Musculos-Cabrera Salinas

1. CLASIFICACIÓN DE LAS FIBRAS MUSCULARES
ESTRIADAS NO ESTRIADAS
CON CONDUCCIÓN
EFÁPTICA:
CONTRACCIÓN ESPONTANEA
(AUTOMATISMO)
MODIFICABLE POR
HORMONAS
MÚSCULO CARDIACO: MÚSCULO LISO
UNITARIO (VISCERAL)
SIN CONDUCCIÓN
EFÁPTICA:
SE CONTRAEN SOLO AL SER
ESTIMULADAS POR FIBRAS
NERVIOSAS QUE LAS INERVAN
MÚSCULO
ESQUELÉTICO:
INERVACIÓN SISTEMA
NERVIOSO SOMÁTICO
MÚCULO LISO
MULTIUNITARIO:
INERVACIÓN SISTEMA
NERVIOSO AUTÓNOMO

2. Músculo esquelético
Ocupa el 32% del peso en mujeres y 40% en hombres. Formado por fibras (células) musculares
alineadas en paralelo y unidas por tejido conectivo. La contracción muscular esta bajo control
voluntario. Aunque la postura, el balance y los movimientos estereotípicos al caminar tienen regulación
subconsciente.
Cada célula del músculo esquelético está inervada por la rama de una motoneurona. Los potenciales de
acción se propagan a lo largo de las motoneuronas, llevando a la liberación de ACh en la unión
neuromuscular, la despolarización de la placa motora terminal y el inicio de potenciales de acción en la
fibra muscular. Los fenómenos que se producen entre el potencial de acción en la fibra muscular y su
contracción se llaman acoplamiento excitación-contracción.
Filamentos Musculares
Cada fibra muscular es una sola célula multinucleada (mioblastos embrionarios), larga (10-
30cm), cilíndrica, rodeada por una membrana celular: el sarcolema. No hay puentes sincitiales
entre las células. Las fibras musculares están formadas por miofibrillas (80% del volumen), las
cuales se dividen en filamentos individuales. Las miofibrillas están rodeadas de retículo
sarcoplásmico e invaginadas por túbulos transversos (túbulos T). Los espacios entre las miofibrillas
están llenos de un liquido intracelular denominado sarcoplasma, que contiene grandes cantidades de
potasio, magnesio y fosfato, además de enzimas proteicas. Tambien hay muchas mitocondrias, dispuestas
paralelas a las miofibrillas, a las que proporcionan en contracción grandes cantidades de energía en forma
de trifosfato de adenosina (ATP). Cada miofibrilla contiene filamentos interdigitales gruesos y finos,
dispuestos longitudinal y transversalmente en los sarcómeros. Las unidades de repetición de los
sarcómeros explican el exclusivo patrón en bandas del músculo estriado (que incluye el músculo
esquelético y el cardíaco). Los filamentos delgados se disponen hexagonalmente alrededor de los gruesos
y cada filamento delgado está rodeado por tres filamentos gruesos. Hay el doble de filamentos delgados
respecto a los gruesos.

3. Filamentos gruesos
Están formados por cientos de moléculas de proteína de gran peso molecular llamada miosina, compuesta por seis cadenas
polipeptídicas que incluyen un par de cadenas pesadas y dos pares de cadenas ligeras. Gran parte de la miosina de las cadenas pesadas
tiene una estructura helicoidal a, en la que dos cadenas se enrollan entre sí para formar la «cola» de la molécula de miosina. Las
cuatro cadenas ligeras y el extremo N-terminal de cada cadena pesada forman dos «cabezas» globulares. Estas
cabezas globulares tienen un sitio de unión a la actina, necesario para la formación de puentes cruzados, y un sitio
que une e hidroliza el ATP (miosina ATPasa). Las cabezas se orientan hacia fuera y las colas hacia el centro.
Filamentos delgados
Formados por actina, tropomiosina y troponina.
La actina es una proteína de forma globular (esférica) denominada actina G. La actina G se polimeriza en dos
cadenas que giran en una estructura helicoidal a para formar actina filamentosa llamada actina F. Esta proteína
tiene sitios de unión a la miosina.
La tropomiosina es una proteína filamentosa larga, formada por dos cadenas, α y β, que discurren entre las dos
cadenas de actina a lo largo de 7 siete subunidades de actina G. En reposo, su función es bloquear los sitios
activos de la actina. Si tiene que producirse la contracción, la tropomiosina debe ser desplazada para que la
actina y la miosina puedan interaccionar.
La troponina es un complejo de tres proteínas globulares situadas a intérvalos a lo largo de las moléculas de tropomiosina. La
troponina T (T de tropomiosina) une el complejo de troponina a la tropomiosina. La troponina I (I de inhibición) se
une a la actina, junto con la tropomiosina, inhibe la interacción de actina y miosina al cubrir el
sitio de unión a la miosina en la actina. La troponina C (C de Ca2+) es una proteína de fijación de Ca2+,
fundamental en el inicio de la contracción. Cuando la concentración intracelular de Ca2+ aumenta, el Ca2+ se une a la
troponina C, produciendo un cambio conformacional en el complejo de troponina. Este cambio conformacional desplaza la
tropomiosina, permitiendo la unión de actina a las cabezas de miosina.
La tropomiosina y la troponina se denominan proteínas reguladoras (chaperonas) y la actina y
la miosina proteínas contráctiles.

