11.2.Músculos y movimiento

MÚSCULOSY

MOVIMIENTO

• 11.2.1 Funciones de los huesos, ligamentos, músculos, tendones y nervios en el movimiento del cuerpo humano.• Huesos: Proporcionar un marco fuerte para la estabilidad

del organismo y actúan como palancas para facilitar el movimiento.

• Los ligamentos: Mantienen unidos los huesos.• Músculos: Proporcionar la fuerza necesaria para ejercer el

movimiento de un hueso (punto de inserción) en relación a otro (punto de origen).

• Los tendones conectan los músculos con los huesos.• Nervios: Las prolongaciones de las neuronas motoras que

van en el interior de los nervios proporcionan el estímulo para el movimiento muscular y coordinan grupos de músculos antagonistas.

F: Apoyo, E: Potencia, y R: Resistencia.

Palanca de 2º Género: Articulación tibiotarsiana

Palanca de 1º género: Articulación occipitoatloidea

Palanca de 3º Género: Articulación del Codo

• 11.2.2 Rotule un diagrama de las articulaciones del codo humano en el que se muestren el cartílago, el líquido sinovial, la cápsula articular, los nombres de los huesos y de los músculos antagonistas (bíceps y tríceps).

• 11.2.3 Resuma las funciones de las estructuras de la articulación del codo humano mencionadas en el punto 11.2.2.• Bíceps: Flexiona el brazo (flexor).• Tríceps: Estira el brazo (extensor).• Húmero: Sirve como soporte para las inserciones de los

músculos.• Radio / Cúbito: Actúan como palancas del antebrazo (inserción

del músculo). El radio actúa como una palanca para el bíceps y el cúbito como una palanca para el tríceps.

• Cartílago: Facilita el movimiento (superficie lisa), absorbe los golpes y distribuye la carga.

• El líquido sinovial: Proporciona nutrientes, oxígeno y lubricación para el cartílago.

• Conjunto de la cápsula: Sella el espacio articular y proporciona estabilidad pasiva limitando la amplitud de movimiento.

• 11.2.4 Compare los movimientos de las articulaciones de la cadera y de la rodilla.

• Similitudes:• Ambas son articulaciones sinoviales

• Ambas están involucrados en el movimiento de la pierna

• Diferencias:

Cadera RodillaArticulación rotuliana o esferoidea Articulación en bisagra

Capacita para movimientos multiaxiales y rotación: •Flexión y extensión•Abducción1 y aducción2

•Circunducción3 y rotación

Capacita el movimiento angular en un plano:•Flexión y extensión•Una limitada capacidad de rotación

Localizada entre la pelvis y el fémur Localizada entre el fémur y la tibia

1.Abducción es el movimiento por el que una extremidad del cuerpo se aleja de su plano medio.2.Abducción es el movimiento por el que una parte del cuerpo se aproxima al plano de simetría medial o coronal de éste (hacia la línea media). Por ejemplo, teniendo los brazos formando una "T" con el

cuerpo, volverlos a posición anatómica.3.Circundución. Movimiento circular de un miembro o parte del mismo alrededor de un eje formado por la articulación sobre la que rota.

• 11.2.5 Describe la estructura de las fibras musculares estriadas, incluyendo las miofibrillas con bandas claras y oscuras, las mitocondrias, el retículo sarcoplasmático, los núcleos y el sarcolema.

Estructura de un músculo

• Cada fibra muscular tiene las siguientes características especiales diseñadas para facilitar la contracción muscular:• Muchos núcleos (las fibras son largas y se formaron a partir la

fusión de muchas células, por lo tanto, las fibras son multinucleadas).

• Gran número de mitocondrias (la contracción muscular requiere una gran cantidad de ATP).

• Miofibrillas tubulares, divididas en secciones llamadas sarcómeros. Constan de dos miofilamentos diferentes (proteínas responsables de la contracción).

• Cuando los filamentos delgados (actina) y gruesos (miosina) se solapan, se produce una banda oscura, y esta se encuentra flanqueada por zonas claras que contienen únicamente filamentos delgados (actina)

• La membrana que rodea una fibra muscular se llama el sarcolema.• La red membranosa interna se llama el retículo sacroplasmático,

es análogo al retículo endoplasmático, pero está especializada en la contracción muscular (que contiene altos niveles de iones Ca 2 +).

