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• Juan Andrés García Santa Cruz

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Contracción Muscular: Base Molecular Como sabemos, una de las características distintivas de los animales es su capacidad para realizar movimientos coordinados, para de esta manera poder explorar el entorno que les rodea. En los grandes animales multicelulares, este movimiento es logrado mediante el uso e intervención de los músculos, los cuales constan de células que pueden modificar su longitud mediante procesos contráctiles y elásticos específicos. El movimiento muscular se produce cuando se transfiere la energía química de las moléculas de nutrientes a los filamentos proteicos de cada fibra muscular y posteriormente se convierte en energía mecánica, la cual es fundamental para realizar los procesos antes mencionados. Ahora, surge la pregunta: ¿Qué sería de nosotros, los seres humanos, si no tuviéramos músculos? Para responder a la interrogante es importante considerar que el armazón óseo del cuerpo se sostiene erguido gracias a los músculos. Estos son los que se encargan de mantener la postura y movilizar al cuerpo. Así tenemos entonces que, de no existir los músculos, el esqueleto, pese a su aparente rigidez, se desmoronaría. Además, no podríamos desplazarnos ni hacer algún tipo de movimiento, pues el músculo es el elemento dinámico por excelencia.

TIPOS: MÚSCULO ESQUELÉTICO Es un tipo de músculo estriado que se encarga de producir la fuerza necesaria para el movimiento del sistema esquelético durante la ejecución de un trabajo o ejercicio. Está compuesto principalmente de células musculares estriadas y de tejido conjuntivo. La mayoría de los músculos esqueléticos se insertan en dos huesos que tienen una articulación movible entre ellos. En otras palabras, la mayor parte de los músculos se extienden desde un hueso hasta otro a través de una articulación. Además, uno de los dos huesos suele permaneces más estacionario que el otro durante un determinado movimiento. Su unidad funcional de este músculo es la fibra muscular esquelética. FIBRA MUSCULAR ESQUELÉTICA

- Se forman en el embrión por la fusión de mioblastos. - Es una célula muscular larga, con 10-100µm de diámetro y que puede medir varios centímetros de longitud. - Presentan estriaciones transversales periódicas. - Dicha estriación es producto de la existencia de miofibrillas en el citoplasma. Estructura Cada fibra muscular está envuelta por una membrana celular eléctricamente excitable, denominada “sarcolema”. El citoplasma recibe el nombre de “sarcoplasma”, y contiene haces de filamentos fuertemente empaquetados. Estos filamentos se denominan miofibrillas, compuestas por unas 20.000 unidades repetitivas llamadas “sarcómeros”.

Existe una forma especializada de retículo sarcoplásmico (RS) que envuelve a cada miofibrilla. El RS está formado por túbulos membranosos longitudinales, los cuales se disponen paralelos a las miofibrillas, y que finalizan en canales aplastados conocidos como cisternas terminales. El RS contiene gran cantidad de Ca+2. Por otra parte, el sarcolema de la fibra muscular presenta invaginaciones que forman el sistema de túbulos transversales o túbulos-t, que se disponen perpendicularmente a las miofibrillas. Al final de cada sarcómero hay una estructura de membranas denominada “triada”, formada por un túbulo-t y por una estructura base. La contracción muscular esquelética se lleva a cabo por un estímulo nervioso, que genera un potencial de acción que se extiende por el sarcolema y a lo largo de la red de túbulos-t. La señal atraviesa la unión de la triada e induce la liberación de Ca+2 del retículo sarcoplásmico al sarcoplasma, el cual interacciona con los sarcómeros de la fibra muscular e induce a la contracción.