4. Estructura de los filamentos gruesos (A) y delgados (B) del músculo esquelético
La troponina es un complejo de tres proteínas: troponina I, troponina T, y troponina C

7. Disposición de los filamentos gruesos y finos en los sarcómeros
El sarcómero es la unidad contráctil básica (unidad funcional) y está delimitado por los discos Z. Cada
sarcómero contiene una banda A completa en el centro y la mitad de dos bandas I a cada lado de la
banda A. El músculo incrementa su longitud añadiendo nuevos sarcómeros en los extremos de las
miofibrillas. Durante la contracción muscular los filamentos delgados se deslizan sobre los filamentos
gruesos, tirando de los discos Z, por lo que el sarcómero se acorta y la fibra muscular también se acorta.
La banda I y la zona H también se acortan, pero la banda A permanece constante. Los filamentos delgados
y gruesos no se acortan solo se deslizan.
Las bandas A (Anisotropía: birrefringencia) se localizan en el centro del sarcómero y contienen los
filamentos gruesos (miosina), que aparecen oscuros a la luz polarizada. Los filamentos gruesos y finos
pueden superponerse en la banda A; estas zonas de superposición son sitios potenciales de formación de
puentes cruzados. Su longitud permanece constante durante la contracción.
Las bandas I (Isotrópicas) se localizan a cada lado de la banda A y aparecen claras a la luz polarizada.
Contienen filamentos finos (actina) que no se proyectan a la banda A, proteínas filamentosas
intermedias y discos Z. No tienen filamentos gruesos. Su longitud disminuye durante la contracción.
Los discos Z (líneas Z) son estructuras de tinción oscura que circulan en medio de cada banda I,
delimitando los extremos de cada sarcómero.
La zona desnuda (banda H) más clara, en el centro de las bandas A (de cada sarcómero). Son las
regiones en las que los filamentos delgados no se superponen con los gruesos cuando el músculo
está relajado. Su longitud disminuye durante la contracción.
La línea M corta por la mitad la zona desnuda y contiene proteínas de tinción oscura que unen las
porciones centrales de los filamentos gruesos. La línea M es el sitio de inversión de la polaridad de las
moléculas de miosina en cada filamento grueso. En estos puntos hay conexiones cruzadas más ligeras que
mantienen los filamentos gruesos con la disposición adecuada.

8. Disposición de los filamentos gruesos y finos en los sarcómeros

10. Proteínas del citoesqueleto (de anclaje)
Forman la arquitectura de las miofibrillas, alinean los filamentos gruesos y delgados.
Las proteínas transversas del citoesqueleto unen los filamentos gruesos y finos, formando un
«andamio» para las miofibrillas y la unión de los sarcómeros de miofibrillas adyacentes. La
molécula grande distrofina (peso molecular 427 000 Da) forma un cilindro que conecta los
filamentos de actina delgados con la proteína transmembrana distroglucano β en el sarcolema
mediante proteínas más pequeñas en el citoplasma, las sintropinas. Este complejo distrofina-
glucoproteína agrega fuerza al músculo al proporcionar un andamiaje para las fibrillas y
conectarlas con el medio extracelular. La interrupción de la estructura tan bien organizada
origina varias alteraciones distintas, o distrofias musculares.
Las proteínas longitudinales del citoesqueleto incluyen titina y nebulina.
• La titina, la proteína más grande conocida, se extiende en ambas direcciones desde las líneas
M, de los filamentos gruesos, hasta los discos Z. Mantiene en su posición los filamentos de
miosina y de actina. Ayuda a centrar los filamentos gruesos en el sarcómero e incrementa la
elasticidad muscular gracias a la porción elástica de la molécula de titina, que se une a los
discos Z. También parece actuar como molde para la formación de porciones de los filamentos
contráctiles, especialmente los de miosina.
• La nebulina, se extiende de un extremo al otro del filamento fino. Sirve de «molécula rectora»,
estableciendo la longitud de los filamentos finos durante su ensamblaje.
• La actinina a, ancla los filamentos finos al disco Z.

11. SISTEMA SARCOTUBULAR
Las fibrillas musculares están rodeadas por el sistema sarcotubular, que está formado por un
sistema T al centro y un retículo sarcoplásmico a cada lado. (tríadas)
Los túbulos transversos (T) son una extensa red de membrana sarcolémica que se invagina profundamente en la
fibra muscular, con disposición radial, en las uniones A-I. Se encargan de transmitir la despolarización de los
potenciales de acción que tienen lugar en la superficie de la célula muscular hacia el interior de la fibra. Los
túbulos T establecen contacto con las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico y contienen una proteína
sensible al voltaje llamada receptor de dihidropiridina, llamada así por el fármaco que lo inhibe. La mitad de los
receptores de rianodina se une con los receptores tubulares de dihidropiridina y al activarse se abre la otra mitad de
receptores. El sistema T de túbulos transversales, forma una rejilla perforada por las fibrillas musculares
individuales. El espacio entre las dos capas del sistema T es una extensión del espacio extracelular.
El retículo sarcoplásmico es una estructura tubular interna (túbulos L o longitudinales, más
cortos e irregulares en las bandas I que en la banda A) con terminaciones laterales en forma de
sacos dilatados (cisternas terminales) grandes en contacto estrecho con el sistema T en las
uniones entre las bandas A e I.
El retículo sarcoplásmico contiene un canal de liberación de Ca2+ llamado receptor de rianodina
(alcaloide vegetal que abre este canal de liberación).
El Ca2+ se acumula en el retículo sarcoplásmico por acción de la Ca2+ ATPasa (SERCA) en la membrana del retículo
sarcoplásmico. La Ca2+ ATPasa bombea Ca2+ del LIC de la fibra muscular al interior del retículo sarcoplásmico,
manteniendo baja la concentración intracelular de Ca2+ cuando la fibra muscular está en reposo. En el interior del
retículo sarcoplásmico, el Ca2+ se une a la calsecuestrina, una proteína de fijación de Ca2+ de baja afinidad y alta
capacidad. Al unir Ca2+, la calsecuestrina ayuda a mantener una concentración baja de Ca2+ libre dentro del
retículo sarcoplásmico, reduciendo así el trabajo de la bomba Ca2+ ATPasa. Por tanto, puede almacenarse una gran
cantidad de Ca2+ unido en el retículo sarcoplásmico, mientras que la concentración de Ca2+ libre en el retículo
intrasarcoplásmico se mantiene extremadamente baja.

