Clase 7 Fisiología - Contracción del músculo esquelético (IG:@doctor.paiva)

Generalidades del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se introducen los diferentes tipos de músculos en el cuerpo humano y se enfoca en el músculo esquelético. Se menciona que el músculo esquelético está unido al esqueleto a través de tendones y es voluntario. También se destaca que el músculo estriado forma parte del 40% del cuerpo humano.

• El cuerpo humano tiene tres tipos de músculos: estriados esqueléticos, lisos y cardíacos.

• El músculo estriado esquelético está adherido al esqueleto a través de tendones y es voluntario.

• El músculo liso forma parte de las vísceras y es involuntario.

• El músculo cardíaco está presente únicamente en el corazón y también es estriado pero involuntario.

• El 40% del cuerpo humano está formado por músculo estriado, mientras que el 10% corresponde a músculo liso y cardíaco.

Anatomía e histología del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se explora la anatomía del músculo esquelético y cómo está estructurado.

• El músculo esquelético está unido a los huesos mediante tendones.

• Está cubierto por capas de tejido conjuntivo o conectivo.

• La unidad básica del músculo es el as muscular, que contiene fibras musculares.

• Las fibras musculares están envueltas por una membrana llamada perimisio.

• El endomisio es una membrana interna que rodea las fibras musculares.

• El músculo esquelético es importante para el movimiento y la generación de calor.

Funciones del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se exploran las funciones principales del músculo esquelético.

• El músculo esquelético proporciona mantenimiento de forma y posición al cuerpo humano.

• Protege los tejidos frágiles, como el estómago y los órganos internos.

• Contribuye al recubrimiento de los tejidos y protege los huesos.

• Es fundamental para el movimiento del cuerpo humano.

• Genera calor en el organismo.

Anatomía del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se profundiza en la anatomía del músculo esquelético y cómo está unido a los huesos.

• El músculo esquelético está unido a los huesos mediante tendones.

• Está compuesto por ases musculares, que son conjuntos de fibras musculares.

• Cada as muscular está cubierto por una capa de tejido conjuntivo llamada epimisio.

• Los haces de fibras musculares están envueltos por una membrana llamada perimisio.

• Las fibras musculares están cubiertas por una capa llamada endomisio.

Histología del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se explora la histología del músculo esquelético y se analiza la estructura de las fibras musculares.

• Las fibras musculares son las unidades estructurales y funcionales del músculo.

• Cada fibra muscular tiene un núcleo, retículo endoplasmático y miofibrillas.

• Las miofibrillas son responsables de la contracción muscular.

• Las mitocondrias generan energía en las fibras musculares.

Estas son las principales secciones y puntos clave del video sobre la contracción del músculo esquelético.

Conexión entre la membrana y el citoplasma

Resumen de la sección: En esta sección, se explora la importancia de la función de los túbulos en la contracción muscular. Se mencionan las proteínas actina y miosina, que forman las miofibrillas, componentes esenciales para la contracción muscular.

Función de los túbulos en la contracción muscular

• Los túbulos son importantes para conectar la parte externa (membrana) con el citoplasma.

• Los tubos tienen una función crucial en la contracción muscular.

• Las miofibrillas están compuestas por las proteínas actina y miosina.

Miofibrillas y su composición

Resumen de la sección: En esta sección, se describe cómo están formadas las miofibrillas, destacando las proteínas actina y miosina. También se mencionan las líneas Zeta que delimitan cada sarcomero.

Composición de las miofibrillas

• Las miofibrillas están formadas por los filamentos delgados (actina) y gruesos (miosina).

• Entre una línea Zeta y otra línea Zeta se encuentra un sarcomero.

• Cada sarcomero está compuesto por varios sarcómeros.

Bandas H y A en los filamentos de miosina

Resumen de la sección: En esta sección, se detalla cómo está organizada la miosina en los filamentos gruesos. Se menciona que la banda H es la parte donde solo se encuentra el cuerpo de la miosina, mientras que la banda A contiene tanto el cuerpo como las cabezas de la miosina.

Bandas H y A en los filamentos de miosina

• La banda H es la región donde solo se encuentra el cuerpo de la miosina.

• La banda A comprende tanto el cuerpo como las cabezas de la miosina.

• En un músculo relajado, la banda H representa la región sin cabezas de miosina.

Composición y estructura del sarcómero

Resumen de la sección: En esta sección, se explica cómo está compuesto un sarcómero y su relación con los filamentos de actina y miosina. También se menciona que cada sarcómero contiene 1.500 moléculas de miosina y 3.000 moléculas de actina.

Composición del sarcómero

• Los sarcómeros están compuestos por tres proteínas principales: actina, miosina y titina.

