BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

1. BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

2. Bioquímica de la contracción muscular • El músculo es el principal transductor bioquímico que convierte la energía potencial (química) en energía cinética (mecánica).

3. Estructura del músculoorganización muscular

4. FIBRA MUSCULAR: • Unidad estructural y funcional del músculo estriado. Constituída por: • Sarcolema; • Sarcoplasma; • Retículo Sarcoplasmático; • Gránulos de glucógeno; • Lípidos; • Mioglobina; • Fosfocreatina; • Proteínas contráctiles.

5. ORGANIZACIÓN MUSCULAR: • El sarcómero es la unidad funcional del músculo y está comprendido entre dos líneas Z… Míofibrilla

6. ORGANIZACIÓN MUSCULAR: • Las míofibrillas, vistas con microscopia electrónica, están constituídas por 2 clases de míofilamentos: gruesos y delgados.

7. ORGANIZACIÓN MUSCULAR:

8. ORGANIZACIÓN MUSCULAR: • Los filamentos gruesos, confinados a la banda A, se componen principalmente de miosina. • Los filamentos delgados se ubican sobre la banda I y se extienden hasta la banda A, pero no abarcan la zona H. Poseen actina, tropomiosina y troponina y se encuentran alrededor de filamentos gruesos de miosina.

9. ORGANIZACIÓN MUSCULAR:

10. FILAMENTO FINO Troponina Actina G Tropomiosina CADENA DE ACTINA

11. MÍOFILAMENTOS GRUESOS: • Constituído x 300 moléculas de miosina; • 2 cadenas polipeptídicas helicoidales enrolladas; • Porción globular y longitudinal; • Cuello.

12. INTERACCIÓN ACTINA-MIOSINA: S1

13. DISPOSICIÓN DE LOS FILAMENTOS EN EL MÚSCULO ESTRIADO: Músculo relajado Los sarcómeros se acortan con la contracción Músculo contraído Las bandas H e I se acortan

14. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: • La contracción muscular consiste en la unión y separación cíclicas entre el fragmento S1 de la cabeza de miosina y los filamentos de actina F. S1

15. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR:

16. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: • 1. Neurona Motora; • 2. Acetilcolina; • 3. Aumento de la conductancia al sodio en la placa terminal; • 4. Generación de potencial de acción y despolarización a través de las líneas Z; • 5. Liberación de calcio; quedan expuestos sitios de unión actina-miosina; • 6. Fijación de calcio a la troponina C.

17. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: • 7. El cambio conformacional se traslada a las troponinas I y T; • 8. En su posición de reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de la actina en los cuales se fija la miosina e impide la formación de puentes transversales;

18. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: • 9. Se produce un desplazamiento de la hebra de tropomiosina en el surco helicoidal del filamento de actina; • 10. Quedan expuestos los sitios de actina;

19. MECANISMO MOLECULAR DE LA CONTRACCIÓN NEUROMUSCULAR: “Efecto de remo” • 11. La interacción actina-miosina provoca un deslizamiento del filamento delgado hacia el centro del sarcómero.

20. Contracción neuromuscular

22. TROPONINAS Y SUS FUNCIONES: • La troponina-T se une a la tropomiosina y a la TpI y a la Tp-C; • La troponina-I inhibe la interacción actina-F-miosina y también se une a TpI y TpC; • La troponina-C se une al calcio y es estructural y funcionalmente análoga al a calmodulina.

23. BIOQUÍMICA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULARDe dónde proviene el ATP para la contracción muscular CREATINA FOSFOCREATINA GLUCÓGENOLISIS BETA-OXIDACIÓN GLÚCIDOS ATP LÍPIDOS CETÓLISIS GLUCÓLISIS PROTEÍNAS CATABOLISMO PROTEICO

24. PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: • Sistema de la fosfocreatina: • Creatina + ATP Fosfocreatina + ADP • Se utiliza para actividades físicas de intensidad máxima y corta duración; • Los fosfágenos pueden proporcionar la potencia muscular máxima durante 8 a 10 segundos, casi lo suficiente para una carrera de 100 metros.

25. PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: • Sistema de los fosfágenos casi exclusivamente: • 100 metros llanos; saltos; levantamiento de pesas; buceo • Sistema de los fosfágenos y del glucógeno-lactato: • 200 metros llanos; basket; beisbol; hockey sobre hielo.

26. PROPIEDADES DE LA FIBRA MUSCULAR: • Sistema del glucógeno-lactato principalmente: • 400 metros llanos; 100 metros natación; tenis; fútbol. • Sistema del glucógeno-lactato y aeróbico: • 800 m llanos; 200 m natación; 1500 patinando; boxeo; 200 m remos; carrera de 1500 m; carrera de 2 km; 400 m de natación.