12. Mecanismo general de la contracción muscular
El inicio y la ejecución de la contracción muscular se producen en las siguientes etapas secuenciales:
1. Un potencial de acción viaja a lo largo de una neurona motora hasta sus terminales sobre las fibras
musculares.
2. En cada terminal, la entrada de calcio, hace que el nervio secrete una pequeña cantidad de acetilcolina.
3. La acetilcolina actúa en receptores nicotínicos de la fibra muscular para abrir múltiples canales de
cationes.
4. La apertura de los canales activados por acetilcolina permite que grandes cantidades de iones sodio
difundan hacia el interior de la membrana de la fibra muscular. Esto provoca una despolarización local
que, a su vez, conduce a la apertura de los canales de sodio activados por voltaje. Esto inicia un potencial
de acción en la membrana.
5. El potencial de acción despolariza la membrana muscular, y buena parte de la electricidad del potencial
de acción fluye a través de los túbulos T hacia el centro de la fibra muscular, donde hace que el retículo
sarcoplásmico libere grandes cantidades de iones calcio que se han almacenado en el interior de este
retículo.
7. Los iones calcio inician fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina, haciendo que se
deslicen unos sobre otros en sentido longitudinal, lo que constituye el proceso contráctil.
8. Después de una fracción de segundo los iones calcio son bombeados de nuevo hacia el retículo
sarcoplásmico por una bomba de Ca++ de la membrana y permanecen almacenados en el retículo hasta
que llega un nuevo potencial de acción muscular; esta retirada de los iones calcio desde las miofibrillas
hace que cese la contracción muscular.

13. Teoría de la cremallera de la contracción muscular. Acoplamiento excitación-conducción
Pasos que tienen lugar en el acoplamiento:
1. Los potenciales de acción en la membrana celular muscular se propagan a los túbulos T por
transmisión de corrientes locales.
2. La despolarización de los túbulos T genera un cambio conformacional fundamental en su
receptor de dihidropiridina sensible al voltaje. Este cambio abre los canales de liberación de
Ca2+ (receptores de rianodina) en el retículo sarcoplásmico cercano.
3. Cuando se abren estos canales de liberación de Ca2+, el Ca2+ se libera de su depósito en el
retículo sarcoplásmico al LIC de la fibra muscular, provocando un aumento de la concentración
intracelular de Ca2+. En reposo, la concentración intracelular de Ca2+ libre es inferior a 10–7 M.
Una vez liberado del retículo sarcoplásmico, la concentración intracelular de Ca2+ libre aumenta
hasta concentraciones de entre 10–7 y 10–6 M.
4. El Ca2+ se une a la troponina C en los filamentos finos, causando un cambio conformacional
en el complejo de troponina. La troponina C puede unir hasta cuatro iones Ca2+ por molécula de
proteína. Debido a que esta unión es cooperativa, cada molécula de Ca2+ unido aumenta la
afinidad de la troponina C por el siguiente Ca2+. Por tanto, incluso un pequeño aumento de la
concentración de Ca2+ aumenta la probabilidad de que todos los sitios de unión estén ocupados
para producir el cambio conformacional necesario en el complejo de troponina.
5. El cambio conformacional en la troponina, producido por el calcio, desplaza a la
tropomiosina para que pueda empezar el ciclo de puentes cruzados.

14. Teoría de la cremallera de la contracción muscular. Acoplamiento excitación- conducción
6. Las cabezas de miosina se unen a la actina y forman los puentes cruzados, según esta
secuencia:
a) Al principio del ciclo no hay ATP unido a la miosina, la cual está acoplada a la
actina en una posición de «rigidez» transitoria. Al morir este estado es
permanente (rigor mortis, inicia a las tres horas y se completa en 12 horas).
b) La unión de ATP a una hendidura en el dorso de la cabeza de miosina produce un
cambio conformacional en la miosina que reduce su afinidad por la actina; por tanto, la
cabeza de miosina se libera del sitio original de unión a la actina. (relajación)
c) El ATP se hidroliza en ADP y Pi, que se mantienen unidos a la miosina. La
energía liberada activa a la cabeza de miosina, que adopta su conformación de
90° con alta energía.
d) La miosina se une a un nuevo sitio en la actina para constituir el complejo actina-
miosina-ADP-Pi. Esto prodúcela flexión de la cabeza de miosina que se modifica a su
conformación de 45° con baja energía generando una fuerza mecánica denominada golpe
de potencia (power stroke). El ciclo de puentes cruzados continúa, con la miosina desplazándose »
hacia el extremo positivo del filamento de actina, siempre que el Ca2+ esté unido a la troponina C.
Si la carga sobre el músculo es ligera el filamento de actina se desplaza sobre el de miosina, generando
acortamiento muscular (contracción isotónica). Si la carga es pesada no habrá desplazamiento ni
acortamiento (contracción isométrica).

15. Teoría de la cremallera de la contracción muscular. Acoplamiento excitación- conducción
7. La relajación tiene lugar cuando el Ca2+ se reacumula en el
retículo sarcoplásmico por la Ca2+ ATPasa de la membrana del
retículo sarcoplásmico (SERCA). Cuando disminuye la concentración
intracelular de Ca2+ a menos de 10–7 M, no hay suficiente Ca2+ para unirse a
la troponina C, la tropomiosina vuelve a su posición de reposo, donde
bloquea el sitio de unión a la miosina en la actina y el músculo se relajará.
Hay ciclos asincrónicos de entrecruzamiento. Parte de los puentes cruzados
se encuentran unidos a los filamentos delgados y otros han regresado a su
conformación original para unirse con otra molécula de actina.
Un potencial de acción dura 2 milisegundos, el periodo de
latencia es de pocos milisegundos. El tiempo de contracción es
de 50 milisegundos, igual que el de relajación.

22. Mecanismo del Tétanos
Un único potencial de acción da lugar a la liberación de una cantidad fija de Ca2+
del retículo sarcoplásmico, que produce una única contracción. La contracción
termina (se produce la relajación) cuando el retículo sarcoplásmico reacumula este
Ca2+. Sin embargo, si el músculo se estimula repetidamente, no hay tiempo
suficiente para que el retículo sarcoplásmico reacumule Ca2+ y la concentración
intracelular de Ca2+ nunca vuelve a las concentraciones bajas que se encuentran
durante la relajación.
En su lugar, la concentración intracelular de Ca2+ sigue siendo alta, dando lugar a
la unión continuada de Ca2+ a la troponina C y al ciclo continuo de puentes
cruzados. En este estado, existe una contracción sostenida llamada tétanos en vez
de una sola contracción.

