En el siguiente esquema se muestra la unidad básica de la contracción muscular, el sarcómero. Un sarcomero. Banda I Zona H

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1 Ejercicios PSU 1. En el siguiente esquema se muestra la unidad básica de la contracción muscular, el sarcómero Un sarcomero Banda I Banda A Zona H Banda I Disco Z Disco M Disco Z Programa Electivo Ciencias Básicas Nº Biología GUÍA PRÁCTICA Fisiología muscular y ventilación A partir del esquema es correcto inferir que I) II) III) los discos Z corresponden a puntos de anclaje de los miofilamentos delgados. la zona H disminuye su ancho durante el deslizamiento de la actina sobre la miosina. en la banda A hay zonas de superposición de los principales miofilamentos implicados en la contracción. GUICEL007BL11-A16V1 Es (son) correcta(s) A) B) C) D) E) solo I. solo II. solo I y II. solo I y III. I, II y III. 1

2 Ciencias Básicas Electivo Biología 2. Cuál de las siguientes situaciones NO impediría que ocurra la contracción del músculo esquelético en una persona? A) Estructuralmente, los túbulos T no se conectan con el retículo sarcoplásmico. B) El complejo troponina-tropomiosina se aleja del sitio de unión para la miosina. C) Inhibición de los receptores de acetilcolina a nivel de las fi bras musculares. D) Una sustancia X bloquea el sitio de unión del Ca 2 en la troponina. E) Agotamiento de ATP por ejercicio intenso. 3. A continuación se muestran algunos mecanismos implicados en la contracción muscular: Fibra muscular Acetilcolina Potencial de acción K Na Axón terminal de la motoneurona Potencial de acción Túbulo T Receptor DHP Placa motora Ca 2 Tropomiosina Retículo sarcoplasmático Troponina Línea M Filamento de miosina Actina Disco Z Cabeza de miosina En base al esquema, cuál(es) de las siguientes aseveraciones es (son) correcta(s)? I) El neurotransmisor que produce la apertura de canales para el sodio en la fi bra muscular es la acetilcolina. II) El retículo sarcoplásmico es el encargado de la síntesis de calcio. III) El túbulo T corresponde a una invaginación de la membrana de la fi bra muscular. Es (son) correcta(s) A) solo I. D) solo I y II. B) solo II. E) solo I y III. C) solo III. 4. Cuál de las siguientes estructuras de las células musculares esqueléticas almacena iones calcio? A) Las miofi brillas D) Los sitios activos de la actina B) Las mitocondrias E) El retículo sarcoplásmico C) Los túbulos T 2

3 GUIA PRÁCTICA 5. Cuál(es) de las siguientes situaciones es (son) sensible(s) al défi cit de calcio? I) Unión de las cabezas de miosina a las fi bras de actina. II) El acortamiento del sarcómero. III) La generación de los impulsos nerviosos. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) Solo I y III 6. Cuál es la secuencia correcta de eventos involucrados en la contracción muscular? 1. La acetilcolina se une a los receptores de la fi bra muscular. 2. Liberación de los iones Ca 2 desde el retículo sarcoplásmico. 3. Interacción entre la actina y miosina, con hidrólisis de ATP. 4. Generación y conducción del potencial de acción a lo largo del sarcolema. 5. Unión del Ca 2 con la troponina. A) 1, 2, 3, 4, 5. B) 1, 4, 2, 5, 3. C) 1, 4, 5, 3, 2. D) 1, 5, 4, 2, 3. E) 4, 1, 2, 5, Una persona expuesta a ejercicio intenso comienza a sentir la falta de oxígeno por la gran demanda de este en su organismo. La sangre de esta persona comienza a aumentar su presión parcial de CO 2 y a acidifi carse. Cuál(es) de los siguiente(s) efecto(s) se produce(n) en el organismo de esta persona para volver a la homeostasis? I) Los receptores del bulbo raquídeo captan la disminución del ph en el líquido cefaloraquídeo y provocan una hiperventilación. II) Los receptores, a nivel de la aorta y carótida, captan el aumento de CO 2 en la sangre y provocan el aumento en la frecuencia de contracción del diafragma. III) Los receptores centrales captan la disminución de O 2 en la sangre y responden produciendo hipoventilación. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y II. E) I, II y III. 3

