RESUMO 4 - BIOFISICA MUSCULAR

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GENERALIDADES 
La biofisica muscular trata fundamentalmente sobre el musculo esquelético, 
sus aspectos moleculares, eléctricos, mecánicos y energéticos. 
Los músculos son órganos formados básicamente de tejido muscular, cuya 
función es la de generar fuerza. 
La contracción muscular, entonces , puede dar como resultado trabajo 
externo, postura al cuerpo sosteniéndolo contra la gravedad y producir calor 
. 
TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR 
 MUSCULO ESQUELETICO RAPIDO 
También denominado blanco, su color é más pálida por necesitar de poco 
riego sanguíneo. Ello se debe a que su metabolismo energético es 
anaeróbico, obtiene ATP por medio de glucolisis, son fibras de gran tamano. 
 MUSCULO ESQUELETICO LENTO 
También denominado musculo rojo, por la gran cuantidad de mioglobina 
– proteína que almacena hierro para la captación de oxígeno. Sus fibras son 
pequeñas y con abundante vascularización, su metabolismo aeróbico con 
un gran número de mitocondrias. 
 
 músculo cardíaco 
contracción fuerte 
rápida, 
descontinua 
involuntaria 
 
 
 músculo liso 
 contracción fraca 
 lenta 
 involuntaria. 
 
 músculo esquelético, 
contracción fuerte 
 rápida, 
descontinua 
voluntaria 
 
 
ESTRUCTURA DEL MUSCULO ESQUELÉTICO 
 
Las celulas que conforman el tejido muscular son llamadas ‘fibra muscular’. 
Un musculo esquelético está formado haces paralelos de fibras musculares, 
cada fibra es una célula muscular. 
El órgano muscular en conjunto está 
rodeado por un tejido fibroso, el 
epimisio. 
Los haces o fascículos musculares 
están rodeados por el perimisio. 
Cada fibra muscular esta rodeado por 
el endomisio. 
Estas fibras se reúnen en el extremo 
del órgano y forman el tendón de 
inserción, que es de gran importancia 
porque brinda el apoyo necesario para 
que el musculo , al acortarse, ejerza fuerza sobre las estructuras que 
entonces actúan como palancas. 
 
 LA MIOFIBRILLA Y LA SARMERO 
 
La célula muscular o fibra muscular esta formada por otras fibras menores, 
paralelas entre si, las miofibrillas. Estas miofibrillas presentan estriaciones 
transversales, distinguiéndose alternadamente unas zonas mas densas 
denominadas bandas A, y zonas mas claras llamadas bandas I. En el centro 
de las bandas I se observan unas líneas delgadas denominadas líneas Z. 
 
La miofibrilla esta compuesta por sarcomeras adosadas en serie una al lado 
de otra longitudinalmente. 
La sarcomera es la unidad estructural y funcional del musculo, y esta 
comprendida entre dos lineas Z. 
 
 
 
 
 
La mayor densidad 
de las bandas A de 
debe a la existencia 
de dos tipos de 
filamentos, la 
miosina y la actina. 
 
 
 
 
 
 
La actina tienen una longitud de 1 micra y se fijan en las líneas z, es una 
proteína do tipo globular, puede encontrarse en forma libre con actina G, o 
formando polímeros actina F. La actina F tiene una estructura filamentosa 
bicatenaria, interpretable como una hélice levógira o dextrógira. 
 
En su estructura encontramos otra 
proteína, la tropomiosina, que se 
enrolla alrededor de la hélice de la 
actina. 
 
En estado de reposo sus extremos 
no se tocan, dejando una zona más 
clara dentro de la banda A, llamada línea H. 
 
La miosina tienen una longitud igual al ancho de la banda A, de 1,6 micra, 
ocupa a parte central del sarcómero de manera que sus extremos no tocan 
las líneas Z. Es una proteína del tipo 
mixta en su estructura, con cadenas 
lineales y una porción globular. Cada 
filamento de miosina se vê rodeado 
por seis filamentos de actina. 
 
 
 
 
 
 
Sobre la tropomiosina reposa la proteína globular troponina, con tres 
subunidades: 
 Troponina t: se fija a la tropomiosina 
 Troponina c: liga los iones Ca+ do retículo sarcoplasmático, el calcio 
esta almacenado no retículo sarcoplasmático. Miosina se liga a 
actina por causa do calcio em la troponina C. 
 Troponina i: inhibe la actividad de lo miosina 
 
 
 
El conjunto formado por la fibra nervosa y las fibras musculares a las que 
inerva es llamada de unidad motora. 
La cuantidad de fibras musculares incluidas en la unidad motora es 
determinante de la habilidad del musculo: músculos mas hábiles cada fibra 
motora inerva solamente dos o tres fibras musculares. En músculos torpes, 
una sola fibra nervosa controla a miles de fibras musculares, motivo por el 
cual la respuesta es masiva y no graduada. 
 