23. Relación Longitud-Tensión
Se refiere al efecto de la longitud de la fibra muscular sobre el grado de tensión que puede desarrollar la
fibra. El grado de tensión se determina para un músculo sometido a una contracción
isométrica, en la que se permite desarrollar una tensión a una longitud prefijada
(llamada precarga), pero sin que el músculo pueda acortarse. (Si intentas levantar una
barra de 300 kg, la tensión desarrollada sería grande, pero no se produciría ningún acortamiento
ni movimiento muscular). En función de una longitud prefijada (o precarga) pueden realizarse las
siguientes mediciones de la tensión:
♦ La tensión pasiva es la tensión desarrollada al estirar simplemente un músculo a diferentes longitudes.
♦ La tensión total es la tensión desarrollada cuando un músculo es estimulado para contraerse a
diferentes precargas. Es la suma de la tensión activa desarrollada por el ciclo de puentes cruzados en los
sarcómeros y la tensión pasiva causada por el estiramiento del músculo.
♦ La tensión activa se determina restando la tensión pasiva de la tensión total. Representa la fuerza
activa desarrollada durante el ciclo de puentes cruzados.
La tensión activa desarrollada es proporcional al número de puentes cruzados formados. Es
máxima cuando existen una superposición máxima de filamentos gruesos y finos, y puentes cruzados.
Cuando el músculo se estira a longitudes más largas, se reduce el número de puentes cruzados
posibles y la tensión activa se reduce. Asimismo, cuando la longitud muscular se reduce, los
filamentos finos chocan entre sí en el centro del sarcómero, reduciendo el número de puentes cruzados
posibles y la tensión activa.

24. Relación longitud tensión en el músculo esquelético. La tensión activa máxima se produce
en longitudes musculares con la máxima superposición entre filamentos gruesos y finos.

25. Relación Fuerza(carga)-Velocidad
La relación fuerza-velocidad describe la velocidad de acortamiento cuando varía la fuerza
contra la que se contrae el músculo, la poscarga.
A diferencia de la relación longitud-tensión, la relación fuerza-velocidad se determina
permitiendo que el músculo se acorte. La fuerza (carga), más que la longitud, es fija y, por tanto,
se llama contracción isotónica.
La velocidad de acortamiento refleja la velocidad de formación de puentes cruzados. Como es
obvio la velocidad de acortamiento será máxima (Vmáx) cuando la poscarga en el músculo sea de
cero. Con el aumento de la poscarga en el músculo, la velocidad disminuirá porque los puentes
cruzados pueden formarse menos rápidamente contra la mayor resistencia. A medida que
aumenta la poscarga a niveles incluso mayores, la velocidad de acortamiento se reduce a cero.
(Imagínese lo rápidamente que puede levantar una pluma en comparación con una tonelada de
ladrillos.)
El efecto de la poscarga en la velocidad de acortamiento puede ponerse de manifiesto situando
el músculo a una longitud prefijada (precarga) y midiendo luego la velocidad de acortamiento a
varios niveles de poscarga. Se genera una «familia» de curvas; cada una representa una precarga
fijada. Las curvas siempre interseccionan en Vmáx, el punto donde la poscarga es cero y la
velocidad de acortamiento es máxima.
Mientras que la velocidad y la carga están inversamente relacionadas en las contracciones
concéntricas, están directamente relacionadas en las contracciones excéntricas. A mayor carga
que extiende el músculo más rápidamente se alargará, porque se rompen algunas uniones de los
puentes cruzados.

26. Velocidad inicial de acortamiento como función de la poscarga en el
músculo esquelético

27. Diferencias entre ejercicios isotónicos e isométricos
Los ejercicios isotónicos implican que la tensión muscular permanece constante mientras el músculo cambia de
longitud. Correr, flexiones, saltos, peso muerto son ejemplos de ejercicios isotónicos. Este tipo de ejercicios
aumentarán la fuerza y la resistencia de todos los músculos que está practicando, sin embargo las mayores
ganancias de fuerza se producirán en el punto más débil de la contracción. Cuando frenamos el movimiento de un
objeto. El músculo está haciendo fuerza, pero no la suficiente y en vez de acortarse se alarga.
Cuando hacemos ejercicio, los músculos desarrollan tensión. Esta tensión ocurre cuando el músculo se acorta, se
alarga, o se queda estático. Una contracción concéntrica ocurre cuando el músculo desarrolla tensión suficiente
para superar una resistencia, de forma que el músculo se acorta y moviliza una parte del cuerpo venciendo dicha
resistencia. Una contracción excéntrica se produce cuando el músculo se alarga porque está siendo extendido por
una fuerza externa mientras se contrae , por ejemplo, bajar un peso. La Tensión soporta el peso del objeto.
Una contracción isométrica se produce cuando el músculo se tensa, pero no cambia en longitud, por ejemplo, la
flexión. Ocurre cuando la carga es demasiado grande o la tensión desarrollada es deliberadamente menor que la
necesaria para mover la carga. Los ejercicios isométricos no implican movimientos de las articulaciones,
acortamientos o alargamientos de un músculo. Los músculos permanecen estáticos sin acortarse ni alargarse, pero
generan tensión. Un ejemplo es cuando empujamos una pared o sostenemos un objeto en una posición fija,
estamos haciendo fuerza pero no desplazamiento, también cuando mantenemos la postura manteniendo las
piernas fijas al pararnos. Este tipo de ejercicio aumentará la fuerza de los músculos y la resistencia, pero sólo en la
pose que se lleva a cabo. El sistema isométrico registra los cambios de la fuerza de la propia contracción muscular,
por esto se utiliza cuando se comparan las características funcionales de diferentes tipos de musculo.
Como el trabajo es producto de la fuerza multiplicada por la distancia, las contracciones isotónicas ejercen un
trabajo, pero no las isométricas. Cuando se entrena, lo mejor es incorporar una mezcla de ejercicios isométricos e
isotónicos. Los dos incluso se pueden combinar.

28. CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA CONTRACCIÓN ISOTÓNICA
ACORTAMIOENTO DEL COMPONENTE CONTRACTIL
(CC)QUE SE COMPENSA CXON EL ESTIRAMENETO DEL
COMPONENTE ELÁCTICO EN SERIE(CES)
ACORTAMIOENTO DEL COMPONENTE CONTRACTIL QUE DESENCADENA
EL ACORTAMIENTO EL MÚSCULO. EL CES NO SE ESTIRA
LA TENSIÓN NO SE INCREMENTA POR EFECTO DEL
ESTIRAMIENTO DEL CES
DEBIDO A QUE EL CES NO SE ESTIRA, LA TENSIÓN PERMANECE SIN
CAMBIOS.
NO SE PRESENTA ACORTAMIENTO → NO TRABAJO ACORTAMIENTO Y TRABAJO
OCURRE AL INICIO Y FINAL DE UNA CONTRACCIÓN OCURRE EN PARTE MEDIA DE LA CONTRACCIÓN
LA FASE ISOMÉTRICA SE INCREMENTA A LA PAR DE LA
CARGA
LA FASE ISOTÓNICA SE REDUCE AL AUMENTAR LA CARGA
SE LIBERA MENOS CALOR→GASTO ENERGÉTICO +
EFICIENTE
LIBERA MAS CALOR→GASTO ENERGÉTICO MENOS EFICIENTE
TIENE PERIODO DE LATENCIA MENOR, PERIODO DE
CONTRACCIÓN MAS CORTO Y PERIODO RELAJACIÓN +
LARGO
TIENE PERIODO DE LATENCIA MAYOR, UN PERIODO DE CONTRACCIÓN MÁS
LARGO Y UN PERIODO DE RELAJACIÓN + CORTO.
LA ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA REDUCE LA
TENSIÓ DE LA CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA.
LA ELEVACIÓN DE LA TEMPERATURA INCREMENTA RL ACORTAMIENTO
DE LA CONTRACCIÓN ISOTÓNICA.

32. Tetania y Rigor Mortis
La tetania es una condición de hipercontracción muscular que se da después de un periodo prolongado de
repetitiva estimulación muscular el cual es causado por una depleción de ATP u otros fosfatos de alta energía que
ayudan a mantener los niveles de ATP apropiados. Estos fosfatos de alta energía incluyen otros nucleósidos
trifosfatos (NTPs), creatina fosfato (CP) y ADP, como están ilustradas en las 3 ecuaciones a continuación. Las tres
reacciones son realizadas por una difosfocinasa de nucleósido, creatina cinasa y adenilato cinasa, respectivamente.
NTP + ADP ——> NDP + ATP
CP + ADP ——> Creatine +ATP
ADP + ADP ——> AMP + ATP
Debido a que la estimulación tetánica incrementa el calcio sarcoplasmático y elimina el ATP, el resultado es un músculo
altamente contraído con calcio unido al Tn-C y sin ATP que dirija el movimiento de calcio a la cisterna del RS o cause desunión de
los puentes de actina-miosina. Bajo estas condiciones, la mitocondria va a preferentemente bombear el calcio a la matriz
mitocondrial lo cual removerá el calcio unido al Tn-C, escondiendo ahora los sitios de unión de la miosina en los filamentos
delgados y permitiendo que el músculo asuma un estado de flacidez. Sin embargo, la ausencia de ATP resulta en la mantención
de la miosina en su estado conformacional de baja energía lo cual limitará la habilidad del músculo de generar actividad
contráctil. Al estar en este estado fisiológico, los músculos se dicen que están fatigados.
En la muerte, todas las reacciones tienden hacia el equilibrio. Uno de los primeros procesos que sucede es el
equilibrio iónico a través de todos los compartimentos del cuerpo como resultado de la falta de energía que
requieren las bombas de iones para establecer y mantener una diferencia de concentraciones iónicas. En el caso del
músculo, este proceso resulta en el movimiento de calcio desde las cisternas y del líquido extracelular hacia el
sarcoplasma, en donde eleva las concentraciones de calcio. El calcio induce cambios conformacionales en el
complejo troponina-tropomiosina, lo cual expone los sitios de unión de la miosina localizados en los filamentos
delgados. Esto resulta en una actividad contráctil incontrolada lo cual sólo agota todo el suministro de ATP y todas o
casi todas las moléculas de miosina acaban formando parte de los complejos actina-miosina. El estado rígido de los
músculos que se desarrolla poco después de la muerte se debe a este estado en donde existen muchos complejos
actina-miosina el cual también se conoce como rigor mortis.

33. Músculos Rojos Oxidativos y Blancos Glucolíticos
Fibras lentas (tipo I, musculo rojo). 1) Fibras mas pequeñas, 2) tambien inervadas por
fibras nerviosas mas pequeñas, 3) vascularización y capilares mas extensos para aportar
cantidades adicionales de oxigeno, 4) números muy elevados de mitocondrias, tambien
para mantener niveles elevados de metabolismo oxidativo lento, y 5) las fibras contienen
grandes cantidades de mioglobina, una proteína que contiene hierro y que es similar a la
hemoglobina de los eritrocitos. La mioglobina se combina con el oxigeno y lo almacena
hasta que sea necesario; esto tambien acelera mucho el transporte de oxigeno hacia las
mitocondrias. La mioglobina da al musculo lento un aspecto rojizo y el nombre de
musculo rojo.
Fibras rápidas (tipo II, musculo blanco). 1) Fibras grandes para obtener una gran fuerza
de contracción, 2) retículo sarcoplásmico extenso para una liberación rápida de iones
calcio para iniciar la contracción, 3) grandes cantidades de enzimas glucoliticas para la
liberación rápida de energía por el proceso glucolitico, 4) vascularización menos extensa
porque el metabolismo oxidativo tiene una importancia secundaria, y 5) menos
mitocondrias, tambien porque el metabolismo oxidativo es secundario. Un déficit de
mioglobina roja en el musculo rápido le da el nombre de musculo blanco.
Los músculos esqueléticos de acción rápida, como el tibial anterior, son compuestos
predominantemente de fibras blancas glucolíticas mientras que los músculos de acción
lenta, como el soleo, que responden lentamente pero con una contracción prolongada,
generalmente son rojos y oxidativos.

