Contracción del Músculo Esquelético

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Contracción del Músculo Esquelético
Capítulo 6
40% del cuerpo es músculo esquelético, y un 10% es músculo liso y cardíaco.
Los Músculos Esqueléticos, están formados por numerosas fibras cuyo diámetro es de 10 a 80 micrómetros. 
 Cada una de estas fibras es formada por subunidades menores.
 En la mayor parte de este músculo las fibras se extienden en toda su longitud y habitualmente (excepto el 2%) están inervadas por una sola terminación nerviosa localizada cerca del punto medio de la misma.
· SARCOLEMA
Es la membrana celular de la fibra muscular, está formado por una membrana celular, denominada membrana plasmática, y una cubierta externa que contiene numerosas fibrillas delgadas de colágeno.
 En cada extremo la capa superficial del sarcolema se fusiona con una fibra tendinosa y éstas a su vez se agrupan en haces para formar los tendones musculares que se insertan en los huesos.
MIOFIBRILLAS: FILAMENTOS DE ACTINA Y MIOSINA
· Cada fibra muscular contiene varios cientos a miles de miofibrillas.
· Cada miofibrilla está formada por 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina responsables de la contracción.
· Los filamentos se Inter digitan y aparecen bandas claras y oscuras.
· Las bandas claras contienen solo filamentos de actina denominadas bandas I.
· Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina denominadas bandas A.
· La interacción entre los puentes cruzados y los filamentos de actina producen la contracción.
· Los extremos de los filamentos de actina están unidos al disco Z. Desde este disco los filamentos se extienden en ambas direcciones para inter digitarse con los filamentos de miosina.
· El disco Z esta formado por proteínas filamentosas distintas de filamentos de actina y de miosina.
· La porción de la miofibrilla que esta entre dos discos Z sucesivos se denomina Sarcómero.
¿QUIEN MANTIENE EN SU LUGAR A LOS FILAMENTOS DE ACTINA Y DE MIOSINA?
Una proteína filamentosa y muy elástica llamada titina, que actúa como armazón que mantienen en su posición a los filamentos de actina y miosina, de modo que funcione la maquinaria contráctil del sarcómero
SARCOPLASMA
Los espacios entre las miofibrillas están llenos de líquido intracelular denominado sarcoplasma que contiene grandes cantidades de potasio, magnesio y fosfato, además de múltiples enzimas proteicas. 
 También posee mitocondrias que proporciona grandes cantidades de energía (ATP). 
RETÍCULO SARCOPLÁSMICO
En el sarcoplasma que rodea a las miofibrillas de todas las fibras musculares, se encuentra un extenso retículo sarcoplasmático, que es muy importante para controlar la contracción muscular. 
 Los tipos de fibras musculares muy rápidas tienen retículos sarcoplásmicos extensos.
MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
1. Un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra motora hasta sus terminaciones sobre las fibras musculares.
2. En cada terminal el nervio secreta acetilcolina.
3. La acetilcolina actúa en una zona local de la membrana de la fibra muscular para abrir múltiples canales “activados por acetilcolina”.
4. La apertura de los canales activados permite que grandes cantidades de sodio difundan hacia es interior de la membrana iniciando un potencial de acción.
5. El potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular.
6. El potencial de acción despolariza la membrana muscular y hace que el retículo sarcoplásmico, libere grandes cantidades de iones de calcio.
7. Los iones de calcio inician las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y de miosina haciendo que se produzca el proceso contráctil.
8. Después de una fracción de segundo los calcios retornan al retículo sarcoplásmico hasta que llega un nuevo potencial de acción. Esta retirada hace que cese la contracción muscular.
Mecanismo de deslizamiento de los filamentos de contracción muscular
· En estado relajado: Los extremos de los filamentos de actina entre dos discos Z sucesivos, apenas se superponen entre sí.
· En estado contraído: Los filamentos de actina son traccionados hacia los filamentos de miosina, de modo que sus extremos se superponen entre sí en su máxima extensión.
