FISIOLOGÍA: CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO | ENTENDIENDO GUYTON CAPÍTULO 6 | PARTE 1/2

[Música] qué tal bienvenidos a son oficios mi nombre es sergio trujillo médico profesor y amante de la fisiología humana el presente vídeo corresponde al primero de dos vídeos destinados a explicar las generalidades de la contracción del músculo esquelético en la presente sesión hablaremos de la anatomía y fisiología del músculo esquelético del mecanismo general de la contracción muscular y del mecanismo molecular de la contracción muscular esquelética en la próxima sesión continuaremos con otros aspectos del mecanismo molecular las diferencias entre contracción isotónica e isométrica y la unidad motora y su importancia en la mecánica de contracción muscular esquelética comencemos gran parte del aparato locomotor y ciertas funciones de los sistemas internos del cuerpo humano son posibles gracias a la contracción muscular aproximadamente el 40 por ciento del cuerpo es músculo esquelético y otros 10 por ciento aproximadamente es músculo liso y cardíaco procedamos con particularidades a nivel macroscópico y microscópico de la contracción muscular esquelética en los próximos vídeos revisaremos la contracción del músculo liso y del músculo cardiaco comencemos analizando la anatomía todos los músculos esqueléticos están formados por numerosas fibras cuyo diámetro varía entre 10 y 80 milímetros cada una de estas fibras está formada por seguridades cada vez más pequeñas llamadas miofibrillas en la mayoría de los músculos esqueléticos las fibras se extienden a lo largo de toda la longitud del músculo todas las fibras excepto alrededor de un 2% están armadas por una sola terminación nerviosa localizada cerca del punto medio de la fibra las fibras músculo esqueléticas se encuentran cubiertas por una fina membrana que recibe el nombre de sarco lema el shark o lema está formado por una membrana celular verdadera denominada membrana plasmática y una cubierta externa formada por una capa delgada de material polisacárido que contiene numerosas fibrillas delgadas de colágeno en cada uno de los dos extremos de la fibra muscular la capa superficial del sarcoma se fusiona con una fibra tendinosa las fibras tendinosas a su vez se agrupan en haces para formar los tendones musculares que después insertan los músculos en los huesos cada fibra muscular contiene varios cientos a varios miles de miofibrillas cada miofibrillas está formada por aproximadamente 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina adyacentes entre sí que son grandes moléculas proteicas polimeriza das responsables de la contracción muscular real los filamentos de miosina y de actina interdigital parcialmente y de esta manera hacen que las miofibrillas tengan bandas claras y oscuras alternas las bandas claras contienen solo filamentos de actina y se denominan bandas y porque son eso tropas a la luz polarizada las bandas oscuras contienen filamentos de miosina así como los extremos de los filamentos de actina en el punto en el que se superponen con la miosina y se denominan bandas porque son anxo tropas a la luz polarizada existen pequeñas proyecciones que se originan en los lados de los filamentos de miosina y que se denominan puentes cruzados la interacción entre estos puentes cruzados y los filamentos de actina produce la contracción los extremos de los filamentos de actina están unidos por el disco zeta desde este disco estos filamentos se extienden en ambas direcciones para inter digitar se con los filamentos de miosina el disco zeta que está formado por proteínas filamentosas distintas de los filamentos de actina indios y na atraviesa las miofibrillas y también pasa desde una miofibrillas a otros uniendo las entre sí a lo largo de toda la longitud de la fibra muscular por tanto toda la fibra muscular tiene bandas claras y oscuras al igual que las miofibrillas individuales estas bandas dan al músculo esquelético y cardiaco su aspecto estriado la porción de la miofibrillas o de la fibra muscular entera que está entre dos discos zetas sucesivos se denomina shark comer cuando la fibra muscular está contraída la longitud del sarc homero es de aproximadamente 2 milímetros cuando el zarco pero tiene esta longitud los filamentos de actina se superponen completamente con los filamentos de miosina y las puntas de los filamentos de actina están comenzando ya a superponerse entre sí como se expone más adelante a esta longitud el músculo es capaz de generar su máxima fuerza de contracción quien mantiene en su lugar los filamentos de miosina y actina la relación de yuxtaposición entre estos filamentos se mantiene por medio de un gran número de moléculas filamentosas de una proteína denominada titín a cada molécula de titina tiene un peso molecular de aproximadamente 3 millones lo que hace que sea una de las mayores moléculas proteicas del cuerpo además como es filamentos a es muy elástica por otra parte los espacios entre las miofibrillas están llenos de un líquido intracelular denominado