El músculo liso El musculo liso es un tejido formado por células uninucleadas y con forma de huso, con un tamaño entre 20 y 500 nm. Las células que lo forman reciben el nombre de fibras musculares. Éstas se agrupan formando haces. El núcleo de las fibras se encuentra situado en el centro del huso, mientras que los orgánulos celulares se encuentran en los polos del núcleo, dejando el resto del citoplasma libre. Los filamentos finos de actina, que forman la ultraestructura, visible al microscopio de los cuerpos densos, filamentos gruesos de miosina, que no son visibles al microscopio sin una tinción especial y los filamentos intermedios de desmina ocupan el resto del citoplasma. Estas fibras no se encuentran tan ordenadas como en el músculo estriado (donde forman estrías). La proporción de los filamentos gruesos y finos es diferente que en músculo estriado. En el musculo liso hay 14 filamentos finos por cada uno grueso, mientras que en el músculo estriado hay solo 6 filamentos de actina por cada uno de miosina. Las fibras del musculo liso se anclan a las vecinas en uniones proteicas. De tal manera que su extremo conecta con el cuerpo de las fibras adyacentes. Permitiendo de esta manera que se desplacen en horizontal unas sobre otras, para agrandar o disminuir el diámetro del tubo que rodean (un vaso sanguíneo o el tubo digestivo). El tejido liso se encuentra en órganos que necesiten una contracción lenta y sostenida, tales como el tubo digestivo o el sistema circulatorio. En estos órganos el tejido muscular liso se rodea de una lámina externa o basal de tejido conjuntivo fibroso, que las conecta entre ellas y permite su inervación por los sistemas sanguíneos y nerviosos. Contracción muscular: Cuando una célula recibe una señal nerviosa desencadena el aumento del catión de calcio Ca2+ en el citoplasma de la célula. Esta señal intracelular induce la fosforilación de las fibras de miosina. Estimulando su síntesis y permitiendo la interacción de ésta con la actina. Al interaccionar los filamentos finos de actina se desplazan sobre los filamentos gruesos de miosina. Éstos últimos están dispuestos en la célula en sentido paralelo al huso celular y con dirección desde el centro de la célula hacia los extremos. De esta manera al moverse las fibras de actina ancladas a la membrana celular el huso se acorta. Como las células están interconectadas por puentes proteicos, los núcleos de las células vecinas se acercan. Lo que a efectos prácticos supone la reducción del diámetro del tubo.

MÚSCULO CARDÍACO Los músculos cardíacos solo están presentes en el corazón, y de la misma forma que los músculos esqueléticos, son estriados y su contracción se lleva a cabo a través de fibrillas contráctiles que en resumen permiten bombear la sangre a todo el organismo haciendo cambiar el volumen de las cavidades internas del órgano. Sin embargo, los músculos cardíacos reflejan algunas características anatómicas especiales que los diferencian de los esqueléticos.

IMPORTANCIA La importancia de la contracción muscular radica en que todo lo que hace el hombre conlleva a la ejecución de movimiento y para ello el único medio posible es a través de la contracción muscular. Ref: https://laiyla.org/blogs/entry/tecnica/contraccion-muscular

Fisiología de la contracción muscular Funciones del tejido muscular Mediante la contracción sostenida –o la contracción y relajación alternantes– el tejido muscular cumple cuatro funciones clave: producir movimientos corporales, estabilizar la posición del cuerpo, almacenar y movilizar sustancias dentro del cuerpo y generar calor. 1. Producción de movimientos corporales. Los movimientos de todo el cuerpo, como caminar y correr, y los movimientos localizados, como sujetar un lápiz, teclear o asentir con la cabeza como resultado de las contracciones musculares, dependen del funcionamiento integrado de músculos esqueléticos, huesos y articulaciones. 2. Estabilización de posiciones corporales. Las contracciones de los músculos esqueléticos estabilizan las articulaciones y ayudan a mantener posiciones corporales, como la bipedestación o la posición sedente. Los músculos posturales se contraen continuamente durante la vigilia; por ejemplo, las contracciones sostenidas de los músculos de la nuca mantienen la cabeza en posición vertical cuando usted escucha atentamente su clase de anatomía y fisiología. 3. Almacenar y movilizar sustancias dentro del cuerpo. El almacenamiento se realiza por contracciones sostenidas de bandas anulares de músculo liso denominadas esfínteres, que impiden la salida del contenido de un órgano hueco. El almacenamiento transitorio de alimentos en el estómago o de orina en la vejiga es posible porque los esfínteres de músculo liso cierran las salidas de estos órganos. Las contracciones del músculo cardíaco bombean sangre a través de los vasos sanguíneos. La contracción y relajación del músculo liso de las paredes de los vasos sanguíneos ayudan a ajustar el diámetro del vaso y, por consiguiente, a regular la velocidad del flujo sanguíneo. Asimismo, las contracciones de músculo liso movilizan alimentos y sustancias, por ejemplo bilis y enzimas, a través del tubo digestivo, empujan los gametos (espermatozoides y ovocitos) a través de las vías de los aparatos reproductores e impulsan la orina por el aparato urinario. Las contracciones de los músculos

esqueléticos promueven el flujo de linfa y ayudan al retorno de sangre venosa al corazón. 4. Generación de calor. Cuando el tejido muscular se contrae, genera calor, un proceso conocido como termogénesis. Gran parte del calor generado por el músculo se utiliza para mantener la temperatura corporal normal. Las contracciones involuntarias de los músculos esqueléticos, denominadas temblores, pueden aumentar la velocidad de producción de calor.

