Fisiología general de la fibra muscular, CEU Universidad San Pablo

Fisiología General de la Fibra Muscular

Tema 10 Fisiología general de la fibra muscular Skeletal muscle Muscle f Dra. María Del Nogal Ávila maria.nogalavila@ceu.es

Fisiología General de la Fibra Muscular: Introducción

10. Fisiología general de la fibra muscular. CEU Universidad San Pablo 1Tema 10 Fisiología general de la fibra muscular

Funciones y Características de las Células Musculares

1. Funciones generales de los músculos.
2. Características generales de las células musculares.
3. Tipos de músculos.
4. Características del músculo esquelético.
5. Características del músculo liso o visceral
6. Características del músculo cardiaco
7. Características estructurales de las fibras musculares.
8. Músculo esquelético estriado
9. Estructura molecular de los miofilamentos
10. Proteínas del citoesqueleto
11. Sistema de membranas del músculo
12. Receptores, bombas y proteínas secuestradoras
13. Contracción y relajación de las fibras musculares.
14. Unión neuromuscular
15. Ciclo contracción relajación

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Funciones Generales de los Músculos

10.1. Funciones generales de los músculos 40%: músculo esquelético 45% MASA MUSCULAR 5%: músculo liso y cardíaco × Funciones: · Regulación y control de numerosas funciones corporales (movimiento, habla, regulación de los líquidos corporales y de la presión sanguínea ... ) • Como fuente energetica (calor 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 3 3

Características Generales de las Células Musculares

10.2. Características generales de las células musculares Excitabilidad: capacidad de respuesta a estímulos mediante la generación de potenciales eléctricos. > Contractilidad: capacidad de acortarse, engrosarse y contraerse en respuesta a un estímulo. Extensibilidad: capacidad de estirarse sin dañarse. Elasticidad: capacidad de recuperar su estado original tras el proceso de contracción. Crecimiento y división. El ejercicio incrementa el tamaño muscular (hipertrofia) y promueve la formación de miofibrillas. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 4 4

Tipos de Músculos

10.3. Tipos de músculos Músculo esquelético Músculo cardíaco Músculo liso 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 5 5

Características del Músculo Esquelético

10.3. Tipos de músculos 10.3.1. Características del músculo esquelético 1. Interacciones con el medio externo 2. Junto con el sistema óseo, forman al aparato locomotor; mantenimiento de la postura 3. Responsable de los movimientos vigorosos (caminar, correr y levantar objetos pesados ... ). 4. Se trata de músculo estriado 5. De control voluntario (inervado por una neurona motora somática) 6. No está regulado directamente por hormonas. 7. No puede contraerse espontáneamente 8. Su contracción genera calor Las fibras de músculo esquelético son células grandes y multinucleadas que se ven rayadas o estriadas en el microscopio. Núcleo Fibra (célula) muscular Estrías SILVERTHON Fisiología Humana, un enfoque integrado. Ed. Panamericana 2013 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 6 6

Características del Músculo Liso o Visceral

10.3. Tipos de músculos 10.3.2. Características del músculo liso o visceral 1. Regulación del medio interno 2. Músculo liso NO estriado. 3. Músculo principal de los órganos internos y estructuras huecas (estómago, intestino, vejiga y vasos sanguíneos ... ). 5. Función principal: movimiento de sustancias hacia el interior, exterior y dentro del cuerpo 6. Controlado por el Sistema Nervioso Autónomo. 7. Contracción Involuntaria. 8. Algunas células musculares tienen actividad espontánea 9. Modulado por sistema endocrino :) Las fibras de músculo liso son pequeñas y no tienen estrías. Núcleo Fibra muscular SILVERTHON Fisiología Humana, un enfoque integrado. Ed. Panamericana 2013 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 7 7

Características del Músculo Cardíaco

10.3. Tipos de músculos 10.3.2. Características del músculo cardíaco 1. Músculo Estriado. 2. Sólo se encuentra en el corazón. 3. Responsable del bombeo de la sangre del y hacia el corazón. 4. Controlado por el Sistema Nervioso Autónomo. 5. Contracción Involuntaria. 6. Algunas células musculares cardíacas tienen actividad espontánea 7. Modulado también por sistema endocrino. Las fibras de músculo cardíaco también son estriadas, pero son más pequeñas y ramificadas y tienen un solo núcleo. Las células están unidas en serie mediante uniones llamadas discos intercalados. Núcleo Fibra muscular Disco intercalado Estrías SILVERTHON Fisiología Humana, un enfoque integrado. Ed. Panamericana 2013 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 8

Comparativa de Tipos de Músculos

10.3. Tipos de músculos Esquelético Cardíaco Liso Morfología Cilíndricas largas, multinucleadas Pequeñas, irregulares, un núcleo Pequeñas, fusiformes un núcleo Tamaño celular (longitud x diámetro) 30 cm x 100 um 150 μm x 15 um 200 um x 5 um Estriaciones visibles Sí Sí No Sistema T Sí Sí No Uniones comunicantes No Sí Sí Inervación Somática Autónoma Autónoma 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 9

