Fisiologa del sistema muscularCarrera de kinesiologaCtedra de fisiologaUNAJ

El muscular es un tipo de tejido especializado que tiene como principal caracterstica su capacidad de excitabilidad y contraccin.Su funcin depender del tipo y de su localizacin.

FuncionesMantenimiento de forma y posicin del cuerpo.Proteccin de tejidos frgiles.Recubrimiento del tejido seo.Movimiento.Generacin de calor.

Tipos de tejido muscularEstriado:Esqueltico.Cardaco.Liso.

Caractersticas generales.

Excitabilidad: ante un estmulo se obtiene como respuesta un potencial de accin.

Contractilidad: propiedad de acortarse para generar fuerza para realizar trabajo.

Extensibilidad: capacidad para distenderse sin dao.

Elasticidad: capacidad para volver a su forma original luego de una contraccin o una distencin.

Diferencias entre distintos tipos musculares

EsquelticoCardacoLisoEstructuraLargo, cilndrico, polinuclearRamificado, irregular, ncleo simpleForma de aguja, ncleo simpleDimensiones30 cm x 100 micro100 x 50 micro50-200 x 5 microEstrtasSiSiNoActividad miognicaNoSiSiInervacin motoraSomticaAutonmicaAutonmicaTipo de contraccinFsicaRtmicaTnica o fsicaTono muscular bsicoTono muscular-Intrnseco y extrnsecoAcoplamiento elctricoNoSiSiSistema TSiSiNoE/C acoplamientoATPATPRegulacin hormonal de la contractibilidadNo SiSi

Estructura muscularMsculo: Agrupacin de 2 o ms haces musculares.

Fibras Musculares (cubiertas conjuntivas)Epimisio: membrana que rodea al msculo.Perimisio: membrana que rodea al fascculo.Endomisio: membrana que rodea a la fibra muscular.

Composicin del msculo estriado esquelticoComponente contrctil: MiofibrillasComponente conjuntivo: cubiertas del msculo (fibras de colgeno y elsticas).Epimisio, Perimisio y Endomisio.Otros Componentes:Terminaciones nerviosas (motoras y sensitivas)Vasos sanguneos y linfticos.

Msculo esqueltico

SarcmeroEl sarcmero es la unidad contrctil del msculo estriado.

Filamentos finos y gruesosFilamentos finos: Actina, Troponina, y Tropomiosina. Troponina: complejo de tres subunidades globulares: C, T e I.

Filamento gruesoMiosina: es una protena compuesta por 2 cadenas polipetdicas pesadas y 4 cadenas livianas.

Estructura molecular del msculo esqueltico y del sarcmero

Unidad Motora Es el conjunto de una motoneurona y todas las clulas musculares que inerva.Las fibras nerviosas que activan la contraccin muscular, son mielnicas, pero pierden su vaina dando mltiples y finas ramas amielnicas en las proximidades de la clula que inerva.Estas ramas amielnicas entran en contacto con el sarcolema a travs de una estructura especializada llamada placa terminal o placa neuromotora.

Placa motora

Una sola neurona produce contraccin simultanea de aprox. 150 fibras musculares.

Todas las fibras musculares se contraen y se relajan a un mismo tiempo.

Msculos con movimientos precisos solo tiene dos o tres fibras por unidad motora.

Msculos responsables de movimientos potentes y poco precisos pueden tener hasta 2000 fibras musculares por unidad motora.

La fuerza total de una contraccin se puede controlar ajustando el nmero de unidades motoras activadas.

La Ach, al ser liberada, va hacia la hendidura sinptica. La placa motora terminal posee receptores para Ach.

La unin de la Ach y el receptor provoca la apertura de un canal y el pasaje del sodio.

Los cambios del potencial de reposo, desencadenan un potencial de accin.

El potencial de accin muscular viaja a lo largo de la membrana de la clula muscular (sarcolema), que a su vez produce la contraccin muscular.

Acoplamiento excitacin-contraccinEl potencial de accin generado en la placa motora terminal se propaga por toda la fibra, y es conducido hacia el interior por los tbulos T, que estn en contacto con el RS. La despolarizacin abre canales de Ca+2 voltaje dependientes. El aumento del Ca+2 en el citoplasma activa la contraccin muscular.

Se genera un potencial de accin que desencadena la transmisin de un impulso nervioso a travs de una motoneurona (30 100 metros/segundo).Este impulso nervioso alcanza la placa motora neuromuscular. Se libera acetilcolina que se une a los receptores especficos en el lado muscular de la placa; en esta etapa se produce un retardo fisiolgico (retardo sinptico) en la conduccin del impulso nervioso, del orden de los 0,5 milisegundos.El estmulo de los receptores de acetilcolina genera un nuevo potencial de accin (PA) en el msculo el que provoca la contraccin de dicho msculo.Si no existe otro PA, a la contraccin le sigue una fase de relajacin.A esta secuencia de un estmulo y una contraccin la llamamos contraccin o sacudida simple.

