Transcript resumen bases del ejercicio
ORGANIZACIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO
La Estructura Básica del Sistema Nervioso es la Neurona
ESTRUCTURA DE UNA NEURONA
El Sistema Nervioso: Neuronas – Componentes Cuerpo (Soma) Núcleo y Citoplasma
Morfología:
Motoneurona
Prolongaciones Dendritas Receptores Cono Axónico Axón Capa de Mielina Botones Sinápticos o Terminales (Telodencia Axónica) Grasa
Bomba de Sodio y Potasio
Mantenimiento de la Diferencia en el Potencial de la Membrana en Reposo (Polarizada): -70 mV : Responsabilidad de la Bomba de Sodio-Potasio
— Transporta activamente los iones de sodio (Na+) - cargados positivamente hacia el exterior de la membrana nerviosa (BOMBA DE SODIO), a la vez que los iones de potasio son desplazados (K+) hacia el interior de la membrana celular, en proporción de tres a dos, respectivamente (BOMBA DE POTASIO
) MEMBRANA: POLARIZADA: Interior Membrana: Alto en K+ (Alta Permeabilidad a K+) Exterior Membrana: Alto en Na+ Carga: Positiva Carga: Negativa
Potencial de la Membrana
Diferencia de Potencial
— Gradiente de concentración de los iones de potasio (K+) y sodio (Na+) en ambos lados de la membrana plasmática (axoplasma) de la neurona
Potencial en Reposo
— La superficie interior de la membrana de la neurona en reposo es 70 a 90 mV negativa con respecto a su superficie exterior
Potencial de Membrana en Reposo
—Diferencia en cargas eléctricas de una lado y otro de la membrana celular (-70 mV)
Membrana Polarizada
—Membrana cuyas superficies exterior e interior tienen cantidades diferentes de carga eléctrica
El Impulso Nervioso
Impulso Nervioso
— Una
carga electrica
que pasa de una neurona a otra y finalmente a un órgano objeto, tal como un grupo de fibras musculares.
Onda/corriente eléctrica Es la señal que pasa desde una neurona a la siguiente y por último a un órgano final (e.g., un un grupo de fibras musculares, o nuevamente al sistema nervioso central) Es un cambio físico-químico que una vez inciado se autopropaga Basado en la propiedad de irritabilidad: La neurona puede responder a estímulos al originar y conducir impulsos eléctricos
El Impulso Nervioso
Impulso Nervioso
Despolarización
Inicia un
Impulso Nervioso
(Potencial de Acción)
(Duración: 1 milisegundo)
“Onda de Negatividad”
Potenciales de Acción o de Espiga:
Ley del Todo o Nada
—Si un estímulo es lo suficientemente fuerte (intensidad de umbral, estímulo mínimo o despolarización mínima) para generar un potencial de acción, el impulso es transmitido a lo largo de toda la neurona a una fuerza/intensidad constante y máxima por las condiciones existentes.
Estimulación-Despolarización (Entre 15 y 20 mV): Resultado
—Potencial de Acción
Potenciales de Acción (Valores de Comienzo/Umbral)
—Entre -50 y -55 mV.
Eventos Durante un Potential de Acción
1. El estado de reposo 2. Despolarización 3. Propagación de un potencial de acción 4. Repolarización 5. Regresa al estado de reposo con la ayuda de la bomba de sodio-potasio
Despolarización: Inicia un Impulso:
Aplicación: Estímulo – Intensidad Adecualda Membrana Polarizada Altera su Permeabilidad Permite Entrar Iones de Sodio (Na+) Resultado Membrana Salida de Iones de Potasio (K+) INTERNA EXTERNA Positiva Negativa Potencial de Acción:
Impulso Viaja toda la Distancia (Dendritas, Cuerpo Celular, Axón, Fibrillas Terminales)
Potenciales de Acción: EVENTOS: (3) Repolarización (Periodo Refractorio):
w Restauración del potencial de reposo de la membrana: Cambio de +30 mV hasta 70 mv. La neurona está preparada para recibir otro estímulo y transmitirlo de la misma manera.
w Descenso o caída del potencial, ligeramente más lenta que la polarización inicial.
Periodo Refractorio
—Lapso durante el cual ocurre la recuperación de la membrana.
Potencial de Acción: PROPAGACIÓN
Velocidad de transmisión del impulso nervioso:
Determinantes:
o
Mielinización del axón:
o »
Conducción saltatoria:
Aumenta la velocidad de transmisión
Diámetro de la neurona:
» »
Neuronas de tamaño mayores (ofrecen menos resistencia):
Conducen impulsos más rápidos
Neuronas de menor tamaño:
Conducen impulsos más lentos
PROPAGACIÓN: Potencial de Acción:
Conducción Saltatoria
—Potencial de acción salta de un nódulo al siguiente cuando atraviesa una fibra mielinizada. Como resultado, la velocidad de transmisión (conducción) del impulso nervioso es mucho más rápida que las fibras no mielinizadas
Velocidad del Potencial de Acción
Fibras Mielinadas
w
Conducción saltatoria
—el potencial de acción viaja rapidamente de una brecha a otra en la mielina.
w El potencial de acción es de 5 a 150 veces más rápido en los axones mielinados comparado con los no mielinados.
