Guía de Aprendizaje: Contracción muscular y ventilación pulmonar, respuesta motora III medio

Transcripción

1 Colegio El Encuentro Asignatura: Biología Profesora: Carolina Bustamante O. Guía de Aprendizaje: Contracción muscular y ventilación pulmonar, respuesta motora III medio Nombre: Fecha: Tejido muscular: Músculo Estriado Poseen el control consciente (voluntario) del movimiento, sirven de locomoción (unen y mueven el esqueleto). Estos músculos están controlados por nuestra voluntad. Constituyen cerca del 40% de peso corporal de la persona. La contracción de los músculos esqueléticos producen los movimientos corporales, tales como: caminar, respirar, entre otros. Músculo Liso No están directamente bajo nuestro control consciente. Aunque su organización estructural interna es diferentes a los demás tipos de músculos, el músculo liso conserva las mismas bases químicas de la contracción de la musculatura estriada. Son componentes estructurales de las paredes en los vasos sanguíneos y órganos internos. Compuestos por células en forma de agujetas o bastonsillo ("spindle shaped"). Como se mencionó, los músculos lisos se encuentran en las vísceras internas de nuestro organismo, principalmente en el estómago, intestinos y paredes de los vasos sanguíneos. Estos músculos trabajan automáticamente y no son controlados por la voluntad del individuo sino más bien por el sistema nervioso autónomo. Músculo Cardiaco Representa el músculo del corazón (miocardio). No se halla bajo control consciente (es involuntario). Posee un autocontrol nervioso y endocrino. Su estructura especial estriada se encuentra solamente en el corazón.

2 Organización del tejido muscular: El músculo esquelético se compone de fibras (células) largas y cilíndricas de 10 a 100 micrones de diámetro y hasta 6 cm de largo. Estas fibras están rodeadas por una membrana que recibe el nombre de sarcolema. Dentro del sarcolema se encuentra el citoplasma de la fibra, conocido como sarcoplasma. El sarcoplasma contiene a su vez núcleos múltiples colocados en la periferia y miofibriollas paralelas y arregladas en dirección longitudinal. Cuando las miofibrillas se tiñen, se observan bandas o estrías transversales, que dan a toda la fibra un aspecto estriado. Con el microscopio electrónico se puede demostrar que las miofibrillas se componen de miofilamentos dispuestos en sentido longitudinal. Hay dos tipos de estos filamentos, unos delgados se componen de una proteína llamada actina. Por el otro lado, los filamentos gruesos constan de otra proteína, la miosina. Los puntos medios a nivel de ligamentos de actina se encuentran adheridos a una membrana intracelular, conocida como membrana Z (o disco Z). Los segmentos creados por cada dos membranas Z se les da el nombre de sarcómero. Las fibras o células poseen un sistema de túbulos intracelulares, conocido como el retículo sarcoplasmático y el sistema de los túbulos transversales (túbulos T o sarcotúbulos). El retículo sarcoplasmático suele carecer de ribosomas y está íntimamente asociado con las miofibrillas. Los túbulos T comunican con el líquido extracelular de la fibra y con el retículo sarcoplasmático por medio de sacos laterales. De esta manera existe una vía para el movimiento libre de substancias orgánicas e inorgánicas, un hecho importante para la contracción muscular. Contracción Muscular: Cuando se inicia un estímulo nervioso de suficiente intensidad, se desarrolla un potencial de acción que recorre el sacolema de la fibra muscular y llega hasta los túbulos T. Este flujo de corriente viaja hacia el retículo sarcoplasmático y hace que libera iones de calcio hacia el sarcoplasma. Estos iones de calcio son los encargados de comenzar la contracción de las fibras musculares. Cuando finaliza la contracción muscular, se activa una bomba de calcio a nivel de la membrana del retículo sarcoplasmático que regresa el calcio a las reservas correspondientes dentro del retículo sarcoplasmático.

3 La molécula de ACTINA. Representa la columna vertebral del filamento. Se caracteriza por ser globulares. Forman dos hilos que se enrollan en un diseño helicoidal La molécula de TROPOMIOSINA. Es una proteína en forma de tubo. Se enrolla alrededor de los hilos de actina. La molécula de TROPONINA. Representa una proteína compleja. Se une a intervalos regulares a los dos hilos de actina y a la tropomiosina. La tropomiosina y troponina actúan acopladas (junto a los iones de calcio) durante la acción muscular. En reposo, su objetivo es mantener la relajación muscular. Pero cuando se recibe un estímulo nervioso de suficiente intensidad, estas estructura moleculares se encargarán de iniciar la contracción. Troponina Cabeza de la Miosina Actina Tropomiosina Sitio de unión ATP-asa Secuencia de Acontecimientos: Neurona Motora Estimulada. Impulso nervioso llega a los axones terminales. Neurona motora secreta acetilcolina (ACh). La ACh es un neurotransmisor que se almacena en unas vesículas dentro del botón sináptico de la neurona motora. La ACh liberada pasa por la hendidura o canal sinaptico hasta llegar al sarcolema de la fibra muscular

