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Protección, soporte y movimiento
Capítulo 39
Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla
http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt
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Objetivos del capítulo
Comprender la importancia de los diferentes tipos de epitelios
Entender la importancia y la función de diferentes tipos de esqueletos
Comprender la importancia y el funcionamiento de los músculos
Contrastar y comparar estos sistemas en distintos grupos de animalesy luego concentrarse en suestructura y función en los mamíferos
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(flies)
(Ants, wasps, bees)
(butterflies and moths)
Tomado y modificado de Rupert and Barnes, 1994
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Tres sistemas interrelacionados
• Cubiertas epiteliales
• Sistemas esqueletales
• Sistemas musculares
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Cubierta epitelial
Protección a órganos internos, cubre el interior y exteriorde los organismos
Superficie especializada para el intercambio de gases
Regulación de temperatura (homeostasis)
Excreción de desperdicios
Secreción de mucosidad
Secreción de sustancias tóxicas
A veces contienen estructuras receptoras de estímulos
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Tejido – células similares agrupadas para funcionar como una unidad altamente organizada y coordinada
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Superficie de la piel humana
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Protección a estructuras internas
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Epitelio de la vejiga urinaria humana
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Sudor
• Enfriamiento evaporativo
•Secreción de sales y excreción de urea
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Intercambio de gases
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Nudibranquios
Salamandra(Nototophtalmus viridescens)
Intercambio de gases a través de la piel
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“Poison dart” frogs
Secreción de sustancias tóxicas
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Quimioreceptores en la superficie de un artrópodo
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3. El epitelio de algunos invertebrados secreta una mucosidad que a veces los ayuda a comunicarse con otros organismos o a marcar su territorio
4. El epitelio de otros invertebrados produce sustancias tóxicas para evadir depredadores o matar la presa
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5. El epitelio de algunos invertebrados produce una mucosidad que lubrica el animal (fácil movimiento) y facilita el intercambio de gases
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• La piel de los vertebrados le provee al animal, protección y juega un papel bien importante en la regulación de la temperatura corporal
• Sistema integumentario – en los vertebrados consiste de la piel y las estructuras que se desarrollan de la misma.
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Cyclura cornuta (Iguana de la Mona)
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• Los vertebrados poseen estructuras derivadas de la piel:
a. garras b. uñas
c. cabello
d. glándulas sudoríparas
* e. glándulas mamarias
f. plumas
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Fig. 38.01
Melanocyte(pigment cell)
Hair erectormuscle
Hair shaft
Sensoryreceptor(Paciniancorpuscle)
Hair follicle
Sebaceousgland
Sweatgland
ArteryVein
Subcutaneoustissue
Dermis
StratumcorneumStratumbasale
Epidermis
Capillary
Nerveendings
Openings ofsweat glands
Sebo (sebum) – mezcla compleja de grasas y ceras con propiedades antibacterianas
Estructura generalizada de la piel de un mamífero
Células que producen melanina
Producción de células
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Fig. 38.02
Squamousepithelialcells
Hair
Hairfollicle
Stratumcorneum
Dermis
Do not post photos on Internet
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Stratum basale
Stratum corneum
EpidermisP
rodu
cció
n de
Ker
atin
a
Mue
rte
celu
lar
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Fig. 38.01
Melanocyte(pigment cell)
Hair erectormuscle
Hair shaft
Sensoryreceptor(Paciniancorpuscle)
Hair follicle
Sebaceousgland
Sweatgland
ArteryVein
Subcutaneoustissue
Dermis
StratumcorneumStratumbasale
Epidermis
Capillary
Nerveendings
Openings ofsweat glands
Sebo (sebum) – mezcla compleja de grasas y ceras con propiedades antibacterianas
Estructura generalizada de la piel de un mamífero
Células que producen melanina
Dermis – tejido conectivo denso y fibroso compuesto de fibras de colágeno (fuerza y flexibilidad). Contiene vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas.
