07. Contracción muscular

Fisiología Muscular

Contracción muscular

Ft. Esteban Tabares

Contracción muscular

Contracción muscular

Contracción muscular

La contracción de las fibras musculares es un proceso extraordinario que nos permite generar fuerza para mover o resistir una carga

La contracción: La generación de tensión en un músculo, es un proceso activo que requiere aporte de energía del ATP.

La relajación: Es la liberación de la tensión creada por una contracción.

Tensión muscular: La fuerza generada por la contracción del músculo.

Carga: Es un peso o fuerza que se opone a la contracción de un músculo.

Contracción muscular

Se convierten una señal de acetilcolina de una neurona motora somática en una señal eléctrica en la fibra muscular

Es el proceso en el que los potenciales de acción musculares se traducen a señales de calcio. A su vez, las señales de calcio inician un ciclo de contracción-relajación.

En el nivel molecular, el ciclo de contracción-relajación se puede explicar mediante la teoría del filamemo deslizante de la contracción. En los músculos intactos, un ciclo de contracción-relajación se denomina contracción muscular

Teoría del filamento deslizante

En siglos anteriores, los científicos observaron que cuando los músculos mueven una carga, se acortan.

Llevó a las primeras teorías de la contracción, formados por moléculas que se acortan (activas) y se estiran (relajadas).

Teoría respaldada cuando se observó que la miosina se acortaba al ser calentada (Razón del acortamiento de la carne al ser cocinada).

Teoría del filamento deslizante

En 1954, Andrew Huxley y Rolf Niedergerke descubrieron que la longitud de la banda A de una miofibrilla se mantiene constante durante la contracción.

Con posterioridad postularon un modelo alternativo, la teoría del filamento deslizante de la contracción.

Donde, los filamentos de actina y miosina superpuestos de longitud fija se deslizan uno a lo largo del otro en un proceso que requiere energía, causando la contracción muscular.

Teoría del filamento deslizante

Teoría del filamento deslizante

Explica la manera en que se puede contraer un músculo y generar fuerza sin causar movimiento.

La tensión generada en una fibra muscular es directamente proporcional al número de puentes cruzados de alta fuerza entre los filamentos gruesos y delgados.

Puentes cruzados

El movimiento de los puentes cruzados de miosina proporciona la fuerza que empuja al filamento de actina durante la contracción.

Una señal de calcio inicia el golpe activo, cuando los puentes cruzados de miosina giran y empujan a los filamentos de actina hacia el centro del sarcómero.

El golpe activo se repite muchas veces mientras se contrae la fibra muscular. Las cabezas de miosina se unen a las moléculas de actina, las empujan y las liberan una y otra vez a medida que los filamentos delgados se mueven hacia el centro del sarcómero.

Puentes cruzados

¿Donde proviene la energía para el golpe activo?

Puentes cruzados

¿Donde proviene la energía para el golpe activo?

ATP

Puentes cruzados

¿Qué manera una señal de calcio enciende y apaga la contracción muscular?

Puentes cruzados

¿Qué manera una señal de calcio enciende y apaga la contracción muscular?

Puentes cruzados

¿Cómo se da entonces la relajación múscular?

Puentes cruzados

¿Cómo se da entonces la relajación múscular?

Deben disminuir las concentraciones de Ca2 en el citosol. cuando desciende el calcio citosólico, el Ca2 se separa de la troponina.

En ausencia de Ca2+, la troponina permite que la tropomiosina regrese a la posición de "apagado" cubriendo la mayor parte de los sitios de unión a miosina de la actina.

los filamentos se vuelven a deslizar a sus posiciones originales con la ayuda de la titina y los tejidos conectivos elásticos del interior del músculo.

Ciclo de la contracción

Estado de rigidez

Proceso contracción-relajación

La combinación de eventos mecánicos en una fibra muscular se denomina acoplamiento excitación-contracción (E-C). El acoplamiento E-C consiste en cuatro eventos importantes:

Se libera acetilcolina (ACh) de la neurona motora somática.

La ACh inicia un potencial de acción en la fibra muscular.

El potencial de acción muscular desencadena la liberaciónde calcio del retículo sarcoplásmico

Soporte El calcio se combina con troponina para iniciar la contracción.

Proceso contración-relajación

Inicio del potencial de acción.

Proceso contración-relajación

Acoplamiento excitación-contracción.

Proceso contración-relajación

Fase de relajación.

Cronología del acoplamiento E-C

El potencial de acción de la membrana motora somática

Es Seguido por el potencial de acción del músculo esquelético

Contracción muscular

Un único ciclo de contracción-relajación de una fibra muscular esquelética se conoce como contracción.

Cronología del acoplamiento E-C

Cronología del acoplamiento E-C

Un único potencial de acción de una fibra muscular provoca una sola contracción. Sin embargo, las contracciones musculares varían de fibra a fibra en:

• La velocidad con la que desarrollan tensión (la pendiente ascendente de la curva de contracción),
• La tensión máxima que alcanzan (altura de la curva de contracción)
• La duración de la contracción (ancho de la curva de contracción).

ATP en el músculo

Los músculos necesitan energía en forma constante:

1. Durante la contracción, para el movimiento y la liberación de los puentes cruzados.
2. Durante la relajación, para bombear Ca+ de nuevo hacia el retículo sarcoplásmico.
3. Tras el acoplamiento E-C para devolver Na+ y K+ a los compartimentos extracelular e intracelular, respectivamente.

¿Dónde obtienen los músculos el ATP que necesitan para este trabajo?

ATP en el músculo - Fosfocreatina

ATP en el músculo - Fosfocreatina

La enzima que transfiere el grupo fosfato de la fosfocreatina al ADP es la creatina cinasa (CK), conocida también como creatina Fosfocinasa (CPK)

Las células musculares contienen grandescantidades de esta enzima. En consecuencia, las altas concentraciones sanguíneas de creatina cinasa suelen indicar daño del músculo esquelético o cardíaco.

ATP en el músculo - Fosfocreatina

De donde proviene el ATP:

Los hidratos de carbono, en particular la glucosa, son la fuente más rápida y eficaz de energía para la producción de ATP.

De los ácidos grasos, aunque este proceso siempre requiere oxígeno. Es lento y no puede producir ATP con la rapidez suficiente para satisfacer las demandas energéticas altas.

las proteínas no son una fuente de energía para la contracción muscular. La mayoría de los aminoácidos hallados en las fibras musculares se utilizan para sintetizar proteínas y no para producir ATP.

Puentes cruzados

¿Alguna vez se quedan sin ATP los músculos?

Puentes cruzados

La mayoría de los estudios muestran que aún el ejercicio intenso solo emplea el 30% del ATP de la fibra muscular. El estado que denominamos fatiga debe provenir de otros cambios del músculo en ejercicio.

GRACIAS