Contracción muscular, explicación completa.

1. UNIVERSIDAD ANDRES BELLO
Facultad de Ciencias Biológicas
Departamento de Ciencias Biológicas
Curso BIO B70
FISIOLOGIA DEL
MÚSCULO ESQUELÉTICO
Sebastian Montenegro.

3. Topografía de las relaciones
neurona motora-músculo
Neuronas que
inervan los
músculos
esqueléticos se
localizan en el asta
ventral de la ME.

4. Topografía de las relaciones neurona
motora-músculo
 Cada neurona motora
inerva las fibras
musculares en el
interior de un único
músculo.
 Grupo de neuronas
motoras que inervan un
único músculo se juntan
en agrupaciones con
forma de bastón que
discurren paralelas en la
ME (núcleo motor)

5. Organización jerárquica del
músculo esquelético

6. Miofibrilla presenta patrón
regular de bandas

8. El sarcómero: unidad contráctil
del músculo
 delimitado por las líneas Z
 bandas I: filamentos delgados
 banda A: filamentos gruesos y delgados
 banda H: filamentos gruesos
 línea M o línea central

10. Cambios en el sarcómero durante la
contracción
La fuerza generada por el movimiento de la miosina empuja a los filamentos finos
hacia el centro del sarcómero, acortando su longitud

11. Organización de los filamentos delgados
 Actina F (polimero de actina G)
 Tropomiosina
 Complejo troponina (Tn)
 TnI: inhibe interacción actina-miosina
 TnC: une Ca++
 TnT: une troponina?

12. Organización de los filamentos gruesos
 S-1 tiene actividad ATPásica que requiere de las cadenas
livianas. La actividad enzimática es acelerada por la unión con
actina
 S-1 forma los puentes cruzados con la actina de los
filamentos delgados
Disposición en el
sarcómero

13. cisterna terminal
túbulo T
cisterna terminal
triada
Sistema de
membranas
en el músculo
esquelético

14. Sistema de membranas en la fibra
muscular esquelética
 Túbulo T
 Invaginaciones periódicas del sarcolema. Participa en la
propagación del potencial de acción al interior de la fibra
muscular
 Retículo sarcoplasmático (SR)
 Forma cisternas que envuelven a las miofibrillas. Las
cisternas terminales están próximas a los túbulos T
 Triada
 Conjunto de dos cisternas terminales con un túbulo T al
Medio.
 El sistema de membranas juega un rol clave en el
acoplamiento entre la excitación y la contracción.

15. Unidad motora
 Es el nervio motor y todas las fibras musculares que inerva
 Unidad motora pequeña: nervio motor inerva un grupo
pequeño de fibras. Movimientos precisos
 Unidad motora grande: nervio motor inerva gran cantidad
de fibras musculares (músculos de las piernas)

16. Conti-Fine et al. (2006)
Túbulos Trasversos (T)

18. Cisterna terminal SR
Receptor de ryanodina (RyR)
Ca++-ATPasa (SERCa)
Calsecuestrina (CSQ)
Túbulo T
 Receptor de
dihidropiridinas
(DHPR)
Proteínas claves en el mecanismo E-C

19. Túbulo T: receptor de dihidropiridinas (DHPR)
Membrana del
túbulo T
En el túbulo T está el receptor de dihidropiridinas (DHPR)
que es un canal de Ca++ L dependiente de potencial
 Funciona como un sensor de voltaje más que como un
canal de Ca++. La despolarización del potencial de acción
genera un cambio conformacional en la proteína.
 DHPR interactúa con un canal de Ca++ del SR llamado
receptor de ryanodina

20. región citosólica o “pie” del
receptor RyR
asa citosólica entre los
dominios II y III de la
subunidad  de DHPR
región transmembrana
que
contiene el canal de Ca++
cisterna
terminal SR
 Isoforma expresada en
músculo esquelético es RyR1
Retículo sarcoplasmático:
receptor de ryanodina (RyR)

23. Acoplamiento excitación-contracción
1
2
 1: Potencial de acción en el sarcolema
 2: Tensión registrada en la misma fibra
 El potencial de acción (evento eléctrico) y la generación de
fuerza (evento mecánico) están separados en el tiempo

26. Figure 12-19a

28. El número de puentes cruzados depende del
grado de solapamiento entre filamentos de
actina y miosina
Determina la tensión generada durante las
contracciones isométricas

29. Determina la velocidad de acortamiento de las contracciones isotónicas.
La velocidad de acortamiento disminuye a medida que aumenta la postcarga

30. Frecuencia de estimulación.
La frecuencia de disparos de las neuronas
motoras también contribuyen a la
regulación de la tensión muscular.