4 Ciencias Básicas Electivo Biología 8. El control involuntario de la ventilación pulmonar es realizado por I) el bulbo raquídeo. II) el cerebelo. III) el sistema nervioso somático. Es (son) correcta(s) A) solo I. B) solo II. C) solo III. D) solo I y III. E) solo II y III. 9. Dentro de las características de la inspiración, es posible mencionar que I) es un proceso activo. II) el diafragma se contrae, reduciendo el tamaño de la cavidad torácica. III) incorpora solo oxígeno hacia los alvéolos. A) Solo I D) Solo I y III B) Solo II E) I, II y III C) Solo III 4

5 GUIA PRÁCTICA 10. A continuación se representa la ventilación pulmonar, proceso que consiste en dos movimientos, la inspiración y la espiración. Inspiración Músculos intercostales contraídos Menor presión Menor presión Diafragma contraído Espiración Músculos intercostales relajados Mayor presión Mayor presión (Archivo ) Diafragma relajado Se sabe que un gas, al aumentar el volumen, disminuye la presión; por lo tanto, se puede concluir que A) la relajación del diafragma provoca un aumento de volumen en la caja torácica. B) la contracción de los músculos intercostales provoca un aumento de volumen en la caja torácica. C) la relajación del diafragma y de los músculos intercostales permite la entrada de aire hacia los pulmones. D) la espiración es un proceso activo normalmente y se da gracias a la contracción de los músculos respiratorios. E) la contracción del diafragma y de los músculos intercostales permite la salida de aire desde los pulmones hacia el medio. 5

6 Ciencias Básicas Electivo Biología Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad 1 ASE 2 Aplicación 3 ASE 4 Reconocimiento 5 Comprensión 6 Comprensión 7 Aplicación 8 Reconocimiento 9 Reconocimiento 10 ASE 6

7 GUIA PRÁCTICA Resumen de contenidos 1. Tejido muscular El tejido muscular corresponde a uno de los cuatro grandes tipos de tejidos (epitelial, conectivo, muscular y nervioso) y su función principal corresponde al mecanismo de contracción. Carácter Ubicación Tipos de tejido muscular Esquelético Cardíaco Liso Se une a los huesos a través de los tendones. Forma parte de la pared muscular del corazón. Forma celular Cilíndrica muy larga Cilíndrica ramifi cada Fusiforme Porción contráctil de la pared de diversos órganos, tales como tubo digestivo y vasos sanguíneos. Apariencia Estriado transversalmente Estriado transversalmente Liso (no estriado) Cantidad de núcleos Velocidad de contracción Tipo de control 1.1 Músculo esquelético Multinucleadas 1 o 2 núcleos Uninucleadas Rápida Intermedia Lenta Voluntario, dado por el sistema nervioso somático. Involuntario, dado por el sistema nervioso autónomo. Involuntario, dado por el sistema nervioso autónomo. Sarcolema: membrana plasmática Fibra del músculo esquelético (célula) Sarcoplasma: citoplasma Núcleos: situados en la periferia, justo debajo del sarcolema. Miofi lamentos: entramado de proteínas (fi lamentos delgados y fi lamentos gruesos). Los miofi lamentos están ordenados en sarcómeros. Retículo sarcoplásmico (retículo endoplasmático liso): almacena calcio y lo libera para desencadenar la contracción. 7

8 Ciencias Básicas Electivo Biología 1.2 Sarcómero Es la unidad funcional de la fibra muscular. Está compuesto por miofi lamentos delgados (actina) y gruesos (miosina) alternados y se extienden desde una línea Z a la siguiente. a) Corte transversal de una fibra Túbulos T Retículo sarcoplásmico Miofi brilla Membrana de la fi bra muscular b) Miofi brilla y sarcómero Sarcómero Filamento Línea Z Línea Z Filamento grueso c) Filamentos gruesos y delgados Filamento delgado Filamento grueso (miosina) Proteínas accesorias Actina (Archivo ) Figura 1. Fibra muscular. Miofilamentos delgados: formado principalmente por actina, junto a pequeñas cantidades de troponina y tropomiosina. Miofilamentos gruesos: formado por una sola clase de proteínas, la miosina. 8