Características Estructurales de las Fibras Musculares

Músculo Esquelético Estriado: Organización

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.1. Músculo esquelético estriado Músculo Epimisio A Fascia Perimisio Tendón Endomisio Hueso Fascículo Fibra muscular (célula muscular) 1 MÚSCULO= CONJUNTO DE FASCÍCULOS Un FASCÍCULO= CONJUNTO DE FIBRAS MUSCULARES B Miofibrilla Retículo rcoplásmico Túbulo T Una FIBRA (célula muscular) = CONJUNTO DE MIOFIBRILLAS Línea Z C Sarcómero Miofilamento grueso Miofilamento fino Disco Z D THIBODEAU, G. PATTON, K.T., Anatomía y Fisiología. Ed. Harcourt. 6ª edición, 2008. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 12 Una MIOFIBRILLA = CONJUNTO DE MIOFILAMENTOS UN SARCÓMERO = UNIDAD MÍNIMA CONTRÁCTIL

Músculo Esquelético Estriado: Componentes Celulares

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.1. Músculo esquelético estriado Fibras musculares: largas (25 cm), estrechas (10-80 um), cilíndricas y multinucleadas Varios núcleos: cerca de la periferia de la fibra. Retículo sarcoplásmico: muy desarrollado. Abundantes mitocondrias: fundamentales para suministrar la energía química necesaria para la contracción en forma de ATP y dispuestas paralelas a las miofibrillas. Thick filament Thin filament 00 Sarcoplasma: citoplasma Túbulos T Varios cientos o miles de miofibrillas: ocupan casi la totalidad del volumen citoplasmático, constituidas a su vez por fibras aún más delgadas llamadas miofilamentos. Gránulos de glucógeno. Grandes cantidades de K+, Mg2+ y fosfato. Multitud de enzimas. Sarcolema: membrana plasmática @ 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 13

Músculo Esquelético Estriado: Sarcómero

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.1. Músculo esquelético estriado sarcómero Las miofibrillas adoptan una posición característica, repetida y ordenada, dispuestas en forma paralela a la longitud de la fibra, formando la unidad funcional del músculo estriado: sarcómero Banda A: compuesta por filamentos finos y gruesos. Banda H: compuesta por filamentos gruesos. Banda I: contiene filamentos finos. Línea Z: formada por proteínas de anclare que fijan a los filamentos finos y gruesos Línea M: une filamentos de miosina adyacentes. Línea Z Línea M Línea Z in/ Banda H Banda I Banda I Banda A 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 14

Estructura Molecular de los Miofilamentos: Miofilamentos Finos

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.2. Estructura molecular de los miofilamentos a) Miofilamentos finos Cada molécula de actina-G del filamento fino tiene un sitio de unión o punto activo para la miosina y otro para el ADP y es donde interactúan los filamentos de actina con los filamentos de miosina para producir la contracción muscular. 1 Titina - Troponina Nebulina Troponina Molécula de G-actina Proteína contráctil= ACTINA · Cuando la actina se encuentra aislada, en forma globular, recibe el nombre de actina G. · Las moléculas de actina G se polimerizan para formar dos hileras filamentosas o cadenas trenzadas entre sí, formando la actina fibrilar o actina F. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 18

Miofilamentos Finos: Tropomiosina y Troponina

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.2. Estructura molecular de los miofilamentos a) Miofilamentos finos 1 1 1 1 1 1 in 1 1 1 1 1 1 1 - Proteína reguladora = TROPOMIOSINA Proteína contráctil= ACTINA n Proteína reguladora = TROPONINA Complejo proteico globular localizado a intervalos regulares a lo largo de los filamentos de tropomiosina Copyright @ 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 19 Proteína filamentosa que forma dímeros. Cada dímero de tropomiosina se extiende sobre 7 moléculas de actina. Función: bloquear los sitios de unión de la miosina con la actina (en reposo)

Estructura Molecular de los Miofilamentos: Miofilamentos Gruesos

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.2. Estructura molecular de los miofilamentos b) Miofilamentos gruesos Proteína contráctil= MIOSINA (250 moléculas aprox. forman un filamento) Las colas quedan en el centro de los miofilamentos y se extienden en las dos direcciones, dejando en el centro del filamento una zona carente de cabezas, que coincide con la línea M. Todas las colas se empaquetan juntas constituyendo el eje central o cuerpo del filamento grueso, mientras que las cabezas y cuellos sobresalen en disposición helicoidal formando un ángulo de 60º. / 1 1 1 1 1 Copyright @ 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 21 1 1

Miofilamentos Gruesos: Estructura de la Miosina

10.4. Características estructurales de las fibras musculares 10.4.2. Estructura molecular de los miofilamentos a) Miofilamentos gruesos Cuello. Permite a la miosina doblarse para tirar de la actina. Ayudan a controlar la función de la cabeza durante la contracción muscular. Cabeza de miosina. · Forma los puentes actina-miosina (cada cabeza de la miosina contiene dos regiones para su unión con la molécula de actina) · Consume energía para romper los puentes. Tiene actividad enzimática para hidrolizar ATP Cola. Estructura helicoidal, que se enrollan entre sí en espiral para formar una hélice doble. Myosin heads Hinge region Copyright @ 2007 Pearson Education, Inc., publishing as Benjamin Cummings. 10. Fisiología general de la fibra muscular CEU Universidad San Pablo 22