PROPAGACIÓN: Potencial de Acción Conducción Saltatoria
Velocidad del Potencial de Acción
Diámetro de la Neurona
w Neuronas con diámetros más grandes conducen impulsos nerviosos más rápidos.
w Neuronas con diámetros más grandes presentan menos resistencia al flujo local de corriente. Consecuentemente, conducen los impulsos más deprisa (aumento en la velocidad de transmisión) (¡recuerde las fibras musculares FT!). w Las neuronas con diámetros menores conducen los impulsos más lentos (reducción en la velocidad de transmisión).
Velocidad del Potencial de Acción
Mielinización
w
Desarrollo
—ocurre durante los primeros años de vida. Esto implica que los niños necesitan tiempo para desarrollar movimientos coordinados.
w
Enfermedades neurológicas (e.g., esclerosis múltiple)
—Se degenera la vaina de mielina y ocurre una pérdida posterior de la coordinación.
Sinápsis
w Región que rodea el punto de contacto entre dos neuronas o entre una neurona y un órgano efector a través del cual se transmiten los impulsos nerviosos mediante la acción de un neurotransmisor (e.g., acetilcolina, norepinefrina, etc.).
w Lugar de comunicación y transmisión de una célula nerviosa a otra o entre una neurona y nun órgano efector (e.g., músculo, glándula, entre otros).
w
Tipos de Sinápsis
—Sinápsis química (medio de transmisión más frecuente/común).
Unión Neuromuscular o Mioneural (Placa Motora Terminal)
w Área de contacto entre el extremo de una larga fibra nerviosa mielinizada y una fibra de músculo esquelético.
w El lugar donde una neurona motora se reune y comunica con una fibra muscular.
w El punto en el que se encuentra una fibra nerviosa con una fibra de músculo estriado/esquelético.
w La sinápsis entre el axón terminal de una motoneurona y la placa terminal de la membrana plasmática.
w La unión entre un nervio motor y la célula muscular.
w La porción ramificada terminal de una neurona motora.
Unión Neuromuscular o Mioneural
w El lugar donde se comunica una neurona motora con una fibra muscular.
w El terminal del axón motor libera neurotransmisores (tal como acetilcolina o norepinefrina) los cuales atraviesan la brecha sináptica para eventualmente unirse a sus receptores en una fibra muscular.
w Esta unión causa despolarización, de manera que posiblemente induce un potencial de acción.
w El potencial de acción se esparse a través del sarcolema hasta llegar a los túbulos T, ocasionando la contracción de la fibra muscular.
El Periodo Refractorio
w Periodo de repolarización.
w La fibra muscular no es capaz de responder a cualquier estimulación adicional.
w El periodo refractorio limita la frecuancia de descarga de una unidad motora.
Puntos Claves Uniones Neuromusculares
w Las neuronas se comunican con la células musculares en las uniones neuromuaculares, las cuales funcionan como una sinápsis neural.
w El periodo refractorio es el tiempo que toma la fibra muscular repolarizar antes que la fibra pueda responder a otro estímulo.
w La acetilcolina y norepinefrina son los neurotransmisores más importantes en regular el ejercicio.
EL SISTEMA NERVIOSO
El Sistema Nervioso Central
ENCÉFALO Subdivisiones
Cerebro Anterior (Proencéfalo) Cerebro Posterior (Rombencéfalo) Cerebro Medio (Mesencéfalo)
Sistema Nervioso Central
Encéfalo:
w
Cerebro
—Lugar de la mente y el intelecto.
w
Diencefalo
—Lugar de la integración sensorial y regulación de la homeostasis.
w
Cerebelo
—Juega papel crucial en coordinación del movimiento.
w
Tallo cerebral
—Conecta el encéfalo con el cordón espinal; coordina las funciones de los músculos esqueletales y mantiene el tono muscular; contiene los reguladores de los sistemas respiratorios y cardiovasculares.
Cordón espinal
Sistema Nervioso Central
Encéfalo:
w Provee los movimientos voluntarios, interpretación e integración de las sensaciones, consciencia, y función cognitiva.
Encéfalo – Subdivisiones:
w
Cerebro Anterior (Proencéfalo):
(1)
Telencéfalo
(Cerebro: materia gris y blanca) y (2)
Diencéfalo
(Tálamo, Hipotálamo, Hipófisis [Pituitaria]).
w
Cerebro Medio (Mesencéfalo):
superiores e inferiores)
(1)
Tubérculos cuadrigéminos (colículos
y (2)
Péndulos Cerebrales
.
w
Cerebro Posterior (Rombencéfalo):
(1)
Metencéfalo
Protuberancia o Puente de Varolio) y (2)
Mielencéfalo
Médula Oblongata).
(Cerebelo, (Bulbo Raquídeo o
REGIONES DEL ENCÉFALO
LAS CUATRO REGIONES PRINCIPALES DEL ENCÉFALO
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
Cerebro:
Vinculado con la identificación discriminatoria e integración de información sensitiva de la memoria, conocimientos, razonamiento, empleo del lenguaje, comportamiento emocional e iniciativa de movimiento (control de los movimientos voluntarios).
Corteza Cerebral:
Es el lugar de la mente y del intelecto (nuestro cerebro consciente). Permite pensar, estar consciente de los estímulos sensoriales y controlar voluntariamente nuestros movimientos
.
Ganglios (Núcleos) Basales:
Ayuda a iniciar algunos movimientos (sostenidos y repetidos). Facilita el control de la postura y del tono muscular
.
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
PROENCÉFALO: Diencéfalo:
Tálamo:
Releva impulsos sensitivos desde la médula hacia la corteza cerebral (recibe todas las entradas sensoriales).
