T10: Contracción del músculo esquelético Flashcards
¿Qué son los músculos?
Los músculos son conjuntos de células altamente especializadas que transforman energía química en mecánica en respuesta a una señal excitadora (neurotransmisor químico o un factor paracrino), estiramiento o bien mediante una excitación eléctrica directa. La contracción de los músculos genera tensión y produce movimiento. Tienen dos propiedades especializadas:
- Contractibilidad: El músculo va a ser capaz de contraerse generando una fuerza, tensión y produciendo movimiento
- Excitabilidad: Responde a estímulos mecánicos, químicos y eléctricos
Compara el músculo estriado y el liso
- Estriado: Presenta estriaciones laterales en las fibras musculares y puede ser esquelético (compone el músculo somático) y cardiaco (compone la pared de todo el miocardio)
- Liso: Sin estriaciones laterales en las fibras musculares. Este músculo forma parte de las paredes de los órganos huecos y vasos sanguíneos, se denomina músculo visceral
- Características comunes: Acoplamiento excitación-contracción mediante varios mecanismos; el desencadenante de la contracción es el calcio; convierte la energía química en trabajo mecánico mediante la hidrolisis de ATP
- Características diferenciales: Velocidad y duración de la contracción; capacidad para regular la fuerza contráctil; metabolismo; fatiga
Músculo esquelético
Está compuesto por diferentes fascículos en su estructura también denominados paquetes o haces, que a su vez están compuestos por diferentes células o fibras musculares. Células muy grandes y alargadas con numerosos núcleos anticéntricos. Los núcleos están pegados a la membrana plasmática, el sarcolema. Las fibras en lose extremos de los músculos van a ir dividiéndose en fibras tendinosas que van a formar los tendones por empaquetamiento y gracias a estos se vana a unir los músculos a los huesos. Todo el citoplasma de una célula muscular está compuesto por las microfibrillas gracias a las cuales el músculo va a ser capaz de contraerse, en presencia de calcio proveniente del retículo sarcoplasmático y con aporte también de energía del ATP. El retículo sarcoplasmático va a estar muy desarrollado formando una cortina que rodea las microfibrillas. Además existe un sistema de túbulos T que van a originarse en el sarcolema siendo una extensión de este. El sistema de túbulos T es muy importante para el transporte del PA desde el interior al exterior junto con el retículo sarcoplasmático. El sistema tubular va a abarcar estos dos haciendo que el PA pase desde el sarcolema a las microfibrillas
Estructura de las microfibrillas
Esta estructura se ha estudiado gracias a la microscopía electrónica viéndose que existen unas bandas oscuras y claras que se van repitiendo continuamente a lo largo de las microfibrillas. Las bandas oscuras tienen una mayor densidad electrónica, las bandas claras tienen una menor. Las bandas se intercalan entre sí. La estructura que se repite se llama sarcómero y es la unidad contráctil del músculo que se comprende entre dos líneas Z. Las bandas claras se denominan bandas I y están compuestas únicamente por filamentos de actina. Van a tener una línea más oscura, denominadas líneas Z. Las bandas oscuras son las bandas A y tienen la longitud de los filamentos gruesos de miosina. En los extremos se superponen con filamentos de actina. En el centro de estas existe una banda más clara denominada banda H que únicamente se compone de filamentos de miosina. En el centro de la banda H encontramos una línea más oscura denominada línea M
Estructura de la miosina o filamento grueso
Está compuesto por aproximadamente 500 moléculas de miosina de tal manera que todas las miosinas se juntan para formar un filamento grueso. La miosina va a estar compuesta por dos partes, una parte alargada o cola y en uno de los extremos dos cabezas (proteínas globulares) orientadas hacia fuera del filamento para que pueda haber contacto con los filamentos de actina. La zona que une las cabezas con la cola se llama zona bisagra. La cola de miosina está formada por dos cadenas pesadas que se enlazan entre sí. Las cabezas van a estar formadas por proteínas globulares y cuatro cadenas ligeras. Las cabezas son muy importantes ya que es la zona donde se va a unir la actina con la miosina mediante puentes cruzados para ellos, y además las cabezas van a tener actividad ATPasa para producir energía