Ley de Frank-Starling

La fuerza de contraccin que desarrollar un msculo (estructura elstica) ser mayor mientras ms larga sea la posicin inicial al iniciar la contraccin. mientras este estiramiento inicial, no comprometa (rompa) la estructura del material elstico.La musculatura esqueltica tiene una distancia entre sus inserciones tal que, al encontrarse en estado de reposo, pueda desarrollar la mxima fuerza de contraccin.

ReclutamientoAl aplicar estmulos supraumbrales de manera creciente y progresiva, es decir, por sobre lo necesario para desencadenar un PA, vamos a lograr estimular una mayor cantidad de axones.En consecuencia se va a liberar acetilcolina en una mayor cantidad de uniones neuromusculares, ms fibras musculares se van a contraer y como resultado vamos a generar una mayor fuerza.Existe un lmite dado porque a un determinado voltaje ya todos los axones van a estar estimulados y en consecuencia van a estar tambin contradas todas las fibras musculares disponibles.

Sumacin Si producimos 2 PA separados por una cantidad de tiempo determinada, obtendremos 2 contracciones o sacudidas simples perfectamente diferenciadas la una de la otra.Si ahora generamos 2 PA separados por un lapso muy corto, al producirse la primera contraccin simple no va a alcanzar a su lnea de base de reposo cuando va a producirse la segunda contraccin, quedando esta ltima montada sobre la primera, como resultado la contraccin final tendr una magnitud de fuerza mayor que la de una sacudida simple.

Tetania Si una serie de estmulos comienzan a sucederse uno tras otro, en un comienzo veremos sumacin, pero luego al casi no haber tiempo para que se produzca relajacin alguna, aparece un fenmeno tetania, donde se alcanzan fuerzas de contraccin muy superiores.Sin embargo si este estmulo tetnico se mantiene de manera prolongada, aparece fatiga y finalmente disminucin de la fuerza de contraccin.

Tipos de contraccinSi una contraccin muscular se realiza movilizando un peso o palanca con la misma fuerza durante toda la contraccin, diremos que esta contraccin es Isotnica ( F > Carga).

Isotnica concntrica: Msculo se acorta y tira del tendn para producir movimiento y reducir el ngulo en una articulacin.Isotnica excntrica: El msculo acortado se alarga poco a poco mientras contina en contraccin.

Si una contraccin muscular se realiza con una fuerza y/o tensin creciente, pero no podemos generar movimiento de un peso o de una palanca, diremos que esta contraccin es Isomtrica (F < Carga).

Tipos de trabajo muscular

Mecnica de la contraccin muscularLos extremos de los msculos esquelticos se insertan en las estructuras seas mediante los tendones, los cuales estn constituidos por tejido conjuntivo muy resistente. La contraccin muscular supone una disminucin de tamao del msculo y por tanto un estiramiento de los tendones y movimiento de las articulaciones las que se inserta. Se este modo tenemos que la contraccin de msculos extensores incrementa el ngulo articular de los huesos en los que estn fijados y la contraccin de msculos flexores que da lugar a la disminucin del ngulo de una articulacin.El msculo agonista es el que desempea la accin de movimiento, as en un movimiento de flexin el el msculo agonista es el flexor. El msculo que acta sobre la misma articulacin con accin opuesta se denomina antagonista, en este caso el antagonista del flexor ser el extensor.

Contraccin muscularEstiramiento tendonesMovimiento articulacionesContraccin m. extensoresIncrementa ngulo articularContraccin m. flexoresDisminuye ngulo articularFlexinExtensinM. Agonista: desempea la accin de movimiento M. Antagonista: acta sobre la misma articulacin con accin opuesta

Tipo I, lentas o rojas:

Isoenzima lenta de la miosina.Abundantes mitocondrias, mioglobina y vascularizacin (gran capacidad oxidativa).Escaso glucgeno y escaso desarrollo del RS.Pequeo tamao y muy resistentes a la fatiga.Tipo II, rpidas o blancas:

Isoenzimas rpidas de la miosina.Escasas mitocondrias, mioglobina y vascularizacin (escasa capacidad oxidativa).Abundante glucgeno y gran desarrollo del RSMayor tamao y menor resistencia a la fatiga.IIa. Resistentes a la fatiga.IIb. Rapidamente fatigables.Tipos de fibras musculares esquelticas

CABALLO

Labor 31 69Fondista 79 21 24 76Pura sangre 7 93VelocistaTIPO I TIPO II% DE FIBRAS HOMBRE

50 50Sedentarios Tipos de fibras musculares esquelticas

Energtica de la contraccin muscularLa reserva de ATP de la fibra muscular apenas dura 1 segundo

Unitario o visceral:

Masa de cientos a millares de fibras musculares (capacidad de contraerse juntas, formando unidad).

Asociadas en capas o haces.

Adheridas en muchos puntos (transmisin de fuerza).

Uniones intercelulares laxas (gap junctions).