Registra las sensaciones burdas de dolor, temperatura y tacto
.
Hipotálamo:
Interviene en el control neuroendocrino, la temperatura corporal, el equilibrio/balance de líquidos, la sed, la ingestión de comida, las emociones, los ciclos de sueño y vigilia
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO
ROMBENCÉFALO: Metencéfalo:
Cerebelo:
Centro integrador para los movimientos uniformes, coordinados, voluntarios. Recibe impulsos de los proprioceptores y receptores de tacto, visión y audición así como de la corteza motora. Envía entonces a la corteza motora señales de inhibición que evitan los movimientos inapropiado.
Protuberancia o Puente:
Sirve como estación de relevo desde el bulbo raquídeo hasta los centros corticales más altos.
Sistema Nervioso Central: ENCÉFALO ROMBENCÉFALO: Mielencéfalo:
Bulbo raquídeo (médula oblongata):
Se compone de la
sustancia blanca
y la
formación reticular
. Sirve de estación de relevo para el paso de impulsos entre la médula espinal y el encéfalo
Posee los Centros Cardiaco Respiratorio Control de la Actividades Reflejas Vasomotor (Vasoconstricción, Vasodilatación)
Médula Espinal/Cordón Espinal
w Encargada de la transmisión de información vía los haces de las neuronas que entran (ascendentes, aferentes o sensoriales) y que salen (descendentes, eferentes o motoras) hacia el encéfalo.
Sensitiva (Sensor) Estímulos Viajan desde los Nervios Periféricos hacia el Encéfalo FUNCIONES Motora (Motor) Estímulos Viajan desde el Encéfalo hacia los Nervios Periféricos Refleja Núcleos de la Materias Gris Sirven de Centros Reflejos Para los Reflejos Raquídeos
CORTE TRANSVERSAL DE UN NERVIO ESPINAL
Médula Espinal: Estructura Funcional
Tractos de Fibras Nerviosas Fibras Sensoras
(Aferentes)
Fibras Motoras
(Eferentes)
Llevan/Conducen
Señales Nerviosas
desde los Receptores Sensoriales hasta los
Niveles Superiores del
SNC Llevan/Concucen
Señales Nerviosas
desde los SNC hasta los
Órganos Terminales o
Efectores
Sistema Nervisos Periférico (SNP) Divisiones/Clasificación de los Sistemas Sensorial(Aferente) Motor (Eferente)
Receptores Periféricos Transportan Información hacia el SNC Somático (Voluntario)
Impulsos
SNC Periferia
(Músculos Esqueléticos, Piel)
Autónomo (Vegetativo)
Impulsos
SNC Órganos Terminales
(Músculos lisos, Cardiaca, Glándulas)
Terminaciones Nerviosas Musculares y Articulares
w
Receptores Cinestéticos Articulares
en las cápsulas de las articulaciones perciben (sensibilizan) la posición y movimiento de las coyunturas.
w Los
Husos Músculares
perciben (sensibilizan) cómo un músculo se estira/contrae (grado de estiramiento de las fibras extrafusales, contracción fibras extrafusales). Ayuda a controlar la postura w Los
Órganos Tendinosos de Golgi
detectan la tensión de un músculo en su tendón, suministrnado información sobre la fuerza de la contracción muscular.
Neurotransmisores: Mecanismo/Acción
w Neurotransmisores almacenados en vecículas de los terminales de neuronas presinápticas.
w El impulso nervioso/eléctrico estimula la liberación de neurotransmisores.
w La señal química se convierte en señal eléctrica (despolarización – neurona postsináptica).
w El neurotransmisor es destruido por enzimas o transportado activamente a los terminales presinápticos para ser reutilizados cuando llega el siguiente impulso.
Respuesta Postsináptica
w Neurotransmisores se fijan a receptores, w La señal química se convierte en eléctrica.
w Se produce un potencial graduado en la membrana postsináptica.
w La naturaleza del impulso puede ser: (1)
Excitatorio
(produce despolarización:
Potencial Postsináptico Excitatorio
–
PPE
) y (2)
Inhibitorio
hiperpolarización – (produce
Potencial Inhibitorio Postsináptico PPI
).
–
Médula Espinal: Estructura Funcional
Tractos de Fibras Nerviosas Fibras Sensoras
(Aferentes)
Fibras Motoras
(Eferentes)
Llevan/Conducen
Señales Nerviosas
desde los Receptores Sensoriales hasta los
Niveles Superiores del
SNC Llevan/Concucen
Señales Nerviosas
desde los SNC hasta los
Órganos Terminales o
Efectores
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
w 12 pares de
nervios craneales
encéfalo
.
conectados con el w 31 pares de
nervios espinales
espinal
.
conectados con la
médula
w
División Sensorial
—Lleva información sensorial desde el cuerpo vía fibras aferentes hasta el SNC.
w
División Motor
—Transmite información desde el SNC vía fibras efferentes hacia los órganos objeto.
w
Sistema Nervioso Autonómico
—Controla las funciones internas involuntarias.
Terminaciones Nerviosas Musculares y Articulares
w
Receptores Cinestéticos Articulares
en las cápsulas de las articulaciones perciben (sensibilizan) la posición y movimiento de las coyunturas.
w Los
Husos Músculares
perciben (sensibilizan) cómo un músculo se estira/contrae (grado de estiramiento de las fibras extrafusales, contracción fibras extrafusales). Ayuda a controlar la postura w Los
Órganos Tendinosos de Golgi
detectan la tensión de un músculo en su tendón, suministrnado información sobre la fuerza de la contracción muscular.
