MÚSCULO MÚSCULO ESQUELÉTICOESQUELÉTICO

Interpretar las características del músculo esquelético: excitabilidad, contractilidad, elasticidad y extensibilidad mediante la ejecución de sus principales funciones.

OBJETIVOOBJETIVO

40% 10%

FUNCIONESFUNCIONES

Los Músculos Esqueléticos, están formados

por numerosas fibras cuyo diámetro es de 10 a 80um.

En la mayor parte de este músculo las fibras se extienden en toda su longitud y habitualmente (excepto el 2%) están inervadas por una sola terminación nerviosa localizada cerca del punto medio de la misma

ANATOMÍA FISIOLÓGICA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO

Es la membrana celular de la fibra muscular, está

formado por una membrana celular denominada membrana plasmática y una cubierta externa que contiene numerosas fibrillas delgadas de colágeno.

En cada extremo la capa superficial del sarcolema se fusiona con una fibra tendinosa y éstas a su vez se agrupan en haces para formar los tendones musculares que se insertan en los huesos

SARCOLEMA

MIOFIBRILLAS: FILAMENTOS DE ACTINA Y MIOSINA

Cada fibra muscular contiene varios cientos a miles de miofibrillasCada miofibrilla está formada por 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina responsables de la contracción.Los filamentos se interdigitan y aparecen bandas claras y oscurasLas bandas claras contienen solo filamentos de actina denominadas bandas I.Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina denominadas bandas A.

La interacción entre los puentes

cruzados y los filamentos de actina producen la contracción

Los extremos de los filamentos de actina están unidos al disco Z. Desde este disco los filamentos se extienden en ambas direcciones para interdigitarse con los filamentos de miosina

El disco Z esta formado por proteínas filamentosas distintas de filamentos de actina y de miosina

La porción de la miofibrilla que esta entre dos discos Z sucesivos se denomina Sarcómero.

Una proteína filamentosa y muy

elástica llamada titina que actúa como armazón y mantiene en su posición a los filamentos de actina y miosina, de modo que funcione la maquinaria contráctil del sarcómero.

QUE MANTIENE EN SU LUGAR A LOS FILAMENTOS DE ACTINA Y DE MIOSINA

Los espacios entre las miofibrillas están

llenos de líquido intracelular denominado sarcoplasma que contiene grandes cantidades de potasio, magnesio y fosfato.

También posee mitocondrias que proporciona grandes cantidades de energía (ATP).

SARCOPLASMA

En el sarcoplasma que rodea a las miofibrillas de todas las fibras musculares, se encuentra un extenso retículo sarcoplásmatico, que es muy importante para controlar la contracción muscular.

Los tipos de fibras musculares muy rápidas tienen retículos sarcoplásmicos extensos.

RETÍCULO SARCOPLÁSMICO

1. Un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra motora hasta sus terminaciones sobre las fibras musculares.

2. En cada terminal el nervio secreta acetilcolina.

3. La acetilcolina actúa en una zona local de la membrana de la fibra muscular para abrir múltiples canales “activados por acetilcolina”.

4. La apertura de los canales activados permite que grandes cantidades de sodio difundan hacia es interior de la membrana iniciando un potencial de acción.

MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

5. El potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra

muscular

6. El potencial de acción despolariza la membrana muscular y hace que el retículo sarcoplásmico, libere grandes cantidades de iones de calcio.

7. Los iones de calcio inician las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y de miosina haciendo que se produzca el proceso contráctil.

8. Después de una fracción de segundo los calcio retornan al retículo sarcoplásmico hasta que llega un nuevo potencial de acción. Esta retirada hace que cese la contracción muscular

DESLIZAMIENTO DE LOS FILAMENTOS DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

En estado relajado: Los extremos de los filamentos de actina entre dos discos Z sucesivos, apenas se superponen entre sí

En estado contraído: Los filamentos de actina son traccionados hacia los filamentos de miosina, de modo que sus extremos se superponen entre sí en su máxima extensión

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DE LOS FILAMENTOS CONTRÁCTILES

MIOSINA

POR QUÉ LOS FILAMENTOS DE ACTINA SE DESLIZAN ENTRE LOS FILAMENTOS DE MIOSINA?

Gracias a fuerzas que se generan por la interacción de los puentes cruzados que van desde los filamentos de actina a los de miosina.

