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Vergara

  1. 1. Relación Estructura-Función Contracción Muscular M esquelético M liso 0,05 mm = 50 µm http://missinglink.ucsf.edu/lm/IDS_101_histo_resource/nerves_muscle.html
  2. 2. Relación Estructura-Función Estructura-Aspecto Liso (recubrimiento de algunos epitelios: intestino, vasos sanguineos) Estriado (esquelético y cardiaco) Función “ rápidos, lentos”, capacidad de mantener tensión con bajo costo energético (musculo de invertebrados (almejas, insectos), etc
  3. 3. Contracción: especialización del fenómeno de motilidad celular y de organelos asociada a todas las células eucariontes. (Barnes)
  4. 4. Niveles de organización biológicos Al cambiar de nivel: surgen propiedades que no necesariamente son la suma de las partes .
  5. 5. Ordenes de Magnitud (tamaño de estructuras) Célula (motoneurona) : 0,1 mm = 100 µm Organelo: 1  m Macro Molécula 10 nm Tejido: 1 cm Organismo: 1m (2x) (2x) (/2) (/2) En esta sesión Rodolfo Llinas, El cerebro y el mito del yo
  6. 6. Ordenes de Magnitud (tiempos) Célula: ms, seg, min, horas…. Organelo: ms, seg, min….. Macro Molécula: ns, µs …. Tejido: seg, min, horas… Organismo: seg,horas, años. En esta sesión Canales de iones Na-K ATPasa
  7. 7. 1 : Señal electrica nervio (potencial de acción motoneurona, o potenciales marcapaso en corazón y algunos m lisos) 2 : Liberación de Neurotransmisor (Acetilcolina en m. esquelético de mamíferos) 3 : Señal eléctrica (Pot placa y pot acción) en célula muscular (  curso temp m esquelética, cardiaca o lisa) http://www.efdeportes.com/efd38/fatiga1.htm Miosina Actina, Tn, Tm Motoneurona TT Ret. Sarcoplasmico Placa neuromuscular
  8. 8. 4 : Señal eléctrica genera liberación de calcio del retículo sarcoplasmático (  m esqueletico, cardiaco y liso). 5-6 : El calcio liberado prermite la interacción entre actina y miosina (unión a proteinas reguladoras Troponina y Tropomiosina) 7 : La Miosina ATPasa desplaza al filamento de actina en el sarcomero. M-ATPasa  0,01 ATP/seg, M+Factina  4,5 ATP/seg in vitro,  6,3 ATP/seg in vivo 8 : Se acorta el músculo porque todos los sarcomeros en serie se acortan. 9 : Calcio se recaptura hacia el lumen del retículo por acción de la Bomba de Calcio (Ca ATPasa).
  9. 9. Canales dependientes de potencial, selectivos a Na + y K + La Placa Neuromuscular Ca 2+ K +
  10. 10. Canal selectivo a Na + que se abre con cambios (despolarizaciones) del potencial de membrana
  11. 11. Sistema Nervioso: Una metáfora geográfica: 2.000.000 x <ul><li>Cuerpo Neuronal: Campo de futbol </li></ul><ul><li>Dendrita: 2.4 Km (5 bifurcaciones) </li></ul><ul><li>Axón: ancho de una calle (+ mielina) </li></ul><ul><li>Largo de un Axón: Santiago a Pto Mont (1.200 km) </li></ul><ul><li>Membrana celular 1 cm </li></ul><ul><li>Espacio Sináptico 3 cm </li></ul><ul><li>Receptor de Ach 0.4 cm </li></ul><ul><li>Pto Mont a Santiago toma el mismo tiempo </li></ul><ul><li>que los últimos 3 cm! </li></ul>Diego Fernandez-Duque Villanova University
  12. 12. Músculo esquelético, microscopía de barrido Diámetro: 20-80 micrones; f (especie, tipo músculo)
  13. 13. Se retiró el nervio, breve digestión enzimática
  14. 14. La longitud del músculo no cambia El músculo se acorta Contracciones isométricas (longitud constante) e isotónicas (carga constante) Electrodos para estimular
  15. 15. Tensión isométrica
  16. 16. Excitacion…….”agente intermediario”……..Contraccion Contraccion NO necesita Ca ext. Contraccion SI necesita Ca ext.