35. UNIDAD MOTORA TIPO I TIPO II
DENOMINACIÓN OXIDATIVAS LENTAS (S), ROJAS, TÓNICAS GLUCOLÍTICAS RÁPIDAS (F), BLANCAS, FÁSICAS
METABOLISMO AERÓBICO, OXIDATIVO ANAERÓBICO, GLUCOLÍTICO
TENDENCIA A LA FATIGA BAJA O NULA RÁPIDA
LONGITUD DE LA FIBRA CORTA LARGA
DIÁMETRO DE LA FIBRA (Axón) PEQUEÑO GRANDE
CONTENIDO DE GLUCÓGENO BAJO ALTO
MITOCONDRIAS ABUNDANTES ESCASAS
RETÍCULO SARCOPLÁSMICO (RS) NORMAL ABUNDANTE
BOMBEO DE CALCIO HACIA EL RS MODERADO INTENSO
DENSIDAD CAPILAR Y MIOGLOBINA ALTA BAJA
APORTE SANGUÍNEO ALTO NORMAL
ACTIVIDAD ATPASA DE LA MIOSINA BAJA ALTA
FOSFORILASA ESCASA ABUNDANTE
DESHIDROGENASA SUCCÍNICA Y DE NADH ABUNDANTES ESCASAS
NÚMERO DE UNIDADES EN MÚSCULO ALTO BAJO
NÚMERO DE TERMINALES POR ACCIÓN BAJO ALTO
VELOCIDAD DE CONDUCCIÓN BAJA ALTA
ORDEN DE RECLUTAMIENTO TEMPRANO POSTERIOR
DURACIÓN DE LA CONTRACCIÓN PROLONGADA BREVE

36. Energética de la contracción muscular
Cuando un musculo se contrae contra una carga realiza un trabajo. El trabajo se define mediante la siguiente ecuación: T = C x D, donde
T es el trabajo generado, C es la carga y D es la distancia del movimiento que se opone a la carga. La energía necesaria para realizar el
trabajo procede de las reacciones químicas de las células musculares durante la contracción.
La mayor parte de esta energía es necesaria para activar el mecanismo de cremallera mediante el cual los puentes cruzados tiran de los
filamentos de actina, aunque son necesarias cantidades pequeñas para: 1) bombear iones calcio desde el sarcoplasma hacia el interior
del retículo sarcoplásmico después de que haya finalizado la contracción y 2) para bombear iones sodio y potasio a través de la
membrana de la fibra muscular para mantener un entorno iónico adecuado para la propagación de los potenciales de accion de la fibra
muscular. El ATP se escinde para formar ADP, que transfiere la energía de la molécula de ATP a la maquinaria contráctil de la fibra
muscular. Después, el ADP se vuelve a fosforilar para formar nuevo ATP en otra fracción de segundo, lo que permite que el musculo
mantenga su contracción. Hay varias fuentes de energía para esta nueva fosforilación.
La primera fuente de energía que se utiliza para reconstituir el ATP es la fosfocreatina. El enlace fosfato de alta energía de la
fosfocreatina tiene una cantidad ligeramente mayor de energía libre que la de cada uno de los enlaces del ATP. Sin embargo, la cantidad
total de fosfocreatina en la fibra muscular es muy pequeña, solo cinco veces mayor que la de ATP. Por tanto, la energía combinada del
ATP y de la fosfocreatina almacenados en el musculo es capaz de producir una contracción muscular maxima durante solo 5 a 8s.
La segunda fuente de energía, que se utiliza para reconstituir tanto el ATP como la fosfocreatina, es la ≪glucolisis≫ del glucógeno
que se ha almacenado previamente en las células musculares. La escisión enzimática rápida del glucógeno en acido pirúvico y acido
láctico libera energía que se utiliza para convertir el ADP en ATP; después se puede utilizar directamente el ATP para aportar energía a la
contracción muscular adicional y tambien para reconstituir los almacenes de fosfocreatina. La importancia de este mecanismo de
glucolisis es doble. Primero, las reacciones glucoliticas se pueden producir incluso en ausencia de oxigeno, de modo que se puede
mantener la contracción muscular durante muchos segundos y a veces hasta mas de un minuto, aun cuando no se disponga de
aporte de oxigeno desde la sangre. Segundo, la velocidad de formación de ATP por el proceso glucolitico es aproximadamente 2,5 veces
mas rápida que la formación de ATP en respuesta a la reacción de los nutrientes celulares con el oxigeno. Sin embargo, se acumulan
tantos productos finales de la glucolisis en las células musculares que la glucolisis tambien pierde su capacidad de mantener una
contracción muscular máxima después de aproximadamente 1 min.
La tercera fuente de energía es el metabolismo oxidativo (Combinar oxigeno con los productos finales de la glucolisis y con otros
nutrientes celulares para liberar ATP). Mas del 95% de toda la energía que utilizan los músculos para la contracción sostenida a largo
plazo procede de esta fuente. Para una actividad muscular máxima a muy largo plazo (periodo de muchas horas) la mayor parte de la
energía procede de las grasas, aunque durante periodos de 2 a 4 h hasta la mitad de la energía puede proceder de los
carbohidratos almacenados.