Propiedades del tejido muscular El tejido muscular tiene cuatro propiedades especiales que le permiten funcionar y contribuir a la homeostasis: 1. Excitabilidad eléctrica, una propiedad del músculo y de las células, es la capacidad de responder a ciertos estímulos generando señales eléctricas denominas potenciales de acción (impulsos). Los potenciales de acción de los músculos se denominan potenciales de acción musculares; los de las células nerviosas, potenciales de acción nerviosos. En las células musculares, dos tipos principales de estímulos desencadenan potenciales de acción. Uno consiste en señales eléctricas autorrítmicas que surgen en el propio tejido muscular, como en el marcapasos cardíaco. El otro consiste en estímulos químicos, como neurotransmisores liberados por las neuronas, hormonas distribuidas por la sangre o, incluso, cambios locales de pH. 2. Contractilidad, que es la capacidad del tejido muscular de contraerse enérgicamente cuando es estimulado por un potencial de acción. Cuando un músculo esquelético se contrae, genera tensión (fuerza de contracción) mientras tracciona de sus puntos de inserción. En algunas contracciones musculares, el músculo desarrolla tensión (fuerza de contracción), pero no se acorta. Un ejemplo lo constituye la acción de sostener un libro con la mano abierta. En otras contracciones musculares, la tensión generada es lo suficientemente potente como para vencer la carga (resistencia) del objeto que se está moviendo, de manera que el músculo se acorta, y se produce el movimiento; por ejemplo, al levantar un libro de la mesa. 3. Extensibilidad, que es la capacidad del tejido muscular de estirarse, dentro de ciertos límites, sin ser dañado. El tejido conectivo intramuscular limita el rango de extensibilidad y lo mantiene dentro del rango contráctil de las células musculares. En condiciones normales, el músculo liso está sometido al máximo grado de estiramiento. Por ejemplo, cada vez que el estómago se llena de alimentos, se estira el músculo liso de su pared. El músculo cardíaco también se estira cada vez que el corazón se llena de sangre. 4. Elasticidad, que es la capacidad del tejido muscular de recuperar su longitud y forma originales después de la contracción o la extensión. El músculo esquelético es el foco de gran parte de este capítulo, mientras que se describen sucintamente el músculo cardíaco y el músculo liso.

Ref: Principios de Anatomía y Fisiología - Gerard J. Tortora 13ed

CONTRACTIBILIDAD MUSCULAR Para contraerse, el músculo necesita de energía en forma de ATP. El ciclo de interacciones celulares es el siguiente: Adhesión La cabeza de la miosina tiene 2 lugares de unión: uno para el ATP y otro para la actina. Las cabezas de miosina se unen al ATP y lo descomponen en ADP+P (proceso que requiere Mg+2). El complejo se une a la actina. Rotación El ADP y el P, son liberados por la miosina a la vez que las cabezas de ésta cambian de conformación molecular: Se doblan formando un ángulo diferente y arrastrando los filamentos delgados de actina. Esta tracción es ejercida en sentido opuesto en los dos extremos del filamento de miosina. La región de superposición de los filamentos aumenta, de manera que se produce más acortamiento del sarcómero. Separación La actina y la miosina continúan unidas formando un complejo estable hasta que una nueva molécula de ATP se une a las cabezas de miosina. Durante la contracción muscular, este ciclo puede repetirse entre 30 a 100 veces en un segundo. · Al inicio del ciclo, la cabeza de la miosina, que carece de un nucleótido unido, se encuentra estrechamente unida al filamento de actina (estado I). · La unión de ATP a la cabeza de la miosina, reduce la afinidad de la cabeza de la miosina por la actina (estado II). · La hidrólisis parcial del ATP (durante la cual ADP y Pi permanecen unidos a la miosina), activa la cabeza de la miosina, la que experimenta un cambio conformacional y se desplaza respecto del filamento fino (estado III). · La miosina activada contacta a una molécula de actina y se une a ella produciéndose la liberación de Pi (estado IV). · Una vez unida a actina, la cabeza de la miosina experimenta un nuevo cambio conformacional que se traduce en un desplazamiento del filamento fino y en la liberación de ADP (estado V). De esta manera, cada cabeza de miosina se desplaza hacia el extremo (+) del filamento fino adyacente. Mientras la concentración de Ca++ sea alta y exista ATP disponible, los ciclos de formación de puentes actina-miosina continúan y el sarcómero continúa contrayéndose.

