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Músculo Esquelético, Cardiaco y Liso Generalidades Las células musculares son alargadas y conforman el musculo esquelético o liso, de acuerdo con la presencia o ausencia respectiva de una disposición de proteínas miofibrilares contráctiles que se repiten en forma regular, los miofilamentos Músculo estriado Bandas transversales Existen dos tipos Musculo liso Paredes de vasos sanguíneos Vísceras Dermis de la piel Sarcolema = Membrana celular Sarcoplasma = Citoplasma Retículo sarcoplásmico = Retículo Endoplasmico Sarcosomas = Mitocondrias Los tres tipos de musculo derivan del mesodermo Músculo cardiaco Esplacnopléurico Músculo liso Esplácnico y Somático Músculo esquelético Somático Músculo esquelético Células multinucleadas Largas Cilíndricas Núcleo a la periferia Diámetro: 10 a 100 μm Color: Pigmentos y mioglobina Múltiples mitocondrias Conjuntos longitudinales de miofibrillas Miofibrillas = estriaciones transversales del bandeo claro y oscuro Fuerza de una fibra muscular depende de su diámetro Durante el desarrollo embrionario se alinean extremo con extremo varios mioblastos, precursores de las fibras del musculo esquelético y se fusionan entre sí para formar miotubos. Los miotubos elaboran constituyentes citoplasmáticos así como miofibrillas integrados por medio de disposiciones especificas de miofilamentos Fibramuscular roja Fibra muscular blanca Vascularización abundante Inervación por fibras pequeñas Diámetro pequeño Contracción lenta y repetida( no se fatiga con facilidad) Retículo Sarcoplásmico no extenso Mitocondrias numerosas Mioglobina abundante Enzimas oxidativas abundantes ( -Trifosfato de adenosina) Vascularización mas escasa Inervación por fibras mas grandes Diámetro grande Contracción rápida pero con fatiga Retículo Sarcoplásmico extenso Mitocondrias pocas Mioglobina poca Enzimas oxidativaspocas (++ fosforilasas y trifosfatasa de adenosina ) Revestimientos Epimisio: TCD irregular y colagenoso, rodea a todo el músculo Perimisio: TCD (-) y colagenoso, rodea fascículos Endomisio: Fibras reticulares y lamina externa (basal), rodea cada célula muscular Los tendones y aponeurosis se continúan con el recubrimiento de tejido conjuntivo del músculo Microscopia óptica Células satélites: Mononucleares Actúan como células regenerativas Localización: depresiones ubicadas en la superficie de las células musculares Red de cromatina densa Bandas obscuras = A (anisotrópicas) Bandas claras = I (isotrópicas) Área pálida en el centro de la banda A = H Divide a la Banda H = Línea M Disco Z (Línea Z) = divide a cada banda I Sarcómera Entre 2 líneas Z En una fibra muscular relajada…. Los filamentos gruesos no se extienden a todo lo largo de la sarcómera Los filamentos delgados no se encuentran en la línea media Banda I: Se estrecha Banda H: Se extingue Discos Z se acercan Bandas A restantes no se alteran Durante la contracción Intervienen los túbulos T y el retículo sarcoplásmico A medida que los filamentos delgados se deslizan después de los filamentos gruesos (Teoría del filamento deslizante de Huxley) Superposición de los dos grupos de filamentos Las miofibrillas se conservan en registro unas con las otras mediante los filamentos intermedios de desmina y vimentina, que aseguran entre sí la periferia de los discos Z de miofibrillas vecinas. Miofibrillas están unidas a la superficie citoplasmática del sarcolema por varias proteínas ej: Distrofina: proteína que se une a la actina Túbulos T y Retículo Sarcoplásmico Los túbulos T son invaginaciones transversales de la membrana en la unión de las bandas A e I Función: Favorecer la conducción de las ondas de despolarización a lo largo del sarcolema Cada sarcómera tiene dos grupos de túbulos T RS: almacena calcio, se relaciona con los túbulos T Cisternas terminales Tienen en su membrana en su membrana canales (placas de unión) de calcio, regulados por voltaje Siempre se encuentran