Fisiología Ocular y Anatomía Muscular - PDF

SEMANA 4 – FISIOLOGÍA OCULAR CAPÍTULO 50 Sistema ocular de lentes – 4 superficies de refracción: 1. Separación entre aire y cara anterior de la córnea. 2. Separación entre la cara posterior de la córnea y humor acuoso. 3. Separación entre humor acuoso y cara anterior del cristali...

SEMANA 4 – FISIOLOGÍA OCULAR CAPÍTULO 50 Sistema ocular de lentes – 4 superficies de refracción: 1. Separación entre aire y cara anterior de la córnea. 2. Separación entre la cara posterior de la córnea y humor acuoso. 3. Separación entre humor acuoso y cara anterior del cristalino 4. Separación entre la cara posterior del cristalino y el humor vítreo. Poder de refracción Aire = 1 Cornea = 1.38 Humor acuoso = 1.33 Cristalino = 1.4 Humor vitreo = 1.34 Total= 59 dioptrías Mecanismo de acomodación Proceso mediante el cual el ojo ajusta su enfoque para ver objetos a diferentes distancias. Esto se logra gracias a la acción del músculo ciliar y la elasticidad del cristalino. Contracción del Músculo Esquelético Dra. Mónica Silva Genetista Pediatra Anatomía Fisiológica del Músculo Esquelético Fibras Musculares Los músculos esqueléticos están formados por numerosas fibras con diámetros entre 10 y 80 μm. Longitud La mayoría de las fibras se extienden a lo largo de todo el músculo. Inervación Casi todas las fibras están inervadas por una sola terminación nerviosa cerca de su punto medio. El Sarcolema 1 Composición El sarcolema es una membrana que envuelve la fibra muscular, formada por la membrana plasmática y una capa externa de material polisacárido. 2 Estructura Contiene numerosas fibrillas delgadas de colágeno en su capa externa. 3 Función En los extremos de la fibra, se fusiona con fibras tendinosas para la inserción muscular. Miofibrillas y Filamentos Miofibrillas Composición Cantidad Cada fibra muscular contiene Las miofibrillas están formadas Cada miofibrilla tiene cientos o miles de miofibrillas. por filamentos de actina y aproximadamente 1.500 miosina. filamentos de miosina y 3.000 de actina. Estructura de los Filamentos Filamentos Gruesos 1 Los filamentos gruesos son de miosina. 2 Filamentos Delgados Los filamentos delgados son de actina. Puentes Cruzados 3 Los filamentos de miosina tienen pequeñas proyecciones llamadas puentes cruzados. Bandas y Discos Z Bandas I Las bandas claras contienen solo filamentos de actina y son isótropas a la luz polarizada. Bandas A Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina y los extremos de los filamentos de actina. Discos Z Los discos Z unen los filamentos de actina y atraviesan las miofibrillas. El Sarcómero 1 Definición El sarcómero es la porción de miofibrilla entre dos discos Z sucesivos. 2 Longitud En contracción, la longitud del sarcómero es de aproximadamente 2 μm. 3 Función Es la unidad funcional básica de la contracción muscular. La Proteína Titina 1 Estructura La titina es una gran molécula proteica filamentosa y elástica. 2 Función Mantiene en posición los filamentos de miosina y actina. 3 Ubicación Se extiende desde el disco Z hasta la línea M del sarcómero. El Sarcoplasma Definición El sarcoplasma es el fluido intracelular entre las miofibrillas. Composición Contiene grandes cantidades de potasio, magnesio, fosfato y enzimas proteicas. Mitocondrias Hay numerosas mitocondrias dispuestas paralelas a las miofibrillas. El Retículo Sarcoplásmico 1 Definición Es un retículo endoplásmico especializado del músculo esquelético. 2 Función Regula el almacenamiento, liberación y recaptación de calcio. 3 Importancia Es crucial para controlar la contracción muscular. Mecanismo General de la Contracción Muscular 1 Inicio Un potencial de acción viaja por la fibra motora hasta las terminales musculares. 2 Neurotransmisor Se libera acetilcolina en la unión neuromuscular. 3 Despolarización La acetilcolina provoca la apertura de canales de sodio en la membrana muscular. Propagación del Potencial de Acción Membrana Interior Retículo Sarcoplásmico El potencial de acción se propaga por La electricidad fluye hacia el centro Se estimula la liberación de iones la membrana de la fibra muscular. de la fibra muscular. calcio desde el retículo sarcoplásmico. Proceso de Contracción 1 Activación Los iones calcio inician fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina. 2 Deslizamiento Los filamentos se deslizan unos sobre otros, acortando el músculo. 