Cuando un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra el RS libera calcio que activan las fuerzas de atracción entre filamentos y comienza la contracción para lo cual es necesario enlaces de energía procedentes del ATP.

TEORÍA DE LA CREMALLERA DE LA CONTRACCIÓN

(TEORIA DEL TRINQUETE)

Cuando una cabeza de miosina se une a un sitio activo, la cabeza se inclina automáticamente hacia el brazo que está siendo atraído hacia el filamento de actina.

Esta inclinación de la cabeza se llama golpe activo.

Luego la cabeza se separa y recupera su dirección perpendicular normal

Cuanto mayor sea la magnitud del trabajo que realiza el

músculo mayor será la cantidad de ATP que se escinde , lo que se denomina efecto Fenn.

ENERGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Cuando un músculo se contrae contra una carga realiza

un trabajo. El trabajo se define mediante la siguiente ecuación:

T= C x D Donde: T= Trabajo generado C= Carga D= Distancia

ATP COMO FUENTE DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN

FOSFOCREATINA.- La energía combinada del ATP y de fosfocreatina

almacenados en el músculo es capaz de producir una contracción muscular máxima durante sólo 5 a 8 seg.

GLUCÓLISIS DEL GLUCÓGENO.- La importancia de este mecanismo es doble. La glucólisis permite contracciones aún sin oxígeno durante muchos segundos y a veces hasta más de 1 min; sin embargo la velocidad de formación de ATP es tan rápida que la acumulación de productos finales de la glucólisis sólo permite mantener una contracción muscular máxima después de 1 min.

METABOLISMO OXIDATIVO. – Más del 95% de toda la energía que utilizan los músculos para una contracción sostenida a largo plazo viene de esta fuente. Para una actividad máxima a muy largo plazo, de (muchas horas)procede de las grasas; aunque para períodos de 2 a 4 horas hasta la mitad de la energía procede de los carbohidratos

FUENTES DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

CONTRACCIÓN CONTRACCIÓN ISOMÉTRICAISOMÉTRICA

Cuando el músculo no se acorta durante la contracción. No hay movimiento articular, es estática

CONTRACCIÓNCONTRACCIÓN ISOTÓNICAISOTÓNICA

Cuando se acorta pero la tensión del músculo permanece constante durante la contracción. Es dinámica

Cuando el músculo no se acorta durante la contracción. No hay movimiento articular, es estática

Son fibras rojas Obscuras Aeróbicas Contracción lenta Tónicas Predominan en músculos del tronco Son fibras de resistencia

FIBRAS DE TIPO I

FIBRAS LENTAS TIPO I1. Fibras pequeñas inervadas por fibras

nerviosas más pequeñas

2. Vascularización y capilares mas extensos para aportar cantidades adicionales de oxigeno

3. Numerosas mitocondrias par mantener niveles

4. elevado de metabolismo oxidativo.

5. Fibras que contienen grandes cantidades de mioglobina.

Blancas Claras Anaeróbicas Contracción rápida Fásicas Relacionadas con el movimiento Predominan en las extremidades Predominan en velocistas, levantadores de

pesas, lanzadores atléticos

FIBRAS DE TIPO II

1. Grandes para obtener gran fuerza de contracción

2. Retículo sarcoplásmico extenso para la liberación de calcio.

3. Enzimas glucolíticas para la liberación de energía mediante proceso glucolítico

4. Vascularización menos extensa.

5. Menos mitocondrias, porque el metabolismo oxidativo es secundario.

FIBRAS RÁPIDAS TIPO IIFIBRAS RÁPIDAS TIPO II

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARESTIPOS DE FIBRAS MUSCULARES

Unidad Motora.- Es el conjunto de todas las fibras musculares que son inervadas por una única fibra nerviosa.

Los músculos pequeños que reaccionan rápidamente y cuyo control debe ser exacto tienen más fibras nerviosas para menos fibras musculares.

Los músculos grandes que no precisan un control fino pueden tener varios centenares de fibras musculares en una unidad motora.