4 ACh se fija sobre receptores en el sarcolema. Genera potencial de acción en fibra muscular. Libera iones de calcio (Ca ++ ) vía Túbulos: Desde retículo sarcoplasmático hacia el sarcoplasma. Ca ++ se une con troponina sobre el filamento de actina. Separa tropomiosina de los puntos activos en filamento de actina. Cabezas (puente cruzado) de miosina se adhieren a puntos activos en el filamento de actina. Ambos filamentos se deslizan uno a lo largo del otro, repitiendo esta acción hasta que ocurra la contracción del sarcómero y del músculo en general. Final de la Acción Muscular Cuando se agota el calcio, finaliza la acción muscular. El calcio es nuevamente bombeado desde el sarcoplasma hacia el retículo sarcoplasmico, donde se almacena. Por otro lado, la troponina y tropomiosina se desactivan, puesto que se bloquea el enlace/puntos activos. Se interrumpe la utilización del ATP y la fibra muscular se relaja. Relajación muscular y eventos relacionados: El calcio se agota. El calcio es bombeado hacia el retículo sarcoplasmático para su almacenaje. Son desactivadas la troponina y la tropomiosina. Se bloquea el enlace de los puentes cruzados de miosina con los filamentos de actina. Se interrumpe la utilización del ATP. Filamentos de miosina y actina regresan a su estado original de reposo/relajación.

5 Ventilación pulmonar: Respuesta motora autónoma. La respiración es un proceso fundamental en los seres vivos. Durante este, se capta oxígeno y se elimina el dióxido de carbono producido como desecho del metabolismo celular. Es importante que recuerdes las estructuras que forman el sistema respiratorio para comprender de qué manera el sistema nervioso participa en la regulación de su funcionamiento. o Anatomía del sistema respiratorio: CAVIDAD NASAL FARINGE Y LARINGE PULMONES Y UNIDAD FUNCIONAL (ALVEOLOS)

6 MECÁNICA RESPIRATORIA: Se entiende por mecánica de la respiración tanto los movimientos de la caja torácica y de los pulmones, como los consecutivos cambios volumétricos y de presión producidos en éstos. MUSCULOS INSPIRATORIOS MÁS IMPORTANTES Diafragma Intercostales externos MUSCULOS ESPIRATORIOS MÁS IMPORTANTES Abdominales Intercostales internos Respiración en reposo Inspiración (activa) Espiración (pasiva) Se produce la contracción del Diafragma, lo que produce un aumento en el volumen de la caja torácica. Como consecuencia de la disminución de la Se produce la relajación del Diafragma, lo que produce una disminución en el volumen de la caja torácica. Esto último produce un aumento en la presión intrapulmonar respecto de la presión presión intrapulmonar el aire ingresa a los atmosférica, lo que provoca la salida del aire pulmones. desde los pulmones. Respiración forzada Inspiración (activa) Espiración (activa) Se contrae el diafragma y lo músculos intercostales externos y se relajan los músculos intercostales internos y abdominales Se relaja el diafragma y los músculos intercostales externos y se contraen los músculos intercostales internos y abdominales Los cambios volumétricos de la caja torácica se producen por la actividad de los músculos respiratorios. Después de una espiración tranquila, no forzada, la caja torácica se encuentra en posición de reposo. La inspiración aumenta su volumen, gracias a la contracción de los diversos músculos respiratorios, y es, por lo tanto, un proceso activo. La espiración se debe a la relajación de los músculos inspiratorios, lo que ocurre gracias a la acción de los mecanoreceptores que perciben el estiramiento pulmonar alertando al bulbo raquídeo para que deje de enviar señales a los músculos inspiratorios y la elasticidad tanto del tejido pulmonar como la de las diferentes estructuras de la caja torácica. La espiración tranquila es, por lo tanto, un movimiento pasivo, y sólo en condiciones especiales requiere la contracción de los músculos llamados espiratorios.

7 La inspiración aumenta el volumen de la caja torácica y distiende los pulmones. El aumento del volumen torácico se produce por las contracciones del diafragma, por los movimientos de las costillas y del esternón. La contracción del diafragma aumenta considerablemente el diámetro vertical de la caja torácica, sin modificar sus diámetros anteroposterior y transversal, el aumento de los cuales se debe a la elevación y rotación de las costillas y al desplazamiento hacia adelante del esternón. En la figura se representa en forma esquemática el efecto de la contracción de los músculos intercostales externos sobre la posición de las costillas y sobre el diámetro anteroposterior del tórax. El eje de rotación de las costillas está en la parte cercana a las vértebras. El descenso vertical del diafragma es de aproximadamente 1.2 cm, magnitud que aumenta considerablemente en las personas entrenadas (atletas). El descenso diafragmático desplaza los órganos abdominales hacia abajo y adelante. Existen, por lo tanto, dos modalidades de aumentar el volumen de la caja torácica: contracción del diafragma que aumenta el diámetro longitudinal y elevación de las costillas que incrementa el diámetro antero posterior y transversal.