CARACTERISTICAS MOLECULARES DE LOS FILAMENTOS CONTRACTILES
· Filamentos de miosina: Compuestos por múltiples (200+) moléculas de miosina. 
· Miosina: Tiene cuerpo y cabezas, que son proyecciones laterales que forman un brazo, extendiendo la cabeza hacia fuera del cuerpo. Las proyecciones de los brazos y cabezas forman los puentes cruzados. Ellas tienen flexibilidad entre el brazo y el cuerpo, llamados de dobradizas.
· ¿Para qué todo eso? ¡Para hacer la contracción! 
· ¡Cabeza de miosina utiliza ATP para moverse!
· Filamentos de actina: son compuestos por actina, tropomiosina y troponina.
· Tropomiosina: proteína en espiral nos surcos de la doble hélice de actina F. Durante el reposo, la tropomiosina recubre los locales activos del filamento, eso impide que ocurra atracción entre filamentos de actina y miosina para producir contracción.
· Troponina: participa de la regulación de la contracción muscular. Compuesta por 3 subunidades: Troponina I es ligada con actina. Troponina T es ligada con tropomiosina. Troponina C es ligada con iones de calcio. 
TEORÍA Del walk- along DE LA CONTRACCIÓN
(catraca)
Cuando una cabeza de miosina se une a un sitio activo, la cabeza se inclina automáticamente hacia el brazo que está siendo atraído hacia el filamento de actina. Esta inclinación de la cabeza se llama golpe activo. Luego la cabeza se separa y recupera su dirección perpendicular normal
ATP COMO FUENTE DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN
· Cuanto mayor sea la magnitud del trabajo que realiza el músculo mayor será la cantidad de ATP degradada, lo que se denomina efecto Fenn.
ENERGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
· Cuando un músculo se contrae contra una carga, realiza un trabajo.
· El trabajo se define mediante la siguiente ecuación:
T= C x D
· Donde:
· T= Trabajo generado	
· C= Carga	
· D= Distancia
FUENTES DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
· FOSFOCREATINA: La energía combinada del ATP y de fosfocreatina almacenados en el músculo es capaz de producir una contracción muscular máxima durante sólo 5 a 8 seg. 
· GLUCÓLISIS DEL GLUCÓGENO: La importancia de este mecanismo es doble. La glucólisis permite contracciones aún sin oxígeno durante muchos segundos y a veces hasta más de 1 min; sin embargo, la velocidad de formación de ATP es tan rápida que la acumulación de productos finales de la glucólisis sólo permite mantener una contracción muscular máxima después de 1 min.
· METABOLISMO OXIDATIVO: Más del 95% de toda la energía que utilizan los músculos para una contracción sostenida a largo plazo viene de esta fuente. Para una actividad máxima a muy largo plazo, de (muchas horas) procede de las grasas; aunque para períodos de 2 a 4 horas hasta la mitad de la energía procede de los carbohidratos.
· Contracción isométrica - Cuando el músculo no se acorta durante la contracción. No hay movimiento articular.
Es estática.
· Contracción isotónica -Cuando se acorta pero la tensión del músculo permanece constante durante la contracción. Es dinámica.
FIBRAS TIPO I – LENTAS
· Son fibras rojas.
· Obscuras.
· Aeróbicas.
· Contracción lenta.
· Tónicas.
· Predominan en músculos del tronco.
· Son fibras de resistencia.
· Fibras pequeñas inervadas por fibras nerviosas más pequeñas.
· Vascularización y capilares más extensos para aportar cantidades adicionales de oxígeno.
· Numerosas mitocondrias para mantener niveles elevados de metabolismo oxidativo.
· Fibras que contienen grandes cantidades de mioglobina.
FIBRAS DE TIPO II (RÁPIDAS)
· Blanca y Claras.
· Anaeróbicas.
· Contracción rápida y Fásicas.
