Unidad motora y Mecánica muscular - UCHILE
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Universidad de ChileFacultad de Medicina ICBMCurso Fisiología Celular 2015
�� UNIDAD MOTORAUNIDAD MOTORA
�� ALGUNOS ASPECTOS DE MECALGUNOS ASPECTOS DE MECÁÁNICA ENNICA EN
EL MEL MÚÚSCULO SCULO ESQUELESQUELÉÉTICOTICO
Prof. Dr. Rodolfo Miralles L.
Funciones de la Musculatura Esquelética
Movimiento del cuerpo (locomoción)
Mantenimiento de la postura
Respiración (contracción del diafragma e intercostales
externos)
Comunicación (verbal y facial)
Producción de calor (termogénesis)
Unidad Motora: constituída por la alfa motoneurona
y el conjunto de fibras musculares que inerva. • El número de fibras musculares por unidad motora
puede variar desde unas pocas (5) a varios cientos
(1800).
• Los músculos que controlan los movimientos finos
(dedos, ojos) tienen unidades motoras pequeñas.
• Los músculos que soportan peso (piernas) tienen
unidades motoras grandes.
Umbral de excitación de unidades motoras
Unidades motoras:Unidades motoras:
-- fuerza
- resistencia a la fatiga
- velocidad de contracción
Tipo IIx Tipo I
�� Unidades motoras:Unidades motoras:
-- fuerza
- resistencia a la fatiga
- velocidad de contracción
Resistencia a la fatiga: depende de las propiedades
metabólicas de las fibras musculares:
- mayor resistencia a mayor cantidad de enzimas oxidativas
(metabolismo oxidativo aerobio): Tipo I.
- menor resistencia a mayor cantidad de enzimas glicolíticas
(menor cantidad de enzimas oxidativas): Tipo IIx
Unidades motoras:Unidades motoras:
-- fuerza
- resistencia a la fatiga
- velocidad de contracción
Contraction Speed
Velocidad de contracciVelocidad de contraccióón:n:
•• Rapidez de generaciRapidez de generacióón de tensin de tensióónn ((velocidad ATPásica de la miosina))
•• DuraciDuracióón del transitorio de calcion del transitorio de calcio
rapidez de la liberación de calcio por el retículo
rapidez de disociación del calcio de la troponina C
rapidez de la bomba de calcio del retículo
La velocidad de contracción es menor en las fibras tipo I en comparación con las fibras tipo IIx
Todas las acciones motoras que involucran actividad en
los músculos esqueléticos, se llevan a cabo mediante tres
tipos de contracciones:
• Isotónica Concéntrica (acortamiento)
• Isotónica Excéntrica (alargamiento)
• Isométrica (fuerza)
• acortamiento
• isometrica
• alargamiento
(Isotonica: acortamiento contra carga fija, la velocidad de acortamiento depende de la actividad ATPasica de la Miosina y de la carga)
Tres tipos posibles de contracción muscular:
Mayor posibilidad de daño muscular
El biceps se acorta
durante la contracción
el biceps se alarga
durante la contracción
Contracción Isotónica Concéntrica(acortamiento)
• El sentido del desplazamiento es el mismo que el de
la fuerza muscular.
• El músculo es el que produce el movimiento.
Trabajo realizado = Fuerza x Desplazamiento
(Debido a que el desplazamiento se produce en
la misma dirección que la fuerza generada, el
trabajo es positivo)
Contracción Isotónica Concéntrica
Gentileza Prof. Dr. Ricardo Bull
Contracción Isotónica Excéntrica(alargamiento)
• El movimiento se produce en sentido contrario a la
contracción muscular.
• Existe una fuerza externa mayor y opuesta a la
desarrollada por el músculo y este actúa frenando
parcialmente el movimiento.
Trabajo = Fuerza x Desplazamiento
(Debido a que el desplazamiento se produce
en dirección opuesta a la fuerza generada por
el músculo, el trabajo es negativo)
Contracción Isotónica Excéntrica
Gentileza Prof. Dr. Ricardo BullGentileza Prof. Marcelo CanoGentileza Prof. Marcelo Cano
Contracción Isométrica
Es aquella en que el músculo genera tensión y
su longitud externa no se modifica.
Trabajo = Fuerza x Desplazamiento
(Debido a que no se produce desplazamiento,
el trabajo es igual a cero)
ContracciContraccióón Isomn Isoméétricatrica
Gentileza Prof. Dr. Ricardo Bull
Isometric Contraction
• Produces no movement
• Used in
– Standing
– Sitting
– Posture
ContracciContraccióónn
IsomIsoméétricatrica
La tensiLa tensióón total que n total que se puede medir en se puede medir en un mun múúsculo, sculo,
corresponde a la corresponde a la suma de la suma de la tensitensióónnactivaactiva y la tensiy la tensióón n
pasiva.pasiva.
Tensión activaLa tensión activa que se genera depende del numero de
puentes cruzados, que a su vez depende de la longitud
inicial del sarcómero (músculo).
Tensión pasiva
Gentileza Prof. Dr. Ricardo Bull
•• Los elementos no contrLos elementos no contrááctiles en la fibra muscular ctiles en la fibra muscular
proveen estabilidad a los elementos contrproveen estabilidad a los elementos contrááctiles y ctiles y
en parte son responsables de la tensien parte son responsables de la tensióón pasiva quen pasiva que
se observa cuando un mse observa cuando un múúsculo inactivo se estira en sculo inactivo se estira en
forma pasiva.forma pasiva.
Los puentes de actina-miosina se utilizan para:
Generar tensión
Velocidad de Acortamiento
Un músculo cuando se contrae genera tensión o
se acorta
Factores que determinan Factores que determinan la fuerza muscularla fuerza muscular
• Longitud inicial del músculo (sarcómeras)
• Tamaño de las unidades motoras activadas
• Número de unidades motoras activadas (reclutamiento)
• Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas
• Area de sección transversal del músculo
Reclutamiento de Unidades MotorasReclutamiento de Unidades Motoras
Factores que determinan Factores que determinan la fuerza muscularla fuerza muscular
• Longitud inicial del músculo (sarcómeras)
• Tamaño de las unidades motoras activadas
• Número de unidades motoras activadas (reclutamiento)
• Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas
• Area de sección transversal del músculo
Curso temporal de la contracción
Gentileza Prof. Dr. Ricardo Bull
Tétano incompleto
Tétano completo
Gentileza Prof. Dr. José Luís Valdés
Twich o sacudida
Muscle Fatigue
Fatiga muscular: incapacidad del
musculo para generar fuerza
• Modelo clásico: acumulación de lactato (umbral de lactato) y
disminución local de pH el cual podría interferir la excitación-
contracción.
• Modelo nuevo:
- componente periférico (fatiga del músculo propiamente tal)
1) disminución intracelular de K+ y acumulación
extracelular de K+
2) acumulación citoplasmática Pi derivado de la ruptura de
fosfocreatina
- componente central (falla en la activación de motoneuronas superior,
interneurona, motoneurona inferior)
Factores que determinan Factores que determinan la fuerza muscularla fuerza muscular
• Longitud inicial del músculo (sarcómeras)
• Tamaño de las unidades motoras activadas
• Número de unidades motoras activadas (reclutamiento)
• Frecuencia de descarga de las unidades motoras activadas
• Area de sección transversal del músculo
Área de sección transversal muscular
• El músculo esquelético humano es capaz de ejercer
una fuerza de 3 a 4 kg por cm2 de área de sección
transversal.
• A mayor área de sección transversal, mayor fuerza
muscular.