Fisiologia Tejidos Muscular

7/23/2019 Fisiologia Tejidos Muscular

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Fundación H.A. Barceló – Facultad de Medicina

LICENCIATURA EN NUTRICION

PRIMER AÑO

FISIOLOGIA

MODULO 8

1



MODULO 8: Fisiología del Sistema Muscular

OBJETIVOS

- Relacionar la estructura de los músculos con su función.

- Analaizar la función de los músculos esqueléticos.

- Comparar las estructuras y funciones de los distintos tipos de músculo.

- Resaltar la imprtancia del Ca++ en la función muscular.

EJES TEMÁTICOS

- Clasificación de los músculos.

- Estructura del músculo esquelético.

- Sarcómero y contracción muscular.

- Músculo cardíaco.

- Músculo liso.

MARCO TEÓRICO

Los movimientos corporales -voluntarios e involuntarios- están directamente relacionados

con la acción de los músculos. Existen distintos tipos de músculos: los esqueléticos , están

asociados a huesos y articulaciones y son los responsables de la locomoción; los

músculos lisos , son responsables de los movimientos de órganos vicerales, y el músculo

cardíaco está involucrado en el funcionamiento del corazón.

Los músculos esqueléticos son de contracción voluntaria y su estructura y funcionamiento

serán analizados en particular. En estos músculos, el número de células no aumenta con

con el ejercicio, simplemente se agrandan las ya existentes.

En la contracción muscular, el calcio juega un palel escencial. Los canales de calcio son

canales iónicos en la membrana plasmática de las fibras musculares, que permiten la

entrada de iones Ca++ al citosol. Así, aumenta la concentración intracelular de este ion y

se produce una despolarización, lo que constituye la señal para iniciar la contracción.

Fundación H.A. Barceló - Facultad de Medicina



Lección 1: Funciones del Sistema Muscular

1. Organización del Músculo Esquelético

La función de los músculos se relacione no solo con el movimiento y el mantenimiento de la

postura, sino también con la producción de calor por parte de la masa muscular para el

mantenimiento de la homeostasis. En condiciones normales, la temperatura ambiente está

por debajo de la de nuestro cuerpo, por lo que la activdad muscular ayuda a mantenerel

calor necesario para nuestro funcionamiento. Asimismo, si la temperatura externa es muy

baja se produce el temblor: los músculos esqueléticos se contraen y relajan repetidamente

generando calor.

La unión de un músculo esquelético a un hueso inmovil constituye el origen ; la unión a un

hueso que se mueve cuando ese músculo se contrae, constituye la inserción .

Según su accionar, los músculos pueden clasificarse en:

Agonistas : se contraen y producen el movimiento deseado. Se denominan también

Motor Primario.

Antagonistas : músculos que se oponen a la acción de un agonista. Se relajan si el otro

se contrae y viceversa.

Sinergistas : complementan la acción de un agonista.

Fijadores : músculos que afirman los extremos proximales de una extremidad.

Todos los músculos pueden actuar como agonistas y antagonistas o sinergistas, según

las circunstancias.

Los músculos esqueléticos están constituidos por células denominadas fibras musculares ,

que están rodeadas por una capa o endomisio . Las fibras se disponen agrupdas en

haces, rodeados por el perimisio . A su vez, los haces forman el músculo, rodeado por el

epimisio o aponeurosis.




Las fibras musculares esqueléticas son estriadas. Su contracción está estimulada por

neuronas motoras somáticas.

Las fibras musculares esqueléticas están constituidas pro miofibrillas . Estas miofibrillaspresentan sarcómeros , que son unidades estructurales y funcionales para la contracción.

En las fibras musculares, la membrana plasmática se denomina sarcolema y el retículos

endoplásmico es el retículo sarcoplásmico .

Estas células presentan numerosas mitocondrias ya que requieren mucha energía para su

funcionamiento.

Las miofibrillas están constituidas por proteínas: actina y miosina, que actúan en la

contracción muscular. La actina se dispone en miofilamentos finos , mientras que lamiosina constituye los miofilamentos gruesos .

Figura 1: Estructura de un músculo esquelético.Relación entre fibras musculares y tendón.

Dis osición de las fibras los haces.




Durante la contracción muscular se produce el deslizamiento de los filamentos de actina y

miosina, pero no su acortamiento.

Figura 2: Estructura de una célula o fibra muscular.

Figura 3: Estructura ultramicroscópica de un sarcómero. Elsarcómero es la unidad estructural y funcional de la contracción.




Un músculo se contrae cuando los filamentos delgados se deslizan a través de los

gruesos, para lo cual se requiere energía en forma de ATP.

2. Contracción Muscular

En la década de los años 50, el británico A. F. Huxley y otros investigadores, propusieron

lo que se empezó a conocer como el modelo de deslizamiento de filamentos de la

contracción muscular. Este trabajo, que obtuvo el premio Nóbel, propone un modelo que

explica la relación entre la estructura de un sarcómero y su función.