ACTINA

MIOSINA

Filamentos de actina y miosina presentes en las fibras musculares. Observese la presentcia también de tropomiosina y troponina

Estructura de una fibra muscular estriada

• 11.2.6 Dibuja y rotula un diagrama para mostrar la estructura del sarcómero, incluyendo líneas Z, filamentos de actina, filamentos de miosina con la cabeza, y la luz resultante y las bandas oscuras.

ESTRUCTURA DE UN SARCÓMERO•La zona H es la única zona ocupada exclusivamente por los filamentos gruesos de miosina.•Las bandas I claras son las regiones ocupadas unicamente por filamentos finos de actina.•Las bandas A oscuras son las zonas ocupadas por los dos filamentos superpuestos.•Las líneas Z representan los extremos del sarcómero.

ESTRUCTURA DE UN SARCÓMERO•La zona H es la única zona ocupada exclusivamente por los filamentos gruesos de miosina.•Las bandas I claras son las regiones ocupadas unicamente por filamentos finos de actina.•Las bandas A oscuras son las zonas ocupadas por los dos filamentos superpuestos.•Las líneas Z representan los extremos del sarcómero.

ESTRUCTURA DE UN SARCÓMERO•La zona H es la única zona ocupada exclusivamente por los filamentos gruesos de miosina.•Las bandas I claras son las regiones ocupadas unicamente por filamentos finos de actina.•Las bandas A oscuras son las zonas ocupadas por los dos filamentos superpuestos.•Las líneas Z representan los extremos del sarcómero.

• 11.2.7 Explica cómo los músculos esqueléticos se contraen, incluyendo la liberación de iones de calcio desde el retículo sarcoplásmico, la formación de puentes cruzados, el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina, y el uso de ATP para romper los puentes cruzados y restablecer las cabezas de miosina.

La contracción de un músculo esquelético

Contracción de un músculo esquelético

Mecanismo de la contracción muscular• La contracción muscular se debe a un acortamiento del sarcómero

producido por el deslizamiento de los filamentos delgados sobre los filamentos gruesos.

• Este deslizamiento tiene dirección opuesta en cada mitad del sarcómero, de manera que las líneas Z de un mismo sarcómero se acercan entre sí. Durante la contracción, prácticamente se borra la banda H, a causa de la mayor superposición de filamentos delgados y gruesos.

• La contracción muscular es un fenómeno cíclico que responde a un potencial de acción de una neurona motora y que provoca la liberación de iones Ca 2+ desde el retículo sarcoplasmático.

ACTINA

MIOSINA

Filamentos de actina y miosina presentes en las fibras musculares. Observese la presentcia también de tropomiosina y troponina

El calcio se une a la troponina, , lo que provoca un cambio en su conformación. La troponina desplaza a la tropomiosina, exponiendo los sitios de unión a la miosina en los filamentos de actina.

El ATP se descompone en ADP y fosfato (Pi). Las cabezas de miosina, que poseen ADP y Pi , se unen a los sitios activos de la actina, formando un puente transversal (el ángulo del brazo es de 90º).

El fosfato y el ADP se liberan y provocan que la miosina experimente un cambio de conformación.

La miosina se flexiona unos 45° y los filamentos de actina son obligados a desplazarse hacia el centro del sarcómero. La longitud del desplazamiento causado corresponde a la de una unidad de actina globular, que es una subunidad de la actina (5,3 nm). La velocidad de la contracción es de 15 micrómetros/seg.

Mecanismo de contracción

El complejo actina-miosina se une a un nuevo ATP, y la miosina se desprende de la actina. El ATP debe unirse a la cabeza de la miosina antes de que el puente transversal pueda desprenderse de la actina e iniciar un nuevo ciclo. Esta serie de movimientos progresivos tiran de los filamentos delgados hacia el centro del sarcómeroCuando varios sarcómeros se contraen simultáneamente, se produce la contracción del músculo en su conjunto.

Animación de contracción muscular.

Contracción muscular

• 11.2.8 Analizar micrografías electrónicas para saber el estado de contracción de las fibras musculares.• Las fibras musculares pueden estar totalmente relajadas,

contraerse ligeramente, contraerse moderadamente y contraerse completamente

• El sarcómero se hace más corto cuando el músculo se contrae, sin embargo, la banda A permanece igual, muestra que los filamentos en sí mismos no se contraen.

• En su lugar, los filamentos se deslizan unos sobre otros y la medida que aumenta su superposición puede ser vista con la reducción gradual en la zona de H.