Msculo liso

Multiunitario:

Fibras musculares lisas discretas.Actividad independiente.Inervadas por una nica terminacin nerviosa.Revestidas por un colgeno fino y fibrillas glucoprotecas que favorecen su aislamiento.Contraccin independiente y con escasa frecuencia de contracciones espontneas (msculo ciliar, iris ocular,msculos piloerectores).

Msculo liso

El msculo liso se presenta en forma de haces o laminas de clulas fusiformes alargadas con extremos aguzados.

Tamao: desde 20um, 200um, a 500umNcleo: alargado con forma de cigarro.

Estructuralmente:Los miocitos lisos presentan filamentos finos, gruesos e intermedios de desmina. El msculo liso vascular contiene adems vimentina que son partes del citoesqueleto.Hay cuerpos densos que son puntos de anclaje de los filamentos finos y de la desmina al sarcolema.

Componentes del aparato contrctil

Filamentos finos que contienen actina, tropomiosina y caldesmona.La caldesmona se une a la molcula de actina y bloquea el sitio de unin para la miosina. Son ca dependientes.

Filamentos gruesos que contienen miosina II. La fosforilacin de la cabeza inicia la contraccin .Otras protenas:Cinasa de cadena liviana de la miosina, la actinina y la calmodulina.

La calmodulina protena fijadora de ca esta emparentada con la TnC del ME.Un complejo ca calmodulina se une a la caldesmona y causa fosoforilacin y separacin de la actina F

Los cuerpos densos proveen un sitio de fijacin para los filamentos finos e intermedios.Los cuerpos densos son anlogos a los discos Z del Msculo Estriado

El fenmeno de la contraccin se inicia por aumento de la concentracin de Ca en el citosol, el cual estimula una cinasa de las cadenas livianas de la miosina para que fosoforile una de las cabezas livianas de la miosina.La fosforilacin de la cabeza de la miosina produce la contraccin.

Msculo cardacoCardiomiocito

El msculo cardaco posee los mismos tipos y organizaciones de filamentos contrctiles, que el msculo esquelticoExhiben bandas cruzadas bien teidas denominadas discos intercalares que atraviesan la fibra en forma lineal o con frecuencia de un modo que se asemeja a las contrahuellas de una escalera.Los discos intercalares son sitios de adhesin muy especializados entre clulas contiguas.Las fibras musculares cardiacas estn compuestas por muchas clulas cilndricas unidas extremo con extremo.La fascia adherens es el nconstituyente principal del componente transversal del disco intercalar. El filamento fino del sarcmero terminal se une a la membrana plasmtica.Los desmosomas son componentes del disco intercalar.Las uniones de hendidura o nexos son componente del disco intercalar.El ncleo est en el centro de la clula.

Vista tridimensional deln msculo cardaco y banda intercalarFascia adherens, principal componente del disco.Desmosomas: impiden la separacin ante contracciones repetidas.Uniones de hendidura, estructura principal del componente lateral del disco intercalar

Caractersticas

Hay un solo tbulo T por Sarcmero.Abundantes mitocondrias que ocupan el Sarcmero.Cisternas terminales pequeas forman dadas con el tbulo T.Discos Intercalares.

Cambios durante el ejercicioFase aguda:Excitabilidad muscular.Vasodilatacin. Aumento de la tensin arterial, frecuencia cardaca y de la respiratoria.Metabolismo anaerbico predominante.El producto final es el remodelado de la fibra muscular

Cambios durante el ejercicioFase crnica:Aumento del nmero de mitocondrias.Agrandamiento cardaco.Incremento del consumo mximo de oxgeno.Disminucin de la frecuencia cardaca.Incremento de capacidad oxidativa.Tiende a producir a partir de los 12 a 21 das de su mantencin a los mecanismo de hipertrofia muscular.

Hiperplasia muscular

Mecanismo ptimo para lograr una masa muscular estable que no degenere en el tiempo.

CuestionarioMenciones los tipos de msculo que conoce.Diferencias entre tipos musculares.Qu estructuras constituyen el msculo estriado?Etapas de la contraccin muscular.Qu entiende por sumacin?Explique la ley de Frank-Starling.Qu tipo de fibras musculares conoce?

Si pensamos en un corredor velocista y en uno maratonista. Qu diferencias enontraramos en sus fibras musculares, qu tipo de trabajo realizaran sus msculos, qu tipo de metabolismo predominara en cada uno, y cul sera el cambio adaptativo esperable en ellos?

*Los extremos de los msculos esquelticos se insertan en las estructuras seas mediante los tendones, los cuales estn constituidos por tejido conjuntivo muy resistente. La contraccin muscular supone una disminucin de tamao del msculo y por tanto un estiramiento de los tendones y movimiento de las articulaciones las que se inserta. Se este modo tenemos que la contraccin de msculos extensores incrementa el ngulo articular de los huesos en los que estn fijados y la contraccin de msculos flexores que da lugar a la disminucin del ngulo de una articulacin.El msculo agonista es el que desempea la accin de movimiento, as en un movimiento de flexin el el msculo agonista es el flexor. El msculo que acta sobre la misma articulacin con accin opuesta se denomina antagonista, en este caso el antagonista del flexor ser el extensor.