Muscle Contraction Part 2 Excitation Contraction Coupling

Dr.abdul rahman aljad

18 Aug 201502:13

Summary

TLDRUna sola neurona motora, que se origina en el cerebro o la médula espinal, envía potenciales de acción a cientos de fibras musculares esqueléticas. El proceso que convierte los potenciales de acción en contracción se llama acoplamiento excitación-contracción. Los potenciales viajan a través del sarcolema y por los túbulos transversos, los cuales contactan con el retículo sarcoplásmico (RS), que almacena calcio. Este contacto libera calcio en el sarcoplasma, provocando la contracción muscular. Así, los iones de calcio son clave para acoplar la excitación a la contracción de las fibras musculares esqueléticas.

Takeaways

⚡ Un solo neurona motora conduce potenciales de acción hacia cientos de fibras musculares esqueléticas.
💪 El acoplamiento excitación-contracción es el proceso que convierte los potenciales de acción en una contracción muscular.
🔄 El potencial de acción se propaga por toda la sarcolema y rápidamente se conduce al interior de la fibra muscular mediante los túbulos transversos.
📐 Los túbulos T son pliegues regulares de la sarcolema que se ramifican a lo largo de la fibra muscular.
🧠 Los túbulos T contactan con la red membranosa que almacena calcio, conocida como el retículo sarcoplásmico (RS).
📦 En los puntos de contacto, el RS forma protuberancias llamadas cisternas terminales, que junto con el túbulo T forman una tríada.
🔗 Las membranas de los túbulos T y las cisternas terminales están conectadas por proteínas que controlan la liberación de calcio.
🚪 El potencial de acción provoca un cambio en la proteína sensible al voltaje, lo que abre un canal de liberación de calcio en el RS.
🌊 El calcio inunda rápidamente el sarcoplasma, lo que desencadena la contracción de la fibra muscular esquelética.
⚙️ Los iones de calcio son los responsables del acoplamiento entre la excitación y la contracción de las fibras musculares esqueléticas.

Q & A

¿Qué es el acoplamiento excitación-contracción en las fibras musculares?
-El acoplamiento excitación-contracción es el proceso que convierte los potenciales de acción en una fibra muscular en contracción.
¿Cómo se propaga un potencial de acción en una fibra muscular?
-El potencial de acción se propaga a través de toda la sarcolema y se conduce rápidamente al interior de la fibra muscular a través de los túbulos transversos o túbulos T.
¿Qué son los túbulos transversos (túbulos T)?
-Los túbulos T son pliegues de la sarcolema que se extienden a lo largo de la fibra muscular y permiten la rápida conducción de los potenciales de acción.
¿Qué es el retículo sarcoplasmático (RS) y cuál es su función?
-El retículo sarcoplasmático es una red membranosa que almacena calcio, y su función es liberar calcio cuando el potencial de acción llega a los túbulos T, lo que desencadena la contracción muscular.
¿Qué es una tríada en el contexto de las fibras musculares?
-Una tríada está formada por un túbulo T y dos cisternas terminales del retículo sarcoplasmático, y es clave para la liberación de calcio durante la contracción muscular.
¿Qué sucede cuando un potencial de acción alcanza los túbulos T?
-Cuando el potencial de acción llega a los túbulos T, una proteína sensible al voltaje cambia de forma, lo que abre un canal de liberación de calcio en el retículo sarcoplasmático.
¿Cuál es el papel de los iones de calcio en la contracción muscular?
-Los iones de calcio son responsables de acoplar la excitación al proceso de contracción en las fibras musculares esqueléticas al desencadenar la contracción cuando ingresan al sarcoplasma.
¿Qué ocurre cuando los canales de liberación de calcio se abren en el retículo sarcoplasmático?
-Cuando los canales de liberación de calcio se abren, los iones de calcio inundan el sarcoplasma, lo que activa el proceso de contracción muscular.
¿Cuál es la importancia de las proteínas que conectan los túbulos T y las cisternas terminales?
-Estas proteínas controlan la liberación de calcio, activándose cuando un potencial de acción llega a los túbulos T, lo que desencadena la contracción muscular.
¿Qué provoca el cambio de forma en la proteína sensible al voltaje de los túbulos T?
-El cambio de forma de la proteína sensible al voltaje es provocado por la llegada del potencial de acción, lo que a su vez abre los canales de calcio en el retículo sarcoplasmático.

Outlines

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💪 Excitación y contracción de fibras musculares

En este párrafo se explica cómo una neurona motora única en el cerebro o la médula espinal puede enviar potenciales de acción a cientos de fibras musculares esqueléticas. El proceso de conversión de los potenciales de acción en contracción muscular se llama acoplamiento excitación-contracción.

🔍 Rol de los túbulos T en la contracción muscular

El párrafo describe cómo un potencial de acción viaja a lo largo de toda la sarcolema y llega al interior de la fibra muscular a través de estructuras llamadas túbulos transversos (T). Los túbulos T son pliegues de la membrana plasmática que se extienden por la fibra muscular y tienen un papel clave en la propagación del impulso hacia el interior de la célula.