31. Está formado por la neurona motora y las
fibras musculares que inerva.

32. Cuando una
neurona
motora es
estimulada,
todas las fibras
en esa unidad
motora se
contraen o no
lo hacen.

33. Tres tipo de
unidades motoras
(velocidad de
contracción, tensión
máxima y fatiga)

36. Efecto de la inervación sobre el
fenotipo del músculo
 N-SOL: soleo normal
 N-EDL: EDL normal
 X-SOL: soleo inervado
con nervio motor del
EDL
 X-EDL: EDL inervado
con nervio motor del
sóleo
 S-SOL: soleo con su
nervio transectado y
resuturado
 S-EDL: EDL con su
nervio transectado y
resuturado

41. Diferencias entre unidades
motoras

42. Suma espacial
Suma temporal

43. Aumento gradual de la tensión
recluta unidades motoras
(principio del tamaño)
1.Unidades lentas (menor
umbral, cuerpos pequeño y
velocidades de conducción
lentas)
2.Resistentes a la fatiga
(características intermedias)
3.Fatigables rápidas (cuerpos
celulares grandes y velocidades
de conducción altas)

45. ST
FT

46. Tipos de músculo liso:
1.Multiunitario
 Presente en el iris, el músculo ciliar del cristalino y el conducto
deferente.
 Se comportan como unidades motoras independientes.
 Presentan poco o ningún acoplamiento eléctrico entre células.
 Está densamente inervado.
2.Unitario.
 Presente en útero, tubo digestivo, uréter y la vejiga.
 Es activo espontáneamente y presenta
actividad marcapasos que está modulada por
hormonas y neurotransmisores.
 Alto grado de acoplamiento eléctrico, contracción coordinada.
3.Vascular liso.

50. Múltiples formas de aumentar
el Ca+2 i

51. MLCK= miosina de cadena ligera quinasa

52. Etapas de acoplamiento
excitación-contracción

53. MLCP
MLCP = fosfatasa de miosina de cadena ligera

54. ↓Ca+2
↓ velocidad y
fosforilación de
puentes cruzados
La fuerza
↑ y luego
se
mantiene

55. Mantención de la
tensión con una bajo
consumo de ATP
El ciclado es más
lento cuando se
desfosforila

56. Se requiere reducir las concentraciones de Ca+2
mioplasmático.
1)Por repolarización (disminuye el influjo de
Ca+2) y sistemas para sacarlo (Bomba de Ca+2
NCX, RS. esto provoca una disminución de la
actividad MLCK (con aumento de la actividad
fosfatasa)
2)A través de AMPc y GMPc

58. Músculo cardiaco

59. El potencial de acción del músculo cardíaco es prolongado,
y se caracteriza por una meseta dependiente de calcio
Phase Membrane channels
PX = Permeability to ion X
+20
-20
-40
-60
-80
-100
Membrane
potential
(mV)
0
0 100 200 300
Time (msec)
PNa
Na+ channels open
0
0
Phase Membrane channels
PX = Permeability to ion X
+20
-20
-40
-60
-80
-100
Membrane
potential
(mV)
0
0 100 200 300
Time (msec)
PNa
PNa
Na+ channels open
Na+ channels close
1
0
0
1
Phase Membrane channels
PX = Permeability to ion X
+20
-20
-40
-60
-80
-100
Membrane
potential
(mV)
0
0 100 200 300
Time (msec)
PK and PCa
PNa
PNa
Na+ channels open
Na+ channels close
Ca2+ channels open; fast K+ channels close
1
2
0
0
1
2
Phase Membrane channels
PX = Permeability to ion X
+20
-20
-40
-60
-80
-100
Membrane
potential
(mV)
0
0 100 200 300
Time (msec)
PK and PCa
PNa
PK and PCa
PNa
Na+ channels open
Na+ channels close
Ca2+ channels open; fast K+ channels close
Ca2+ channels close; slow K+ channels open
1
2
3
0
0
1
2
3
Phase Membrane channels
PX = Permeability to ion X
+20
-20
-40
-60
-80
-100
Membrane
potential
(mV)
0
0 100 200 300
Time (msec)
PK and P Ca
PNa
PK and PCa
PNa
Na+ channels open
Na+ channels close
Ca2+ channels open; fast K+ channels close
Ca2+ channels close; slow K+ channels open
Resting potential
1
2
3
0
4 4
0
1
2
3
4
La entrada de
Ca2+ lleva a la
contracción

60. La duración del periodo refractario no permite la
aparición de despolarizaciones patológicas ni tétano