40. Eficiencia de la contracción muscular
Es el porcentaje de aporte energético al musculo (la energía química de los nutrientes) que se
puede convertir en trabajo. Es menor del 25%; el resto se convierte en calor. La mitad de la
energía de los nutrientes se pierde durante la formación del ATP, y solo el 45% de la energía
del propio ATP se puede convertir posteriormente en trabajo.
Solo se puede conseguir la eficiencia máxima cuando el musculo se contrae a una velocidad
moderada (30% de la velocidad máxima). Si el musculo se contrae lentamente o sin ningún
movimiento, se liberan pequeñas cantidades de calor de mantenimiento durante la
contracción, incluso se realiza un trabajo pequeño o nulo, reduciendo de esta manera la
eficiencia de la conversión a un valor tan pequeño como cero, al contrario, si la contracción es
demasiado rápida se utilizan grandes proporciones de la energía para superar la fricción
viscosa del interior del propio musculo y esto, tambien, reduce la eficiencia de la contracción.
Unidad motora
Todas las fibras musculares inervadas por una única fibra nerviosa se denominan unidad
motora. En general, los músculos pequeños que reaccionan rápidamente y cuyo control debe
ser exacto tienen mas fibras nerviosas para menos fibras musculares (p. ej., tan solo dos o tres
fibras musculares por cada unidad motora en algunos de los músculos laríngeos). Por el
contrario, los músculos grandes que no precisan un control fino, como el musculo soleo,
pueden tener varios centenares de fibras musculares en una unidad motora. Una cifra
promedio para todos los músculos del cuerpo es cuestionable, seria de 80 a 100 fibras
musculares por unidad motora.

41. Contracciones musculares de diferente fuerza: sumación de fuerzas
Sumación significa la adición de los espasmos individuales para aumentar la intensidad de la contraccion
muscular global. La sumación se produce de dos maneras: 1) Aumentando el numero de unidades motoras que
se contraen de manera simultanea, lo que se denomina sumación de fibras múltiples, y 2) aumentando la
frecuencia de la contraccion, lo que se denomina sumación de frecuencia y que puede producir
tetanización.
Sumación de fibras múltiples. Cuando el sistema nervioso central envía una señal débil, las unidades motoras mas pequeñas
del musculo se pueden estimular con preferencia. A medida que aumenta la intensidad, tambien se empiezan a excitar
unidades motoras cada vez mayores, que tienen una fuerza contráctil hasta 50 veces mayor. Esto se denomina principio de
tamaño. La causa es que las unidades motoras mas pequeñas son activadas por fibras nerviosas motoras pequeñas, y que las
motoneuronas pequeñas de la medula espinal son mas excitables que las grandes, de modo que se excitan antes. Permite
que se produzcan gradaciones de la fuerza muscular durante la contracción. Las diferentes unidades motoras son activadas de
manera sincrónica por la medula espinal, de modo que la contraccion se alterna entre las unidades motoras de manera
secuencial, dando lugar de esta manera a una contraccion suave a frecuencias bajas de las señales nerviosas.
Sumación de frecuencia y tetanización. A medida que aumenta la frecuencia, se llega a un punto en el que cada nueva
contraccion se produce antes de que haya finalizado la anterior. Cuando la frecuencia alcanza un nivel critico, las
contracciones sucesivas finalmente se hacen tan rápidas que se fusionan entre si, y la contraccion del musculo entero parece
ser completamente suave y continua. Esto se denomina tetanización. A una frecuencia ligeramente mayor la fuerza de la
contraccion alcanza su valor máximo, de modo que cualquier aumento adicional de la frecuencia mas allá de ese punto no
tiene ningún efecto adicional sobre el aumento de la fuerza contráctil. Esto se produce porque se mantiene un numero
suficiente de iones calcio en el sarcoplasma del musculo, incluso entre los potenciales de accion, de modo que se
mantiene el estado contráctil completo sin permitir ninguna relajación entre los potenciales de accion.

42. Cambios de la fuerza muscular al inicio de la contraccion: el efecto de la escalera (Treppe).
Cuando un musculo comienza a contraerse después de un periodo de reposo prolongado, su fuerza de contraccion
inicial puede ser tan pequeña como la mitad de su fuerza entre 10 y 50 contracciones musculares después. Es decir, la
fuerza de la contraccion aumenta hasta una meseta, un fenómeno que se denomina efecto de la escalera o Treppe.
Aunque no se conocen todas las posibles causas del efecto de la escalera, se piensa que esta producido principalmente
por el aumento de los iones calcio en el citosol debido a la liberación de cada vez mas iones desde el retículo
sarcoplásmico con cada potencial de accion muscular sucesivo y la incapacidad del sarcoplasma de recapturar
inmediatamente los iones.
Tono del musculo esquelético.
Incluso cuando los músculos están en reposo hay una cierta cantidad de tension, que se denomina tono muscular. El
tono del musculo esquelético se debe a impulsos nerviosos de baja frecuencia que proceden de la medula espinal.
Estos, a su vez, están controlados en parte por señales que se transmiten desde el encéfalo a las motoneuronas
adecuadas del asta anterior de la medula espinal y en parte por señales que se originan en los husos musculares que
están localizados en el propio musculo.
Fatiga muscular.
Se produce por la contraccion prolongada e intensa de un músculo y aumenta en proporción casi directa a la velocidad
de depleción del glucógeno del musculo. El incremento de ADP y Pi altera la formación de puentes cruzados y recaptura
de calcio del RS, la acumulación de lactato inhibe enzimas metabólicas y el acúmulo de K extracelular por desacople de
la bomba de Na-K altera la liberación de calcio intracelular.
La fatiga se debe principalmente a la incapacidad de los procesos contráctiles y metabólicos de las fibras musculares de
continuar generando el mismo trabajo. Sin embargo, la transmisión de la señal nerviosa puede disminuir un poco
reduciendo aun mas la contraccion muscular. La interrupción del flujo sanguíneo a través de un musculo que se esta
contrayendo da lugar a una fatiga muscular casi completa en un plazo de 1 a 2 minutos debido a la perdida de aporte de
nutrientes, especialmente perdida de oxigeno.
La fatiga central es sicológica, por dolor o incomodidad en el ejercicio intenso, o por aburrimiento o cansancio, por falta
de sueño.