Tejido subcutáneo – (e.g. aves y mamíferos) compuesta en su mayoría de tejido adiposo
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Sistema esqueletal y muscular
• Estos dos sistemas trabajan juntos para generar movimiento
• Los músculos necesitan trabajar en contra de una estructura rígida para poder generar movimiento (diferentes estructuras en vertebrados e invertebrados)
• La mayor parte de los animales tienen un cierto grado de motilidad (e.g organismos sésiles y
los que no lo son)
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Tejido muscular de un insecto
Tomado de Borror, Triplehorn y Johnson,1989
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• Los músculos también llevan a cabo otras funciones fisiológicas
PeristalsisCorazón
Diafragma
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Sistema circulatorio del calamar
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Esqueletos hidrostáticos
• Común en los invertebrados pero presente en los vertebrados también
• Consisten de compartimientos corporales llenos de fluido
• Presente en los cnidarios, anélidos y platihelmintos
• Parecido a un globo lleno de agua
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Fig. 38.03ab
(a) (b)
Longitudinalcontractile fibersof epidermal layer
Circularcontractile fibersof gastrodermis
Hydra
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Lumbricus variegatus
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Anelido (lombriz segmentada)
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El pene humano – ejemplo de un esqueleto hidrostático
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Los moluscos y los artrópodos poseen esqueletos no-vivientes
• Común en los invertebrados pero presente en los vertebrados también
• Los exoesqueletos casi siempre estan compuestos de sustancias no vivientes o acelulares
• Los exoesqueletos son secretados por el epitelio del animal y protege a un animal vulnerable al ataque de depredadores
• Transmiten fuerzas
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• Varían en grosor y número de capas
• Los animales deben mudar el exoesqueleto (écdisis) ya que el mismo no crece con el animal
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siphuncle
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* El epitelio en los invertebrados podría funcionar para secretar sustancias o para llevar a cabo el intercambio de gases
• Muchos invertebrados tienen un epitelio que secreta sustancias estructurales no-vivientes
1. Esta cubierta muchas veces se conoce como cutícula
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Cutícula de un insecto = exoesqueleto = hecho de un polisacárido llamado Quitina y una proteína llamada Sclerotina
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Periplaneta americana (American cockroach)
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2. Otros organismos secretan un caparazón (shell) compuesto mayormente de carbonato de calcio (CaCO3)
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Pólipo de un coral
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Anatomía de un gastrópodo
Manto
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Anatomía de un crustaceo
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Los endoesqueletos tienen la capacidad de crecer con el organismo
• Los endoesqueletos consisten de placas o fibras de tejido impregnado de carbonato de calcio
• Consisten de tejido vivo
• Crecen con el organismo
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• El esqueleto de un erizo de mar consiste de espiculas y placas de carbonato de calcio impregnada en la piel del organismo localizado debajo de una capa de epitelio que protégé al organismo
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Los equinodermos, además de tener uneso esqueleto tienen un sistema esqueletalhidrostático altamente especializado para diferentes funciones (sistema vascular de agua o“water vascular system”
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El endoesqueleto de los vertebrados :
• Provee protección al animal
• Transmite la fuerza muscular
• Casi siempre consiste de hueso
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?¡ Otras veces esta compuesto de cartilago !