SNP: Sistema Motor (Eferente)
- COMPONENTES/DIVISIONES Sistema Nervioso Somático (Voluntario)
—
Efectores
:
Del SNC a Músculos Esqueléticos
efector.
. Fibras que salen del SNC no hacen sinapsis hasta llegar al músculo esquelético, ocasionando un estímulo/excitación de este órgano
Sistema Nervioso Autonómico (Involuntario o Vegetativo)
—
Efectores
:
Del SNC a Músculos Lisos, Músculo Cadíaco, Glándulas
subdivide en:
(1)
Sistema Nervioso Simpático
, entre otros. Fibras que salen del SNC hacen sinápsis en los ganglios, para eventualmente terminar en los efectores mencionados. Pueden inducir una excitación o inhibición. Se (
2)
Sistema Nervioso Parasimpático
SNP: Sistema Motor (Eferente): El Sistema Nervioso Autonómo -
* Función *
Controlar las funciones involuntarias del cuerpo:
Ejemplos:
Frecuencia cardíaca Tensión/presión arterial Distribución de la sangre Respiración, entre otras
Nervios Simpáticos DESCARGA DEL SISTEMA NERVIOSO SIMPATICO PREPARA EL CUERPO PARA LA ACCIÓN DURANTE LA FASE DE ALARMA (LUCHA O HUÍDA)
Sistema Nervioso Simpático SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP)
Sistema Nervioso Autónomo
Sistema Nervioso Motor El Sistema Nervioso Simpático
Importancia para los Deportistas/Atletas
Facilitan la Respuesta Motora Durante un Ejercicio Agudo
Sistema Nervioso Simpático
Lucha-o-Fuga (Alarma)
competencia deportiva —te prepara para un estrés agudo, actividad física o ejecución deportiva. Por ejemplo, se activa pocos segundos pervio a una
Facilita tu respuesta motora, con aumentos en
w Frecuencia cardiaca y fuerza en la contracción del corazón w Presión arterial w Suministro sanguíneo hacia el corazón y músculos activos w Tasa metabólica y liberación de glucosa por el hígado w Tasa del intercambio de gas entre los pulmones y sangre w Actividad mental y rapidez de la respuesta
DESCARGA DEL SISTEMA NERVIOSO PARASIMPATICO CONTROLA LA:
RECUPERACIÓN
RELAJACIÓN
ASIMILACIÓN
Sistema Nervioso Parasimpático
Doméstico/local
—Sistema de economía doméstica/local del cuerpo. Digestión, orinación, secreción glandular, y conservación de energía. Activado durante la calma/reposo.
Acciones opuestas al sistema nervioso simpático
w Disminución en la frecuencia cardiaca w Constricción de los vasos coronarios w Broncocosnstricción (constricción de los tejidos en los pulmones)
Puntos Claves Sistema Nervioso Periférico
w El sistema nervioso periférico contiene 43 pares de nervios y esta dividido en secciones sensorial y motor.
w La división senorial lleva información desde los receptores sensoriales hasta el SNC.
w La división motora incluye al sistema nervioso auronómico.
w La división motora lleva impulsos desde el SNC hacia los músculos u órganos objeto.
(continúa)
Puntos Claves Sistema Nervioso Periférico
w El sistema nervioso autonómico incluye los sistemas nervioso simpático y parasimpático.
w El sistema nervioso simpático prepara al cuerpo para una respuesta aguda.
w El sistema nervioso parasimpático lleva a cabo procesos, tales como la digestión y orinación.
w Los sistema simpáticos y parasimpáticos son sistemas opuestos que trabajan juntos.
Centros de Integracón
Médula espinal
—los impulsos nerviosos se integran aquí. La
Respuesta
Reflejo Local
sencillo. Representa el tipo de integración más simple.
es un
Tronco o tallo cerebral (parte interior)
moviéndose.
—Reacciones motoras subconscientes (involuntarias). Son más elevada y compleja que que los simples reflejos de la médula espinal, tal como el control postural para estar sentado, de pie y
Cerebelo y ganglios basales
—Control motor subconsciente (involuntarios) del movimiento. Centro de control y coordinación de las acciones musculares que generan los movimientos articulares (Ej., motricidad fina y gruesa).
Centros de Integracón
Tálamo
—Entrada de señales sensoras. A nivel consciente, las diversas señales se pueden distinguir.
Cerebelo
—Interviene en todos los procesos de movimientos rápidos y complejos. Ayuda a la corteza motora primaria. Como centro de integración, decide el mejor modo para ejecutar el movimiento dado (e.g., La posición del cuerpo y el estado de los músculos en cada momento. Compara la actividad programada y lo que se desea desarrollar con los verdaderos cambios que tienen lugar en nuestro cuerpo. Como resultado, inicia ajustes correctivos mediante el sistema motor. Recibe información del cerebro (y otras partes del encéfalo) y de los propioreceptores. Determina el mejor plan de acción para producir el movimiento deseado.