9 GUIA PRÁCTICA 1.3 Contracción muscular Si el Ca 2 retorna al retículo sarcoplásmico, el músculo se relaja. El ATP es hidrolizado y las cabezas de miosina retornan a su conformación inicial. 6 7 Tropomiosina Actina Troponina ADP Pi 1 El potencial de acción causa una despolarización que permite la liberación de Ca 2. 2 El Ca 2 se une a la troponina, dejando libres, en la actina, los puntos de unión de la miosina. ATP Ca 2 5 ATP El ATP se une a la miosina, causando la liberación de actina. ATP 8 Si el Ca 2 continúa disponible, el ciclo se repite y el músculo 1 se mantiene contraído. 4 Cambio conformacional de la cabeza de miosina, lo que genera el desplazamiento de la molécula. 3 ADP ADP Las cabezas de Miosina se unen a los puntos de Actina, liberando ADP. Figura 2. Contracción muscular. La secuencia de eventos que produce la contracción muscular es: 1. Una motoneurona estimula a la célula muscular, provocando la despolarización de su sarcolema (el neurotransmisor involucrado es la acetilcolina). 2. El potencial de acción viaja por el sarcolema hasta alcanzar los túbulos T y luego llega a la membrana del retículo sarcoplásmico, provocando que se libere el calcio almacenado en él. 3. El calcio sale al citosol de la célula, alcanzando los filamentos delgados, donde se combina con la troponina modificando su forma, lo que provoca que el complejo troponina-tropomiosina se aleje de los sitios de unión para la actina en la miosina, por lo tanto, estos sitios quedan expuestos. 4. El ATP se descompone en ADP y fosfato, lo que otorga energía a la cabeza de la miosina, la cual se enlaza a los sitios de unión de la actina, liberando el ADP y fosfato, lo que provoca un cambio conformacional en la miosina. 5. Este cambio en la miosina produce el deslizamiento de la proteína, tirando los fi lamentos de actina hacia el centro del sarcómero. 6. Al terminar el deslizamiento, la miosina permanece unida a la actina. El ATP debe unirse a la miosina antes de que esta pueda desprenderse de la actina e iniciar un nuevo ciclo. Esta serie de movimientos progresivos acerca los fi lamentos delgados cada vez más hacia el centro del sarcómero. 7. Cuando varios sarcómeros se contraen simultáneamente, se produce la contracción del músculo en su conjunto. 8. Luego de la contracción, las fi bras musculares se relajan. La acetilcolina es desactivada por la acetilcolinesterasa, los iones de calcio regresan al retículo sarcoplásmico por transporte activo, los sitios activos de la actina vuelven a estar cubiertos por el complejo troponina-tropomiosina y los fi lamentos de actina vuelven a su lugar, dando paso a la relajación del músculo. 9

10 Ciencias Básicas Electivo Biología 2. Ventilación pulmonar La ventilación pulmonar es el proceso mediante el cual se intercambian gases entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares. Ventilación pulmonar Músculos involucrados Características Función Inspiración Diafragma y músculos intercostales. La cavidad torácica y los pulmones aumentan de volumen debido a la contracción del diafragma y de los músculos intercostales, generando un gradiente de presión que permite el ingreso del aire. Incorporar aire a los pulmones. Espiración Diafragma y músculos intercostales. El diafragma y los músculos intercostales se relajan y retornan a su posición de origen, lo cual genera la reducción del tamaño de la cavidad torácica, provocando que la presión se incremente dentro de los pulmones y se produzca la salida del aire. Sacar aire de los pulmones. 2.1 Regulación de la ventilación pulmonar Corteza cerebral Cuerpo calloso Tálamo Hipotálamo Hipófi sis Protuberancia Quimiorreceptores centrales del bulbo Receptores de estiramiento del parénquima pulmonar Mesencéfalo Cerebelo Bulbo Médula espinal A músculos respiratorios Quimiorreceptores periféricos del cuerpo carotídeo Proceso involuntario regulado por Bulbo raquídeo: posee los centros inspiratorios y espiratorios. Protuberancia anular: en ella se encuentran los centros apneústicos y neumotáxico. Cayado de la aorta Arteria aorta Arteria carótida Quimiorreceptores periféricos del cayado de la aorta (Archivo ) Figura 2. Quimiorreceptores. 10

11 GUIA PRÁCTICA Mis apuntes 11

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