Laboratorio de fisiología general. Propiedades del Músculo Esquelético

[pic 1][pic 2]INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLOGICAS

Laboratorio de fisiología general

Práctica No. 5

Propiedades del Músculo Esquelético

Grupo 4FV1

Equipo 1

Alegría Hernández Alejandra

Delgadillo Contreras Adán

González Solares Silvia Karen

Mendoza Ramírez Rebeca

Profesores:

Gerardo Ávila Velarde

Adriana Jiménez Hernández

Introducción

El musculo esquelético se integra con un conjunto de células multinucleadas alargadas conocidas como fibras musculares, formadas por la fusión de células mononucleadas llamadas mioblastos. Las fibras musculares tienen una estructura cilíndrica con un diámetro comprendido entre 10 y 100 µm y se extienden casi siempre de un extremo al otro del musculo.

Las fibras musculares terminan en sus extremos por medio de una porción de tejido conjuntivo elástico que constituyen el componente tendinoso de la fibra. El conjunto de las terminaciones tendinosas de todas las fibras forma el tendón, una estructura elástica muy robusta a través de la cual la fuerza muscular se transmite a los huesos.

Dentro de las fibras musculares s pueden distinguir las miofibrillas, estructuras de aspecto cilíndrico y diámetro cercano a 1 µm que discurren a lo largo de la fibra y que contienen los elementos contráctiles encargados de la contracción. Las miofibrillas, así como las fibras musculares dentro del músculo, están dispuestas en paralelo entre ellas y muestran la característica estriación.

El retículo sarcoplásmico, glucógeno y numerosas mitocondrias ocupan el espacio comprendido entre las miofibrillas.

Un conjunto de sarcómeros dispuestos en serie entre sí conforma las miofibrillas. El sarcómero constituye la unidad morfofuncional del músculo. Es decir, la estructura muscular más pequeña capaz de desarrollar fuerza y contraerse. El musculo esquelético se integra por un conjunto de sarcómeros dispuestas a su vez en paralelo en el músculo. La fuerza muscular total deriva, por lo tanto, de la suma de la fuerzas de todos los sarcómeros en paralelo, mientras que la capacidad de retracción corresponde a la de todos los sarcómeros en serie.

 El musculo estriado debe su nombre a las típicas estriaciones transversales debidas a la alternancia de bandas claras y oscuras a lo largo de la fibra.

El análisis de la estructura muscular, ha mostrado que el sarcómero tiene una estructura muy ordenada y regular constituida, es esencia, por dos grupos de filamentos contráctiles: filametos gruesos (miosina) y filamentos delgados (actina).

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Fig.1 Estructura del sarcómero

Los filamentos gruesos están formados por miosina, cada filamento tiene varios cientos de moléculas de miosina empaquetadas juntas en un arreglo específico. Una molecula de miosina es una proteína que consiste en dos subunidades idénticas, los extremos de las colas de la proteína se encuentran entrelazados entre ellos, con las cabezas globulares proyectándose hacia afuera en un extremo. Las dos mitades de cada filamento grueso son imágenes en espejo compuests de moléculas de miosina yaciendo a lo largo de ellas, en un arreglo regular y escalonado, con las colas orientadas hacia el centro del filamento y las cabezas globulares asomándose hacia afuera. Estas cabezas tienen dos sitios cruciales en el proceso contráctil:

1.- Un sitio de unión a la actina

2.- Un sitio con actividad ATPasa (sitio de hidrolisis del ATP)

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Fig. 2 Estructura de moléculas de miosina y su organización dentro del filamento grueso

Los filamentos delgados consisten en 3 proteínas: Actina, tropomiosina y troponina. La principal proteína estructural del filamento delgado es la actina, que se encuentran unidas en dos hebras que se enrollan entre ellas, formando el esqueleto del filamento. Cada molécula de actina tiene un sitio de unión para la miosina. Las moléculas de tropomiosina son proteínas en forma de cadena que yacen a lo largo del surco de la espiral de actina. En esta posición la tropomiosina cubre a los sitios de actina que forman los puentes cruzados bloqueando la interacción que lleva a cabo la contracción muscular. La troponina es un complejo proteico que consiste en tres unidades polipeptídicas: una se une a la tropomiosina, otra a la actina y la tercera se puede unir con Ca2+.[pic 5]

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Cuando la troponina no está unida al Ca2+, estabiliza a la tropomiosina en su posición de bloqueo sobre los sitios de unión a la actina para evitar l formación de puentes cruzados. Cuando el Ca2+ se una a la troponina la forma de esta proteína cambia de manera que la tropomiosina se retira de su posición de bloqueo. Con la tropomiosina fuera del camino, la actina y la miosina pueden unirse e interactuar dando como resultado la contracción muscular.

La interacción entre la actina y miosina en los puentes cruzados lleva a cabo la contracción muscular mediante el mecanismo de los filamentos deslizantes.

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Fig.4 Sarcomera relajada y contraída

Los filamentos delgados a cada lado del sarcómero se deslizan hacia dentro sobre los filamentos gruesos estacionarios en dirección al centro de la banda A, durante la contracción. Conforme se deslizan hacia adentro, los filamentos delgados tiran de las líneas Z a las que se encuentran unidos, por lo que el sarcómero se acorta y por lo tanto la fibra completa también lo hace.

Durante la contracción ocurre lo siguiente:

1. Ruptura del ATP por la ATPasa de miosina: el ADP y el Pi permanecen unidos a la miosina.
2.  La concentración intracelular del Ca2+ aumenta.
3. El Ca2+ jala al complejo Troponina-Tropomiosina de su posición de bloqueo, para que la miosina se pueda unir con la actina
4. El golpe de fuerza se desata por el contacto entre la miosina y actina; el Pi se libera durante ésta y el ADP es liberado después del golpe de fuerza.
5. Al quedar libre el sitio de ATPasa de la miosina puede unirse otra molécula de ATP por lo tanto la miosina y actina quedan unidas hasta la llegada del ATP.
6. ATP se hidroliza y se repite el ciclo.

Cada musculo completo es inervado por cierto numero de diferentes motoneuronas. Cuando una motoneurona entra a un musculo, se ramifica con cada terminal axonal inervando a una sola fibra muscular. Cuando una motoneurona es activada, todas las fibras musculares que inerva son estimuladas para contraerse simultáneamente. Este grupo de componentes activados al mismo tiempo, una motoneurona y todas las fibras musculares que inerva, se le denomina unidad motora.

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