Tema 3 FAI Fisiologia muscular (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Biología - 2º curso
Asignatura Fisiologia Animal I
Año del apunte 2014
Páginas 7
Fecha de subida 08/02/2015
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Apunts del curs 2013/14, de la professora Amalia.

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Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB TEMA 3.- FISIOLOGÍA MUSCULAR tipos de tejido muscular, características anatómicas y funcionales La función principal del tejido muscular es transformar la energía química en energía mecánica en respuesta a estímulos nerviosos u hormonales. Lleva a cabo varias funciones, como por ejemplo fuerza, movimiento, presión, almacenamiento y movilización de sustancias, generación de calor. Las propiedades que tiene son su contractilidad, elasticidad, extensibilidad y excitabilidad.
● Liso: es el visceral. Está regulado por el SNAutónomo, hormonas, factores físicos, mediadores químicos. Es el llamado involuntario.
● Estriado: se subdivide en cardíaco y esquelético ○ Cardíaco: explicado anteriormente ○ El tejido muscular esquelético representa aproximadamente el 40% del cuerpo humano y es el encargado de realizar el trabajo físico. También es llamado neurógeno o voluntario porque lo regula el SNC. Va unido a los huesos por los tendones. Está formado por fascículos, que están formados por fibras, que están formados por fibrillas, que están formados por filamentos de actina y miosina. Éstos al microscopio se disponen en sarcómeros repetitivos a lo largo de la fibra, por eso se llaman estriados (patrón de imagen banda clara-banda fosca). Hay aproximadamente unas 1500 filamentos de miosina por cada 3000 de actina. Además de esas dos (que son las que forman los puentes cruzados que permiten el movimiento) hay otras proteínas como la ribulina, (que no es elástica y hace que la actina mantenga su longitud durante la contracción) y la quitina (que es elástica y ancla la miosina a discos ß y la estabiliza haciendo que el sarcómero recupere su longitud).
Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB El acoplamiento entre la acción eléctrica y la contracción se inicia con la liberación de acetilcolina al espacio sináptico, la cual se une a receptores colinérgicos nicotínicos ionotrópicos, que tienen una estructura pentamérica (2α, que se une a la acetilcolina, 2ß y 1γ). Una vez abiertos los suficientes receptores se crea el potencial de acción. Los túbulos T permiten que el potencial de acción avance en profundidad y es responsable de la abertura de los canales DHP (dihidropridina), los cuales están conectados a receptores de rianodina en el retículo sarcoplasmático, que cuando se activan permiten la salida de Ca2+. Este Ca2+ dará lugar a la contracción, ya que la actina tiene asociadas la tropomiosina y la troponina (TnT, TnI, que inhibe el punto activo de la actina, y TnC, que detecta Ca2+). Cuando el Ca2+ se une a la TnC, el punto activo se libera por un cambio de conformación de la troponina, lo cual permite la contracción. Este proceso termina con el bombeo de Ca2+ de vuelta al retículo sarcoplasmático.
Cuando el calcio se bombea de nuevo al retículo sarcoplasmático permanecerá unido a la calsecuestrina. Es importante destacar la procedencia intracelular de este calcio (del retículo sarcoplasmático). Los gradientes iónicos se restablecen por los mecanismos de transporte de la membrana celular.
Resumen actividad de la musculatura esquelética liberación de acetilcolina por el terminal axónico Unión al receptor Desarrollo del en la placa motora de acción potencial Propagación del potencial de acción por los túbulos T Liberación del calcio del retículo sarcoplasmático Unión del Deslizamiento calcio de a la los troponina filamentos Bloqueo por la tropomiosina de las zonas de unión a la miosina Transporte de Ca por bombas al retículo sarcoplasmático Los motoneuronas tienen el soma en las astas de la médula espinal. Las astas se dividen en: ● Astas dorsales: núcleos sensoriales somáticos. La información sensorial va a éstas y luego al SNC.
● Astas ventrales: núcleos motores somáticos.
Ambas informaciones (superior e inferior) se median en la propia médula, los centros superiores hacen que yo tenga la voluntad de moverme, luego la corteza cerebral Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB se desentiende y se regula sólo a nivel local. La información que va a la motoneurona proviene de los centros superiores, pasa a la médula y luego al músculo. Después se va enviando de nuevo a la corteza para irlo ajustando la corteza regulará y ajustaría mi posición en el espacio). Esto se llama procesamiento de información cortico-espinal.