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Clase Chondrichtyes
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Condrocraneo de un tiburón
Compuesto de cartílago
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Vertebrae
(a)
Rib cage
Sternum
Skull
Esqueleto axial
• Craneo – consiste de huesos craneales (8) y faciales (14)
• Fusión en los huesos craneales de los infantes
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• 24 vertebras - humanos
• Área cervical – 7 vértebras• Área torácica – 12 vértebras• Área lumbar – 5 vértebras • Área coccygeal – mas de una vertebra
Area coccygeal
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• El sacro y el coccyx estan formados por vertebras fusionadas
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• 12 pares de costillas
• Cada par de costillas esta unido a una vertebra
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Ulna
(b)
Radius
Humerus
Clavicle
Scapula
Pelvicgirdle
Carpals
Metacarpals
Phalanges
Femur
Patella
Fibula
Tibia
Tarsals
Metatarsals
Phalanges
Esqueleto apendicular
• “pectoral girdle”o placa pectoral –
1. Clavícula (2) 2. Escápula (2) “paletilla”
Unión flexible a la columna vertebral
• “pelvic girdle” o placa pélvica –
Consiste de un par de huesos grandes cada uno compuesto de tres huesos fusionados de la cadera
Firmemente unida a la columna vertebral
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Cada una de las extremidades humanas consiste de 30 huesos y termina en 5 dígitos
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Cada una de las extremidades de un cerdo termina en 4 dígitos
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Cada una de las extremidades de un rinoceronte termina en 3 dígitos
![Page 81: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/81.jpg)
Las extremidades de un camello y de un caballo terminan en 1 dígito
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Un hueso largo típico consiste de hueso compacto y hueso esponjoso
• Los puntos de inserción de los músculos en un hueso largo como el radio del brazo de un ser humano están colocados de tal forma que el brazo pueda girar sobre un eje imaginario y pueda funcionar como una palanca
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Articular surfacecovered with cartilage
EpiphysisMetaphysis
Diaphysis
Epiphysis
Redmarrowinspongybone
Periosteum
Yellowmarrow
Bloodsupply
Compactbone
Articularcartilage
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Periosteo – membrana de tejido conectivo en e la cual se insertan los ligamentos musculares y los tendones
Este tejido produce nuevas capas de hueso haciendo posible un aumento en el diametro de esta estructura
Diaphysis – La parte mas larga del hueso de una extremidad.
Epiphysis – La parte del hueso extendida, localizada en los extremos del mismo
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Epiphysis
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Articular surfacecovered with cartilage
EpiphysisMetaphysis
Diaphysis
Epiphysis
Redmarrowinspongybone
Periosteum
Yellowmarrow
Bloodsupply
Compactbone
Articularcartilage
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Metaphysis – disco de cartílago presente entre los epiphyses y diaphyses de los niños. Esta es un área de crecimiento del hueso que se desaparecen
cuando el individuo llega a la madurez
Los mismos se convierten en lo que se conoce como lineas epiphyseales en el individuo adulto
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metaphysis
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Spongybone
(c)Compactbone Haversian
canal
Bloodvessel
LacunaeHaversiancanalMatrix
(a) (b)
Lacuna
(d)
Cytoplasmicextensions
Osteon
Cytoplasmicextensions
Matrix
Osteocyte
(e)
Do not post photos on Internet
canaliculi
Paso de vasossanguineos
Consiste de una red de hebras finasde hueso con espaciosrellenos de médula osea(provee fuerza mecánica)
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“Bone marrow” o médula osea del hueso
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![Page 95: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/95.jpg)
Articular surfacecovered with cartilage
EpiphysisMetaphysis
Diaphysis
Epiphysis
Redmarrowinspongybone
Periosteum
Yellowmarrow
Bloodsupply
Compactbone
Articularcartilage
![Page 96: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/96.jpg)
Formación de huesos fetales humanos
• 1. Desarrollo de huesos largos – se desarrollan de “moldes” de cartílago (desarrollo endocondral del hueso)
![Page 97: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/97.jpg)
• Un hueso fetal comienza a osificarse en el diaphysis luego otras áreas de desarrollo del hueso se forman en las epiphyses
• Las partes del hueso que estan localizadas entre las partes ya osificadas de un hueso pueden crecer
• Estas secciones del hueso eventualmente se unen en un individuo adulto
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![Page 99: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/99.jpg)
• Los huesos craneales planos se desarrollan de estructuras no cartilaginosas de tejido conectivo
Desarrollo intramembranoso de del hueso
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Spongybone
(c)Compactbone Haversian
canal
Bloodvessel
LacunaeHaversiancanalMatrix
(a) (b)
Lacuna
(d)
Cytoplasmicextensions
Osteon
Cytoplasmicextensions
Matrix
Osteocyte
(e)
Do not post photos on Internet
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Osteoblasto – células que producen hueso mediante la secreción de fibras de colágeno que forman las fibras resistentes del hueso
![Page 102: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/102.jpg)
Osteoblasto humano
![Page 103: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/103.jpg)
• El compuesto hydroxyapatita (fosfato de calcio) se encuentra en el fluido intersticial
