PDF Sistema muscular

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Proceso energético de la Contracción Muscular

Como ya hemos dicho, la contracción muscular depende de la energía suministrada por el ATP. La mayor parte de esta energía se destina al efecto cremallera, pero también se necesitan pequeñas cantidades para:

Bombear calcio desde el sarcoplasma hacia el retículo sarcoplásmico cuando la contracción finaliza.

Bombear iones de sodio y potasio a través de la membrana de la fibra muscular, manteniendo el ambiente iónico adecuado para la propagación de los potenciales de acción.

La concentración de ATP presente en una fibra muscular sólo mantiene a un músculo funcionado 1 ó 2 segundos solamente. Este problema se soluciona refosforilando el ADP y convirtiéndolo de nuevo en ATP. Existen tres métodos para solucionar este problema:

La Fosfocreatina: Esta contiene un enlace fosfato de alta energía similar al del ATP. La fosfocreatina se desdobla instantáneamente y la energía liberada se usa para unir un fosfato al ADP, reconstruyendo el ATP. Este método no puede mantener la contracción más allá de 7 u 8 segundos.

El Glucógeno: Este está almacenado en las células musculares. Se degrada rápidamente y libera energía, que se puede usar directamente en la contracción muscular o para reconstituir fosfocreatina. Dos características de este método son que no requiere oxígeno y su gran velocidad.

La acumulación de residuos no permite que el uso de esta forma de energía se extienda más de un minuto.

                                                                     Fosforo Creatina

Calambre

La contracción muscular también puede tener tener fallas en ausencia de oxigeno en este caso se produce ácido láctico

El calambre o rampa es la sensación de dolor causada por un espasmo involuntario del músculo; sólo en algunos casos es de gravedad. Puede ser a causa de una insuficiente oxigenación de los músculos o por la pérdida de líquidos y sales minerales, como consecuencia de un esfuerzo prolongado, movimientos bruscos o frío. El envenenamiento o ciertas enfermedades también pueden causar calambres, particularmente en el estómago. También se puede definir como una contracción súbita y dolorosa de un músculo o de un grupo de ellos.

 La contracción prolongada y fuerte de un músculo lleva al estado de fatiga muscular. Estudios en deportistas han demostrado que la fatiga muscular aumenta casi en proporción directa con la velocidad de depleción del glucógeno muscular. Por tanto, la mayor parte del fenómeno se debería, probablemente, a la incapacidad de los mecanismos contráctiles y metabólicos de las fibras musculares para seguir suministrando la misma potencia. Los experimentos también han puesto de manifiesto que la transmisión de la señal nerviosa por la unión puede disminuir ocasionalmente, siguiendo a la a realización de una actividad muscular prolongada. Este fenómeno provoca la reducción de la contracción muscular.

La interrupción del flujo sanguíneo a través del músculo en contracción provoca fatiga muscular casi completa en un minuto, a causa de la falta de nutrientes, sobre todo de oxígeno.

Contracción muscular

La contracción de los músculos se produce según las siguientes etapas:

 Un impulso nervioso viaja por un nervio motor hasta la placa motora.

 El nervio secreta una pequeña cantidad de acetilcolina (neurotransmisor).

La acetilcolina provoca en el músculo la liberación de grandes cantidades de iones Ca2+ que se hallaban almacenados
en el retículo sarcoplásmico.

Los iones Ca2+ actúan sobre la troponina y tropomiosina, proteínas reguladoras que 
forman parte del filamento
de actina, provocando el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina, lo que determina el acortamiento
de los sarcómeros y, por lo tanto, de la fibra muscular.

Los iones Ca2+ son bombeados de nuevo al retículo sarcoplásmico, donde permanecerán hasta que llegue un nuevo impulso nervioso.
La contracción muscular requiere un aporte de energía que se obtiene de los enlaces de alta energía del ATP

Estructura de los Miofilamentos

miofibrilla es una estructura contráctil que atraviesa las células del tejido muscular y les da la propiedad de contracción y de elasticidad

Las miofibrillas están constituidas por un número reducido de proteínas estructurales, algunas de las cuales no están plenamente identificadas.

Miofilamento Primario.

Está compuesto exclusivamente por Miosina (200 a 40 moléculas). Cada uno de ellos tiene una parte alargada (bastón) de meromiosina ligera y otra parte engrosada (cabeza) de meromiosina pesada por dónde se une al filamento secundario.