en aposición cercana con un túbulo T y forman una tríada La liberación de calcio es la onda de despolarización transmitida por Túbulos T Organización estructural de las miofibrillas Filamentos gruesos Miosina II Filamentos delgados Actina Banda A: contiene la totalidad de los filamentos delgados Banda H: Carece de filamentos delgados Línea M: Miomesina , Proteína C y otras proteínas que interconectan filamentos gruesos para conservar su disposición La organización estructural de las miofibrillas se conserva en gran parte por cinco proteínas Titina Actina alfa Cap Z Nebulina Tropomodulina Proteína Función MiosinaII Filamento grueso Su interaccióncon la actina hidroliza ATP y produce contracción Miomesina Enlazatransversalmente filamentos gruesos contiguos entre sí en la línea M Titina Forma una red elástica que fija filamentos gruesos a discos Z Proteína C Se une a filamentos gruesos en la línea M Actina G Se polimeriza para formarfilamentos delgados de actina F La interacción de actina G con Miosina II ayuda a hidrolizar ATP y suscita contracción Proteína Función Tropomiosina Ocupa surcos de los filamentos delgados Troponina Une calcio, tropomiosina yactina (inhibe la interacción actina – miosina) Nebulina Proteína del discoZ que puede ayudar a la actina alfa a fijar filamentos delgados al disco Z Actina alfa Fija los extremos (+) de filamentos delgados al disco Z Tropomodulina Cubre el extremo (-) del filamento delgado Cap Z Forma parte del disco Z y cubre el extremo positivo del filamento grueso Los filamentos gruesos se colocan con precisión dentro de la sarcómera con ayuda de la Titina. (4 moléculas de Titina fijan un filamento grueso entre los dos discos Z de cada sarcómera) Los filamentos delgados se mantienen en registro por la proteína en forma de bastón actina alfa. Dos moléculas de nebulina se envuelven alrededor de todo lo largo de cada filamento delgado; Refuerza su fijación en el disco Z y garantiza el mantenimiento de la disposición específica de los filamentos delgados. Tropomodulina le ayuda (a la nebulina) en su función, tapa en el extremo (-) del filamento delgado Filamentos gruesos Cada molécula de miosina II se integra con dos cadenas pesadas idénticas y dos pares de cadenas ligeras Tripsina Pude segmentar las cadenas pesadas en: Meramiosina ligera (cadenas) Meramiosina pesada (cabezas) La meromiosina ligera actúa para el ensamble apropiado de las moléculas en el filamento grueso bipolar. Papaína segmenta la meromiosina pesada en dos moléculas globulares S1 enlaza ATP, interviene en la formación de puentes transversales entre los filamentos delgado y grueso S2 (segmento helicoidal y corto) Las cadenas ligeras de Miosina II, son de dos típos y uno de cada tipo se vincula con el subfragmento S1 Para cada cadena pesada hay dos cadenas ligeras Una molécula de Miosina II se conforma con dos cadenas pesadas y cuatro cadenas ligeras La parte media de cada filamento grueso se compone tan solo de regiones de cola. Dos extremos del filamentos grueso poseen cabeza y colas. La porción de meromiosina pesada se proyecta desde el filamento a un ángulo de 60°, por lo tanto, la cabeza siempre se encuentra en registro con los filamentos delgados Se constituyen con: 2 cadenas de filamentos de actina F envueltos uno en el otro en relación con Tropomiosina y Troponina Se originan en el disco Z Se proyectan hacia el centro de las dos sarcómera adyacentes (señalan direcciones opuestas) Filamentos delgados Proteína Función Actina F Polímero de las unidades globulares de actina G Actina G Contiene un sitio activo, en donde se une la región de la cabeza (S1) de la miosina II Actinaα Se une al extremo positivo de cada filamento que se une al disco Z El extremo negativo se extiende hacia el centro de la sarcómera Tropomiosina Oculta los sitios activos en las moléculas de actina y se superpone parcialmente en ellos Troponina Compuesta por 3 polipéptidosglobulares: TnT:une