De acuerdo con el modelo, un sarcómero se contrae (acorta) cuando los filamentos

delgados se deslizan a través de los filamentos gruesos. Según el modelo de Huxley, los

filamentos delgados se mueven hacia la mitad del sarcómero durante la contracción.Cuando el músculo está contraído por completo, los filamentos delgados se superponen

en la mitad del sarcómero.

La contracción sólo acorta el sarcómero; no cambia las longitudes de los filamentos

gruesos ni de los delgados. Un músculo puede contraerse a casi la mitad de su longitud

cuando se acortan todos sus sarcómeros.

¿Qué hace que los filamentos delgados se deslicen cuando se contrae un sarcómero?Siguiendo la idea de Huxley, los investigadores han buscado respuestas a nivel

molecular. Los eventos clave son las interacciones que consumen energía entre las




moléculas de miosina de los filamentos gruesos y la actina de los delgados. Las

microfotografías muestran que partes moléculas de miosina, llamadas cabezas , se unen

en sitios específicos con los filamentos delgados. La energía para el deslizamiento

proviene del ATP (adenosín trifosfato). Los iones de Ca++ también son esenciales para la

contracción muscular ya que activan los eventos iniciales del deslizamiento.

¿Cómo se realiza el deslizamiento?

1. El ATP se une a una cabeza de miosina, provocando que la cabeza se separe de

un sitio de unión en la actina. (Solo están indicados dos de muchos sitios de unión.)

2. A continuación, la energía está disponible para la contracción cuando el ATP se

degrada (hidroliza) en ADP (adenosín di fosfato) + Pi (fosfato inorgánico), los

cuales permanecen enlazados con la cabeza. La cabeza gana algo de la energía,

y como resultado cambia de posición. En su posición nueva, la cabeza de miosina

queda lista para unirse en otro sitio sobre la molécula de actina.




3. Entonces el Ca++ comienza a intervenir, actuando como un gatillo molecular,

abriendo un sitio de unión en la molécula de actina y posibilitando que la cabeza de

miosina se una a la actina.

4. El suceso molecular que en realidad causa el deslizamiento se denomina impulso

motor . La cabeza de miosina se dobla cuando el ADP y el Pi se desprenden deella. El doblez impulsa el filamento delgado hacia el centro del sarcómero (en la

dirección de la flecha). Después del impulso motor, se une más ATP a la cabeza de

miosina, y todo el proceso se repite. En el siguiente impulso motor, la cabeza de

miosina se pega a otro sitio de unión delante del anterior en el filamento delgado,

más cerca de la línea Z. Todo este proceso se repite una y otra vez en un músculo

en contracción.




Aunque en la figura solo se muestra una cabeza de miosina, un filamento típico contiene

alrededor de 350 cabezas, cada una de las cuales puede unirse y desunirse a un

filamento delgado alrededor de cinco veces por segundo. Para evitar que los filamentos

se deslicen de regreso durante la contracción, algunas cabezas de miosina mantienen los

filamentos delgados en posición, mientras que otros alcanzan nuevos sitios de unión. Elproceso continúa hasta que el músculo está contraído por completo, o hasta que se de-

tenga la contracción.

El modelo de deslizamiento de filamentos explica cómo se contraen los sarcómeros de los

músculos esqueléticos.

3. Las neuronas motoras estimulan la contracción muscular

Los sarcómeros de una fibra muscular no se contraen por sí solos. Para que se

contraigan, deben ser estimulados por las neuronas motoras. Una neurona motora típica

puede estimular a

más de una fibra

muscular, debido a

que cada neurona

tiene muchasramificaciones. Las

llamadas unidades

motoras , están

formadas por una

neurona y todas las

fibras musculares

que controla. Una

neurona motora

tiene las dendritas y

los cuerpos

celulares en el

sistema nervioso

central.

Los axones forman

sinapsis, llamadas

uniones




neuromusculares , con las fibras musculares.

Cuando una neurona motora emite un potencial de acción (impulso nervioso), los botones

sinápticos situados en el extremo de la neurona liberan el neurotransmisor acetilcolina .

La acetilcolina se difunde a través de las uniones neuromusculares hasta las fibras

musculares, haciendo que se contraigan todas las fibras de la unidad motora de manerasimultánea.

La organización de las neuronas individuales y de las células musculares en unidades

motoras es la clave de la acción de músculos enteros. Sabemos que podemos variar la

cantidad de fuerza que pueden desarrollar los músculos. Quien practica deportes, por

ejemplo, puede variar la cantidad de fuerza desarrollada por el bíceps y el tríceps varias

veces durante el transcurso de un encuentro deportivo. La habilidad para hacerlo

depende principalmente de la naturaleza de las unidades motoras. Cada neurona motoraen un músculo grande, como el bíceps, puede llegar a muchos cientos de fibras

esparcidas en el músculo.