zarco plasma que contiene grandes cantidades de potasio magnesio y fosfato además de múltiples enzimas proteicas también hay muchas mitocondrias que están dispuestas paralelas a las miofibrillas estas mitocondrias proporcionan a las miofibrillas en contracción grandes cantidades de energía en forma de trifosfato de adenosina es decir atp en el zarco plasma que rodea a las miofibrillas de todas las fibras musculares también hay un extenso artículo denominado retículo zarco plástico este retículo tiene una organización especial que es muy importante para regular el almacenamiento la liberación y la recaptación de calcio y por tanto para controlar la contracción muscular perfecto procedamos a hablar del mecanismo general de contracción muscular el inicio y la ejecución de la contracción muscular se producen en las siguientes etapas secuenciales 1 un potencial de acción viaja a lo largo de una fibra motora hasta sus terminales sobre las fibras musculares 2 en cada terminal el nervio secretan una pequeña cantidad de la sustancia neurotransmisor acetilcolina 3 la acetilcolina actúa en una zona local de la membrana de la fibra muscular para abrir múltiples canales de cationes activados por acetilcolina a través de moléculas proteicas que flotan en la membrana 4 la apertura de los canales activados por aceptar colina permite que grandes cantidades de iones de sodio difundan hacia el interior de la membrana de la fibra muscular sodio entra a la fibra muscular esta acción provoca una despolarización local que a su vez conduce a la apertura de los canales de sodio activados por el voltaje a un potencial de acción en la membrana 5 el potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular de la misma manera que los potenciales de acción viajan a lo largo de las membranas de las fibras nerviosas 6 el potencial de acción de es polariza la membrana muscular y buena parte de la electricidad del potencial de acción fluye a través del centro de la fibra muscular donde hace que el retículo zarco plástico libere grandes cantidades de iones calcio que se han almacenado en el interior de este retículo 7 los iones calcio inician fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina haciendo que se desdicen unos sobre otros en sentido longitudinal lo que constituye el proceso contráctil 8 después de una fracción de segundos los iones calcio son bombeados de nuevo hacia el retículo shark o plástico por una bomba de calcio de la membrana y permanecen almacenados en el retículo hasta que se llega un nuevo potencial de acción muscular esta retirada de los iones calcio teslas miofibrillas hace que cese la contracción muscular ya que hemos mencionado las generalidades continuamos con la descripción de la maquinaria molecular del proceso de la contracción muscular en la presente diapositiva podemos observar el mecanismo básico de la contracción muscular el estado relajado de usar comer en la parte izquierda y su estado contraído en la parte derecha en el estado relajado los extremos de los filamentos de actina que se extienden entre dos discos eta sucesivos apenas comienzan a superponerse entre sí por el contrario en el estado contraído estos filamentos de actina han sido traicionados hacia adentro entre los filamentos de biotina de modo que sus extremos se superponen entre sí en su máxima extensión además los discos zetas han sido traicionados por los filamentos de actina hasta los extremos de los filamentos de miosina así la contracción muscular se produce por un mecanismo de deslizamiento de los filamentos pero que hace que los filamentos de actina se deslicen hacia adentro entre los filamentos de miosina esta acción está producida por las fuerzas que se generan por la interacción de los puentes cruzados que van desde los filamentos de miosina a los filamentos de actina en condiciones de reposo estas fuerzas están inactivas pero cuando un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra muscular esto hace que el retículo zarco plástico libere grandes cantidades de iones calcio que rodean rápidamente a las miofibrillas a su vez los iones de calcio activan las fuerzas de atracción entre los filamentos de miosina y de actina y comienza la contracción sin embargo es necesaria energía para que se realice el proceso contráctil esta energía procede de los enlaces de alta energía de la molécula de atp que es degradada adif fosfato de adenosina atp para liberarla cada una de las moléculas de miosina tiene un peso molecular de aproximadamente 480 mil en la presente figura se muestra la organización de muchas moléculas para formar un filamento de biotina así como la interacción de este filamento por un lado con los extremos de dos filamentos de actina las moléculas de miosina está formada por seis cadenas poli peptídicas dos cadenas pesadas cada una de las cuales tiene un peso molecular de aproximadamente 200 mil y cuatro cadenas ligeras que tiene un peso molecular de aproximadamente 20 mil cada una las dos cadenas pesadas se enrollan entre sí en espiral para formar una