Troponina –Tropomiosina TnC:unecalcio TnI:se une con laactina, evita la interacción entre esta última y la miosina II Unión Calcio – TnC, induce un cambio en la configuración de la Tropomiosina, que expone los sitios activos bloqueados con anterioridad en el filamento de actina de tal manera que pueden flexionarse las moléculas de miosina II, y así unir moléculas de S1 al sitio activo en la molécula de actina Contracción y relajación musculares “Ley de todo o nada” relajación muscular Unión neuromuscular Estímulo Fuerza de contracción: # de fibras musculares Teoría del filamento deslizante de Huxley 1.- Transmisión de un impulso Generado a lo largo del sarcolema hacia el interior de los túbulos T en donde se propaga a las cisternas terminales 2.- Salida de iones de calcio de las cisternas terminales A través de canales de calcio regulados por voltaje 3.- Unión Calcio - TnC Subunidad de la Troponina 4.- Descubrimiento del sitio activo en la molécula de actina Por la modificación de la posición de la tropomiosina en la profundidad del surco 5.- Hidrolización de ATP Que se encuentra en el subfragmento S1 de la miosina II 6.- El ADP + Pi permanecen unidos Al subfragmento S1 y el complejo se une al sitio activo en la actina 7.- Unión actina – miosina II y alteración de la configuración de S1 Tras la liberación de Pi 8.- Liberación de ADP 9.- “Golpe de fuerza” Arrastramiento del filamento delgado al centro de la sarcómera 10.- Unión de una molécula nueva de ADP a S1 11.- Liberación del enlace actina – miosina II 12.- Repetición del ciclo Mientras la concentración citosólica de calcio sea lo bastante alta, los filamentos de actina permanecen en estado activo y continúan los ciclos de contracción. Uniones miotendiniosas Los elementos de tejido conjuntivo de la fibra muscular se continúan con el tendón al cual esta insertado el músculo Las células decrecen y se ondulan Inervación del músculo esquelético Células del musculo esquelético + Neurona motora Unidad Motora Transmisión del impulso en las uniones mioneurales La transmisión del impulso de la neurona motora a la fibra de músculo esquelético ocurre en la unión mioneuronal. El axón se ramifica y pierde al final su vaina de mielina Uniones musculo - nervio Axón terminal Hendidura sináptica Membrana de la célula muscular Función: Transmitir un estímulo de la fibra nerviosa a la célula muscular Micrografía electrónica; muestra una sección transversal de la unión neuromuscular. T es el axón terminal M es la fibra muscular. La flecha muestra los pliegues de unión con la lámina basal. Las densidades postsinápticas pueden verse en las puntas entre los pliegues. La escala es de 0,3 micras. Neuromuscular junction 1. Presynaptic terminal 2.- Sarcolemma 3.- Synaptic vesicles 4.- Acetylcholine receptors 5.- Mitchondrion La membrana de la célula muscular esta modificada y forma la hendidura primaria La hendidura sináptica primaria es la estructura ocupada por la terminal del axón En las hendiduras sinápticas primarias se abren numerosas hendiduras sinápticas secundarias (pliegues de unión) Una lámina externa recubre la hendidura sináptica primaria y los pliegues de unión . El Sarcoplasma en la cercanía de la hendidura sináptica secundaria es rico en: Glucógeno Núcleos Ribosomas Mitocondrias En la terminal del axón existen vesículas con acetilcolina Transmisión de un estímulo a través de una hendidura sináptica A través de una hendidura sináptica 1.- Un estimulo, desporaliza la membrana terminal del axón 2.- Se abren canales de calcio entra calcio En la cercanía de unas estructuras conocidas como barras densas 3.- Se libera Acetilcolina, proteoglucanos y ATP En la hendidura sináptica primaria 4.-Se libera acetilcolina en grandes cantidades que se como cuanto (10 000 a 20 000 moléculas) 5.- Se difunde la acetilcolina y se une a receptores de acetilcolina en la membrana de la célula muscular 6.- Los receptores se abren en respuesta a la unión de la acetilcolina 7.