ESTRUCTURA DEL SISTEMA MUSCULAR

1. ESTRUCTURA DEL SISTEMA MUSCULAR Tipos de músculo • Liso: visceral, involuntario • Cardíaco: involuntario • Esquelético: movimiento voluntario. 600 músculos aproximadamente en el organismo humano. Supone el 40% del peso corporal en un sujeto normal.

2. FORMAS DE LOS MÚSCULOS a)Músculo de cabeza única y fibras paralelas b) Músculo con dos cabezas y fibras paralelas c)Músculo con dos vientres y fibras paralelas d)Músculo con varias cabezas y fibras planas e)Músculo con varios vientres separados por láminas tendinosas e) Músculo con fibras en forma de pluma insertadas a un lado del tendón f) Músculo con fibras en forma de pluma insertadas a ambos lados del tendón

3. MÚSCULO ESQUELÉTICO PARTES Origen Fascia Vientre Tendón Inserción

4. MÚSCULO ESQUELÉTICO FUNCIONES BÁSICAS: • Movimiento y comunicación (lenguaje) • Mantenimiento de la postura • Mantenimiento de la estabilidad de las articulaciones • Producción de calor

5. MÚSCULO ESQUELÉTICO: ESTRUCTURA • Envueltas de tejido conjuntivo: • Epimisio : envuelve el músculo • Perimisio: envuelve los fascículos • Endomisio: envuelve las fibras

6. División funcional Músculo: • Haz muscular (fascículo) • Fibra (célula) • Fibrilla • Sarcómero • Filamentos finos • Filamentos gruesos

7. Fibra muscular (Célula muscular) • Diámetro 10-80 m; longitud la del músculo • Sarcolema = membrana celular • Sarcoplasma = citoplasma de la fibra muscular. Contiene • Glucógeno • Mioglobina • Miofibrillas • Núcleo, mitocondias .... • Retículo sarcoplasmático=retículo endoplasmático: contiene depósitos de calcio yetá atravesado por una red de “tubos” (túbulos transversales) que posibilitan la salida del mismo . La liberación de este catión es el causante la contracción de las fibras.

8. FIBRA MUSCULAR: ELEMENTOS CONTRÁCTILES • Número de fibras por músculo: variable (cientos, miles) • Miofibrillas: se encuentran en el sarcoplasma. Estructura repetitiva de 1-2 m de diámetro y de misma longitud que la fibra. Formada repetición de SARCOMEROS, que son las unidades contráctiles básicas del músculo esquelético

9. Fibra muscular (Célula muscular) • Túbulos transversales: es una red formada por la penetración de la membrana (sarcolema) en el sarcoplasma. Esta organización favorece la propagación de los potenciales de acción desde la superficie de la fibra a su interior.

10. Fibra muscular: sarcómero McArdle et al. : Exercise Physuology, 2001

11. ESTRUCTURA DEL SARCÓMERO • Banda M: porción central de los filamentos finos. • Banda A: alta densidad (filamentos gruesos + filamentos finos) • Banda I (filamentos finos) • Zona H: no hay filamentos finos • Línea Z :Túbulos transversales Banda I

12. Composición de los filamentos: F. gruesos • Los filamentos gruesos son agregados de miosina (200 o más moléculas). Esta proteína está formada por la asociación de cadenas pesadas y cadenas ligeras. Las cabezas, en las que se encuentran las cadenas ligeras, se orientan hacia el exterior, mediante unos brazos, formando en conjunto los puentes cruzados. Las cabezas se unen a la actina de los filamentos finos. La miosina tiene capacidad de unir ATP y actividad ATPasa. Este fenómeno es la base química de la contracción muscular.

13. Filamentos finos • Actina Contiene un centro de unión para miosina. Cuando el músculo está en reposo este sitio está cubierto por la tropomiosina. • Tropomiosina: proteína filamentosa que se asocia a la actina. • Troponina: proteína reguladora asociada a la tropomiosina. Es un complejo formado por tres proteínas globulares (troponina T, I y C). • T: unión a la tropomiosina. • I: inhibidora de la unión de la miosina a la actina. • C: une calcio. Está unión dispara la contracción

14. Filamentos finos

15. Filamentos finos Organización transversal Cada filamento grueso interacciona con seis finos (estructura 6 x 1) y cada filamento fino con tres gruesos (estructura 3 x 1).