MECÁNICA DE LA CONTRACCIÓN DEL MSCULO ESQUELÉTICO

UNIDAD MOTORAUNIDAD MOTORA

CONTRACCIONES MUSCULARES CONTRACCIONES MUSCULARES DE DIFERENTES FUERZAS DE DIFERENTES FUERZAS

Cuando el SNC envía una señal débil para contraer un músculo,

las unidades motoras más pequeñas del músculo se pueden estimular con preferencia a las unidades motoras de mayor tamaño. Conforme aumenta la intensidad de la señal se estimulan unidades motoras cada vez mayores, esto se denomina principio de tamañoprincipio de tamaño.

CausaCausa: Las motoneuronas pequeñas de la médula espinal son más

excitables. Las diferentes unidades motoras son activadas de manera

sincrónica por la médula espinal.

SUMACIÓN DE FIBRAS SUMACIÓN DE FIBRAS MÚLTIPLESMÚLTIPLES

SUMACIÓN DE FRECUENCIASSUMACIÓN DE FRECUENCIAS

A una frecuencia de estimulación baja se producen espasmos individuales, pero a medida que aumenta la frecuencia cada nueva contracción se produce antes de que haya terminado la anterior sumándose así a la primera y aumentando progresivamente la fuerza total de contracción.

Cuando la frecuencia alcanza un nivel crítico las contracciones sucesivas se hacen tan rápidas que se fusionan entre sí y la contracción del músculo alcanza la tetanización.tetanización.

La máxima fuerza de contracción tetánica de un

músculo que funciona a una longitud muscular normal es un promedio entre 3 a 4kg por un centímetro cuadrado de músculo.

Como el músculo cuádriceps puede tener hasta 100 cm2. de vientre muscular, se puede aplicar hasta 360 Kg. de tensión al tendón rotuliano.

Por tanto, se puede entender la ruptura de tendones de sus inserciones.

MÁXIMA FUERZA DE CONTRACCIÓNMÁXIMA FUERZA DE CONTRACCIÓN

Si el voltaje de las descargas eléctricas

suministrado a un músculo aumenta de manera gradual, la fuerza de las contracciones espasmódicas del músculo aumentará hasta estimular todas las fibras musculares.

Esto demuestra el efecto de la escalera efecto de la escalera que quizás represente un efecto de calentamiento previo al ejercicio y se cree que se debe a un aumento del calcio intracelular que se necesita para la contracción muscular.

EFECTO DE LA ESCALERAEFECTO DE LA ESCALERA

Incluso cuando los músculos están en

reposo habitualmente hay una cierta cantidad de tensión, que se denomina tono muscular.

TONO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICOTONO DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO

FATIGA MUSCULAR

Producida por la contracción prolongada e intensa de un músculo. Aumenta en proporción directa a la velocidad de depleción del glucógeno muscular y por tanto hay incapacidad para seguir generando el mismo trabajo. La interrupción del flujo sanguíneo a través de un músculo que se está contrayendo da lugar a una fatiga muscular casi completa en un plazo de 1 a 2 min. debido a la pérdida de aporte de nutrientes, especialmente de oxígeno.

Los músculos actúan aplicando una tensión a

sus puntos de inserción en los huesos, y éstos a su vez forman varios tipos de sistemas de palanca

SISTEMAS DE PALANCA DEL CUERPO

ELEMENTOS ANATÓMICOS DEL SISTEMA DE PALANCAS

1º. Fulcro (F): es el punto fijo o eje de rotación articular alrededor del cual se produce o puede producirse el movimiento rotatorio.

2º. Potencia (P): es el motor, es decir el músculo que provoca el movimiento, es la fuerza que hay que generar para vencer o equilibrar la resistencia.

ELEMENTOS ANATÓMICOS DEL SISTEMA DE PALANCAS

3º. Resistencia (R): es el elemento o carga que se opone al movimiento, puede ser una carga externa, o el propio peso del segmento corporal a mover, o la suma de los dos.

4º. Línea de Fuerza (LF): es la línea que indica la dirección en la que se aplica la Fuerza (Dirección en la que actúa la carga o Resistencia)

5º. Brazo de potencia (BP): representa aquel trozo de la palanca que se encuentra entre el punto donde se aplica la fuerza y el eje de la articulación.

6º.Brazo de resistencia (BR): es el trozo de la palanca que se encuentra entre la resistencia y el punto o eje de rotación articular

7º.Brazo de palanca (B.PL): es la línea perpendicular a la Línea de Fuerza que pasa por el Fulcro. El Brazo de Palanca=B.PL es la distancia más corta que hay entre el Fulcro=F y la Línea de fuerza=LF, medida mediante una línea perpendicular a la línea de fuerza que pasa por el eje de la articulación.