• Cada sarcómero contiene 1.500 moléculas de miosina (filamentos gruesos) y 3.000 moléculas de actina (filamentos delgados).

• Los filamentos de titán mantienen en su lugar a los filamentos de actina y miosina.

Histología del músculo esquelético

Resumen de la sección: En esta sección, se muestra una imagen histológica del músculo esquelético, destacando las bandas H, bandas A y el sarcomero.

Histología del músculo esquelético

• La imagen muestra las bandas H, bandas A y el sarcomero en un corte histológico del músculo esquelético.

• Las bandas H contienen solo filamentos de miosina, mientras que las bandas A contienen tanto filamentos de actina como de miosina.

Filamentos de actina

Resumen de la sección: En esta sección, se estudian los filamentos delgados o de actina. Se menciona la presencia de un surco en la actina donde la cabeza de la miosina se une durante la contracción muscular.

Filamentos de actina

• Los filamentos delgados están formados por la proteína actina.

• La tropomiosina y la troponina son proteínas que se encuentran a lo largo del surco de la actina.

• El surco en la actina es importante porque allí ocurre la unión entre las cabezas de miosina y la actina durante la contracción muscular.

Troponinas y su papel en la contracción muscular

Resumen de la sección: En esta sección, se explora el papel de las troponinas en el proceso de contracción muscular. Se destaca que las troponinas se unen al calcio para iniciar dicha contracción.

Troponinas y su función

• Las troponinas son un complejo formado por tres proteínas globulares.

• La troponina T se une a los filamentos gruesos (miosina).

• La troponin I y C junto con tropomiosina inhiben la interacción entre la actina y la miosina.

• La troponina C se une al calcio para iniciar la contracción muscular.

Filamentos de miosina

Resumen de la sección: En esta sección, se describen los filamentos gruesos o de miosina. Se menciona su estructura helicoidal y las cadenas pesadas que forman tanto la cola como las cabezas globulares.

Filamentos de miosina

• Los filamentos gruesos o de miosina son moléculas grandes y complejas con cabeza y cola.

• Están formados por pares de cadenas pesadas que se entrelazan para formar la cola.

• Las cabezas globulares son el sitio de unión para los filamentos de actina durante la contracción muscular.

Estructura de la miosina y la actina

Resumen de la sección: En esta sección se describe la estructura de las proteínas miosina y actina, que son fundamentales en el proceso de contracción muscular.

Estructura de la miosina y la actina

• La miosina consta de una cabeza (cadenas ligeras) y una cola (cadenas pesadas).

• La actina tiene un sitio activo en su esquina.

• La tropomiosina cubre el sitio activo de la actina.

Mecanismo de contracción muscular

Resumen de la sección: Se explica cómo ocurre la contracción muscular a nivel celular.

Sinapsis motora y unión neuromuscular

• La sinapsis motora es una conexión entre el nervio motor y el músculo.

• La acetilcolina es un neurotransmisor liberado en esta conexión.

• El potencial de acción viaja a través del tubo T hacia las fibras musculares.

Liberación del calcio y interacción con troponinas

• El potencial de acción causa la liberación del calcio almacenado en el retículo sarcoplásmico.

• El calcio se une a las troponinas, lo que permite que el sitio activo de la actina quede expuesto.

• La cabeza de la miosina se une al sitio activo de la actina.

Contracción muscular mediante hidrólisis del ATP

• La cabeza de la miosina hidroliza el ATP, utilizando su energía para generar movimiento.

• Este proceso genera una contracción muscular aproximada de 45 grados.

• Después de la contracción, el calcio es bombeado de vuelta al retículo sarcoplásmico.

Relación entre actina y miosina durante la contracción muscular

Resumen de la sección: Se explica cómo ocurre la interacción entre los filamentos de actina y miosina durante la contracción muscular.

Descubrimiento del sitio activo y generación de movimiento

• La troponina se une al calcio liberado, lo que aparta la tropomiosina y expone el sitio activo en la actina.

• La cabeza de la miosina se une al sitio activo y utiliza el ATP para generar movimiento.

• La contracción muscular ocurre cuando los filamentos de actina se deslizan hacia el centro.

Bombeo del calcio y teoría de la cremallera

Resumen de la sección: Se describe el proceso de bombeo del calcio y se introduce la teoría de la cremallera para explicar la relación entre los filamentos de actina y miosina durante la contracción muscular.

Bombeo del calcio hacia el retículo sarcoplásmico

• Después de la contracción muscular, las bombas de calcio transportan el calcio desde el citoplasma hacia el retículo sarcoplásmico.

