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CONTRACCION Y RELAJACION DE LAS FIBRAS MUSCULARES Mecanismo de deslizamiento de filamentos La construcción muscular ocurre por que las cabezas de miosina se insertan en los filamento delgados de ambos extremos de la sarcomera y caminan sobre ellos, tirando progresivamente de los filamentos delgados se deslizan hacia la línea M El ciclo de contracción. Cuando se inicia la contracción, el retículo sarcoplasmico libera iones calcio (Ca2+) los cuales se enlazan a la troponina y acen que los complejos tropininatropiomosina se alejen de los citios donde la mosina se une a la actina. 1.Hidrolisis del ATP 2.fijacion de la miosina en la actina para formar puentes cruzados 3.Fase de deslizamiento: 4.Desacoplamiento de la miosina y la actina El ciclo de contracción se repite cuando la ATP pasa de la miosina hidroliza de nuevo al ATP Acoplamiento de excitación – contracción Relación entre longitud y tensión. Efecto de la longitud del músculo sobre la fuerza de contracción en el músculo intacto. Relación entre velocidad de contracción y carga. Un músculo se contrae con extrema rapidez cuando lo hace en ausencia de carga, Cuando se aplican cargas, la velocidad de contracción se hace progresivamente menor al aumentar aquellas, Contracciones isotónicas e isométricas. A las contracciones, que provocan cambios de forma y tensión en el músculo, se le denomina contracciones isotónicas y contracciones isométricas, respectivamente. En una contracción isotónica (“misma tensión”) la tensión que ejerce el músculo permanece casi constante mientras se encoge concéntricas excéntricas. Las contracciones isométricas (“Misma medida” o longitud) son importantes porque estabilizan ciertas articulaciones al mover las otras. En términos matematicos, el trabajo esta definido por la siguiente ecuación: T=CxD en la que T es el trabajo realizado, C es la carga y D es la distancia recorrida contra la carga. La energía requerida para realizar el trabajo deriva de las reacciones químicas que tienen lugar en las células musculares durante la contracción. Tipos de fibras musculares. Fibras rapidas: 1) Fibras mucho mas grandes para una gran fuerza de contracción. 2) Extenso retículo sarcoplasmatico para la liberación rápida de iones calcio para iniciar la contracción. 3) Grandes cantidades de enzimas glucoliticas para la liberación rápida de energía madiante el proceso glucolitico. 4) Menor aporte de sangre porque el metabolismo oxidativo tiene menos importancia. 5) Menos numero de mitocondrias, también porque el metabolismo oxidativo es secundario. Fibras lentas: 1) Fibras mas pequeñas. 2) Tambien inervadas por fibras nerviosas mas pequeñas. 3) Sistema mas amplio de vasos sanguíneos y capilares para proporcionar cantidades extra de oxigeno. 4) Numero muy aumentado de mitocondrias, también para soportar niveles elevados de metabolismo oxidativo. 5) Las fibras contienen grandes cantidades de mioglobina, una proteína con hierro similar a la hemoglobina de los eritrocitos. Fuentes de energía para la contracción muscular La contracción muscular depende de la energía proporcionada por el ATP. La primera fuente de energía utilizada para reconstruir el ATP es la fosfocreatina, portadora de un enlace fosfato de alta energía similar a los de ATP. La siguiente fuente importante de energía, utilizada para reconstruir tanto el ATP como la fosfocreatina, es el glucógeno previamente almacenado en las células musculares. La fuente final de energía es el metabolismo oxidativo, es decir, la combinación de oxigeno con los productos de degradación de carbohidratos, grasas y proteinas, que libera ATP. Consumo de oxígeno después del ejercicio Durante periodos prolongados de contracción muscular el aumento del esfuerzo respiratorio y el flujo sanguíneo mejoran al aporte de oxigeno al tejido muscular. En 1922, A. V. Hill propuso que este oxígeno adicional se usaba para “pagar deuda”, restaurar las condiciones metabólicas en reposo de tres maneras: 1.- Conversión en el hígado de ácido láctico en glucógeno. 2.- Nueva síntesis de creatinfosfato y ATP. 3.- Reposición del oxígeno extraído de la mioglobina Fatiga muscular. Se denomina fatiga muscular a la incapacidad de los músculos para contraerse con fuerza después de su actividad prolongada. Entrenamiento de resistencia y de fuerza. Actividades que se repiten con regularidad, como el trote o los ejercicios aeróbicos, aumentan el aporte de sangre oxigenada a los músculos para la respiración celular aeróbica. En contraste, ejercicios como el levantamiento de pesas se basan más en la producción anaeróbica de ATP mediante glucólisis. Los ejercicios aeróbicos estimulan la síntesis de proteínas musculares y, en consecuencia, con el paso del tiempo, se acompañan de aumento del tamaño muscular (hipertrofia muscular). Unión neuromuscular. (UNM), o sea, la sinapsis o la conexión entre una motoneurona somática y una fibra muscular 1. 2. 3. 4. Un impulso nervioso desencadena un potencial de acción muscular de la manera siguiente (fig.3.18c): Liberación de acetilcolin Activación de los receptores de acetilcolina Producción del potencial del acido muscular Terminación de la activación de la acetilcolina Unidades motoras. Aunque cada fibra muscular posee una sola unión neuromuscular, el axon de una motoneurona se ramifica y forma ese tipo de unión con muchas fibras musculares diferentes. Se denomina unidad motora al conjunto una motoneurona somatica y las fibras musculares que ella inerva. Todas las fibras musculares de una unidad motora se contraen simultaneamente. Frecuencia de estimulacion. Si se aplica el segundo de dos estimulos despues de que termina el periodo refrectario, los musculos responden a barios estimulos. De echo, cuando el segundo tiene lugar despues de dicho periodos y antes de que se relaja la fibra muscular, la segunda contraccion es mas fuerte que la primera este fenomeno, en el cual los estimulos que llegan a dif.momentos producen contracciones mas intensas se denominan sumasion de ondas o sumacion temporal. Reclutamiento de unidades motoras o sumacion espacia (sumacion de unidades motoras). Se denomina reclutamiento de unidades motoras a un proceso que aumenta el número de unidades motoras activas. A medida que aumenta la intensidad de un estimulo aplicado a un nervio, aumenta el número de unidades motoras activas, y la intensidad de la contracción muscular es mayor. Tono muscular. En los músculos esqueléticos un reducido numero de unidades motoras se activa en forma involuntaria para producir la contracción sostenida de sus fibras musculares, al mismo tiempo que la mayor parte de las unidades motoras están inactivas, y sus fibras musculares, relajadas. Este proceso genera el tono muscular. Regeneración del tejido muscular. respuesta a lesiones musculares o a una enfermedad que cause degeneración muscular, otra células derivadas de la medula ósea roja migran hacia el músculo y participan en la regeneración de las fibras dañadas Envejecimiento y tejido muscular. Aproximadamente a partir de los 30 años de edad, en los seres humanos se inicia la perdía progresiva de la misma de los músculos estirados que se sustituyen principalmente por tejido conectivo fibroso adiposo. Alteración de la contracción muscular esquelética y de la transmisión neuromuscular: Miastenia grave Atrofias e hipertrofia muscular Daño muscular inducido por el ejercicio Rigor mortis Farmacología de la unión neuromuscular