MECANISMO DE LA CONTRACCION MUSCULAR 
 
La capacidad del musculo de acortarse reside en el sarcómero, gracias al 
deslizamiento de los miofilamentos que la forman. 
 
La actina y la miosina se deslizan uno sobre otro durante la contracción en 
un proceso que requiere energía del ATP. 
 
 Mecanismo De Trinquete 
 
1- Una molecula de ATP se una a la miosina, esto modifica la afinidad entre 
actina y miosina , la miosina se separa de la actina 
2- Inmediatamente el ATP comienza a desdoblarse, pero sin separarse 
totalmente el ADP del Pi. 
3- La cabeza del puente cruzado recupera su forma y su posición anterior 
se une al sitio activo de la actina 
4- El ATP se desdobla completamente- ADP +Pi, se libera energía del ATP. 
5- Se expulsa el ADP y se produce 
el golpe activo que mueve el 
filamento de actina otro paso, 
hacia el centro de la sarcómero. 
6- Y paso 1 nuevamente, la 
miosina se separa de la actina por 
la adición de una molécula de ATP 
y se repite el ciclo. 
 
 Papel del calcio en la 
contracción muscular 
 
En el mecanismo de contracción muscular el aumento del ion calcio en la 
sarcómero permite la combinación actina-miosina. 
Existe un proceso troponina-tropomiosina adosado al filamento de actina, la 
troponina C, obstruye físicamente la unión actina-miosina , los iones calcio 
se unen a la troponina C y el complejo troponina-tropomiosina se deforma 
dejando de interferir con la unión actinomiosina. 
La relajación ocurre cuando el ion calcio es transportado activamente a las 
vesículas del retículo sarcoplasmático, proceso en el cual se consume ATP. 
 
 
 
 
 Papel de ATP en la contracción muscular 
 
Durante una serie de ciclos del mecanismo del trinquete la actina y la miosina 
se separan e vuelven a unirse una y otra vez. Cada uno de estos dos estados 
posibles se relaciona con uno de estos complejos 
Miosina +ATP= FILAMENTOS SEPARADOS 
Miosina +ATP + Pi= FILAMENTOS UNIDOS 
 
La existência de um complejo ADP+Pi en el bolsillo metabolico de ATP, al 
mismo tiempo que permite la unión fuerte entre actina y miosina, significa 
la liberación de energía. La energía utilizada para la contracción muscular es 
siempre el ATP. 
 
 Mecanismo de FENN 
 
Al aumentar o trabajo muscular - aumenta la energía total liberada, o sea 
aumenta tanto la producción de calor como la de trabajo. 
 
FENÓMENOS ELÉTRICO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR 
 
Los fenómenos eléctricos que intervienen en la contracción del musculo 
esquelético son bastante similares en la fibra nerviosa. El potencial de 
membrana en reposo del musculo esquelético es de -90mV, el potencial de 
acción dura de 2 a 4 milisegundos. 
La velocidad de conducción del potencial es de 5 metros/segundo 
La excitación del musculo ocurre por los impulsos recibidos en la unión 
neuromuscular. 
El neurotransmisor utilizado es la acetilcolina, esta es capaz de generar 
potencial de acción en la membrana muscular. 
 
1- El impulso nervioso viaja por la motoneurona. 
2- Se libera Ach en el espacio intersináptico. 
3- La Ach se une a R Nicotínicos de la familia 
de canales de Na+ 
4- Se produce la apertura de canales de Na + 
Se propaga por el sarcolema. 
5- El P.A. llega a los túbulos T abriendo canales de 
Ca+2 del retículo sarcoplásmico. 
6. El Ca+2 se une a la Troponina C. 
 
 
EXCITABILIDAD DEL MUSCULO 
Para que el musculo se excite , es decir responda con un potencial de acción 
y con una contracción, es necesario que el estimulo tenga una intensidade 
mínima, la cual se denomina umbral. 
La excitabilidad del músculo, igual en la fibra nerviosa, pasa por diferentes 
condiciones. 
 Periodo refractarioEl período refractario el periodo de tiempo en cual la fibra o célula excitable 
no puede volver a generar un potencial de acción. 
 