• La proteína calsecuestrin dentro del retículo sarcoplásmico puede unirse a hasta 40 veces más calcio que otras proteínas.

Teoría de la cremallera

• Durante los procesos cíclicos, el calcio liberado permite que los complejos formados por troponina y tropomiosina se muevan, exponiendo el sitio activo en la actina.

• La cabeza de la miosina se conecta al sitio activo y se produce la contracción muscular.

Conclusión

Resumen de la sección: Se concluye que la contracción muscular ocurre mediante la interacción entre los filamentos de actina y miosina, impulsada por el calcio liberado y el ATP hidrolizado.

Contracción muscular a nivel celular

• La contracción muscular ocurre cuando los filamentos de actina deslizan sobre los filamentos de miosina.

• El calcio liberado permite que las cabezas de miosina se unan al sitio activo de la actina.

• La hidrólisis del ATP proporciona energía para generar movimiento y contracción muscular.

Contracción Muscular y Potencial de Acción

Resumen de la Sección: En esta sección, se habla sobre la contracción muscular y el potencial de acción muscular. Se explica cómo ocurre la contracción muscular a través del movimiento giratorio entre la miosina y la actina. También se menciona que el potencial de reposo es de -80 a -90 milivolts y su duración es de 1 a 5 milisegundos. Además, se destaca la importancia de los túbulos T en la propagación del potencial de acción entre las fibras musculares.

Movimiento Giratorio en la Contracción Muscular

• La cabeza de la miosina representa una cremallera que interactúa con la actina.

• Durante la contracción muscular, se produce un movimiento giratorio similar al de un piñón.

• Este movimiento lineal permite que las miofibrillas se acorten y ocurra la contracción muscular.

Propagación del Potencial de Acción

• El potencial de acción se propaga desde una fibra muscular a otra a través de los túbulos T.

• Los túbulos T conectan las miofibrillas entre sí y permiten que todas las células musculares se contraigan simultáneamente.

• Sin los túbulos T, no sería posible una contracción conjunta en todos los músculos.

Fuentes de Energía para la Contracción Muscular

Resumen de la Sección: En esta sección, se explican las tres fuentes principales de energía utilizadas por el músculo durante la contracción: ATP creatina fosfato, metabolismo glucolítico y metabolismo oxidativo.

ATP Creatina Fosfato

• La creatina almacenada en el músculo es una fuente rápida de reconstrucción de ATP.

• Sin embargo, la cantidad de fosfocreatina en la fibra muscular es limitada y solo puede producir una contracción máxima durante 5 a 8 segundos.

• La suplementación con creatina monohidratada es común en el gimnasio para aumentar la fuerza muscular.

Metabolismo Glucolítico

• El glucógeno almacenado se descompone mediante la glucólisis para producir glucosa.

• Esta glucosa se convierte en ácido pirúvico y ácido láctico, liberando energía utilizada para convertir ADP en ATP.

• El metabolismo glucolítico no requiere oxígeno y puede mantener contracciones musculares durante varios segundos o incluso minutos.

Metabolismo Oxidativo

• El metabolismo oxidativo combina el oxígeno con los productos finales de la glucólisis y otros nutrientes celulares para producir ATP.

• Más del 95% de la energía utilizada en contracciones musculares sostenidas proviene del metabolismo oxidativo.

• Los carbohidratos, grasas y proteínas son los nutrientes utilizados en este proceso.

Quema de Grasa y Actividad Muscular

Resumen de la Sección: En esta sección, se menciona que la mayor parte de la energía utilizada durante actividades musculares prolongadas proviene de las grasas. Sin embargo, quemar grasa requiere una actividad muscular prolongada durante muchas horas.

Metabolismo Oxidativo y Quema de Grasa

• Durante actividades musculares a largo plazo, la grasa es la principal fuente de energía.

• Para quemar grasa, se requiere una actividad muscular prolongada durante muchas horas.

• El metabolismo oxidativo es el proceso que convierte las grasas en ácidos grasos para producir ATP.

Contracciones musculares

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre los diferentes tipos de contracciones musculares, incluyendo las contracciones isotónicas y las contracciones isométricas.

Tipos de contracción muscular

• Las contracciones isotónicas son aquellas en las que el músculo se acorta durante la contracción, produciendo tensión y movimiento.

• Las contracciones isométricas son aquellas en las que la longitud del músculo no cambia durante la contracción, pero aún así se produce tensión.

Tipos de fibras musculares

Resumen de la sección: En esta sección se describen los diferentes tipos de fibras musculares, como las fibras rápidas y las fibras lentas.

Fibras lentas (Tipo 1)

• Son de color rojo oscuro debido a su alto contenido de mioglobina.