  17. 17. Actina Miosina Diametro células: 3 a 150  m, largo: muy variable
  18. 18. Mecanismo Molecular de la Contracción Posibilidades Que se acorten los filamentos Que se interdigiten los filamentos Aspectos estructurales, microscopia electronica (Difraccion rayos X)
  19. 19. Se extrae miosina Identificacion de los componentes del sarcomero A I Z Se extrae miosina
  20. 20. M. Solubilizado Solo miosina Componentes moleculares mayoritarios en una célula muscular: gel Otros: Titina, creatina quinasa, prot. M, prot. C, paramiosina, nebulina ATPasa activada por actina
  21. 21. Músculo cardíaco Los discos intercalados contienen desmosomas y “gap junctions” que dan cuenta de la comunicación eléctrica entre las células del tejido cardiaco (miocardio). Diametro miocardiocitos: 20  m Discos intercalados
  22. 22. Huxley y Taylor 100  m = 0,1 mm
  23. 23. Tipo I : rojas lentas (S), Tipo II A: rápidas resistentes a fatiga (FR) T ipo II B : rápidas fatigables (FF) Criterios generales: Metabolismo y rapidez de la contraccion. Parámetros evaluados: diámetro, irrigación, cantidad de mitocondrias, niveles de mioglobina, cinética de la miosina ATPasa, cantidad de retículo, cantidad de Ca-ATPasa en RS, reservas de glicógeno Gastrocnemius de gato Cortes seriados, distintas tinciones
  24. 24. Corte transversal, tinción para capilares
  25. 25. Unidad de contracción Muscular: Unidad Motora Una motoneurona y todas las fibras que inerva (100 a 1000 fibras musculares) Kandel, cap 34
  26. 26. Unidad motora: una motoneurona y todas las fibras musculares que contacta.
  27. 27. Tensión desarrollada depende de activación de las unidades
  28. 28. Máxima tensión desarrollada: Tensión Tetánica
  29. 30. Volviendo a los aspectos moleculares….
  30. 31. El sarcomero Miosina: 11 nm, actina 5 nm
  31. 32. Detalle del filamento delgado de actina
  32. 33. Filamento Grueso: formado por varias moléculas de miosina Autoensamblaje espontáneo, polarizado
  33. 34. Diferencias: dominios de union a diferentes ligandos (mb)
  34. 35. La polaridad del filamento de actina cambia a nivel de la línea Z
  35. 38. 24000 x
  36. 40. 600000 x (25 veces fig ant)
  37. 43. “ CICR” “ Acoplamiento electrostatico” En músculo cardiaco el acoplamiento es mediado por la entrada de calcio desde el exterior, “Calcium induced Calcium release” Acoplamiento Excitación-Contracción
  38. 44. Regulación por calcio de la interacción Actina - Miosina La posición de la tropomiosina con respecto a actina cambia cuando hay calcio alto
  39. 47. http://galeria.sld.cu/d/796-4/Tipos+de+neuronas.jpg Tamaños Neuronales 15-20 µm Diam. motoneurona Longitud axon: metros
  40. 48. http://www.scribd.com/doc/18296142/Contraccion-Muscular
  41. 50. Interaccion de titina con los filamentos de actina y miosina PM: 3-3,7 Mda “ Resorte molecular” que da cuenta de parte de la tension pasiva PNAS 100: 12688-12693, 2003
  42. 51. Organización somatotópica de la corteza motora
  43. 52. Las motoneuronas en la espina dorsal estan “ordenadas”
  44. 53. Acortamiento inducido por ATP ( y estiramiento inducido por….) H Y H, 1954 (contraste aumentado)
  45. 54. H y N, 1954 Estiramiento pasivo Tetano isotonico Celulas musculares individuales

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