3. Muscle contraction detail Concept Cell Biology

Liset Icaza

7 Aug 201704:29

Summary

TLDREl guión ofrece una visión detallada del funcionamiento de los músculos en el cuerpo humano. Se describe cómo los músculos esqueléticos, que están bajo control voluntario, se componen de fibras musculares con múltiples núcleos. Estos músculos se contraen o se relajan al recibir señales del sistema nervioso a través de una unión neuromuscular. La contracción se produce cuando los filamentos de proteínas gruesos (miosina) y delgados (actina) se deslizan uno sobre el otro, un proceso conocido como mecanismo de deslizamiento de los filamentos. Este proceso se inicia con la hidrolización de ATP a ADP y fósforo inorgánico, lo que permite que la cabeza de la miosina se extienda y se una a la actina. La liberación de ADP y fósforo inorgánico desencadena una acción llamada 'pase de fuerza', permitiendo que la miosina tire de la actina hacia la línea M, acortando así el sarcomere. La regulación de la contracción muscular está controlada por la acción de calcio, donde las proteínas troponina y tropomiosina juegan un papel crucial en la regulación de los sitios de unión de la miosina en la actina. La liberación de calcio de las sarcoplasmic reticulum en respuesta a señales nerviosas es esencial para el proceso de contracción. La descripción detallada del guión resalta la complejidad y la belleza del sistema muscular, destacando la importancia de los músculos en realizar actividades diarias, como tomar notas.

Takeaways

💪 Los músculos se utilizan diariamente para realizar actividades variadas, como respirar, circulación sanguínea y movimientos voluntarios como tomar notas.
🤲 Los tejidos musculares cardíacos y suaves son involuntarios, es decir, no los controlamos conscientemente.
🏋️ Los músculos esqueléticos están bajo control voluntario y están compuestos de grupos de fibras musculares.
🧬 Las fibras musculares son células cilíndricas alargadas que contienen varios núcleos.
🚫 Los músculos se contraen o se relajan al recibir señales del sistema nervioso a través de una unión neuromuscular.
🔄 Los filamentos finos y gruesos, como actina y misina, se alternan y son responsables de la apariencia estriado de los músculos.
🔄 La contracción muscular ocurre cuando estos filamentos se deslizan uno sobre otro, pero es la misina la que realmente tira de la actina.
🔗 Los puente cruzados de las filamentos de misina se unen a las filamentos de actina y ejercen una fuerza para moverlos.
🔁 El proceso de contracción comienza con la hidrolización de ATP a ADP y fósforo inorgánico, lo que permite que la cabeza de la misina se extienda y se una a la actina.
🏃 La acción conocida como el mecanismo de deslizamiento de filamento de la contracción muscular permite que los sarcomeros se acorten sin que los filamentos cambien de longitud.
🚫 Las contracciones musculares están controladas por la acción de calcio, que regula los filamentos de actina a través de proteínas reguladoras como troponina y tropomiosina.
🏋️‍♀️ Cuando los niveles de iones de calcio son lo suficientemente altos y está presente ATP, los iones de calcio se unen a la troponina, lo que desplaza el tropomiosina y expone los sitios de unión de misina en la actina.

Q & A

¿Cuáles son los tipos principales de músculos en el cuerpo humano?
-Los tipos principales de músculos en el cuerpo humano son los músculos cardíacos, los músculos lisos y los músculos esqueléticos.
¿Cómo se controlan los músculos involuntarios en comparación con los músculos esqueléticos?
-Los músculos involuntarios, como los cardíacos y lisos, no se controlan conscientemente y actúan automáticamente, mientras que los músculos esqueléticos están bajo control voluntario y se activan a través del sistema nervioso.
¿Qué es una unión neuromuscular y qué función cumple?
-Una unión neuromuscular es el punto donde se conecta el bulbo sinápico de un axón terminal con una fibra muscular. Es el sitio de intercambio de señales que desencadena la contracción muscular.
¿Cuáles son las dos proteínas principales que componen las fibras musculares y cómo se organizan?
-Las dos proteínas principales son la miosina y la actina. La miosina está anclada en el centro del sarcomere, llamado línea M, y la actina forma las fibras delgadas ancladas a las líneas Z en los bordes exteriores del sarcomere.
¿Cómo se describe el mecanismo de contracción de los músculos?
-El mecanismo de contracción de los músculos se describe como el mecanismo de filamento deslizante, donde los sarcomeros se acortan sin que las fibras gruesas o delgadas cambien de longitud.
¿Qué sucede cuando los filamentos de actina se deslizan sobre los filamentos de miosina?
-Cuando los filamentos de actina se deslizan sobre los filamentos de miosina, la miosina realmente tira de la actina a lo largo de su longitud, lo que se conoce como el poder estroque. Esto provoca la contracción del músculo y el acortamiento del sarcomere.
¿Cómo afecta la ATP a la contracción muscular?
-La ATP es esencial para la contracción muscular. Cuando una molécula de ATP se hidroliza en ADP e inorgánico fosfato, esto causa que la cabeza de la miosina se extienda y pueda unirse a un sitio de unión en la actina, formando un puente transversal y desencadenando el poder estroque.
¿Qué papel juegan los íones de calcio en la contracción muscular?
-Los íones de calcio son controladores clave de la contracción muscular. Cuando los niveles de íones de calcio son altos y hay ATP presente, los íones de calcio se unen a la troponina, lo que desplaza a la tropomiosina y expone los sitios de unión de miosina en la actina, permitiendo que la miosina se una y se produzca la contracción.
¿Dónde se almacenan los íones de calcio y cómo se liberan durante la contracción muscular?
-Los íones de calcio se almacenan en el sarcoplasma reticulum y se liberan en respuesta a señales del sistema nervioso para causar la contracción muscular.
¿Cómo se desencadena la contracción muscular cuando una molécula se libera de una neurona y se une a los receptores?
-Cuando una molécula se libera de una neurona y se une a los receptores, esto desestabiliza la membrana de la fibra muscular. La impulso eléctrico viaja por los tubos T y abre las reservas de calcio, permitiendo que los íones de calcio fluyen hacia los miofibrilos y desencadenen la contracción muscular.
¿Cómo se relaciona la contracción de los músculos con la capacidad del cuerpo para realizar acciones como tomar notas?
-La contracción de los músculos esquelétivos, que está bajo control voluntario, permite al cuerpo realizar acciones precisas y controladas, como mover la mano para tomar notas. Cuando los músculos se contraen en unión, se produce el movimiento necesario para llevar a cabo la tarea.