- La entrada resultante del ion conduce a la despolarización 8.- Se genera un potencial de acción 9.- El impulso se disemina con rapidez en la fibra muscular Para evitar un estimulo aislado induzca múltiples respuestas acetilcolinesterasa Enzima en la lámina externa que recubre las hendiduras sinápticas primarias y secundarias Permite que se restablezca el potencial de reposo Acetato Colina Dentro de la terminal del axón se sintetiza acetilcolina a partir del acetato activado y la colina reciclada, catalizada por la acetiltransferasa Músculo cardiaco Músculo estriado involuntario Limitado al corazón y las porciones proximales de las venas pulmonares Núcleo: Oval, grande y central Miocardio: red de células musculares cardiacas en ramificación dispuestas en capas (láminas). Las laminas están separadas entre sí por hojas delgadas de tejido conjuntivo Muchas mitocondrias y mioglobina = gran consumo energético y de oxigeno Ritmicidad inherente Contracción de manera espontanea Las células de las aurículas son un poco mas pequeñas que las de los ventrículos Discos intercalares Uniones terminales Tienen dos porciones: Transversales (+ fascias adherentes y desmosomas) Laterales (uniones intersticio) En la superficie citoplasmática de sarcolema se unen con miofilamentos delgados Función: Permitir el flujo rápido de información de una célula a la siguiente Diferencias con el músculo esquelético… Retículo sarcoplásmico: No forma cisternas terminales Como es “escaso” y almacena “poco” calcio, no puede llevar acabo una contracción enérgica Disposición de Túbulos T: alineados por una lámina externa Aporte de calcio Iones del plasmalema Duración del potencial de acción Canales de sodio y calcio Diadas Cerca de las líneas Z El potencial de acción de la célula del músculo esquelético se logra por una abundancia de canales de sodio rápidos Micrografía óptica de músculo cardiaco en corte transversal. El núcleo se localiza en la parte central y en cada polo del núcleo se extrajeron los depósitos de glucógeno durante la preparación histológica Músculo liso No poseen estriaciones Involuntario Carece de un sistema de túbulos T Localización: paredes de vísceras huecas, paredes de vasos sanguíneos, conductos de glándulas compuestas, vías respiratorias y haces pequeños en la dermis de la piel. Regulación: SNA, hormonas (como bradicininas) y condiciones fisiológicas locales Existen dos tipos de músculo liso: Células de músculo liso multiunitarias Pueden contraerse de manera independiente una de la otra, cada célula muscular tiene su inervación propia Músculo liso unitario (unidad única, vascular) Membranas celulares forman uniones de intersticio con las de células musculares lisas contiguas Las fibras nerviosas solo hacen sinapsis con unas cuantas de las fibras musculares No pueden contraerse de manera independiente una de la otra Forma de huso (fusiformes) Cortas Núcleo oval, central Aloja dos o mas nucléolos Longitud: 0.2mm aprox. Diámetro de 5-6 um Tiene en derredor una lámina externa con fibras reticulares Microscopia óptica de fibras de músculo liso HYE: citoplasma sin características notables Hematoxilina Férrica: se muestran cuerpos densos y estriaciones longitudinales delgadas Estructura fina del músculo liso Disposición extensa de filamentos gruesos y delgados entremezclados Filamentos delgados.- actina (con su caldesmona, una pretina que bloquea el sitio activo de la actina F) La organización de los filamentos gruesos no es la misma. Las moléculas de miosina II están alineadas de tal modo que las cabezas de meromiosina pesada S1 se proyectan desde los filamentos gruesos a toda la longitud del filamento, con los dos extremos sin meromiosina pesada. Caveolas, se relacionan con los dominios de la membrana celular. No aplica la ley “Del todo o del nada” Control de la contracción del músculo liso Depende de calcio Es diferente por que los filamentos delgados del músculo liso no contienen Troponina y las moléculas de miosina II adoptan una configuración diferente. 