CONTRACTIBILIDAD MUSCULAR Es la capacidad de acortarse y engrosarse para producir fuerza en respuesta a un estímulo específico. Este estímulo es un potencial de acción iniciado por el sistema nervioso. Esta capacidad de acortarse es una característica única del tejido muscular y determina su capacidad de producir fuerza. Las proteínas especializadas dentro del tejido muscular interactúan para acortar y engrosar los músculos, que generan fuerza. El cuerpo humano depende de esta fuerza para moverse.

REF: https://www.blogdefisioterapia.com/que-es-la-contractibilidad-muscular/

Pregunta 14 14.Explique la estructura de la unidad funcional del músculo esquelético y los acontecimientos moleculares implicados en la contracción muscular.

Un sarcómero es la unidad funcional fundamental del músculo estriado. Decir que el sarcómero es la unidad funcional significa que todos los componentes necesarios para la contracción están contenidos en cada sarcómero. De hecho, el músculo estriado está compuesto por millones de pequeños sarcómeros que se acortan, individualmente, con cada contracción muscular. Aquí radica el principal propósito del sarcómero. Los sarcómeros son capaces de iniciar grandes movimientos al contraerse al unísono. Su estructura única permite que estas pequeñas unidades coordinen las contracciones de los músculos. De hecho, las propiedades contráctiles del músculo son una característica definitoria de los animales, dado que el movimiento de los animales es notablemente suave y complejo. La locomoción requiere un cambio en la longitud del músculo a medida que este se flexiona, lo que requiere una estructura molecular que permita el acortamiento del músculo.

Histología Las secciones histológicas del músculo muestran las características anatómicas de los sarcómeros. Los filamentos gruesos, compuestos de miosina, son visibles y se representan como la banda A de un sarcómero. Los filamentos delgados, compuestos de actina, se unen a una proteína en el disco Z (o línea Z) llamada alfa-actinina, y están presentes en toda la longitud de la banda I y una parte de la banda A. La región donde los filamentos gruesos y delgados se superponen tiene una apariencia densa, ya que hay poco espacio entre los filamentos. Esta zona donde los filamentos delgados y gruesos se superponen es muy importante para la contracción muscular, ya que es el sitio donde comienza el movimiento del filamento. Los filamentos delgados no se extienden completamente en las bandas A, dejando una región central de la banda A que solo contiene filamentos gruesos. Esta región central de la banda A parece ligeramente más clara que el resto de la banda A, y se le llama zona H. El centro de la zona H tiene una línea vertical llamada línea M, donde unas proteínas accesorias mantienen unidos los filamentos gruesos.

A continuación se resumen los componentes principales de la histología de un sarcómero: Banda A Zona de filamentos gruesos, compuestos por proteínas de miosina. Zona H Zona central de la banda A, sin proteínas de actina superpuestas cuando el músculo está relajado. Banda I Zona de filamentos delgados, compuestos por proteínas de actina (sin miosina) Discos Z Son los límites entre sarcómeros adyacentes, formados por proteínas de unión a actina perpendiculares al sarcómero. Línea M Zona central formada por proteínas accesorias. Se ubican en el centro del filamento grueso de miosina, perpendicular al sarcómero. Como se mencionó anteriormente, la contracción ocurre cuando los filamentos gruesos se deslizan a lo largo de los finos filamentos en rápida sucesión para acortar las miofibrillas. Sin embargo, una distinción crucial para recordar es que los miofilamentos en sí mismos no se contraen; es la acción deslizante la que les da su poder para acortar o alargar

Funciones La función principal del sarcómero es permitir que una célula muscular se contraiga. Para ello, el sarcómero debe acortarse en respuesta a un impulso nervioso. Los filamentos gruesos y finos no se acortan, sino que se deslizan uno alrededor del otro, lo que provoca que el sarcómero se acorte mientras que los filamentos conservan la misma longitud. Este proceso se conoce como el modelo de los filamentos deslizantes de la contracción muscular. El deslizamiento del filamento genera tensión muscular, que es sin duda la principal contribución del sarcómero. Esta acción le da a los músculos su fuerza física. Una rápida analogía de esto es la forma en que una larga escalera se puede extender o plegar dependiendo de nuestras necesidades, sin acortar físicamente sus partes metálicas.

IMPORTANTE: 

Las diapositivas deben ser la síntesis de lo que envían en el word , eso quiere decir que las diapos deben ir en cuadros lo mas explicado y lo mas didáctico posible. Recuerden que deben ir con su respaldo bibliográfico en un cuadrito en la parte de la esquina izquierda.

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El word debe ir en letra 12 Arial , con interlineado de 1.5 , justificado , los encabezados 1 (titulo) deben ir en 16 y negrita , los encabezados 2 (subititulo) deben ir en 14 , negrita , subrayado y cursiva .

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