Mecánica de la contracción muscular. Depto. Biofísica Facultad de Medicina

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1 Mecánica de la contracción muscular Depto. Biofísica Facultad de Medicina

2 Objetivo Estudiar los mecanismos involucrados en la contracción muscular esquelética. Para ello trataremos sobre: - Aspectos de su estructura anatómica. - Aspectos de la estructura microscópica básica y composición química de la fibra muscular.

3 Clasificación según su estructura: A) Músculo estriado Músculo esquelético Tipos de músculom Multinucleadas Músculo cardíaco miocardio (ej: músculo auricular y ventricular) Mononucleadas, posición central, ramificadas, discos intercalares

4 B) Músculo liso tejido formado por células delgadas ahusadas, miofibrillas paralelas al eje mayor, no estriaciones transversales - unitario (ej: paredes uterinas) - multiunitario (fibras independientes en cuanto a operación) (ej: paredes de vasos sanguíneos)

5 Funciones del tejido muscular -reserva energética - de protección (distribuyendo fuerzas y absorbiendo impactos) - generar movimiento (fuerza de tracción mediante tendones sobre un sistema de palancas articuladas). Las 2 últimas son posibles por las propiedades de excitabilidad y contractilidad del tejido muscular.

6 Niveles de organización: 2) Fibra muscular (unidad estructural). 1- Haces de fibras y tejido conjuntivo (perimisio, epimisio, endomisio) 3) Miofibrillas (sarcómero) 4) Miofilamentos (delgados y gruesos) *Proteínas

7 Sarcómero: unidad contráctil

8 Estudio de las propiedades mecánicas del músculo: a) Propiedades Pasivas El estudio de las propiedades pasivas del músculo se realiza con el músculo en reposo, y de ellas podemos obtener el comportamiento elástico del mismo.

9 Tensión (σ ) = F/A 1 cm 2 cm 3 cm 4 cm

10 T L Ley de Hooke establece una relación lineal entre fuerza y longitud. T/L = pendiente = Módulo de Young

11 Longitud de reposo

12

13 Antes de disecar al músculo es necesario medir su longitud inicial 4 cm 4.5 cm 5 cm 5.2 cm 5.5 cm TP = TP = TP = TP = TP =

14 Relación σ vs L en un músculo aislado Tensión Pasiva 1 Tensión Longitud (cm) Los materiales biológicos no se ajustan al comportamiento establecido por la ley de Hooke. Son elastómeros.

15 b) Propiedades activas Contracción muscular: Es el desarrollo de fuerza (tensión) por parte del músculo, que puede ir acompañado o no por un cambio de longitud (acortamiento) del mismo. El pasaje de este estado de actividad al reposo se denomina relajación. Regulación de la contracción se logra por cambios en: intensidad frecuencia Sacudidas simples

16 Dependencia de la contracción con la frecuencia de estimulación Tétanos Respuesta mecánica del músculo P otencial de acción del músculo

17 Para estudiar la relación tensión deformación del músculo en actividad es necesario producir contracciones masivas y tetánicas. 4 cm 4.5 cm 5 cm 5.2 cm 5.5 cm TP = TP = TP = TP = TP = TT = TT = TT = TT = TT =

18 T Tensión Total = Tensión Pasiva + Tensión activa Tensión activa = Tensión Total - Tensión Pasiva

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20 Los músculos logran su máximo valor de tensión en longitudes cercanas a L 0 Los cambios observados en la curva tensión vs longitud activa son coherentes con la teoría de los filamentos deslizantes

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22 Acoplamiento excitocontráctil Conjunto de mecanismos que se inician con un estímulo a nivel de la membrana celular y culminan con un aumento del calcio intracelular y su consecuencia, la contracción muscular.

23 Acoplamiento excitocontráctil Conjunto de mecanismos que se inician con un estímulo a nivel de la membrana celular y culminan con un aumento del calcio intracelular y su consecuencia, la contracción muscular.

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25 Estímulo eléctrico Túbulos T Receptor de Dihidropiridina (DHPR) Receptor de Rianodina (RyR) Liberación de Ca +2 desde RS Unión Ca +2 a TnC Bombeo del Ca 2+ citoplasmático hacial el retículo por parte de la bomba de calcio (SERCA)

26 Miosina: Actividad ATPasa Interacción con Actina Actina: Interacción con miosina Potencia ATPasa de Miosina Complejo Troponina- Tropomiosina: Interacción con calcio determina la Posibilidad de interacción Actina- Miosina

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28 Contracción isométrica Contracción isotónica pura (o libremente cargada) Contracción a postcarga Contracción auxotónica

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