Este documento describe la anatomía y fisiología del músculo estriado. Explica que los músculos están compuestos de fibras musculares que contienen miofibrillas formadas por filamentos de actina y miosina. La contracción muscular ocurre cuando el calcio causa que los filamentos de actina se deslicen sobre los de miosina, acortando el músculo. También describe los tipos de contracciones musculares, la importancia del ATP y el calcio, y las características de las diferentes fibras musculares.

1. Musculo
Estriado
Dr. Jassef Olachea
R1 Trauma y Ortopedia

2. Tipos de músculo
Estriado
Liso

3. Excitabilidad: o Irritabilidad – capacidad de recibir y
responder a un estímulo (un neurotransmisor produce un
impulso eléctrico y una contracción).
Contractilidad: – capacidad de contraerse o acortarse.
Extensibilidad: – capacidad de ser extendido o estirado.
Elasticidad: – capacidad de recuperar su longitud
original tras ser estirado.
Características funcionales del músculo

4. Anatomía
• Músculo
• Fibras
• Subunidades
• Cada fibra inervada por una terminación nerviosa

5. Anatomía fisiológica
• Sarcolema – membrana celular de la fibra muscular,
formada por
• la membrana plasmática
• y una cubierta de colágeno.
• En cada extremo el sarcolema se fusiona con una fibra
tendinosa.
• Las fibras tendinosas se agrupan en haces para
formar tendones e insertarse en los huesos.

6. Tendón
Vientre muscular
Fascículo
Fibra muscular
Miofibrilla

7. Músculo esquelético

8. Ultraestructura

9. Bandas I : oscuras – miosina
Bandas A: claras - actina

10. Anatomía fisiológica
• Fibra muscular
• Cientos a miles de miofibrillas
• 1500 filamentos gruesos de miosina
• Bandas A (oscuras)
• 3000 filamentos delgados de actina
• Bandas I (claras)
• Puentes cruzados
• Proyecciones laterales de miosina
• Su interacción con la actina produce la
contracción.

11. Anatomía fisiológica
• Disco Z
• A él se unen los extremos de actina
• Sarcómero
• Porción entre dos discos Z
• Titina
• Proteina filamentosa, muy elástica
• Une los filamentos de miosina y actina

12. Anatomía fisiológica
• Sarcoplasma
• Líquido intracelular que rodea las miofibrillas
• Rico en potasio, magnesio, fosfato, enzimas
• Gran cantidad de mitocondrias
• Retículo sarcoplásmico
• Retículo “especializado”
• Controla la contracción

14. Mecanismo general de la
contracción
1. Potencial de acción que viaja a lo largo de una fibra
motora hasta la fibra muscular
2. Se secreta acetilcolina
3. Abre canales en la fibra muscular
4. Entra sodio e inicia un potencial de acción
5. El potencial de acción viaja en la fibra muscular
6. Se libera calcio desde el retículo sarcoplásmico
7. El calcio hace que se deslice la actina sobre la miosina
8. Regresa el calcio hacia el retículo sarcoplásmico

15. Mecanismo molecular de la
contracción
• Deslizamiento de los filamentos
• Estado relajado
• Los extremos de los filamentos de actina apenas se
superponen
• Estado Contraído
•Los filamentos de actina se traccionan hacia dentro
Entre los filamentos de miosina.

16. Mecanismo molecular de la
contracción
• Cuando un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra
muscular
• Libera calcio
• Activan fuerzas de atracción entre miosina y actina
(puentes cruzados)
• Mecanismo que utiliza ATP

17. Molécula de
miosina
• Dos cadenas pesadas
• Se enrollan entre sí, forman la cola
• En cada extremo forman una cabeza
• Cuatro cadenas ligeras
• Dos cadenas en cada cabeza
• Controlan su función durante la contracción
• Cabeza – actividad ATPasa

18. Molécula de miosina

19. Filamento de
miosina
• Formado por 200 o más moléculas de miosina
• Cuerpo
• Conjunto de colas
• Cabezas a los lados
• Brazo
• Separa la cabeza del cuerpo
• Puentes cruzados
• Brazos y cabezas que protruyen
• Flexible en dos bisagras
• Entre cuerpo y brazo
• Entre brazo y cabeza

20. Filamento de
actina
• Actina
• Tropomiosina
• Troponina
• Las bases de los filamentos se anclan a los discos Z
• Los extremos protruyen para interdigitarse entre las
moléculas de miosina