Centros de Integracón
Corteza cerebral
—La corteza motora del cerebro representa el origen para los movimientos más complejos (requiere procesos básicos de pensamiento). La corteza motora primara representa el centro para el control motor para los movimientos finos y discretos (decide qué movimientos deseamos realizar). Las neuronas (células piramidales) permiten el control consciente de nustros músculos esqueléticos. Los tractos (axones) extrapiramidales (tractos corticospinales) de la corteza motora primaria proporcionan el principal control voluntario de los músculos esqueléticos. La corteza sensora primaria recibe señales desde los receptores localizados en la piel y de los propioreceptores. Permite crear un mapa del cuerpo (el cuerpo está cuidadosamen te cartografiado). De esta manera se identifica la localización exacta del estímulo y permite estar consciente continuamente de nuestro ambiente inmediáto.
Centros de Integracón
Médula espinal
—reflejo motor simple, tal como retirando la mano luego de tocar algo caliente.
Tallo encefálico inferior
—reacciones motoras subconscientes más complejas, tal como el control de la postura.
Cerebelo
—control subconsciente del movimiento, tal como aquel requerido para coordinar movimientos múltiples.
Tálamo
—distinción consciente entre sensaciones, tal como sentir algo caliente o frío.
Corteza cerebral
—alerta consciente de una señal y su ubicación dentro del cuerpo.
Propioreceptores: Receptores de Estiramiento
w Representa un receptor que detecta un estiramiento del músculo.
w
Tipos:
Huso muscular:
Vientre del músculo, sensible a cambios en la longitud.
Órganos tendinosos de Golgi:
músculo y el tendón.
Unión entre un
Propioreceptores: Huso Muscular
w Grupo de fibras musculares (entre 4 y 20) modificadas pequeñas (intrafusales) localizada entre las fibras normales (extrafusales), las cuales poseen terminaciones nerviosas aferentes (sensoras) en sus regiones centrales y estan encerradas en una cápsula fibrosa.
w Un receptor sensorial pequeño y complejo de huso (cápsula enlongada fusiforme) localizado en el músculo esquelético (orientado paralelo a las fibras musculares extrafusales) que capta/recibe información sensora en cuanto al grado de estiramiento del músculo.
Propioreceptores: Huso Muscular
Componentes Estructurales Fibras Esqueléticas Intratrafusales (Dentro del Huso) Fibras Esqueléticas Muy Pequeñas Especializadas Sensibles a Cambios en Tensión Muscular Fibras Esqueléticas Extrafusales (Fuera del Huso) Fibras Esqueléticas Usuales de los Músculos Esqueléticos
Estiramiento Contracción
Propioreceptores: Huso Muscular * Inervación/Suministro Nervioso * Región Central Fibras Intrafusales de Estira Terminaciones Neuronas Sensoras Terminaciones Sensoras Primarias Estiran Fibras Intrafusales Terminaciones Sensoras Secundarias Estiran solo las Fibras Intrafusales Entra Información de Nuevo hacia Médula Espinal Sigue a la Corteza Cerebral y Cerebelo Ajustes a la Contracción Muscular
Propioreceptores: Huso Muscular
Inervación Motora -
Motoneuronas Alfa Vía Fibras Extrafusales Motoneuronas Gamma Vía Reflejo Miotático
CAUSAN
Contración Músculos Esqueléticos
(Fibras Esqueléticas Extrafusales)
Propioreceptores: Huso Muscular
Inervación Motora -
Fibras Descendentes de Vías Motoras Hacen Sinápsis con
Motoneuronas Alfa Motoneuronas Gamma
Impulsos Motores Simultáneos:
Fibras musculares esqueléticas grandes (extrafusales) Fibras intrafusales de los husos musculares
Propioreceptores: Huso Muscular - Componentes Estructurales Fibras Musculares EsqueléIicas Intrafusales Región Central (No Contráctil, Elástica) Región Terminal (Contráctil y Elástica)) Solo Puede Extenderse
Miofilamentos Fibras con Saco Nuclear Fibras con Cadena Nuclear
Primaria (Ia)
Inervación Nerviosa Sensora Motora (Gamma)
Secundarias (II)
Se Contrae y Extiende
Miofilamentos Extremos Se Unen con Endomisio Tendón Inervación Nerviosa
Sensora (Husos) Motora (Alfa)
Husos Musculares
w Un grupo de 4 a 20 fibras musculares pequeñas (intrafusales) con terminaciones sensoriales y motoras, cubiertas por una capa de tejido conectivo y conectada a fibras musculares regulares (extradusales).
w El medio del huso puede estirarse, pero o no se puede contarer, puesto que contiene poca (o ninguna) actina y miosina.
w Cuando se estiran las fibras extrafusales adheridas al huso, las neuronas sensoriales en el huso transmiten información al SNC sobre la longitud del músculo.
w Se dispara una contracción muscular refleja a través de la neurona motora alfa para resistir un estiramiento adicional.
w La neuronas motoras gama activan las fibras intrafusales, causando que se estire el medio del huso, haciendo que sea sensitivo el huso a pequeños grados de estiramiento.
Órganos Tendinosos de Golgi (OTG)
w Tipo de propiorreceptor encapsulados en las fibras tendinosas y localizados cerca de la unión del músculo con las fibras tendinosas (unión musculotendinosa), los cuales son estimulados por el grado de tensión (estiramiento) que produce los tendones (como resultado de la tensión muscular), con el fin primordial de prevenir lesiones potenciales a los músculos y estructuras relacionadas
Órganos Tendinosos de Golgi (OTG)
w Órganos sensoriales encapsulados a través de los cuales pasan las fibras del tendón muscular w Localizados cerca de la unión tendinosa en el tendón w Sensibilizan pequeños cambios de tensión w Inhiben los músculos que se contraen (agonistas) y excitan los músculos antagonistas para prevenir lesión.