El período refractario se divide en absoluto y relativo. 
Absoluto- cualquier estímulo para generar potencial de acción es inútil, ya 
que los canales de sodio están en un estado inactivo (apertura rápida y 
cierre lento). Relativamente, algunos de estos canales ya volverán al 
descanso activo (cierre rápido y apertura lenta), pero no todos. Los 
estímulos supralimilares son capaces de generar potenciales de acción en el 
período refractario relativo. 
 
 Ley del todo o nada 
Una vez aplicado un estímulo a una fibra muscular nervosa, la 
despolarización recorre toda la fibra o no lo hace en absoluto. La ley del todo 
o nada se cumple en: 
 Fibras Musculares Esqueleticas 
 Musculo Cardiaco 
 Unidad Motora 
 
FENÓMENOS MECÁNICOS DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR 
 
1. El Ca+2 se une a la Troponina C que en el músculo en reposo se 
encuentra unida a la Actina.El Ca+2 debilita la interacción Actina-Miosina y 
deja libre los sitios de Actina. 
2. Las cabezas de Miosina interactúan con Actina. 
3. Las cabezas hidrolizan ATP y se vuelven rígidas, se distorsionan y provocan el 
GOLPE DE FUERZA. 
4. Las cadenas ligeras se desplazan sobre las gruesas. 
 
 
TIPOS DE CONTRACCÍON MUSCULAR 
 
Los tipos de contracción muscular se puede graficar en el diagrama tensión-
longitud, donde una de las curvas representa la tensión pasiva -musculo em 
reposo y la otra la tensión total del musculo durante la contracción. 
 
 ISOMÉTRICA: el músculo se contrae y su longitud no varía, solo 
cambia la tensión. 
 
 ISOTÓNICA : el músculo varía su longitud pero se mantiene constante 
la Fuerza durante la contracción. 
 
 AUXOTÓNICA : varían tanto la longitud como la fuerza. 
 
 CONTRACCIÓN A POST-CARGA: una combinación de contracción isométrica y 
isotónica, pero no simultanea sino sucesiva. 
 
 CONTRACCIÓN EXCENTRICA: es la contracción muscular en que la carga 
aplicada al musculo, es mayor que la fuerza de contracción. 
 
 SUMA DE EFECTOS 
 
Cuando se aplica un nuevo estímulo supraumbral al musculo al comenzar la relajación 
se obtiene una respuesta mayor. Este fenómeno se debe a la mayor disponibilidad de 
calcio en el sarcómero. 
 
 TETANIZACÍON 
 
En la misma condiciones en que se provoca una suma de efectos, si se aplican 
estímulos con frecuencia cada vez mayor el musculo ya no llegara a relajarse 
e quedará en un estado de concentración sostenida con la máxima fuerza de 
contracción posible. 
 
ELECTROMIOGRAFÍA 
 
Es el registro del patrón de actividad eletrica del musculo. El registro se 
obtiene utilizando electrodos externos o superficiales, o insertando en el 
musculo un electrodo de aguja. 
 
 Actividad eléctrica en el músculo 
 
Cuando el músculo está relajado se registra actividad eléctrica solamente en 
la unión neuromuscular, los electrodos de aguja no registra deflexiones. 
A medida que aumenta la fuerza de contracción , interviene mayor numero 
de unidades motoras, de manera que en un electromiograma global las 
ondas se van superponiendo, hasta que en una contracción máxima las 
superposiciones dominan el registro, que recibe el nombre de EMG de 
interferencia. 
 
PATRONES EMG PATOLOGICOS 
 Denervación o lesión de la motoneurona inferior 
En músculos parcialmente desnervados, como en una enfermedad medular, 
puede haber actividad eléctrica espontanea, de ritmo irregular, sincrónica 
con contracciones visibles exteriormente denominadas fasciculaciones. 
Al mismo tiempo pode observar potenciales de poca amplitud generados en 
fibras individuales, llamado de potenciales de fibrilación. 
Ambos fenómenos acontecen por causa do aumento de la sensibilidad a la 
acetilcolina que se observa em uniones neuromusculares desnervadas. 
En estas condiciones patológicas descritas, la contracción provocada se 
acompaña de potenciales de acción de gran amplitud debido a que las 
unidades motoras sanas absorben fibras musculares de las unidades motoras 
desnervadas. Sendo así, al haber menor cuantidad de unidades motoras, la 
contracción máxima no provoca un patrón de interferencia. 
MIOPATIAS 
Niste caso las unidades motoras tienen números menores de fibras, los 
potenciales son de bajo voltaje y no se alcanza un patrón de interferencia 
con la contracción máxima. 
En enfermedades miopáticas inflamatorias también se pueden observar 
potenciales espontáneos.