Fatiga**: Debido a su metabolismo eficiente, el músculo liso puede mantener contracciones prolongadas sin agotarse. **2. Localización** El músculo liso se encuentra en diversas partes del cuerpo, incluyendo: - **Vasos Sanguíneos**: Regula el diámetro de los vasos y, por lo tanto, la presión arterial. - **Tracto Digestivo**: Controla el movimiento de los alimentos a través de peristalsis. - **Vejiga**: Facilita la expulsión de la orina. - **Útero**: Participa en el proceso de parto **1. Tipos de Musculatura Lisa** **A. Musculatura Lisa Unitario (Simple)** - **Características**: - También conocido como músculo liso visceral. - Las células están interconectadas por uniones gap, lo que permite la propagación rápida de señales eléctricas. - Se contrae como una unidad, lo que significa que cuando una célula se contrae, las adyacentes también lo hacen. - **Ubicación**: Se encuentra en órganos huecos como el intestino, el útero y los vasos sanguíneos. **B. Musculatura Lisa Multa-Unitario** - **Características**: - Las células no están interconectadas y funcionan de manera independiente. - Cada célula recibe su propia inervación, lo que permite un control más preciso. - **Ubicación**: Se encuentra en estructuras como los músculos de los ojos (iris y cuerpo ciliar) y los grandes vasos sanguíneos. **2. Mecanismos de Contracción** La contracción del músculo liso implica varios pasos: - **Señales de Contracción**: Pueden ser hormonales, nerviosas o mecánicas (como el estiramiento). - **Aumento de Calcio Intracelular**: La contracción se inicia con un aumento en la concentración de calcio en el citosol. - **Activación de la Miosina**: El calcio se une a la **calmodulina**, formando un complejo que activa la **miosina quinasa**, que fosforila la miosina, permitiendo que se una a la actina. **3. Proceso de Acoplamiento Excitación-Contracción-Retorno** 1. **Estimulación**: Un impulso nervioso o una señal hormonal provoca la apertura de canales de calcio en la membrana celular o el retículo sarcoplásmico. 2. **Liberación de Calcio**: El calcio se libera en el citosol desde el retículo sarcoplásmico y/o entra desde el espacio extracelular. 3. **Unión a Calmodulina**: El calcio se une a la calmodulina, formando un complejo que activa la miosina quinasa. 4. **Fosforilación de Miosina**: La miosina quinasa fosforila la miosina, permitiendo que se una a la actina y comience la contracción. 5. **Relajación**: Para que ocurra la relajación, el calcio debe ser retirado del citosol, ya sea por reabsorción en el retículo sarcoplásmico o por bombeo fuera de la célula. **4. Fuentes de Calcio para la Contracción del Músculo Liso** Las principales fuentes de calcio son: - **Retículo Sarcoplásmico**: Almacena calcio y lo libera durante la contracción. - **Espacio Extracelular**: El calcio puede entrar en la célula desde el espacio extracelular a través de canales de calcio activados por voltaje o por receptores. **5. Mecanismos de Regulación de la Contracción Muscular Lisa** La contracción del músculo liso está regulada por: - **Sistema Nervioso Autónomo**: Las neuronas simpáticas y parasimpáticas liberan neurotransmisores que pueden aumentar o disminuir la contracción. - **Hormonas**: Sustancias como la adrenalina y la vasopresina pueden influir en la contracción. - **Factores Locales**: Cambios en el pH, la concentración de oxígeno y dióxido de carbono, y otros metabolitos pueden afectar la actividad muscular. - **Estiramiento**: El estiramiento del músculo liso puede provocar una contracción refleja, un fenómeno conocido como miogénico.