Las moléculas de miosina se disponen de forma que los bastones se dirigen hacia la línea M y sus cabezas hacia fuera (de forma simétrica respecto a dicha línea M), habiendo un solape entre las moléculas de manera que los puentes vayan dirigidos hacia los miofilamentos secundarios con la separación adecuada.

Miofilamento Secundario.

Está compuesto por tres proteínas estructurales: Actina, Tropomiosina, Troponina.

Actina.

Proteína globular, que forma una doble hélice que constituye el armazón del miofilamento secundario.

 Tropomiosina.

Proteína fibrilar, forma dos cintas enrolladas en torno a la hélice de actina.

 Troponina.

Está formada por tres subunidades T, C, I, que se fijan,,sobre la tropomiosina, las demás subunidades o la actina, respectivamente.

Fibra Muscular

Para poder entender como funciona un musculo debemos entender de como se compone la fibra muscular ( sub-unidades del tejido muscular ) provocando ese como respuesta para lograr la contracción muscular.

Las características funcionales del músculo vienen determinadas por su capacidad de contracción que confiere al organismo en su conjunto, o a cada uno de los órganos y sistemas que lo constituyen, la posibilidad de realizar movimientos.

Fibras Lisas.

Presentan una fina estriación longitudinal y carecen de estrías transversales. Tienen un solo núcleo en posición central. Su regulación es independiente de la voluntad y está controlada por el sistema nervioso vegetativo.

 Fibras cardíacas.

Presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas. Pueden bifurcarse en sus extremos y tienen un solo núcleo en posición central. Su regulación es independiente de la voluntad y es controlada por el sistema nervioso vegetativo.

Fibras esqueléticas.

Presentan estriaciones longitudinales y transversales. Tienen muchos núcleos dispuestos periféricamente pudiendo considerarse un sincitio cuyo origen es la fusión de

mioblastos. Su regulación puede ser voluntaria y está controlada por el sistema nervioso somático.

Estructura de la Miofibrilla

Cada miofibrilla aislada muestra una alternancia de segmentos claros y oscuros. La estriación transversal característica de la fibra muscular esquelética es el resultado de que los segmentos de todas las miofibrillas estén situadas al mismo nivel.

En la miofibrilla se aprecian las siguientes partes:

·         Discos o bandas A

·         Discos o bandas I

·         Miofilamentos primarios o gruesos

·         Miofilamentos secundarios o finos 

Estructura de un Miofibrilla

Discos o bandas A.

Oscuros, anisótropos o birrefringentes. Con una lon gitud constante de 1.5 micras. Están divididos en dos semidiscos por una zona más clara(estria H) ocupada en su centro por una línea oscura (línea M).

                                                                   Discos o bandas I.

También denominados claros, isótropos o monorrefringentes. Con una longitud variable que oscila entre cero (contracción total) y 2 micra s (separación total), siendo el valor de reposo en torno a 1 micra. Está ocupado en su partemedia por la estría Z que dividen la miofibrilla en segmentos regulares que son considerados como las unidades estructurales de la miofibrilla (sarcómeros).

Las Miofibrillas, a su vez, son el resultado de la asociación de dos tipos de Miofilamentos cuya disposición motiva la aparición de los discos antes mencionados, ellos son los miofilamentos primarios o gruesos y los miofilamentos secundarios o finos.

- Miofilamentos Primarios.

También conocidos como miofilamentos gruesos, tienen 1.5 micras de longitud y 100-400 A de diámetro. Se disponen paralelamente entre sí y ocupando los vértices de hexágonos regulares.

- Miofilamentos Secundarios.

Conocidos también como miofilamentos finos, tienen 1 micra de longitud y 70-80 A de diámetro. Se disponen paralelamente entre sí y correlación a los primarios. Ocupan los vértices de hexágonos regulares en cuyo centro se encuentra un miofilamento primario.

Los Discos A son aquellas zonas donde se encuentran filamentos de ambos tipos estando cada miofilamento primario rodeado por 6 secundarios y cada secundario por cuatro secundarios y dos primarios. Los Discos I son aquellas zonas dónde sólo existen miofilamentos secundarios y la estría H es la parte del disco A dónde no llegan los miofilamentos secundarios.

La línea M es la zona donde se produce la unión entre miofilamentos primarios. Aparecen unos filamentos que discurren paralelamente a los primarios y con los cuales se unen por medio de puentes transversales. Esta estructura tiene como función asegurar la cohesión de los miofilamentos primarios.