21. Filamento de
actina
• Tropomiosina
• En reposo recubren los puntos activos de la actina
• Troponina
• Une la tropomiosina a la actina
• Troponina I : afinidad por la actina
• Troponina T: afinidad por la tropomiosina
• Troponina C: afinidad por calcio

22. Filamento de actina

23. Actina- Miosina -
Calcio
• Calcio – inhibe el efecto inhibidor del complejo troponina-
tropomiosina sobre los filamentos de actina
• 4 Ca++ se unen al complejo
• Se descubren los puntos activos de actina
• Atraen las cabezas de miosina
• Se produce la contracción

24. Mecanismo de la contracción
Teoría del deslizamiento de los filamentos

25. Miosina: filamento grueso

26. Actina y colaboradores: filamento fino

27. Filamentos contráctiles

28. Teoría de la
cremallera
• Desplazamiento de filamentos de actina hacia el centro
entre los filamentos de miosina
• Las cabezas se desplazan hacia el brazo
• Arrastran al filamento de actina
• Se separan y regresa a la posición extendida
• La cabeza se combina con otro punto activo
• Vuelve a doblarse la cabeza jalando la actina
• A mayor número de puntos cruzados en contacto con
actina, mayor fuerza de contracción

29. Teoría de la cremallera

30. Energía
• Trabajo
• Cuando un músculo se contrae contra una carga
realiza un trabajo, transfiere energía.
• En la cabeza de miosina se genera energía
• Entre más trabajo más ATP escindido a ADP

31. ATP
AD
P
• Activa el mecanismo de cremallera
• Bombea calcio desde el sacroplasma hacia el retículo
sarcoplásmico (fin de contracción)
• Bombea sodio y potasio para mantener un entorno
adecuado

32. Energía
• La energia liberada cuando se escinde el ATP a ADP
sólo mantendrá la contracción por 1 o 2 segundos.
• Para mantener la contracción se necesita fosforilar el
ADP a ATP.

33. Acortamiento del sarcómero (animación)

34. Unión neuromuscular

35. Acoplamiento excitación-contracción
Entrada de calcio
Liberación del sitio de unión
a la miosina
Movimiento de la cabeza de la
miosina y generación de
movimiento

36. Papel del calcio
subunidad unida a tropomiosina
subunidad unida a actina
subunidad que une calcio

37. Secuencia de la contracción
Formación de puentes
cruzados
Movimiento de la cabeza de la miosina
para tirar de la actina hacia el centro del
sarcómero
Unión de ATP y separación Hidrólisis de ATP y
preparación de un nuevo ciclo.

38. Fuentes de ATP

39. Tipos de fibras según su contracción
LENTAS
RÁPIDAS

40. Propiedades de las fibras
• Propiedades bioquímicas:
 Capacidad oxidativa.
 Tipo de ATPasa.
• Propiedades contráctiles:
 Producción de máxima fuerza.
 Velocidad de la contracción.
 Eficiencia de la fibra muscular.

41. Tipos de fibras
Fibras rápidas
• Tipo IIb:
 Contracción rápida
 Glucolíticas rápidas
• Tipo IIa:
 Contracción
intermedia
 Glucolíticas/oxidativ
as rápidas
Fibras lentas
• Tipo I:
– Contracción rápida
– Oxidación lenta

42. Velocidades de acortamiento

43. Efecto del entrenamiento

44. Types of Muscle Contraction
• Isometric
 Muscle exerts force without changing length
 Pulling against immovable object
 Postural muscles
• Isotonic (dynamic)
 Concentric
 Muscle shortens during force production
 Eccentric
 Muscle produces force but length increases

45. 2 tipos de contracciones
Isométrica
Isotónica

46. Contracción muscular o sacudida

47. Mecánica muscular
Contracción ISOTÓNICA
Contracción ISOMÉTRICA

48. Regulación de la fuerza de contracción
• Tipos y número de unidades motoras
reclutadas:
 Más unidades motoras = mayor fuerza
 Unidades motoras rápidas = mayor fuerza
• Longitud muscular inicial (precarga):
 La longitud “ideal” produce la contracción adecuada.
• Naturaleza de la estimulación de las unidades
motoras:
 Frecuencia de estimulación:
 Sacudida sencilla, sumación y tétanos.

49. Unidad motora

50. Eficiencia de la contracción
muscular
• Eficiencia
• Porcentaje de energía que se convierte en trabajo y
no en calor.
• En el músculo 25% de la energía se convierte en
trabajo, el resto en calor.
• Sólo puede conseguirse la eficiencia máxima
cuando el músculo se contrae a una velocidad
moderada. (30% de Vmax)
• Velocidad lento o cero – calor de mantenimiento.
• Velocidad rápida – mucha energía para superar
la fricción.