• Tienen muchas mitocondrias y capilares.

• Su velocidad de contracción es lenta.

• Proporcionan resistencia a la fatiga.

• Son comunes en deportes aeróbicos que requieren resistencia.

Fibras rápidas (Tipo 2X)

• Son de color blanco debido a su bajo contenido de mioglobina.

• Tienen menos mitocondrias y capilares.

• Su velocidad de contracción es rápida.

• Proporcionan mayor fuerza pero menor resistencia a la fatiga.

• Son comunes en deportes anaeróbicos que requieren fuerza.

Tipos de músculos

Resumen de la sección: En esta sección se mencionan los diferentes tipos de músculos, como el músculo blanco, el intermedio y el lento.

• El músculo blanco carece de mioglobina y es rápido.

• El músculo intermedio es una mezcla entre fibras rápidas y lentas.

• El músculo lento tiene un alto contenido de mioglobina y es resistente a la fatiga.

Unidad motora

Resumen de la sección: En esta sección se explica qué es una unidad motora y cómo está relacionada con la contracción muscular.

• Una unidad motora es una motoneurona anterior que proporciona acción motora a un músculo esquelético.

• Los músculos pequeños que reaccionan rápidamente tienen más fibras nerviosas por cada fibra muscular.

• Los músculos grandes que no requieren control fino tienen menos unidades motoras por cada fibra muscular.

Sumación

Resumen de la sección: En esta sección se habla sobre la sumación, que consiste en aumentar la intensidad de la contracción mediante la adición de espasmos individuales.

• La sumación puede ocurrir aumentando el número de unidades motoras que se contraen simultáneamente (sumación de fibras musculares) o aumentando la frecuencia de contracción (sumación de frecuencia).

• La sumación permite obtener una contracción más fuerte e intensa.

Calentamiento muscular y el efecto 3P

Resumen de la sección: En esta sección se explica la importancia del calentamiento muscular antes de realizar ejercicios con pesas. Se menciona el efecto 3P, que es un aumento de calcio en el citosol debido a la liberación de iones de calcio desde el retículo sarcoplásmico durante la contracción muscular. Este efecto permite una mayor eficacia y fuerza en las contracciones musculares.

Calentamiento para liberar calcio

• El calentamiento previo al ejercicio con pesas ayuda a liberar el calcio en el citosol.

• Se recomienda hacer repeticiones con poco peso para que los músculos se calienten adecuadamente.

• Durante las primeras contracciones musculares, no se libera todo el calcio necesario para una contracción eficaz.

• Con cada repetición, se va liberando más calcio y aumentando la fuerza muscular.

Efecto 3P y su importancia

• El efecto 3P es causado por el aumento de calcio en el citosol debido a la liberación progresiva de iones de calcio desde el retículo sarcoplásmico.

• La incapacidad del retículo sarcoplásmico para captar inmediatamente los iones de calcio hace que se utilicen proteínas estériles para mantener este aumento de calcio.

• El efecto 3P permite alcanzar una mayor tensión y fuerza muscular después de varias contracciones.

Importancia del calentamiento en pesas

• El calentamiento previo al levantamiento de pesas es necesario para liberar el calcio en el citosol y preparar los músculos.

• No se recomienda comenzar directamente con cargas pesadas, ya que la primera contracción no será eficaz debido a la falta de calcio liberado.

• Se sugiere iniciar con pesos más ligeros para permitir la liberación progresiva del calcio y alcanzar un estado óptimo de tensión muscular.

Estado "caliente" y listo para levantar cargas

Resumen de la sección: En esta sección se explica cómo el calentamiento adecuado permite que los músculos estén en un estado "caliente" y preparados para levantar cargas más pesadas.

Liberación del calcio y estado "caliente"

• Una vez que el calcio ha sido liberado en el citosol durante el calentamiento, no hay tiempo suficiente para que el retículo sarcoplásmico lo recapture.

• En este estado, conocido como "caliente", los músculos están listos para realizar contracciones con mayor tensión y fuerza.

• Levantar cargas más pesadas en este estado permite un mejor rendimiento durante el entrenamiento con pesas.

Importancia del calentamiento antes de las pesas

• El objetivo principal del calentamiento previo al entrenamiento con pesas es preparar los músculos para una mayor carga de trabajo.

• Comenzar directamente con cargas pesadas sin un adecuado calentamiento puede llevar a lesiones musculares o disminuir el rendimiento.

• Se recomienda iniciar con pesos más ligeros durante las primeras repeticiones para permitir la liberación progresiva del calcio y alcanzar el estado "caliente".

Referencia: Tratado de Fisiología, Gayton JAL, edición número... (timestamp no proporcionado)