• Este compuesto se cristaliza automaticamente alrededor
de las fibras de colágeno formando la matriz fuerte del hueso
![Page 104: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/104.jpg)
• Los osteoblastos quedan atrapados en la matriz endurecidadel hueso y pasan entonces a ser llamadas osteocitos
![Page 105: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/105.jpg)
![Page 106: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/106.jpg)
Los huesos son moldeados durante el crecimiento y son remodelados continuamente durante la vida del individuo en respuesta a “estres” físico y otras condiciones
![Page 107: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/107.jpg)
A medida que los músculos de un ser humano se desarrollan, como respuesta a la actividad física, los huesos también se hacen mas gruesos y mas fuertes
![Page 108: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/108.jpg)
A medida que crece el hueso el tejido es removido de su interior especialmente de la cavidad de la medula ósea
![Page 109: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/109.jpg)
Osteoclasto – células relativamente grandes que rompeny absorben el hueso
Los oscteoclastos se mueven secretando iones de hidrógenoque disuelven los cristales y enzimas que digieren las fibrasde colágeno
Los osteoclastos y osteoblastos juntos le dan forma a los huesos.El esqueleto humano es completamente remplazado cada 10aňos
![Page 110: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/110.jpg)
Osteoclasto de una rata de laboratorio
![Page 111: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/111.jpg)
Osteoporosis – enfermedad progresiva degenerativa delsistema óseo. La resorción del material óseo ocurre masrápido que la formación del mismo en una personaque padece de esta condición.
![Page 112: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/112.jpg)
![Page 113: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/113.jpg)
Inhibición de la acción de los osteoclastos y activación de los osteoblastos
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Las coyunturas o articulaciones unen los huesos
Coyunturas – articulaciones o uniones entre dos o mas huesos
Se categorizan por el nivel de movimiento que permiten
1. Coyunturas imovibles = las suturas entre los huesos del craneo humano
2. Coyunturas levemente movibles = se encuentran entre las vértebras, compuestas de cartílago. Funcionan como amortiguadores de golpes.
3. Coyunturas movibles = el resto de las coyunturas
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Disco intervertebral (cartílago)
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Contracción muscular
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En casi todos los animales el tejido muscular genera fuerzas mecánicas y movimiento necesarios para:
• Locomoción
• Manipulación de objetos
• Circulación de la sangre
• Peristalsis
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• Los organismos relativamente simples no tienen un sistema muscular como tal pero casi todas las células contienen la proteína contráctil llamada actina
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La actina es el componente principal de los microfilamentos y es bien importante en varios procesos celulares.
En muchas células la actina esta asociada a la miosina (e.g. células musculares).
Celulas epiteliomusculares
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Los músculos de los invertebrados varían de un grupo a otro
• En la mayoría de estos organismos los músculos estan organizados en capas definidas o bandas
• Algunos invertebrados tienen músculo esqueletal y liso
• Los músculos de los artrópodos son todos estriados
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Lombriz plana (Platyhelminthes)
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Músculos en forma de bandas
Platyhelmithes
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100 contracciones por segundo
Mayor número de mitocondrias en las células musculares = razón metabólica mas alta de todos los animales
Músculos de los insectos
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Traquea del sistema respiratorio de un insecto
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Los músculos de los vertebrados consisten de miles de fibras musculares
• El músculo esqueletal es el mas abundante • Está compuesto de células alargadas (fibras musculares) estan organizadas en masos envueltos por tejido conectivo
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Fig. 38.08abc
Bicepsmuscle
(a) (b)
Muscle fibers
Myofibril
Myofilaments
Z line
Sarcomere
Sarcoplasmic reticulum
SarcolemmaT tubule
Mitochondria
Nucleus
(c)
(actin or myosin)
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Sarcómeros – Las unidades básicas de la contracción muscular. Consisten de unidades repetitivas que consisten de fibras de actina y miosina
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Los filamentos finos de actina consisten mayormente de la proteína actina además de las proteinas tropomiosina y el complejo troponin que regula la interacción del mismo con los filamentos de miosina
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Fig. 38.09
Actin (thin filament)Myosin
(thick filament)(a)
Sarcomere
(b)
A band I band
H zone
(c)
(d)
(e)
Cross bridges Actin (thin) filamentMyosin (thick) filament
Crossbridges
Z line
Sarcomere
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Contracción muscular
• Ocurre cuando los sarcómeros (y por consiguiente cuando las fibras musculares) se acortan
• “Sliding filament model” = los filamentos de actina y miosina se deslizan uno encima del otro sin que ninguno se contraiga
• Unidades motoras (motor unit) – Una neurona motora que está conectada a aproximadamente 150 fibras nerviosas
• Uniones neuromusculares – La unión de una neurona motora y una fibra muscular.