Unidad motora Llamamos unidad motora a una motoneurona y a todas las fibras que inerva. Una fibra sólo puede ser inervada por una motoneurona, pero una motoneurona puede inervar varias fibras musculares. Hay unidades motoras: ● Pequeñas, donde la motoneurona inerva pocas fibras. Esto pasa en los músculos donde no hay que hacer una intensidad de fuerza muy grande pero los movimientos tienen que ser muy precisos.
● Grandes, donde la motoneurona inerva bastantes fibras musculares. Están asociadas a músculos de actividad intensa y poca precisión.
El aumento en la fuerza de contracción se logra por dos mecanismos no excluyentes entre ellos: 1.- Reclutamiento de unidades motoras a medida que la intensidad de fuerza que tiene que hacer el músculo va aumentando. Sigue el principio del tamaño: van reclutándose unidades motoras de más pequeñas a más grandes. No se manifiesta el reclutamiento porque éste y la contracción son asincrónicos: se equilibran y no se percibe. Cuando el esfuerzo acaba el orden en que se des-inervan las unidades motoras es el inverso al que se han inervado: de más grandes a más pequeñas. Las unidades motoras más pequeñas son las que tienen el umbral de excitación más bajo, y viceversa.
2.- Sumación de frecuencia. Mientras el potencial de acción en la fibra muscular tiene polarización y despolarización. La tensión de la contracción tiene un origen distinto del potencial de acción. Por eso podemos mantener algo cogido durante bastante rato, por ejemplo, y no salta el periodo refractario absoluto.
La fibra nerviosa tiene un periodo refractario absoluto y relativo, pero la muscular no tiene ninguno. Si cuando se está relajando se produce un nuevo estímulo se produce automáticamente una contracción muscular nueva. A eso se le llama sumación de las ondas de contracción. La tetania muscular es una contracción muscular sostenida, donde no se deja relajar al músculo (como por ejemplo aguantar algo durante mucho rato). Esto puede acabar en agotamiento muscular, y se asocia a falta de reservas energéticas y a la producción de metabolitos que frenan la contracción. La tetania no tiene por qué llevar siempre a fatiga.
Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB Incluso cuando están en reposo, los músculos presentan un tono muscular, que es lo que definimos como la resistencia pasiva al estiramiento. Si esto no existiera nos caeríamos al quedarnos quietos. El movimiento muscular se produce a partir del tono. Respecto a esto, existen dos tipos de contracciones musculares: ● Isotónicas: se mantiene el tono del músculo pero varía su longitud (ejemplo, mover un objeto) ● Isométricas: se mantiene la longitud del músculo pero varía su tono (ejemplo, moverse).
Cualquier actividad cotidiana suele mezclar estos dos tipos de contracción.
Energética de la contracción muscular Igual que en cualquier otra celula, las celulas musculares necesitan energía, pero estas tienen la peculiaridad de que pueden modificar su actividad metabólica muy rápidamente en función a sus necesidades en ese momento.
Pcr: fosfocreatina. Es el que contribuye al esfuerzo en los primeros segundos. Es el más rápido, pero pasados los 12-15 segundos se agota. Glucógeno láctico: tarda más en iniciarse y se pone en marcha más lentamente, pero aguanta más tiempo. El aeróbico en principio es de duración indefinida. Sólo pueden hacerlo las fibras musculares de tipo I y IIa Los sistemas son redundantes y se ponen en marcha a la vez, es decir el cuerpo activa todos los mecanismos porque no sabe hasta qué punto va a necesitar sistemas activados.
Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB Fibras musculares ● Músculo blanco: es el encargado de hacer los movimientos puntuales, como moverse, correr, etc.
● Músculo rojo: tiene este tono porque necesita mucho aporte energético y por lo tanto está muy bañado por capilares sanguíneos. Es el que nos sostiene, nos da la postura, etc.
Todos los músculos tienen una mezcla de ambos tipos, aunque en diferentes proporciones.
Dos conceptos interesantes para distinguir las fibras musculares en base al tipo de contracción y la resistencia a la fatiga.
Sabemos que la proporción de fibras rojas y blancas no varía con el entrenamiento porque ese es un factor puramente morfogenético, pero si que podemos aumentar nuestra masa muscular y mejorar las reacciones en cascada que aportan energía.
Musculatura lisa (visceral, involuntaria) La corteza cerebral no participa, por eso es llamada involuntaria. El tono muscular base que tiene permite que las vísceras mantengan su forma y por tanto su capacidad (por ejemplo en la vejiga, o en los vasos sanguíneos). En algunos puntos hay un tono muy alto porque se forman esfínteres, que se mantienen en contracción tónica (por ejemplo el cardias del estómago). Encontramos movimientos: ● Multiunitarios: las fibras se contraen independientemente, y normalmente está inervado por el SNAutonomo ● Unitario/Sincitial: la contracción se da en todas las fibras a laa vez. Controlado por el SNC, hormonas, factores físicos (estímulos nerviosos, hormonales o mecánicos respectivamente). Frente a cualquiera de estos el músculo se contrae como un todo.