43. Hipertrofia y atrofia muscular
Cuando se produce un aumento de la masa total de un musculo se denomina hipertrofia muscular.
Cuando disminuye, el proceso se denomina atrofia muscular.
La hipertrofia muscular se debe a un aumento del número de filamentos de actina y miosina en cada
fibra muscular. Aparece cuando el musculo esta sometido a carga durante el proceso contráctil. Solo son
necesarias unas pocas contracciones intensas cada día para producir una hipertrofia significativa en 6 a
10 semanas. La velocidad de síntesis de las proteínas contráctiles del musculo es mucho mayor y hay
aumento del tamaño y a veces del número de miofibrillas. También se produce un aumento de los
sistemas enzimáticos que proporcionan energía, especialmente de la glucolisis, lo que permite el
aporte rápido de energía durante la contraccion muscular intensa a corto plazo.
Cuando un musculo no se utiliza durante muchas semanas, la velocidad de degradación de las proteínas
contráctiles es mucho más rápida que la velocidad de sustitución produciendo atrofia muscular. La
ruta que parece importar en buena parte para la degradación proteica en un musculo que experimenta
atrofia es la ruta de ubicuitina-proteasoma dependiente del ATP. Los proteasomas son grandes
complejos proteicos que degradan las proteínas dañadas o innecesarias por proteólisis, una reacción
química que rompe los enlaces peptídicos. La ubicuitina es una proteína reguladora que básicamente
marca las células que serán diana para una degradación proteasómica.
Hiperplasia de las fibras musculares.
En situaciones poco frecuentes de generación extrema de fuerza muscular se ha observado que hay un
aumento real del numero de fibras musculares (aunque solo en algunos puntos porcentuales), además
del proceso de hipertrofia de las fibras. Este aumento del número de fibras se denomina hiperplasia de
las fibras. Cuando aparece, el mecanismo es la división lineal de fibras que estaban previamente
aumentadas de tamaño.

44. Fármacos que potencian o bloquean la transmisión en la unión neuromuscular
Fármacos que estimulan la fibra muscular por su accion similar a la acetilcolina.
Metacolina, Carbacol y nicotina, tienen el mismo efecto sobre la fibra muscular que la acetilcolina. No son
destruidos por la colinesterasa, o son destruidos tan lentamente que su accion persiste muchos minutos a varias
horas, produciendo espasmo muscular. La succinilcolina (diacetilcolina), es el relajante muscular más potente que
existe en anestesiología. la succinilcolina imita la acción de la acetilcolina ocasionando la despolarización de la
membrana postsináptica. Inicialmente, la despolarización genera un potencial de acción que ocasiona
contracciones musculares asincrónicas que clínicamente se observan como fasciculaciones. Puesto que la
succinilcolina no es destruida por la acetilcolinesterasa y su hidrólisis es más lenta que la de la acetilcolina, el
estado de despolarización persiste hasta cuando el agente sea eliminado de la unión neuromuscular. La
interrupción de la transmisión nerviosa en la unión neuromuscular ocurre porque la membrana despolarizada no
responde a la acetilcolina que se sigue liberando.
Fármacos que estimulan la unión neuromuscular mediante inactivación de la acetilcolinesterasa.
Neostigmina y fisostigmina actúan varias horas, luego su efecto se revierte. Neostigmina se usa para revertir el
efecto de los relajantes musculares no despolarizantes y en el tratamiento de la miastenia grave.
El fluorofosfato de diisopropilo, tóxico gaseoso ≪nervioso≫, inactiva la acetilcolinesterasa por semanas. Es letal.
Los organofosforados (parathion, folidol) y carbamatos (Baigón) ocasionan el 80% de las intoxicaciones por
pesticidas. Los organofosforados producen la muerte (Miosis, visión borrosa, cefalea, agitación, confusión mental,
convulsiones, coma, sudoración, sialorrea, lagrimeo, secreciones bronquiales, broncoconstricción, depresión
respiratoria, astenia, vómito, cólico abdominal, diarrea, fasciculaciones, bradicardia). Los efectos muscarínicos se
revierten con atropina.

45. Fármacos que bloquean la transmisión en la unión neuromuscular
La D-tubocurarina, rocuronio, vecuronio y atracurio bloquean la acción de la
acetilcolina sobre los receptores nicotínicos de acetilcolina de la fibra muscular,
impidiendo un potencial de acción. Producen parálisis y relajación muscular,
ideal en cirugía.
La miastenia grave, que aparece en 1 de cada 20.000 personas. Es una enfermedad
autoinmunitaria en la que los pacientes han desarrollado anticuerpos que
bloquean o destruyen sus propios receptores de acetilcolina en la unión
neuromuscular postsináptica. Si la enfermedad es intensa produce la muerte por
parálisis respiratoria. Puede revertirse durante horas aplicando neostigmina.
La toxina botulínica impide la liberación de la acetilcolina produciendo
parálisis respiratoria.
El Hemicolinio bloquea la recaptación de colina en los terminales
presinápticos, reduciendo por tanto los depósitos de colina del terminal de la
motoneurona y disminuyendo la síntesis de ACh.

46. OTRAS ENFERMEDADES NEUROMUSCULARES
La esclerosis múltiple (MS), enfermedad autoinmunitaria, de causa genética y ambiental, afecta más a las
mujeres (el doble que a los varones) caucásicas entre los 20 y 50 años de edad que viven en países con clima
templado. Los desencadenantes ambientales incluyen la exposición temprana a virus como el virus Epstein-Barr
y los causantes del sarampión, herpes, varicela o influenza. En la MS hay anticuerpos y leucocitos que atacan la
mielina. Hay debilidad muscular, fatiga, disminución de la coordinación, palabras arrastradas, visión borrosa,
disfunción vesical y trastornos sensitivos. Los síntomas se exacerban por el aumento de la temperatura corporal o
ambiental. En la resonancia magnética se visualizan múltiples áreas cicatrizadas (escleróticas) en el cerebro.
Aunque no hay curación, el interferón β suprime la respuesta inmunitaria reducen la intensidad y disminuyen la
velocidad de progresión de la enfermedad.
El término distrofia muscular se aplica a las enfermedades que causan debilidad progresiva del músculo estriado.
Algunas afectan al músculo cardiaco además del esquelético y causan la muerte. La principal causa son las
mutaciones en los genes para los diversos componentes del complejo distrofina-glucoproteína. La distrofia
muscular de Duchenne es una forma grave de distrofia en la que hay ausencia de la proteína distrofina en el
músculo. Está ligada a X y casi siempre es mortal para los 30 años de edad.