Principio de Movilización Ordenada
w La teoría de que
las unidades motoras se movilizan generalmente sobre la base de un orden fijo
de movilización.
w Las unidades motoras dentro de un músculo determinado parecen estar jerarquizadas (clasificadas).
w La actividad neuromuscular se gradúa sobre la base de un orden fijo de movilización de la reserva disponible de unidades motoras.
w Cuanto más fuerza se necesita para ejecutar un cierto movimiento, más unidades motoras se movilizan.
Principio de Movilización Ordenada
w La movilización de una unidad motora es directamente proporcional al tamaño de la neurona motora.
w Las unidades motoras con neuronas mas pequeñas (unidades de contracción lenta o ST) son movilizadas antes que las neuronas más grandes (de contracción rápida o FT).
w Las unidades motoras ST (más pequeñas) son las primeras unidades en ser reclutadas en los movimientos progresivos (que van desde los índices de producción de fuerza muy bajos hasta los muy elevados).
w Las unidades motoras FT (más grandes) son reclutadas cuando aumenta la fuerza necesaria para ejecutar el movimiento.
Puntos Claves Integración Senso-Motora
w Los Husos Musculares y Órganos Tendinosos de Golgi inducen reflejos para proteger los músculos de ser sobre estirados.
w La corteza motora primaria, el gánglio basal y cerebelo integran entradas sensoriales para la acción muscular voluntaria.
w Los Engramas son patrones motores memorizados almacenados en el encéfalo.
Puntos Claves Respuesta Motora
w Cada fibra está inervada por una sola neurona, pero una neurona puede inervar hasta varios miles de fibras musculares.
w Todas las fibras musculares dentro de una unidad motora pertenecen al mismo tipo de fibra mudcular.
w Las unidades motoras se declutan en una manera ordenada (orden). Por lo tanto, se activan unidades específicas cada vez que se ejecuta una actividad específica; entre más fuerza se necesite, más únidades son reclutadas.
w Las unidades motoras con neuronas más pequeñas (unidades ST) son activadas antes que aquellas con neuronas más grandes (unidades FT).
Tipos de Músculos
Esquelético, Voluntarios o Estriados
w Músculo voluntario; controlado conscientemente w Sobre 600 a través del cuerpo
Cardíaco (Miocardio)
w Se controla por si mismo con la ayuda de los sistemas w nervioso y endocrino Solamente en el corazón
Lisos o Involuntarios
w Músculo involuntario; controlado inconscientemente w En la paredes de los vasos sanguíneos y órganos internos
FIBRA MUSCULAR
Fibras (células) musculares: Representan las células individuales de los
músculos esqueléticos.
Fascículo: Pequeños haces de fibras envueltos por una vaina de tejido
conectivo, el perimisio.
Sarcolema: Membrana de plasma que rodea cada fibra muscular.
Sarcoplasma:
Parte líquida (gelatinosa) de las fibras musculares
Túbulos T :
Extensiones del sarcolema que pasan lateralmente a través de la fibra muscular. Camino para el transporte de líquidos extracelulares (glucosa, oxígeno, iones, etc.).
Retículo Sarcoplasmático: Red Longitudinal de túbulos membranosos. Sirve
como depósito para el calcio.
TEJIDOS CONECTIVOS
Epimisio: Tejido conectivo externo que recubre
todo el músculo.
Perimisio: Tejido conectivo intermedio que
recubre los fascículos.
Endomisio: Tejido conectivo interno que
recubre las fibras o células musculoesqueletales.
LA ESTRUCTURA BÁSICA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
Puntos Claves Fibra Muscular
w Una célula muscular individual se conoce como fibra muscular.
w Una fibra muscular está envuelta por un plasma membranoso conocido como sarcolema w El citoplasma de la fibra muscular se conoce como sarcoplasma.
w Dentro del sarcoplasma, los túbulos T permiten el transporte de sustancias a través de la fibra muscular.
w El retículo sarcoplasmático almacena calcio.
FIBRA MUSCULAR
Miofibrilla:
Largos filamentos que contiene cada fibra musculoesquelética, los cuales representan los elementos contractiles de los músculos esqueletales.
Sarcómero: La unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla.
Miosina:
Miofilamentos más gruesos compuesto de dos hilos de proteinas enrrollados. En el extremo de cada hilo se forma la Cabeza de Miosina.
Actina:
Miofilamentos más delgados compuesto de actina, tropomiosina y troponina. Contiene uno de los extremos insertados en la línea Z:
• Molécula de Actina:
Globulares, diseño helicoidal
• Tropomiosina:
Tubular, se enrrolla alrededor hilos de actina
• Troponina:
Acopla con iones de calcio
SARCÓMERO
Puntos Claves Miofibrillas
w Las miofibrillas son los elementos contractiles del músculo esquelético, con varios miles constituyendo un solo músculo.
w Las miofibrillas se componen de sarcómeros, las unidades más pequeñas de un músculo.
w Un sarcómero se compone de dos filamentos proteínicos, la miosina y actina, los cuales son los responsables de la contracción muscular.
w La miosina es un filamento grueso con una cabeza globular en un extremo.
w El filamento de actina —compuesto de actina, tropomiosina y troponina —se adhiere a un disco Z.