Sin embargo, la estimulación del músculo por parte de una neurona motora, sólo

produciría una contracción débil. Se producen contracciones más enérgicas cuando se

activan unidades motoras adicionales. Por tanto, dependiendo de cuántas unidades

motoras ordene el cerebro que se contraigan, puede aplicarse una pequeña cantidad de

fuerza para levantar un tenedor o, mucha más, como para levantar un libro de mil

páginas.

En los músculos que requieren un control preciso, como aquellos que controlan los

movimientos de los ojos, una neurona motora puede controlar solo una fibra muscular.

¿Qué hace una neurona motora para que se contraiga una fibra muscular?

Los sucesos iniciales de estímulo son los mismos que los que ocurren en una sinapsis

entre dos neuronas del sistema nervioso: la acetilcolina que se difunde a través de la

unión neuromuscular cambia la permeabilidad de la membrana plasmática de la fibra

muscular. El cambio activa potenciales de acción que pasan con rapidez a través de la

membrana de la célula muscular. Los potenciales de acción pasan entonces hacia el

interior de la célula muscular a lo largo de la membrana del retículo sarcoplásmico. Dentro

de la célula, los potenciales de acción que el retículo endoplasmático (RE) libere Ca++ en

el citoplasma. El Ca++ activa entonces el enlace de la miosina con la actina, iniciando el

deslizamiento de filamentos, como se mencionó anteriormente. Cuando un músculo se

relaja, el proceso se invierte: las neuronas motoras dejan de emitir potenciales de acción




a las fibras musculares, el RE bombea Ca++ desde el citoplasma hacia su interior, y los

sarcómeros dejan de contraerse.

Para obtener más información sobre este tema le sugerimos recurrir a:

http://www.answers.com/main/ntquery;jsessionid=bjf8rfpg3odt2?method=4&dsid=501&dekey=musculus&curtab=501_1&sbid=lc04a&linktext=musculus

http://www.uned.es/catedraunesco-ead/

4. El papel de la Creatina fosfato

Durante una actividad muscular intensa y sostenida, el gasto de ATP por parte del músculo

es mayor que su producción. Por esto, para producir más ATP, el ADP se une a un fosfato

procedente de otra molécula denominada creatina fosfato o fosfocreatina :

Creatina-P + ADP Creatina + ATP

La creatina (ácido 2-carbamimidoil-metil-aminoacético) es muy utilizada por personas que

hacen deportes de alta exigencia en esfuerzo muscular, dado que promueve la síntesis de

ATP en los músculos. Si bien el organismo produce creatina, se la puede obtener como

suplemento dietario o ingerir en alimentos como carnes, lácteos y huevos.

Para obtener más información sobre este tema le sugerimos recurrir a:

http://usuarios.lycos.es/ASESPP/creatina.html

Ácido ( α -metilguanido)acético.Creatina




Lección 2: Funciones del Músculo Liso y el Cardíaco

1. El Músculo Liso

Se encuentra en las paredes del tracto digestivo, la vejiga, las arterias y demás órganos

internos. Las fibras del músculo liso tienen forma alargada y no presentan sarcómeros. Se

contraen con mayor lentitud que las fibras esqueléticas, pero pueden mantenerse contraídas

por más tiempo.

A diferencia del músculo esquelético, no está sujeto al control conciente.

Las unidades de miosina se disponen de manera perpendicular al eje longitudinal de los

filamentos gruesos, de modo tal que se pueden unir a la actina a todo lo largo del

filamento.

Durante la contracción, las despolarizaciones en la membrana plasmática son graduales y

se transmiten de una fibra muscular lisa a otra contigua. Al igual que en el músculo

esquelético, la despolarización y apertura de canales de Ca++ en la membrana estimula

la entrada del ión, que se une a la proteína calmodulina en el citoplasma. Luego, este

complejo activa a la miosina, las cabezas se fosforilan y se unen a la actina y se produce

la contracción.




Los músculos lisos pueden ser de unidad única si sus fibras se interconectan mediante

uniones comunicantes a través de la membrana plasmática. Si no existe esta forma de

conexión, son músculos lisos de unidades múltiples .

Las uniones comunicantes o nexus fueron descriptas en el Módulo 2, Lección 2 del

presente curso.Las neuronas del sistema autónomo liberan neurotransmisores a lo largo de toda su zona

de contacto con las células musculares lisas.

Fibra muscular lisa




2. El Músculo Cardíaco

El músculo cardíaco es estriado y sus fibras están organizadas en sarcómeros.

Al contrario de lo que ocurre en los músculos esqueléticos cuya contracción requiere de la

estimulación nerviosa, los potenciales de acción en el corazón se originan en las propias

células del miocardio y la contracción del corazón no requiere de estimulación por parte

de neuronas. Estos potenciales pueden pasar de una fibra cardíaca a otra, pues las

células miocárdicas están interconectadas mediante uniones comunicantes.

Las uniones comunicantes son canales que atraviesan las membranas plasmáticas de

células adyacentes, permitiendo la conducción de implulsos de una célula a la siguiente.


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