PALANCAS DE PRIMER GÉNERO

PALANCAS DE SEGUNDO ORDEN

PALANCAS DE TERCER ORDEN

El análisis de los sistemas de palanca del

cuerpo depende del conocimiento de: El punto de la inserción muscular. Su distancia desde el fulcro de la palanca. La longitud del brazo de la palanca. La posición de la palanca.

COACTIVACIÓN DE LOS MÚSCULOS COACTIVACIÓN DE LOS MÚSCULOS ANTAGONISTASANTAGONISTAS

Prácticamente todos los movimientos del cuerpo están producidos por la contracción simultánea de músculos agonistas y antagonistas de lados opuestos de las articulaciones, lo que da como resultado la coactivación de los músculos agonista y antagonistas y está controlada por los centros de control motor del encéfalo y de la médula espinal.

Todos los músculos del cuerpo se modelan

continuamente para adaptarse a las funciones que deben realizar.

Se altera su diámetro, su longitud, su fuerza y su vascularización, incluso los tipos de fibras musculares.

Este proceso de remodelado con frecuencia es bastante rápido y se produce en un plazo de pocas semanas

REMODELADO DE MÚSCULO PARA REMODELADO DE MÚSCULO PARA ADAPTARSE A LA FUNCIÓNADAPTARSE A LA FUNCIÓN.

HIPERTROFIA MUSCULARHIPERTROFIA MUSCULAR

Cuando se produce un aumento de la masa total de un músculo se denomina hipertrofia muscular.

Toda hipertrofia se debe a un aumento del número de filamentos de actina y miosina en cada fibra muscular dando lugar a un aumento de tamaño o una hipertrofia de la fibra

Aparece cuando el músculo está sometido a carga durante el proceso contráctil y son necesaria pocas contracciones intensas cada día para producir una hipertrofia significativa en un plazo de 6 a 10 semanas

ATROFIA MUSCULARATROFIA MUSCULAR

Cuando un músculo no se utiliza durante muchas semanas, la velocidad de disminución de las proteínas contráctiles es mucho más rápida que la velocidad de sustitución. Por tanto, se produce atrofia muscular.

Es otro tipo de hipertrofia que se

produce cuando los músculos son distendidos hasta una longitud mayor de lo normal.

Esto hace que se añadan nuevos sarcómeros en los extremos de las fibras musculares, donde se unen a los tendones

AJUSTE DE LA LONGITUD MUSCULARAJUSTE DE LA LONGITUD MUSCULAR

Es el aumento del número de fibras

Cuando aparece, el mecanismo es la división lineal de fibras que estaban previamente aumentadas de tamaño

A.- NormalB.- HipertrofiaC.- HiperplasiaD.- Combinación de ambas

HIPERPLASIA DE LAS FIBRAS HIPERPLASIA DE LAS FIBRAS MUSCULARESMUSCULARES

Cuando un músculo pierde su inervación

comienza la atrofia casi inmediatamente. Después de 2 meses comienzan cambios

degenerativos en las fibras. Si la inervación se restaura rápidamente la

recuperación aparece en un plazo de 3 meses y no se produce recuperación funcional alguna luego de 1 a 2 años.

En la fase final la mayor parte de fibras son destruidas o sustituidas por tejido fibroso y adiposo lo que conlleva a una posterior contractura.

EFECTOS DE LA DENERVACIÓN EFECTOS DE LA DENERVACIÓN MUSCULARMUSCULAR

DE

DENERVACIÓN MUSCULARDENERVACIÓN MUSCULAR

Varias horas después de la muerte, todos los

músculos del cuerpo entran en un estado de contractura denominado rigidez cadavérica, debido a la pérdida de todo el ATP, que es necesario para producir la separación de los puentes cruzados que se origina en los filamentos de actina durante el proceso de relajación.

El músculo permanece rígido hasta que las proteínas se deterioran (15 a 25 h) lo que probablemente se debe a la autolisis que producen las enzimas que liberan los lisosomas.

RIGIDEZ CADAVÉRICARIGIDEZ CADAVÉRICA