UNIDAD MOTORA:
Un solo nervio o neurona motora que inerva a un grupo de fibras musculares
Unión neuromuscular:
La sinapsis entre un nervio motor y una fibra muscular
Secuencia de Acontecimientos durante la Acción Muscular
• Impulso nervioso llega a los axones terminales • Neurona motora secreta acetilcolina (ACh) • ACh se fija sobre receptores en el sarcolema • Genera potencial de acción en fibra muscular • Libera iones de calcio (Ca++) vía Túbulos:
Desde retículo sarcoplasmático hacia el sarcolema
• Ca++ se une con troponina sobre el filamento de actina • Separa tropomiosina de los puntos activos en filamento de actina • Cabezas de miosina se adhieren a puntos activos en el filamento de actina
Energía para la Acción Muscular
• La enzima ATPase se encuentra en la cabeza de la miosina • ATPase descompone la molécula de ATP • Productos:
ADP + Pi + Energía Libre/Útil
• La energía liberada enlaza la cabeza de miosina con el filamento de actina • Permite la acción muscular
Final de la acción Muscular
• El calcio se agota • El calcio es bombeado hacia el retículo sarcoplasmático para su almacenaje • Son desactivadas la troponina y la tropomiosina • Se bloquea el enlace de los puentes cruzados de miosina con los filamentos de • actina Se interrumpe la utilización del ATP • Filamemntos de miosina y actina regresan a su estado original de reposo/relajación
Acoplamiento Excitación/Contración
1. Una unidad motora, con señales del encéfalo o médula espinal, libera el neurotransmisor acetilcolina (Ach) en la unión neuromuscular.
2. ACh cruza la brecha y se une a los receptores del sarcolema.
3. Esto inicia un potencial de acción, siempre y cuando se provea suficiente ACh.
4. El potencial de acción viaja a lo largo del sarcolema y a través de los túbulos T hasta el retículo sarcoplasmático, desde donde se liberan los iones de Ca 2+ .
(continúa)
Excitation/Contraction Coupling
5. El Ca 2+ se une a la troponina en el filamento de actina y la troponina hala la tropomiosina de los sitios activos, permitiendo que las cabezas de la miosina se unan al filamento de actina.
6. Una vez se establezca un estado de unión fuerte con la actina, las cabezas de la actina se inclina, halando el filamento de actina (
ataque de potencia
).
7. Las cabezas de la miosina se unen con el ATP y la ATPase (que se encuentra en la cabeza de la miosina) degrada el ATP en ADP y P i , liberando energía.
8. La acción muscular se detiene cuando el calcio se bombee fuera del sarcoplasma y regresa al retículo sarcoplasmático para su almacenamiento.
Tipos de Fibras Musculares
w Contracción Lenta (CL) o “Slow Twitch” (ST) w Contracción Rápida (CR) o “Fast Twitch” (FT):
Contracción Rápida tipo a (CRa ó FTa)
Contracción Rápida tipo b (CRb ó FTb)
Contracción Rápida tipo c (CRc ó FTc)
Fibras Musculares “Slow-Twitch” (ST):
w
Alta capacidad oxidativa (CHO y grasas):
Menor fatigabilidad Elevada Tolerancia Aeróbica –
w Baja capacidad glucolítica (CHO): Baja Capacidad Anaeróbica w Velocidad contractil: Baja (lento)
– Menor fuerza
w Umbral de estímulo para tensión máxima: 110 ms (lento) w Unidad Motora: 10
–180 fibras por neurona motora Pocas fibras - Menor fuerza
w
Unidad Motora:
Pequeño cuerpo celular – Menor velocidad
w
Forma lenta de la miosina ATPase:
Suministro de energía más lento
w Retículo sarcoplasmátco menos desarrollado: Menor capacidad para liberar
calcio – Menor velocidad contracción
w Distribución Cuerpo: 50% se componen de fibras ST w Reclutamiento: Mayor frecuencia que las fibras FTa
Fibras Musculares “Slow-Twitch” (ST)
w Alta capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga (baja fatigabilidad) w Baja capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generada por la unidad motora w Lenta velocidad contractil (110 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma lenta) w 10 –180 fibras por neurona motora w Bajo desarrollo del retículo sarcoplasmático
Fibras Musculares “Fast-Twitch” (FT):
w
Baja capacidad oxidativa (CHO y grasas):
Mayor fatigabilidad BajaTolerancia Aeróbica –
w Alta capacidad glucolítica (CHO): Elevada Capacidad Anaeróbica w
Velocidad contractil:
Alta (rápido) – Mayor fuerza
w Umbral de estímulo para tensión máxima: 50 ms (rápido) w Unidad Motora: 300
–800 fibras por neurona motora Muchas fibras - Mayor fuerza
w Unidad Motora: Grande cuerpo celular
– Mayor velocidad
w Forma rápida de la miosina ATPase: Suministro de energía más rápido w Retículo sarcoplasmátco más desarrollado: Mayor capacidad para liberar
calcio – Mayor velocidad contracción
w
Distribución Cuerpo:
25% (FTa),
22-24% (FTb), 1-3% (FTc)
w Reclutamiento: Mayor frecuencia FTa que FTb y FTc
Fibras Musculares Fast-Twitch (FT
a
)
w Moderada capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga w Alta capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generadad por la unidad motora w Rápida velocidad contractil (50 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma rápida) w 300 –800 fibras por neurona motora w Alto desarrollo del retículo sarcoplasmático
Fibras Musculares Fast-Twitch (FT
a
)
w Capacidad aeróbica (oxidativa): Moderada w Capacidad anaeróbica (glucolítica): Alta w Fatigabilidad: Alta w Velocidad de la contracción: Alta (Rapido) w Fuerza de la contracción: Alta w Retículo sarcoplasmático: Más desarrollado que ST w
Distribución en Cuerpo:
25% compuesto de fibras FTa w Reclutamiento: Mayor frecuencia que FTb y FTc
Fibras Musculares Fast-Twitch (FT
b
)
w Baja capacidad aeróbica (oxidativa) y tolerancia a la fatiga (alta fatigabilidad) w Alta capacidad anaeróbica (glucolítica) y fuerza generada por la unidad motora w Alta velocidad contractil (50 ms para alcanzar la tensión pico) y miosina ATPase (forma rápida) w 300 –800 fibras por neurona motora w Alto desarrollo del retículo sarcoplasmático
¿Sabías que…?