Outlines

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💪 Funcionamiento de los músculos esqueléticos

Este párrafo describe cómo funcionan los músculos esqueléticos. Se menciona que los músculos son utilizados diariamente para realizar actividades, como respirar, circular la sangre y mover la mano para tomar notas. Los músculos cardíacos y suaves son involuntarios y no se controlan conscientemente, mientras que los músculos esqueléticos están bajo control voluntario. Los músculos esqueléticos están compuestos de fibras musculares, que son células cilíndricas largas con varios núcleos. Cuando reciben señales del sistema nervioso, los músculos se contraen o se relajan. La unión neuromuscular es el lugar donde ocurre el intercambio de señales entre la terminación axonal y la fibra muscular. Las fibras musculares están compuestas de muchos miofibrilos, que contienen unidades contractiles llamadas sarcómeros. Estos sarcómeros están dispuestos uno al lado del otro y consisten de filamentos de proteínas gruesos y delgados que se deslizan entre sí para causar la contracción de los músculos. La contracción comienza con la hidrólisis de ATP a ADP e inorgánico fosfato, lo que permite que la cabeza de la miosina se extienda y se una a un sitio de unión en actina. La acción llamada 'potencia' desencadena que la miosina puxe la fibrilla de actina hacia la línea M, acortando el sarcómero. Los sarcómeros se acortan sin que las fibrillas cambien de longitud. La contracción se controla mediante la acción de calcio, donde los filamentos de actina se asocian con proteínas reguladoras llamadas troponina y tropomiosina. Cuando los niveles de iones de calcio son altos y está presente ATP, los iones de calcio se unen a la troponina, lo que desplaza a tropomiosina y expone los sitios de unión de miosina en actina. Esto permite que la miosina se una a un sitio de unión en actina, formando un puente cruzado. Los iones de calcio se almacenan en la sarcoplásmica retícula y se liberan en respuesta a señales del sistema nervioso para contraer. Los músculos pueden producir suficiente fuerza para mover el cuerpo, permitiendo realizar acciones como tomar notas.

Mindmap

Keywords

💡Músculos esqueléticos

Los músculos esqueléticos son los que controlamos voluntariamente y componen una parte importante de nuestro cuerpo. Se activan para realizar actividades como respirar, circular la sangre y realizar acciones como tomar notas. En el video, se menciona que los músculos esqueléticos están bajo control voluntario y están compuestos de fibras musculares, que son células cilíndricas largas y contienen varios núcleos.

💡Tejidos musculares involuntarios

Los tejidos musculares involuntarios, como el músculo cardíaco y el músculo liso, no los controlamos conscientemente. Estos tejidos son esenciales para funciones vitales como la contracción cardíaca y la digestión. En el video, se destaca que estos tejidos no requieren de un control consciente para sus acciones.

💡Neuromuscular

La unión neuromuscular es el lugar donde se intercambia la señal entre el sistema nervioso y los músculos. Es crucial para que los músculos respondan a los impulsos nerviosos. En el video, se describe cómo la bulbo axonal se conecta con la fibra muscular en esta unión, lo que permite a los músculos recibir y responder a las señales nerviosas.