16. NEURONA MOTORA

17. NEURONA MOTORA II

18. SINAPSIS NEUROMUSCULAR

19. ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora. • Llegada del potencial de acción al terminal del nervio motor : se abren canales para calcio dependientes de voltaje en la membrana presináptica, aumenta el calcio y esto estimula la liberación de acetil-colina (AC) en la hendidura sináptica. • La AC liberada se une a receptores en la membrana postsináptica (membrana de la célula muscular). Este receptor abre canales de Na+, produciéndose la despolarización local de la membrana. • La despolarización local de la membrana abre nuevos canales de Na+ dependientes de voltaje, propagándose el potencial de acción por toda la membrana, incluyendo los túbulos T • Los túbulos T conectan directamente con el retículo sarcoplásmico, de forma que cuando los primeros se despolarizan se abren canales de Ca+ dependientes de voltaje del segundo, esto provoca que el Ca2+ salga del retículo sarcoplásmico al sarcoplasma. Esto dispara la contracción. Como la señal (potencial de acción) se propaga en milisegundos a través de los túbulos T, a cada sarcómero de la célula, todas las miofibrillas se contraen al mismo tiempo. • El calcio es devuelto al retículo sarcoplásmico por la ATPasa de Ca2+.

20. El grado de contracción del sarcómero depende del número de “golpes” que se realicen y puede progresar hasta que las fibras gruesas de miosina contactan con la línea Z. • El proceso de contracción requiere energía en forma de ATP. El ciclo de hidrólisis de ATP se relaciona con el estado de las proteínas de la forma que se describe en la imagen siguiente:

22. CONTRACCIÓN: Deslizamiento En reposo la tropomiosina contacta con la cabeza de la miosina. El contacto está favorecido por la toponina I. Como puede verse en el corte transversal del sarcómero adjunto, el calcio se une a lo troponina C y hace que la unión anterior se deshaga. La cabeza de la miosina y la actina entran en contacto La cabeza de la miosina “se mueve” y en su movimiento arrastra (golpea) a los filamentos de actina que están anclados en la línea Z. Con ello se produce un acortamiento del sarcómero por deslizamiento, pero no existe acortamiento de ninguno de los diferentes tipos de fibra. Esto se pone de manifiesto por los estudios ultraestructurales en los que se demuestra que la banda A permanece constante en tanto que la zona H llega a desaparecer.

25. El ciclo se mantine siempre que haya calcio suficiente en el entorno de las miofibrillas (sarcoplasma), es decir siempre que haya impulso nervioso y liberación de acetilcolina. En el capitulo siguiente veremos, sin embargo que el músculo puede llegar un momento en el que no responda (fatiga). ATP

26. ESTADIOS DE LA CONTRACCION MUSCULAR. • 1.Reposo:estadio en el cual la sarcomera no presenta actividad energética ni mecánica. • 2.Excitación: El nervio motor estimula el músculo generando un potencial de acción despolarizando la membrana T, uniendo el calcio a la troponina en el ligamento de actina.

27. 3. Esta unión causa un cambio en el complejo tropomiosina-troponina-actina, produciendo la unión entre la actina y la miosina, por medio de los bastones de miosina pesada. • 4. Las cabezas de miosina energisados por un ATP y un magnesio se unen a la actina. • 5.La cabeza de miosina sufre un cambio angular de la cabeza sobre su eje produciendo un desplazamiento sobre la actina (micro contracción).

28. 6. Se hidroliza el ATP produciendo ADP y un fósforo libre despejando la unión en la cabeza de la miosina. • 7. La relajación es producida por la captación de un nuevo ATP que disocia la actina sobre la miosina, libera el calcio y se restituye la polaridad de la membrana.

29. ACCIÓN MUSCULAR: TIPOS • Las acciones de los músculos pueden clasificarse en distintos tipos: • ISOTÓNICA • CONCÉNTRICA • EXCÉNTRICA • ESTÁTICA ó ISOMÉTRICA • ISOCINÉTICA • AUXOTÓNICA

30. ISOTÓNICA: es el tipo más común de contracción. En ella el ejercicio se realiza con una carga constante, aunque la resistencia varía dependiendo del ángulo de la articulación.