· Relacionadas con el movimiento.
· Predominan en las extremidades.
· Predominan en levantadores de pesas, lanzadores atléticos.
1. Grandes para obtener gran fuerza de contracción.
2. Retículo sarcoplásmico extenso para la liberación de calcio.
3. Enzimas glucolíticas para la liberación de energía mediante proceso glucolítico.
4. Vascularizaciónmenos extensa.
5. Menos mitocondrias, porque el metabolismo oxidativo es secundario.
MECÁNICA DE LA CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
· Unidad Motora- Es el conjunto de todas las fibras musculares que son inervadas por una única fibra nerviosa
· TODOS AS FIBRAS MUSCULARES EM COMUM FORMAM UMA UNIDADE MOTORA
· Los músculos pequeños que reaccionan rápidamente y cuyo control debe ser exacto tienen más fibras nerviosas para menos fibras musculares
· CONCLUSIÓN: TOTALMENTE DEPENDIENTES.
TONO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO - Incluso cuando los músculos están en reposo habitualmente hay una cierta cantidad de tensión, que se denomina tono muscular
FATIGA MUSCULAR
· Producida por la contracción prolongada e intensa de un músculo
· Aumenta en proporción directa a la velocidad de depleción del glucógeno muscular y por tanto hay incapacidad para seguir generando el mismo trabajo.
· La disminución tambien ocurre en la unión neuromuscular después de un ejercício intenso, bien como la interrupción del flujo sanguíneo a través de un músculo que se está contrayendo da lugar a una fatiga muscular casi completa en un plazo de 1 a 2 min. debido a la pérdida de aporte de nutrientes, especialmente de oxígeno.
HIPERTROFIA Y ATROFIA MUSCULAR
· Cuando se produce un aumento de la masa total de un músculo se denomina hipertrofia muscular.
· Toda hipertrofia se debe a un aumento del número de filamentos de actina y miosina en cada fibra muscular dando lugar a un aumento de tamaño o una hipertrofia de la fibra.
· Aparece cuando el músculo está sometido a carga durante el proceso contráctil y son necesaria pocas contracciones intensas cada día para producir una hipertrofia significativa en un plazo de 6 a 10 semanas. 
· Cuando un músculo no se utiliza durante muchas semanas, la velocidad de disminución de las proteínas contráctiles es mucho más rápida que la velocidad de sustitución. Por tanto, se produce atrofia muscular.
AJUSTE DE LA LONGITUD MUSCULAR
Es otro tipo de hipertrofia que se produce cuando los músculos son distendidos hasta una longitud mayor de lo normal. 
 Esto hace que se añadan nuevos sarcómeros en los extremos de las fibras musculares, donde se unen a los tendones.
HIPERPLASIA DE LAS FIBRAS MUSCULARES
Es el aumento del número de fibras, Cuando aparece, el mecanismo es la división lineal de fibras que estaban previamente aumentadas de tamaño
 A - Normal
 B - Hipertrofia
 C - Hiperplasia
EFECTOS DE LA DENERVACIÓN MUSCULAR
· Cuando un músculo pierde su inervación comienza la atrofia casi inmediatamente. 
· Después de 2 meses comienzan cambios degenerativos en las fibras.
· Si la inervación se restaura rápidamente la recuperación aparece en un plazo de 3 meses.
· En la fase final la mayor parte de fibras son destruidas o sustituidas por tejido fibroso y adiposo lo que conlleva a una posterior contractura. 
RIGIDEZ CADAVÉRICA
· Varias horas después de la muerte, todos los músculos del cuerpo entran en un estado de contractura denominado rigidez cadavérica, debido a la pérdida de todo el ATP, que es necesario para producir la separación de los puentes cruzados que se origina en los filamentos de actina durante el proceso de relajación.
· El músculo permanece rígido hasta que las proteínas se deterioran (15 a 25 hs) lo que probablemente se debe a la autolisis que producen las enzimas que liberan los lisosomas.