💡Miofibrilas

Las miofibrilas son estructuras dentro de las fibras musculares que contienen las unidades contractiles llamadas sarcomeros. Son componentes fundamentales de los músculos esqueléticos y son responsables de la contracción y relajación muscular. En el video, se indica que las miofibrilas están compuestas de filamentos de proteínas que se deslizan entre sí para causar la contracción muscular.

💡Sarcomero

El sarcomere es la unidad contractil que compone a los sarcomeros y está formado por filamentos de proteínas gruesos y delgados alternados. Es responsable de la apariencia estriado de los músculos esqueléticos. En el video, se describe cómo los sarcomeros se acortan cuando los filamentos de actina se deslizan a lo largo de los filamentos de miosina.

💡Mecanismo del filamento deslizante

El mecanismo del filamento deslizante es el proceso mediante el cual los músculos se contraen. Se produce cuando los filamentos de actina se deslizan sobre los filamentos de miosina, lo que resulta en el acortamiento de los sarcomeros y, por lo tanto, de los músculos. En el video, se detalla cómo este mecanismo es fundamental para la contracción muscular y cómo la energía proviene de la hidrólisis de ATP.

💡ATP (Ácido Adenosín trifosfato)

El ATP es la fuente principal de energía en las células y es esencial para la contracción muscular. Cuando el ATP se hidroliza en ADP e inorgánico fosfato, esto permite que la cabeza de miosina se extienda y se una al actina, desencadenando el proceso de contracción. En el video, se menciona que la contracción comienza con la hidrólisis de ATP y que una nueva molécula de ATP debe unirse para que la miosina se libere y el músculo se pueda relajar o contraer de nuevo.

💡Calcio

El calcio desempeña un papel crucial en el control de las contracciones musculares. Las fibras musculares están asociadas con proteínas reguladoras llamadas troponina y tropomiosina. Cuando los niveles de iones de calcio son altos y hay ATP presente, los iones de calcio se unen a la troponina, lo que desplaza a tropomiosina y expone los sitios de unión de miosina en el actina. En el video, se explica cómo el calcio es esencial para que los músculos se activen y se contraigan.

💡Sarcoplasmic reticulum

El sarcoplásmico retículo es el sitio donde se almacenan los iones de calcio en los músculos. Cuando se reciben señales del sistema nervioso, estos iones son liberados y fluyen hacia los miofibrilas para desencadenar la contracción muscular. En el video, se destaca la importancia del sarcoplásmico retículo en el proceso de liberación y almacenamiento de calcio.

💡Tubos T

Los tubos T son estructuras que se extienden a lo largo de la fibra muscular y son cruciales para la transición de la excitación nerviosa a la contracción muscular. Cuando una molécula es liberada de un neurona y se une a los receptores, desestabiliza la membrana muscular y la impulso eléctrico viaja por los tubos T, lo que abre las reservas de calcio. En el video, se menciona cómo los tubos T juegan un papel importante en la señalización para la contracción muscular.

💡Troponina y Troponiosina

Las proteínas reguladoras troponina y tropomiosina están presentes en las fibras musculares y son esenciales para el control de la contracción. Cuando los niveles de calcio son altos, los iones de calcio se unen a la troponina, lo que desplaza a tropomiosina y permite a la miosina unirse al actina. En el video, se describe cómo estas proteínas regulan la contracción muscular al controlar el acceso a los sitios de unión de miosina en el actina.

Highlights

Muscles are used every day for various activities like breathing, circulating blood, and moving limbs.

Cardiac and smooth muscle tissues are involuntary, while skeletal muscle is under voluntary control.

Skeletal muscles are composed of bundles of muscle fibers, which are long cylindrical cells with multiple nuclei.

Muscles contract or relax when they receive signals from the nervous system via a neuromuscular junction.

Muscle fibers consist of many myofibrils, which contain contractile units called sarcomeres.

Sarcomeres have alternating thick and thin protein filaments, giving skeletal muscle its striated appearance.

Muscle contraction occurs when actin and myosin filaments slide past each other in the sliding filament mechanism.

Myosin filaments pull actin filaments along their length, facilitated by cross bridges.

A bound ATP molecule hydrolysis triggers the myosin head extension and binding to actin, forming a cross bridge.

The power stroke allows myosin to pull actin filaments toward the M line, shortening the sarcomere.

ADP and inorganic phosphate are released during the power stroke, with myosin remaining attached until a new ATP binds.

ATP binding can either initiate another contraction cycle or allow the muscle to relax.

Muscle contractions are regulated by calcium ions, which bind to troponin and displace tropomyosin to expose myosin binding sites on actin.

Calcium ions stored in the sarcoplasmic reticulum are released in response to nervous system signals to initiate contraction.

Neuronal molecules bind to muscle receptors, depolarizing the membrane and triggering contraction via calcium release.

The entire sarcomere shortens as actin and myosin slide along each other, with Z lines drawing closer to the M line.

When muscle fibers contract together, the entire muscle fiber shortens, generating force to move the body.

Skeletal muscles can produce enough force to perform various movements, such as taking notes.