51. Características de la
contracción
• Contracción isométrica
• El músculo no se acorta durante la contracción.
• Contracción isotónica
• El músculo si se acorta, pero la tensión
permanece constante durante toda la contracción.

52. Tipos de fibras
musculares
• Fibras rápidas (músculo blanco)
• Fibras grandes, más fuerza
• Retículo sarcoplásmico extenso
• Enzimas glucolíticas
• Menos vascularización, menos mitocondrias
• Metabolismo oxidativo secundario

53. Tipos de fibras
musculares
• Fibras lentas (músculo rojo)
• Fibras más pequeñas
• Nervios más pequeños
• Vascularización extensa
• Gran cantidad de mitocondrias
• Mioglobina
• Proteína que se combina con oxígeno y lo
almacena

54. Mecánica de la
contracción
• Unidad motora
• Una fibra nerviosa – fibras musculares
• Músculos pequeños, reacción rápida y exacta, más
fibras nerviosas para menos fibras musculares
• Músculos grandes, sin control fino, varias fibras
musculares por una fibra nerviosa.
• Las unidades motoras están interdigitadas para
cooperar en la contracción

55. Mecánica de la
contracción
• Sumación de fuerzas
• Adición de los espasmos individuales para
aumentar la intensidad de la contracción.
• Aumentando el número de unidades motoras
• Aumentando la frecuencia

56. Relación longitud-tensión

57. Sumación y tétanos

58. Sacudida sencilla, sumación y tétanos

59. Comparación de contracciones

60. Sumación de fibras
múltiples
• Señal nerviosa débil
 Se contraen las unidades motoras más
pequeñas
 Si aumenta la intensidad de señal
 Se contraen unidades
motoras de mayor tamaño
• Las unidades motoras pequeñas son activadas por fibras
nerviosas pequeñas, y son más excitables que las
grandes.
• La activación es sincrónica, la contracción se alterna de
manera secuencial.

61. Sumación de
frecuencia
• Espasmos individuales que se producen de manera
secuencial aumentando la frecuencia.
• Cada contracción empieza antes de que termine la
previa.
• Cuando la frecuencia alcanza un nivel crítico, las
contracciones se fusionan entre sí.
• La fuerza de contracción alcanza su nivel máximo.

62. Sumación de frecuencias

63. Mecánica de la
contracción
• Tono muscular
• Incluso en reposo hay tensión, por impulsos de baja
frecuencia procedentes de la médula espinal.
• Controlados por señales
• Del encéfalo a la médula espinal
• De los husos musculares

64. Mecánica de la
contracción
• Fatiga muscular
• Secundaria a contracción prolongada e intensa
• Aumenta en proporción casi directa a la depleción de
glucógeno del músculo.
• La señal nerviosa también disminuye.
• La interrupción del flujo sanguíneo también produce
fatiga muscular.

65. Mecánica de la
contracción
• Coactivación de los músculos antagonistas
• Todos los movimientos del cuerpo están producidos
por una contracción simultánea de los músculos
agonistas y antagonistas.
• Esta coactivación está controlada por los centros de
control motor del encéfalo y médula espinal.

66. Comparación de los 3 tipos de músculo

67. Remodelado del
músculo
• Hipertrofia
• Aumento de la masa total de un músculo
• Aumento del número de filamentos de actina y
miosina, y de enzimas (glucólisis)
• Músculo sometido a carga durante la contracción

68. Remodelado del
músculo
• Ajuste de la longitud
• Al distender un músculo se agregan sarcómeros en
los extremos.
• Si un músculo permanece acortado, los
sarcómeros de los extremos pueden desaparecer.
• Hiperplasia
• Generación extrema de fuerza muscular
• Aumento real del número de fibras musculares
además de la hipertrofia.

69. Remodelado del
músculo
• Atrofia
• Disminución de la masa total de un músculo
• Cuando un músculo no se utiliza, disminuyen las
proteinas contráctiles.
• Efectos de la denervación muscular
• Sin señales contráctiles, comienza la atrofia
• En 2 meses hay cambios degenerativos
• Posibilidad de recuperación en 3 meses
• 1 – 2 años, no hay recuperación.

70. Remodelación del
músculo
• Atrofia
 Degeneración
 Sustitución del músculo por tejido
fibroso y adiposo
 Contractura del tejido fibroso.