27. RECUPERACIÓN DEL GLUCÓGENO MUSCULAR: • Contenido en glucógeno muscular (g/kg de músculo) Dieta rica en glúcidos 0 0 48 Horas de recuperación

28. METABOLISMO MUSCULAR: • El metabolismo del músculo en actividad puede responder a: • A. ESFUERZO MÁXIMO (ejercicio muy intenso y breve) • B. ESFUERZO SUBMÁXIMO (ejercicio que se mantiene por periodos prolongados)

29. METABOLISMO MUSCULAR: • ESFUERZO MÁXIMO: • PRODUCCIÓN ANEROBIA DE ATP • ESFUERZO SUBMÁXIMO: • PRODUCCIÓN AEROBIADE ATP

30. METABOLISMO MUSCULAR: • Para realizar un trabajo muy intenso, de corta duración, el músculo utiliza sus reservas de ATP por consumo de sus reservas de fosfocreatina y por degradación anaeróbica de su propio glucógeno…

31. METABOLISMO MUSCULAR: • ESFUERZO MÁXIMO: • En la etapa inicial, el ATP es generado por las reservas de fosfocreatina (-10.3 kcal/mol). • FOSFOCREATINA + ADP • CREATINA + ATP CPK

32. METABOLISMO MUSCULAR: • Luego, ocurre la regeneración del ATP: • 2 ADP ATP + AMP • Las reservas de fosfocreatina y ATP en el músculo son limitadas y sólo pueden proveer energía durante un tiempo muy breve…

33. METABOLISMO MUSCULAR: • La degradación de glucógeno muscular es una importante fuente de sustrato utilizable anaeróbicamente…

34. METABOLISMO MUSCULAR: • ESFUERZO SUBMÁXIMO: • Cuando el ejercicio es de menor intensidad, el aporte de O2 puede ser suficiente para generar por fosforilación oxidativa el ATP requerido…

35. REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS Adrenalina (Hígado y Músculo) a b g Adenilciclasa R Proteína G Fosfodies-terasa ATP AMPc 5´AMP GTP + PQAi PQAa

36. REGULACIÓN DE LA GLUCÓGENOLISIS: • FUNCIONES DE LA PROTEÍNQUINASA A ACTIVA: • Desencadenar la cascada de la glucógenolisis; • Desactivar la glucógeno sintetasa; • Activar un inhibidor de fosfatasa.

37. GLUCÓGENOLISIS: METABOLISMO MUSCULAR: fosforilasa + glucantransferasa Enzima desramificante

38. REGULACION DE LA GLUCOGENOLISIS: PQAa Fosforilasa b Fosforilasa b quinasa inactiva quinasa activa Fosforilasa b Fosforilasa a Ca++ (músculo) ATP ADP OH O.P OH O.P 2ATP2ADP OH O.P

39. GLUCOGENOLISIS HEPATICA: • Fosforilasa a • (glucosa )n (glucosa)n-1 • Glucosa 1 P • Glucosa 6 P • GLUCOSA (Hígado) fosfoglucomutasa glucosa 6 fosfatasa

40. GLUCÓLISIS: • ¿Qué es la glucólisis?: • La glucólisis es la degradación de la glucosa con fines energéticos… • ¿Cuál es su localización tisular?: • Se realiza en todos los tejidos… • ¿Cuál es su localización celular?: • El citosol (fracción soluble del citoplasma)

41. GLUCÓLISIS: • GLUCOSA GLUCOSA 6 P • FRUCTOSA 6 P • FRUCTOSA 1,6 di P • GLICERALDEHÍDO 3 P + DIHIDROXIACETONA P • 1,3 DPG • 3 PG 2 PG PEP PIRUVATO LACTATO HEXO/GLUCOQUINASA FOSFOFRUCTOQUINASA 1 PQ

42. GLUCÓLISIS EN AEROBIOSIS: • GLUCOSA PIRUVATO ACETILCOA NADH2, FADH2 CICLO DE KREBS CADENA RESPIRATORIA ATP mitocondria

43. METABOLISMO MUSCULAR: • La glucólisis alcanza gran actividad hasta consumir los depósitos de glucógeno del músculo… • La acumulación de lactato desciende el pH local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más sensible a inhibición y se reducirá de la actividad glucolítica.

44. METABOLISMO MUSCULAR: • La tasa máxima de captación de oxígeno (VO2 max) establece la relación que existe entre la cantidad de O2 que la sangre libera y los músculos pueden utilizar por unidad de tiempo. • 40-50 ml de O2/min/kg de peso corporal

45. METABOLISMO MUSCULAR: • La glucólisis alcanza gran actividad hasta consumir los depósitos de glucógeno del músculo… • La acumulación de lactato desciende el pH local (6.6) y la fosfofructoquinasa será más sensible a inhibición y se reducirá de la actividad glucolítica.

46. GLUCÓLISIS EN ANAEROBIOSIS: • GLUCOSA PIRUVATO LACTATO • HÍGADO: PIRUVATO GLUCOSA CICLO DE CORI

47. LIPASA HORMONO-SENSIBLE: regulación • Adrenalina, Noradrenalina a b g Adenilciclasa R Proteína G Fosfodies-terasa ATP AMPc 5´AMP GTP + TAG PQAi PQAa H2O AGL LHSa LHSi DAG

48. BETA OXIDACIÓN:BALANCE ENERGÉTICO DEL PALMITATO • 1*v 16 C acetil CoA • 2*v 14 C acetil CoA • 3*v 12 C acetil CoA • 4*v 10 C acetil CoA • 5*v 8 C acetil CoA • 6*v 4 C acetil CoA • 7*v acetil CoA acetil CoA POR CADA VUELTA A LA BETA OXIDACIÓN SE OBTIENE ADEMÁS 1 NADH +H Y UN FADH2

49. ¿De donde obtiene energía el músculo esquelético?

50. SISTEMAS ENERGÉTICOS Durante la actividad física se van a dar una serie de procesos para obtener ATP, que es la fuente energética inmediata que el músculo utiliza para su contracción. De 3 minutos en adelante:vía aeróbica. De 20-30 segundos a 3 minutos aprox.Vía anaeróbica láctica. 2º 3º 1º De 0 a 20-30 segundosvía anaeróbica alácticao sistema ATP-PC.