hélice doble que se denomina cola de la molécula de miosina un extremo de cada una de estas cadenas se pliega bilateralmente para formar una estructura polipéptido globular denominada cabeza de la miosina así hay dos cabezas libres en un extremo de la molécula de biotina de doble hélice las cuatro cadenas ligeras también forman parte de la cabeza de la niacina dos en cada cabeza estas cadenas ligeras ayudan a controlar la función de la cabeza durante la contracción muscular el filamento de miosina está formado por 200 o más moléculas individuales de miosina en la presente figura se muestra la porción central de uno de estos filamentos y las colas de las moléculas de miosina agrupadas entre sí para formar el cuerpo de filamento mientras que hay muchas cabezas de las moléculas por fuera de los lados del cuerpo además parte del cuerpo de cada una de las moléculas de biotina se prolonga hacia la región lateral junto a la cabeza formando de esta manera un brazo que separa la cabeza del cuerpo como se muestra en la presente figura los brazos y las cabezas que protegen se denominan en conjunto puentes cruzados cada puente cruzado es flexible en dos puntos denominados bisagras una en el punto en el que el brazo sale el cuerpo del filamento de miosina y la otra en el punto en el que la cabeza se une al brazo los brazos articulados permiten que las cabezas se separen del cuerpo del filamento de biotina o que se aproximen a este las cabezas articuladas a su vez participar en el proceso real de contracción como lo analizaremos más adelante la longitud total de los filamentos de miosina es uniforme casi exactamente de 1.6 milímetros sin embargo se debe tener en cuenta que no hay cabezas de puentes cruzados en el centro de filamento de miosina en una distancia de aproximadamente 0.2 milímetros porque los brazos articulados se separan desde el centro finalmente el filamento de miosina desarrollado de modo que cada parte sucesivo de puentes cruzados está desplazado en sentido axial a 120 grados con respecto al par tren esta torsión garantiza que los puentes cruzados se extienda en todas las direcciones alrededor del filamento por otra parte el esqueleto del filamento de actina es una molécula de la proteína f actina vy catenaria que se representa por las dos hebras de color claro de la presente figura las dos hebras están enrocadas en una hélice de la misma manera que la molécula de miosina cada una de las obras de la doble hélice df actina está formada por moléculas de actina polimeriza das cada una de las cuales tiene un peso molecular de aproximadamente 42 mil a cada una de estas moléculas de actina se le une una molécula de adp se piensa que estas moléculas de adn son los puntos activos de los filamentos de actina con los que interactúan los puentes cruzados de los filamentos de miosina para producir la contracción muscular los puntos activos de las dos hebras de s actina están escalonados lo que permite que hay un punto activo en toda la longitud del filamento de actina cada 2.7 nanómetros cada uno de los filamentos de actina tiene una longitud de aproximadamente 1 milímetro las bases de los filamentos de actina se anclan fuertemente en los discos zetas los extremos de los filamentos protegen en ambas direcciones para situarse en los espacios que hay entre las moléculas de cocina como se muestra en la presente diapositiva el filamento de actina también contiene otra proteína la trompo miosina cada molécula de truco miosina tiene un peso molecular de 70.000 y una longitud de 40 nanómetros estas moléculas están enrolladas en espiral alrededor de los lados de la hélice de la efectiva en este estado de reposo las moléculas de tropo miosina recubren los puntos activos de las hebras de actina de modo que no se puede producir atracción entre los filamentos de actina y de miosina para producir la contracción unidas de manera intermitente a lo largo de los lados de las moléculas de tropero miosina hay otras moléculas proteicas denominadas troponina estas moléculas proteicas son en realidad complejos de tres subunidades proteicas unidas entre sí de manera laxa cada una de las cuales tiene una función específica en el control de contracción muscular una de las subunidades troponina y tiene una gran afinidad por la actina otra propone natel por la tropo miosina y la tercera la troponina ce por los iones calcio se cree que este complejo une la troponina a la actina y que la intensa afinidad de la troponina por los iones calcio inicia el proceso de la contracción perfecto hemos llegado al fin del presente vídeo en la próxima sesión continuaremos con otros aspectos del mecanismo molecular las diferencias entre contracción isotónica e isométrica y la unidad motora y su importancia en la mecánica de contracción muscular esquelética los invito a que se suscriban al canal para que no se pierdan ninguno de los vídeos académicos así como los invitamos a dejar sus dudas comentarios nombre sergio trujillo y esto es son afición 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