31. CONCÉNTRICA: es la acción principal. En ella el músculo se contrae al tiempo que ejerce la fuerza

32. EXCÉNTRICA: el músculo genera fuerza pero se alarga. La fuerza externa supera a la del músculo. El movimiento está controlado . Ocurre por ejemplo cuando bajamos un peso. Los músculos son utilizados como freno • Es frecuente es: • Equitación • Bajar pendientes • Esquiar • No lo es: ciclismo, natación.

33. ESTÁTICA : el músculo genera fuerza, pero su longitud permanece estática. También se llama isométrica. Ocurre, por ej. , cuando sostenemos un peso. En este caso la miosina y la actina se unen, pero no hay movimiento.

34. ISOCINÉTICA: significa movimiento constante, y se utiliza para describir un ejercicio dinámico sobre una articulación en movimiento (ROM = range of motion) a velocidad constante.

35. Generación de fuerza Depende de : • Número de unidades motoras activadas • Tipo de unidades motoras activadas • Tamaño del músculo • Forma del músculo • Longitud del músculo al iniciar el movimiento: máxima alrededor de un 20 % más que en la posición de reposo. La explicación es que en esta situación el número de puentes cruzados que se puede formar es máximo. • Ángulo de la articulación (p.ej., bíceps braquial = 100º) • Velocidad de acción del músculo. Depende del tipo de esfuerzo. Para un movimiento concéntrico la fuerza máxima decrece a velocidades altas. Para un movimiento excéntrico se aplica lo contrario.

36. FATIGA MUSCULAR • La principales causas de fatiga la podemos dividir en : • 1. El nervio motor. • 2. La unión neuromúscular. • 3. Los mecanismos contráctiles. • 4. El sistema nervioso central.

37. Tipos de fibra muscular • El músculo esquelético está formado por fibras de distintas características: • Abundancia de mitocondrias • Abundancia de mioglobina • Desarrollo del retículo sarcoplásmico • Consecuencias metabólicas de lo anterior • Y de acuerdo con ello se clasifican en:

38. TIPOS METABOLICOS DE FIBRA MUSCULAR.

40. Características funcionales • La adaptación a un tipo de ejercicio (resistencia o velocidad) de un individuo depende de la proporción de fibras que tengan sus músculos. La mayoría de los individuos tiene un 45% de lentas frente a un 55% de rápidas. Los deportistas rápidos (velocistas, saltadores etc...) pueden llegar a tener un 70% de fibras rápidas, en tanto que los individuos que practican deportes de resistencia pueden tener un 80% de lentas. • La composición de fibras también varía, dentro de un mismo individuo, entre sus músculos, existiendo aproximadamente la misma proporción en el miembro superior y el inferior; además hay músculos, como el soleo, que están formados casi exclusivamente por fibras lentas. Además con el envejecimiento aumenta la proporción de fibras lentas.

41. Características funcionales • Está demostrado por estudios realizados en gemelos que la distribución del tipo de fibras viene condicionado genéticamente. Sin embargo, el entrenamiento puede modificar esta distribución. En general es más fácil obtener una distribución alta en fibras lentas que en rápidas. • La determinación del tipo de fibras predominante en un individuo se hace mediante biopsia muscular . Sin embargo desde un punto de vista funcional puede hacerse una apreciación mediante otras técnicas, por ejemplo , se mide el peso máximo que un individuo puede levantar, y luego se le hace levantar el 80% de este peso tantas veces como pueda. Si sólo llegan a siete repeticiones, el músculo tiene más del 50% de fibras rápidas. Si llegan a 12 o más es que más del 50% son fibras lentas.

42. TIPOS DE FIBRAS DEPENDIENDO DEL DEPORTE

43. ADAPTACIONES MUSCULARES AL EJERCICIO • Aumento de las Reservas de Glucógeno muscular • Redistribución del tejido graso en el interior del músculo • Aumento y fortalecimiento de los tejidos conjuntivos y fibrosos. • Aumento de las Enzimas Oxidativas y Glucolíticas. • Aumento de las Mitocondrias y la Mioglobina. • Aumento de la Síntesis proteica. • Aumento de la Area de Sección o Volumen Muscular (Hipertrofia). • Aumento del Número de Células Musculares (Hiperplasia, por "splitting"). • Aumento de la respuesta Electromiográfica (cualitativa y cuantitativa). • Aumento de la Coordinación intra e intermuscular y sinérgica. • ¿Cambios en el porcentaje de fibras lentas y rápidas?