La diferencia en el desarrollo de la fuerza entre las unidades motoras FT y ST se debe al número de fibras musculares por unidad motora y al mayor diámetro de las fibras FT.
Puntos Claves Fibras Musculares Slow- y Fast Twitch
w Los músculos esqueletales contienen fibras St y FT.
w ATPase en las fibras FT actúan más rápido, suministrando energía para la acción muscular más rápido que la ATPase en las fibras ST.
w Las fibras FT poseen un retículo sarcoplasmático áltamente desarrollado, lo cual mejora el transporte del calcio.
(continúa)
Puntos Claves Fibras Musculares Slow- y Fast Twitch
w Las unidades motores que suplen las fibras FT son más grande (e.g., más fibras por unidad motora) que aquellas que suplen las fibras ST; por lo tanto, las unidades motoras FT pueden reclutar más fibras.
w Las fibras ST poseen una alta tolerancia aeróbica y estan diseñadas para actividades de tolerancia de baja intensidad.
w Las fibras FT son mejores para las actividades anaeróbicas o explosivas.
Reclutamiento Ordenado de las Fibras Musculares
w El principio del reclutamiento ordenado postula que que las unidades motoras son activadas en un orden fijo, basado en su clasificación/rango en el músculo.
w El principio del tamaño postula que el orden del reclutamiento esta directamente relacionado con el tamaño de su neurona motora.
w La fibras ST, las cuales poseen unidades motoras más pequeñas, se reclutan antes que las fibras FT.
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS: FUNCIÓN DURANTE EL EJERCICIO
Acción Muscular Esquelética:
Fibras Musculares Reclutamiento Selectivo:
Fibras ST, FTa, y FTb
Ejercicios de Baja Intensidad (e.g., Correr) Activación Fibras ST Ejercicios a Mayores Intensidades (e.g., Trotar) Fibras Activadas Competencias que Requieren Fuerza Máxima (e.g., Carreras de Velocidad) Fibras Activadas ST FTa ST FTa FTb
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
Función de los Músculos:
Producción del Movimiento Aplicación de una Fuerza Muscular
(Halón de la Palanca Ósea)
Acción Coordinada de los Músculos Esqueléticos Agonistas Antagonistas Sinergistas
Generación Principal de la Fuerza para el Movimiento Articular • Función Protectora:
Previenen estiramiento excesivo
Facilitan la Acción de los Músculos Motores Primarios
Clasificación Funcional de los Músculos
Agonistas
—motores primarios; responsables del movimiento
Antagonistas
—opuesto a los agonistas para prevenir que se sobreestiren
Sinergistas
—asisten a los agonistas y algunas veces afinar bien la dirección del movimiento
LOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS: FUNCIÓN DE LOS MÚSCULOS
Acción Muscular:
Generación de Tensión Tipos/Clasificación Concéntrica Excéntrica Isométrica (Estática) Acortamiento Muscular (Acción Principal de los Músculos) Alargamiento Muscular No Cambia (Invariable)
Longitud Muscular Ángulo Articular
Produce Movimiento Articular (Acción Dinámica)
GENERACIÓN DE FUERZA: Determinantes
w Número de unidades motoras activadas w Tipo de unidades motoras activadas (FT o ST) w Tamaño del músculo w Longitud inicial del músculo cuando se activa (# de puentes en contacto con los filamementos de actina) w Ángulo de la articulación (torque) w Velocidad de acción del músculo (acortamiento o alargamiento)
Puntos Claves Uso de los Músculos
w Los músculos involucrados en el movimiento pueden ser clasificados como agonistas, antagonistas y sinergistas.
w Los tres tipos de acción muscular son concéntrica, estática y eccéntrica.
w La producción de la fuerza aumenta al reclutar más unidades motoras.
(continúa)
Puntos Claves Uso de los Músculos
w Todas las articulaciones poseen un ángulo óptimo en la cuales los músculos que cruzan la articulación producen una fuerza máxima.
w El ángulo de fuerza máxima depende de la posición relativa de la inserción muscular en el hueso y la carga colocada sobre el músculo.
w La velocidad de la acción afecta la cantidad de fuerza producida.
MÚSCULOS ESQUELÉTICOS: FUNCIÓN
Generación de Fuerza:
Determinantes
Velocidad de Acción del Músculo Concéntrica (Acortamiento)
Velocidad de Accción Alta: 0.8 m/s
Fuerza
Baja: 0.2 m/s
Fuerza Acción Muscular Isométrico (Estático) Excéntrico (Alargamiento)
Velocidad de Accción Velocidad de Accción 0.0 m/s Alta: 0.8 m/s Baja: 0.2 m/s
Fuerza Fuerza Fuerza