Estructura dela actina o filamento fino
El filamento fino está compuesto por tres proteínas:
- La actina F: proteínas unidas como un collas de perlas
- La tropomiosina: un filamento que se va a ir enlazando en el hueco que va a ir dejando la molécula de actina F
- La troponina: Va a ir colocándose en intervalos regulares a lo largo de todo el filamento de actina
Mecanismo de la contracción muscular
Se basa en el mecanismo o teoría de deslizamiento de los filamentos finos sobre los filamentos gruesos. Los filamentos de actina se deslizan hacia dentro sobre los filamentos de miosina. Tras esto, se van a ver acortadas la banda H e I, produciéndose la contracción celular
Regulación del mecanismo contráctil
Va a estar regulado por los filamentos finos que se van a poner en contacto con los filamentos gruesos: La troponina de la actina está compuesta por tres partes:
- Troponina N: Es la parte que está unida a la tropomiosina
-Troponina C: Es la parte que se va a unir al calcio
-Troponina I: Es la que se va a unir a la actina
Gracias al calcio se va a iniciar el proceso de contracción celular. Cuando aumenta la concentración de calcio en el medio extracelular, este se va a unir a la troponina C. Cuando esto ocurre, se va a desplazar toda la molécula de tropomiosina, de tal manera que van a quedar libres los sitios de unión a la miosina, de la actina con la miosina para la contracción
Acoplamiento excitación-contracción
Se produce un golpe activo, tiene que ocurrir en la contracción celular justo después de la contracción celular del paso anterior. Las cabezas globulares tienen actividad ATPasa, estrechamente asociado con un sitio de unión a actina. Las cabezas globulares funcionan como enzimas miosina ATPasa que dividen el ATP a ADP + Pi. Al hidrolizarse el ATP, la cabeza de miosina se adhiere a la actina, lo que forma un puente, el Pi unido se libera generando así un cambio conformacional en la miosina haciendo que el puente produzca un golpe de energía con tal fuerza que tira de los filamentos delgados hacia el centro de la banda A. Las cabezas globulares se giran y producen el golpe activo tirando del filamento fino deslizándose sobre el grueso. Con muchos de estos golpes se produce la contracción muscular
Control de la actividad motora
Se va a llevar acabo gracias a la unión neuromuscular. Todos los músculos esqueléticos van a estar inervados por una neurona motora, de tal manera que su cuerpo neuronal está localizado en la médula espinal y el axón se va a inervar en los diferentes músculos. El axón de estas neuronas se va a dividir en diferentes ramas, que van a formar la placa motora o unión neuromuscular. Cada célula muscular está inervada por una de esas terminaciones nerviosas . Conocemos como unidad motora a todas las fibras musculares que son inervadas por una única neurona (1motoneurona+nº de fibras musculares que inerva). En la terminal nerviosa de unión con el músculo se va a presentar un gran número de vesículas ¡, conteniendo un NT (ACh), que se va a liberar mediante un sinapsis al espacio sináptico. La ACh va a unirse al receptor específico en el músculo, provocando la apertura de los canales de sodio liberándose y despolarizando el sarcolema para que el potencial de acción se transmita. Los receptores se localizan en el sarcolema, con ionotrópicos y están regulados por ligando. Dos ACh, por su unión al receptor, abre los canales de salida de sodio, generando así la despolarización
El potencial de acción en el músculo esquelético
La despolarización se da por una entrada rápida de sodio y la repolarización se da por una salida de potasio
-Potencial de membrana en reposo: -90mV
-Potencial de acción 2-4msg
-Periodo refractario: 1-3msg
Se da el potencial de acción que después va a provocar una contracción determinada
Acoplamiento excitación-contracción
Los túbulos T llevan los potenciales de acción desde el exterior al interior de la fibra muscular, de tal manera que se va a estimular el receptor DHP (receptor de dihidropiridinas) que está en contacto con el retículo sarcoplásmico provocando la liberación de todo el Ca2+ de sus vesículas al citoplasma celular, es el que va a provocar la contracción celular, ya que el ion calcio será el que se una a la troponina C. En la contracción la mayor parte del Ca2+ proviene del retículo