1.- Los iones de calcio, liberados por el RSP. Y provenientes también del exterior a través de las Caveolas, se une con la calmodulina 2.- El complejo calcio – calmodulina se une con la caldesmona, lo que induce su liberación del sitio activo de la actina F, luego se activa a la cinasa de la cadena ligera de miosina 3.- La cinasa de la cadena ligera de miosina fosforila una de las cadenas mas ligeras de miosina, conocida como cadena reguladora y permite el desdoblamiento de la molécula de Meramiosina ligera para formar la molécula de miosina II. 4.- La cadena ligera fosforilada posibilita la interacción entre el sitio de unión de la actina y el subfragmento S1 de la miosina II, lo que lleva a la contracción Proceso de contracción del músculo liso requiere de mas tiempo que la del músculo esquelético o cardiaco. Hidrolisis de ATP lenta Cabezas de miosina permanezcan unidas a los filamentos delgados mas tiempo. La contracción del músculo liso no sólo es prolongada sino que también requiere menos energía Inervación de músculo liso Componente neural de las sinapsis es de tipo en passant Con la forma de tumefacciones axonales que contienen vesículas sinápticas y que alojan: Noradrenalina: inervación simpática Acetilcolina: Inervación parasimpática Multiunitario: inervación individual Iris Conducto deferente Unitaria: uniones tipo nexo Útero Tubo digestivo Regeneración del musculo Músculo esquelético No tiene la capacidad de llevar actividad mitótica El tejido puede regenerarse por la presencia de células satélite Sus células pueden regular su número o tamaño mediante la secreción de un miembro de la superfamilia del factor B de crecimiento transformador (TGF-B) Miostatina / ausencia = músculos enormes Músculo cardiaco Incapaz de regenerarse Región dañada invadida por fibroblastos Músculo liso Sus células conservan la capacidad para formar más células de músculo liso Particularmente visible en útero en gestación En corte transversal… Los núcleos tienen diámetros variados, lo que indica que son fusiformes y se acortaron en varias regiones de su longitud El núcleo se encuentra en el centro y la célula es mucho más larga que el núcleo COMPARANDO…!!! Similitudes y diferencias morfológicas Forma de las fibras Fusiforme alargadas con extremos aguzados Fibras* cilíndricas unidas de extremo a extremo Cilíndricas, multinucleadas y de longitud variable. Forma de las fibras Fusiforme alargadas con extremos aguzados Fibras* cilíndricas unidas de extremo a extremo Cilíndricas, multinucleadas y de longitud variable. 72 Ubicación y forma de los núcleos Ubicación de los núcleos Central Central Sub sarcolémicos(debajo de la membrana) Forma de los núcleos Alargados, con extremos romos Ovoide Ovoide Músculo estriado esquelético Presencia de túbulos T MÚSCULO LISO MÚSCULO ESTRIADO CARDÍACO MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO NO SI: ubicados a la altura de la banda Z SI: ubicados a la altura de la unión entre la banda I y la banda A Organización de los filamentos gruesos Organización de los filamentos gruesos Filamentos gruesos, dispuestos en forma no helicoidal, no presentan “región desnuda” Filamentos gruesos en forma paralela-anti paralela helicoidal las cabezas globulares se proyectan a los extremos; tienen “regiones desnudas” Idéntica al músculo cardíaco Músculo liso Músculo estriado Organización de los filamentos delgados Organización de laactinaen los filamentos delgados Está unida a latropomiosinay lamiosina, que es central; laactinase une a su vez a la α-actininaque forman junto con el filamento intermedio el cuerpo denso Idéntica a la disposición de los filamentos delgados del músculo esquelético Unida a lanebulinay latropomiosina; ambas se orientan paralelamente a la actina. Músculo liso Músculo estriado 76
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