3 Relajación Los iones calcio son bombeados de vuelta al retículo sarcoplásmico, cesando la contracción. Mecanismo Molecular de la Contracción Deslizamiento La contracción ocurre por deslizamiento de los filamentos de actina entre los de miosina. Acortamiento Los discos Z son traccionados hacia los extremos de los filamentos de miosina. Puentes Cruzados Las fuerzas se generan por la interacción de los puentes cruzados con la actina. Estructura de la Miosina 1 Composición Cada molécula de miosina tiene seis cadenas polipeptídicas: dos pesadas y cuatro ligeras. 2 Estructura Las cadenas pesadas forman una cola en hélice doble con dos cabezas globulares. 3 Función Las cabezas de miosina tienen actividad ATPasa, crucial para la contracción. Filamentos de Actina Estructura Composición Regulación Los filamentos de actina están La F-actina es una doble hélice de La tropomiosina y troponina formados por F-actina, moléculas de G-actina regulan la interacción actina- tropomiosina y troponina. polimerizadas. miosina. Papel del Calcio en la Contracción 1 Activación Los iones calcio se unen a la troponina C. 2 Cambio Conformacional La unión del calcio provoca un cambio en el complejo troponina-tropomiosina. 3 Exposición Se exponen los sitios activos de la actina, permitiendo la interacción con la miosina. Teoría de la Cremallera Unión Golpe Activo Ciclo Las cabezas de miosina se unen a los La cabeza de miosina se desplaza, El proceso se repite, moviendo los sitios activos de la actina. tirando del filamento de actina. filamentos de actina hacia el centro del sarcómero. Energética de la Contracción Fuente El ATP es la principal fuente de energía para la contracción muscular. Hidrólisis La escisión del ATP libera energía para el movimiento de los puentes cruzados. Ciclo El ADP se refosforila rápidamente para mantener la contracción. Relación Longitud- Tensión 1 Óptimo La máxima fuerza se genera cuando el sarcómero mide entre 2 y 2,2 μm. 2 Superposición La fuerza depende del grado de superposición entre filamentos de actina y miosina. 3 Variación La tensión disminuye con longitudes del sarcómero muy cortas o muy largas. Velocidad de Contracción 1 Sin Carga El músculo se contrae rápidamente, en aproximadamente 0,1 segundos. 2 Con Carga La velocidad de contracción disminuye al aumentar la carga. 3 Carga Máxima Con la carga máxima, la velocidad de contracción se vuelve cero. Fuentes de Energía para la Contracción ATP Fosfocreatina Glucólisis Principal fuente inmediata de Proporciona energía rápida para Degrada el glucógeno para energía, pero de cantidad limitada. refosforilar el ADP. proporcionar energía sin oxígeno. Metabolismo Oxidativo 1 Importancia Proporciona más del 95% de la energía para contracciones sostenidas. 2 Sustratos Utiliza hidratos de carbono, grasas y proteínas como combustible. 3 Eficiencia Es más eficiente pero más lento que la glucólisis anaeróbica. Eficiencia de la Contracción Muscular Conversión Menos del 25% de la energía química se convierte en trabajo mecánico. Pérdidas La mayoría de la energía se pierde como calor. Optimización La eficiencia máxima se alcanza a velocidades de contracción moderadas. Tipos de Fibras Musculares Fibras Lentas Fibras Rápidas Distribución Pequeñas, rojas, con muchas Grandes, blancas, con pocas Los músculos contienen una mitocondrias. Ideales para mitocondrias. Ideales para fuerza mezcla de ambos tipos de fibras. resistencia. explosiva. Unidad Motora 1 Definición Conjunto de fibras musculares inervadas por una sola motoneurona. 2 Tamaño Varía desde pocas fibras en músculos precisos hasta cientos en músculos grandes. 3 Función Permite el control fino de la fuerza muscular. Hipertrofia y Atrofia Muscular Hipertrofia Atrofia Adaptación Aumento del tamaño muscular Disminución del tamaño muscular Los músculos se remodelan por incremento de filamentos por desuso o denervación. constantemente según las contráctiles. demandas funcionales. Fatiga Muscular 1 Causas Agotamiento de glucógeno y alteraciones en la transmisión neuromuscular. 2 Progresión La fuerza muscular disminuye gradualmente con el ejercicio prolongado. 3 Recuperación Requiere reposición de sustratos energéticos y reparación de daños celulares. Distrofia Muscular Definición Grupo de trastornos hereditarios que causan debilidad muscular progresiva. Duchenne Forma común causada por falta de distrofina. Afecta principalmente a varones. Mecanismo La falta de distrofina desestabiliza la membrana muscular, llevando a la degeneración. Investigación y Perspectivas Futuras 1 Terapia Génica Se investigan tratamientos para corregir defectos genéticos en distrofias musculares. 2 Ingeniería Tisular Se desarrollan técnicas para regenerar tejido muscular dañado. 3 Farmacología Se buscan fármacos para mejorar la función muscular en diversas patologías.