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Spinal nerve Muscle
Neuromuscularjunctions
Cross sectionof spinal cord
Motor nerve fiber
MOTOR UNIT
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![Page 135: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/135.jpg)
Union neuromuscular
La enzima Acetilcolinesterasa (en el espacio Sináptico) inactiva la Acetilcolina (neurotrasmisor)
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• El potencial de acción es una onda de depolarización que viaja a lo largo del sarcolemma y a través de el sistema de membranas T.
La depolarización de las membranas T abre los canales de calcio en el retículo sarcoplásmico liberando iones de calcio acumulados a las miofibras
Potencial de Acción
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Fig. 38.08abc
Bicepsmuscle
(a) (b)
Muscle fibers
Myofibril
Myofilaments
Z line
Sarcomere
Sarcoplasmic reticulum
SarcolemmaT tubule
Mitochondria
Nucleus
(c)
(actin or myosin)
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1. Acetycholine released by the motor neuron combineswith receptors on the muscle fiber, causing depolarizationand an action potential.
2. The impulse spreads through the T tubules, stimulatingCa2+ release from the sarcoplasmic reticulum.
ATP binding site
Myosinfilament
Actinfilament
Troponin Active site
Tropomyosin
3. Ca2+ bind to troponin, causing change in shape.Troponin pushes tropomyosin away, exposingactive sites on actin filaments.
7. The actin-myosin complex binds ATP and myosin detaches from actin.
6. The cross bridge flexes and the actin filament is pulled towardthe center of the sarcomere.
5.Pi and ADP are released.
4.ATP is split. The myosin head, now cocked, binds tothe exposed active site, forming a cross bridge.
Depolarization causes anelectrical signal or action potentialto be generated in the muscle fiber (wave of depolarization)
Este proceso va ocurriendoa lo largo del filamento de actina para causar laContracción del músculo
Cuando muchos sarcómerosse contraen a la vez el músculose contrae completamente
![Page 139: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/139.jpg)
Secuencia de eventos en la contracción de un músculo
1. La Acetilcolina producida por una neurona motora se combina con receptores en las fibras musculares causando depolarización y un potencial de acción 2. El potencial de acción se prolifera por los tubulos T desencadenando la salida de Ca +2 del retículo sarcoplásmico
3. Cuando la Troponina se une a Ca +2 esta experimenta un cambio de conformación que causa que los sitios activos en los filamentos de actina estén expuestos.
4. Al ATP (ligado a la miosina) es “roto” y la cabeza energizada de miosina es “cargada”; se une al sitio activo en un filamento de actina formando un puente entre el filamento de miosina y el de actina.
![Page 140: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/140.jpg)
5. Cuando la Troponina se une a Ca +2 esta experimenta un cambio de conformación que causa que los sitios activos en los filamentos de actina estén expuestos.