El potencial de acción de la musculatura lisa es aproximadamente -70mV, aunque existen algunas excepciones.
Los receptores no están localizados en determinadas zonas (como pasaba en la placa motora cuando hablabamos de musculatura esquelética)sino que están repartidos.
En la musculatura lisa, además de receptores de acetilcolina (colinérgicos de tipo muscarínico) hay receptores de adrenalina y noradrenalina (que son adrenérgicos). En una misma fibra puede haber de ambos tipos.
La musculatura lisa no tiene las proteínas contráctiles dispuestas en sarcómeros, sino que están dispersas uniéndose en cuerpos densos. Las GAP-junction son las uniones que hay entre fibras. No hay ni troponina ni Fisiologia Animal I: Sistemas túbulos T, pero si que hay actina y miosina.
2n Biologia UAB La musculatura lisa tiene un potencial de acción que oscila, hay ondas base sobre las que se genera el potencial de acción.
Cuando se excita y se alcanza el umbral para el potencial de accion, entra Ca extracelular, que está acumulado en caveolas. La entrada masiva de Calcio extracelular abre los canales para el calcio del retículo sarcoplasmático, de donde sale aún más calcio. Este se une a la calmodulina en el citoplasma activando una quinasa de las cadenas ligeras de la miosina. ésta fosforila las cadenas ligeras de miosinas y confiere actividad ATPásica, y se unen los puentes cruzados con actina y se contrae el músculo.
La contracción acaba con el calcio devolviéndose a sus orígenes por bombas específicas, restableciéndose las []de Ca, Na, Sistemas simpático y parasimpático Las glándulas sudoríparas, suprarrenales, los músculos que regulan la erección del pelo en la piel y la mayoría de vasos sanguíneos están inervados sólo por sistema simpático. El simpático y parasimpático suelen ser antagónicos (uno inactiva lo que el otro estimula).
Corteza cerebral y/o sistema límbico (emociones) controlan el hipotálamo, que controla l bulbo, que controla el SNA (simpático y parasimpático). Una emoción altera todo el sistema nervioso autónomo, de ahí que cuando estemos nerviosos se nos acelere el corazón, que nos desmayemos, la falta de hambre con la tristeza…) El simpático es una cadena ganglionar y el parasimpático tiene dos grandes núcleos. En general el primero es excitador (con lo que actuará más bien de día) y tiene receptores adrenérgicos; y el segundo es inactivador (actúa más de noche) y tiene receptores colinérgicos.
Receptores ● Colinérgicos: ● ○ Muscarínicos: musculatura cardiaca y lisa ○ Nicotínicos: (:::) Adrenérgicos: En función de la cantidad de receptores de cada tipo que haya se dará un resultado u otro (por ejemplo vasoconstricción con los alfa y vasodilatación con los beta).
○ alfa-adrenérgicos: se unen tanto a adrenalina como a noradrenalina ○ beta-adrenérgicos: se unen solamente a adrenalina ■ beta1 ■ beta2 Fisiologia Animal I: Sistemas 2n Biologia UAB Musculatura cardiaca Son fibras estriadas, de forma cuadrangular y bifurcadas. Tiene muchas mitocondrias y mioglobina. Las celulas estan conectadas entre sí por discos intercalares que contienen desmosomas y GAP-junctions. Funciona como un sincitio, de hecho en mamíferos hay el sincitio auricular y el ventricular, separados por tejido fibroso. Tiene dos tipos de células excitables de las que sólo un tipo son contráctiles. El potencial de acción se genera por células autoexcitables que constituyen el “marcapasos cardíaco”. Éstas no son excitables, y representan el 5% de la musculatura cardiaca. El otro 95% está formado por células contráctiles.
Cuando se da el potencial de acción por las fibras excitables éste se transmite a las fibras cardiacas y se abren canales para el calcio extracelular. Tienen túbulos T que desplazan el potencial de acción abriendo canales de rianodina del retículo sarcoplasmático, de donde sale más calcio que se unirá a la troponina C, desplazándose desde el punto activo de la actina se restablecen los puentes cruzados. Para la relajación, el calcio de se vuelve a su origen por bombas ATPásicas y se restablecen los niveles de Na, K, Ca.
Resumen de los tipos de musculatura del cuerpo: ...