🧪 La tríada y su importancia en la liberación de calcio

Aquí se introduce el concepto de tríada, que es la unión de un túbulo T con dos cisternas terminales del retículo sarcoplasmático (RS). Se destaca la interacción de las membranas del túbulo T y las cisternas a través de proteínas que regulan la liberación de calcio, esencial para la contracción muscular.

⚡ El papel del calcio en la contracción muscular

El párrafo final explica cómo un potencial de acción provoca un cambio en una proteína sensible al voltaje, lo que abre canales de liberación de calcio en el retículo sarcoplasmático. La liberación de iones de calcio en el sarcoplasma inicia la contracción de las fibras musculares esqueléticas, destacando el rol crucial del calcio en el acoplamiento excitación-contracción.

Mindmap

Keywords

💡Neurona motora

Una neurona motora es una célula nerviosa que transmite señales desde el cerebro o la médula espinal hacia las fibras musculares esqueléticas. En el contexto del video, se menciona que una sola neurona motora puede enviar potenciales de acción a cientos de fibras musculares, lo que es crucial para la activación y contracción de los músculos.

💡Potencial de acción

El potencial de acción es una señal eléctrica que viaja a lo largo de la membrana de una célula, como una neurona o una fibra muscular. En el video, se explica que el potencial de acción viaja a lo largo de la sarcolema del músculo, iniciando el proceso de contracción muscular.

💡Fibra muscular

Las fibras musculares son las células que componen los músculos esqueléticos. Son largas y cilíndricas, y cada una puede contraerse cuando recibe una señal de una neurona motora. En el video, se describe cómo los potenciales de acción se propagan a lo largo de las fibras musculares para iniciar el proceso de contracción.

💡Excitación-contracción

Este término se refiere al proceso mediante el cual un potencial de acción en una fibra muscular lleva a su contracción. En el video, se explica que la 'excitación' del potencial de acción provoca la 'contracción' de la fibra muscular, un proceso mediado por la liberación de iones de calcio.

💡Sarcolema

El sarcolema es la membrana plasmática de una fibra muscular. Es responsable de conducir los potenciales de acción que se propagan por toda la célula muscular. En el video, se menciona que el potencial de acción viaja a lo largo del sarcolema antes de ser conducido hacia el interior de la fibra.

💡Túbulos transversos (T)

Los túbulos transversos son invaginaciones del sarcolema que permiten la rápida transmisión de señales eléctricas al interior de la célula muscular. El video describe cómo estos túbulos ayudan a llevar el potencial de acción hacia el interior de la fibra muscular para que las señales alcancen el retículo sarcoplásmico.

💡Retículo sarcoplásmico

El retículo sarcoplásmico es una red membranosa dentro de la fibra muscular que almacena iones de calcio. En el video, se explica que cuando los túbulos T reciben un potencial de acción, el retículo sarcoplásmico libera calcio, lo cual es esencial para la contracción muscular.

💡Cisternas terminales

Las cisternas terminales son sacos membranosos del retículo sarcoplásmico que se encuentran cerca de los túbulos T. En el video, se menciona que estas cisternas están en contacto con los túbulos y son responsables de liberar grandes cantidades de calcio durante la excitación-contracción.

💡Triada

La triada es una estructura formada por un túbulo T y dos cisternas terminales adyacentes. En el video, esta disposición es importante porque permite la comunicación entre los túbulos T y el retículo sarcoplásmico para la liberación de calcio, esencial para la contracción muscular.

💡Iones de calcio

Los iones de calcio juegan un papel crucial en la contracción muscular. En el video, se explica que cuando los iones de calcio son liberados desde el retículo sarcoplásmico hacia el sarcoplasma, inician el proceso de contracción al interactuar con las proteínas contráctiles dentro de la fibra muscular.

Highlights

A single motor neuron conducts action potentials to hundreds of skeletal muscle fibers.

Excitation-contraction coupling is the process that converts action potentials to muscle contractions.

Action potentials travel across the sarcolemma and are conducted into the interior of the muscle fiber via transverse tubules (T-tubules).

T-tubules are regularly spaced in-foldings of the sarcolemma that branch throughout the muscle fiber.

T-tubules make contact with the sarcoplasmic reticulum (SR), which stores calcium ions.

The SR forms sac-like bulges called terminal cisternae where it abuts the T-tubules.

A triad consists of one T-tubule and two adjacent terminal cisternae.

T-tubules and terminal cisternae are linked by proteins that control calcium release.

As an action potential travels down the T-tubule, a voltage-sensitive protein changes shape.

The shape change opens a calcium release channel in the SR, allowing calcium ions to flood the sarcoplasm.

Calcium influx in the sarcoplasm triggers the contraction of the skeletal muscle fiber.

Calcium ions are responsible for coupling excitation to the contraction of skeletal muscle fibers.

The rapid propagation of action potentials ensures efficient muscle fiber contraction.

Skeletal muscle fibers rely on excitation-contraction coupling for movement.

The SR and T-tubules play a critical role in regulating calcium flow for muscle contractions.