6. El “power stroke” ocurre cuando el filamento de actina es halado hacia el centro del sarcomero y el ADP es liberado
7. La cabeza de miosina se une al ATP y se “suelta” de la fibra de actina si hay suficiente Ca +2 la secuencia del paso 4 se repite
![Page 141: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/141.jpg)
Cuando los impulsos provenientes de las neuronas motorascesan las fibras musculares vuelven a su estado de descanso
La acetylcolinesterasa inactiva la acetilcolina en el espaciosináptico
Los iones de calcio son bombeados de vuelta al retículo sarcoplásmico por transporte activo
Esto causa que el músculo se relaje y solamente tarda unos cuantos milisegundos
Tono muscular
![Page 142: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/142.jpg)
Aun cuando uno no se mueve los músculos están en unestado de contracción parcial = tono muscular
Siempre algunas fibras musculares están contraídas,siendo estimuladas por mensajes de las neuronas motoras
Esto mantiene los músculos preparados para cuando tienenque funcionar
Si la conexión entre la neurona motora y la fibra muscularse interrumpe por alguna razón el músculo se pone flácido yeventualmente se atrofia
![Page 143: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/143.jpg)
El ATP impulsa la contracción muscular
• La fuente inmediata de energía para la contracción muscular es el ATP
• La energía almacenada en las moléculas de ATP es utilizada para “cargar”, y unirse las cabezas de miosina a las fibras de actina
![Page 144: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/144.jpg)
¿Qué causa el rigor mortis?
![Page 145: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/145.jpg)
![Page 146: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/146.jpg)
Rigidez post-mórtem - “Rigidez post-mortuoria”
• Luego de la muerte el Ca +2 entra al sarcoplasma
• No hay suficiente ATP para hacer que la miosina libere a la actina causando que el músculo se quede contraído
• Comienza de 10 minutos a varias horas (depende de factores atmosféricos) después de la muerte
• Dura alrededor de 24 horas o hasta que las uniones entre la actina y la miosina se degraden por autolisis
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1. Acetycholine released by the motor neuron combineswith receptors on the muscle fiber, causing depolarizationand an action potential.
2. The impulse spreads through the T tubules, stimulatingCa2+ release from the sarcoplasmic reticulum.
ATP binding site
Myosinfilament
Actinfilament
Troponin Active site
Tropomyosin
3. Ca2+ bind to troponin, causing change in shape.Troponin pushes tropomyosin away, exposingactive sites on actin filaments.
7. The actin-myosin complex binds ATP and myosin detaches from actin.
6. The cross bridge flexes and the actin filament is pulled towardthe center of the sarcomere.
5.Pi and ADP are released.
4.ATP is split. The myosin head, now cocked, binds tothe exposed active site, forming a cross bridge.
Depolarization causes anelectrical signal or action potentialto be generated in the muscle fiber (wave of depolarization)
Este proceso va ocurriendoa lo largo del filamento de actina para causar laContracción del músculo
Cuando muchos sarcómerosse contraen a la vez el músculose contrae completamente
![Page 148: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/148.jpg)
El ATP solamenteprovee energía por unos cuantos segundos
Fosfáto de Creatinina
Glucógeno
• Se puede almacenar• Le transfiere energía al ATP• Se gasta rápido durante actividad física fuerte
• Polisacárido • Otra forma de almacenaje de energía en el músculo • Es degradado produciendo Glucosa • La glucosa se convierte en ATP (respiración celular) y fosfato de creatinina siempre y cuando haya suficiente O2
![Page 149: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/149.jpg)
Fosfato de Creatinina
• Se puede almacenar
• Le transfiere energía al ATP
• Se gasta rápido durante actividad física fuerte
![Page 150: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/150.jpg)
• El sistema circulatorio no puede proveer suficiente O2 para satisfacer la demanda de las células musculares durante el ejercicio extremo = deuda de oxígeno
![Page 151: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/151.jpg)
Deuda de oxígeno
Rompimiento anaerobio de moléculas con alto contenido de energía (ácido láctico)por peridos cortos = fermentación de ácidoláctico
Producción de poco ATP
![Page 152: Protección, soporte y movimiento Capítulo 39 Dr. Robert J. Mayer UPR en Aguadilla http//:math.uprag.edu/rmayer/biopres1_3012.ppt](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022082203/5665b42a1a28abb57c8fb582/html5/thumbnails/152.jpg)
• La acumulación de el ácido láctico contribuye a la fatiga muscular
• Los atletas pueden tolerar concentraciones altas de este compuesto
• El “jadeo” que es causado por el ejercicio extremo ayuda al cuerpo a “reponerse” de la deuda de oxígeno
Fatiga muscular
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La función del músculo esqueletal depende de la acción antagónica de los pares de músculos
Tendones – cuerdas fuertes compuestas de tejido conectivo mediante los cuales están insertados los músculos a los huesos
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(a) (b)
Extension
Flexion
Biceps contracts
Triceps relaxes
Biceps relaxes
Triceps contacts
Movimiento muscular antagonístico
a. Músculo antagonistab. Músculo agonista
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Musclesthat flexfingers
Latissimusdorsi
Platysma
Rectus abdominus
Linea alba
External oblique
Gracillis
Sartorius
Quadricepsfemoris
Patella
Soleus
Facialmuscles
Sternocleido-mastoid
Trapezius
Clavicle
Deltoid
Pectoralismajor
Bicepsbrachii
Brachialis
Wristandfingerflexors
Triceps brachii
Gastrocnemius
Tibalis anterior
Tibia
Gluteus medius
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Latissimus dorsi
Sternocleidomastoid
Trapezius
Deltoid
Tricepsbrachii
Brachio-radials
Musclesthat flexfingers
Bicepsbrachii
Brachialis
External oblique
Hamstringmuscles
Gracilis
Semitendinosus
Biceps femorisSemi-
membranosus
Gastrocnemius
Soleus
Achilles tendon
Calcaneus
Glyteus maximus
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Las fibras musculares pueden estar especializadaspara responder rápida o lentamente
• Las fibras musculares Tipo I (contienen miosina tipo I) “slow fibers”
Importancia
“endurance activities” – nado, maratones, mantenimiento de la postura
Características
• Derivan su energía del metabolismo aeróbico • Contienen muchas mitocondrias y capilares• También conocidas como fibras rojas por la gran concentra- ción de mioglobina (pigmento rojo – carga oxígeno)
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• Fibras rapidas o blancas – contienen miosina tipo IIx (mas rápidas) y IIa
Importancia
Generan mucha fuerza y llevan a cabo movimientos que solamente pueden sostenerse por poco tiempo
Carreras cortas y rapidas (“sprinting”) y alzamiento de pezas
Características
• Contienen pocas mitocondrias y obtienen la mayor parte de su energía de la glucolisis
• Una vez se consume el glucógeno se fatigan rapidamente
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Hay diferentes músculos especializados para respuestas rápidas y lentas
Los músculos blancos son eficientes para respuestas rápidas(vuelo rápido de una gallina)
Los músculos rojos están adaptados para movimientos sostenidos como el caminar todo el dia
Las proporciones de un tipo de músculo varían de un Individuo a otro
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Los distintos tipos de músculo responden de formas diferentes
• Músculo liso – no está unido a huesos pero forma tubos que se contraen (e.g. lombriz de tierra, arterias)
• Contracciones sostenidas en respuesta a estímulos
• Se contrae lentamente pero se contraen mas que los otros tipos de músculo
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• No es estriado debido a que las fibras de miosina y actina no están organizadas en mío fibras en sarcómeros
• Contienen fibras unidas por uniones de hendidura – permiten que los impulsos nerviosos se muevan de una célula a otra
• Tienen puentes entre fibras que permanecen unidos por mas tiempo y por lo tanto utiliza menos energía
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Músculo cardiaco – se contrae y se relaja en ritmos alternos propulsando la sangre con cada contracción
• Producen sus propias señales
• Las fibras musculares están unidas por uniones de hendidura
Músculo esqueletal – estimulados por un estimulo eléctricofugaz se contrae con una contracción rápida (“simple switch”)
Usualmente recibe una serie de impulsos seguidos que genera una contracción continua y extendida llamada TÉTANO