Fisiologia 1

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Fisiologia 1

  1. 1. 2012APUNTES FISIOLOGÍA DEL DEPORTE Apuntes de Fisiología del Deporte, modificados por Caye y Sierra. Javier Sierra FJSierras 10/04/2012
  2. 2. Contextualización de la asignatura.Anatomía: estudia de la estructura y morfología de nuestro cuerpo.Fisiología: se basa en la anatomía y se encarga de ver cómo funciona nuestro cuerpo, la función de los órganos, tejidos, metabolismo… y cómose integran sus funciones para regular nuestros ambientes internos.Fisiología del esfuerzo: es el estudio de cómo las estructuras y funciones del cuerpo se ven alteradas cuando estamos expuestos a series agudasy crónicas de ejercicio; el “que ocurre” y “cómo ocurre”.Fisiología del deporte: trata lo mismo que la fisiología del esfuerzo pero que tiene unas connotaciones hacia el entrenamiento y el rendimiento;“cómo se comporta el organismo en circunstancias deportivas de estrés”.Reacción aguda: respuesta del cuerpo a una serie individual de ejercicio; esta respuesta (adaptación al estímulo) puede ser: • Durante: realizo una contracción del bíceps con una mancuerna. • Después: dejo la pesa en el suelo y estoy descansando. • Residual: secuelas posteriores sobre el organismo en cuestión. Las nuevas tecnologías nos permiten determinar los cambios que se producen en los sistemas ante una actividad deportiva; ante estassituaciones podemos determinar ciertos parámetros: • Actividad del corazón: electrocardiograma (ECG). • Consumo de oxígeno (correr en cinta,…): mide el aparato respiratorio frente al movimiento. • Actividad muscular (potencial de acción): electromiograma. Influyen factores ambientales (temperatura, humedad, nivel de ruido, momento del día…), de género, de ingesta de comida… No es lo mismoun factor ambiental que una reacción aguda; hay que saber diferenciarlos. La principal herramienta de medida son los ergómetros; nos permiten controlar el trabajo y medirlo de alguna determinada manera; ej:Cicloergómetros, cintas ergométricas, otros… Además de la herramienta, necesitamos un protocolo de actuación (controlar, estandarizar y medir). Búsqueda de la especificidad de laspruebas de esfuerzo; los ergómetros evolucionan y deberemos utilizar protocolos específicos para situaciones específicas (ciegos,parapléjicos,…). Los ergómetros miden la respuesta aguda.Adaptaciones fisiológicas crónicas: ante un ejercicio regular hay una adaptación (respuesta), bien conducidas nos permite mejorar nuestrorendimiento (mejora de eficacia y capacidad ante el ejercicio). Estas adaptaciones se basan en los principios del entrenamiento: Principio deindividualidad, especificidad, desuso, sobrecarga progresiva…Sistemas funcionales; organización del organismo humano: Las células son las unidades vivas más pequeñas de estructura y función delcuerpo. Haciendo un acercamiento de menos a más complejo tendríamos: Átomo<Molécula<Célula<Tejidos<Órganos<Sistemas. La unión de varias células enfocadas hacia un objetivo común da como resultado la aparición de tejidos; si juntamos muchos tejidos hacia unamisma función obtendremos órganos; estos están dispuestos de tal forma que puedan actuar juntos para realizar funciones específicas (corazón,cerebro, hígado…), dando así origen a un sistema/aparato (cardiovascular, respiratorio, musculo-esquelético…) que son las unidades máscomplejas que hay dentro de nuestro organismo. Los sistemas se pueden clasificar en función de su objetivo principal (función): encargados de la captación de nutrientes, sistemas detransporte, sistemas encargados de la eliminación de productos de desecho, reguladores de las funciones corporales (sistema nervioso yhormonal)... -1-
  3. 3. Homeostasis: es un estado de equilibrio interno del organismo que se produce a nivel celular. Concepto muy importante para la Fisiología.Persistencia de condiciones estáticas o constantes en el medio interno. Bloque I: Cuestiones esenciales para el movimiento. Tema 1: Tipos de tejido: estructura y función del tejido muscular esquelético.Tendones: parte no activa del músculo, solo transmite movimiento.Tejido muscular: parte activa del aparato locomotor. Hay de 3 tipos: 1-Tejido muscular liso: principalmente órganos y vísceras. Control involuntario: órganos internos y vasos sanguíneos. 2-Tejido muscular cardiaco: control involuntario: corazón, con características similares a la de los músculos esqueléticos. Ante unentrenamiento de fuerza podemos llegar a la hipertrofia de las paredes del corazón. 3-Tejido muscular esquelético: control voluntario (lo que permite entrenarlos); se unen al esqueleto por los tendones. Si lo cortamostransversalmente encontraremos las fibras musculares, formadas a su vez por miofibrillas musculares, en las cuales hallamos los sarcómeros(unidades contráctiles de la fibra muscular).Estructura del músculo esquelético: 1º capa, Epimisio (tejido conectivo que envuelve el musculo) Tejido que envuelve al musculo completo. 2º capa Perimisio (tejido conectivo que envuelve al fascículo muscular. Envuelve por dentro a las distintas capas que hay. 3º capa: Endomisio (tejido conectivo que envuelve a la fibra muscular. Dentro de las distintas capas envuelve a los fascículos que hay enellas.LA FIBRA MUSCULAR AL MICROSCOPIO, GUYTON (2007) = 50% PESO DEL CUERPO: 40% músculo esquelético + 10% músculovisceral (9,6% tejido liso; 0,4% tejido cardíaco, peso del corazón). El tejido muscular es la parte activa del aparato locomotor, ya que realiza fuerza sobre las estructuras óseas para que se produzca elmovimiento.La fibra muscular: Generalidades: • Células multinucleadas; polinucleares (con más de un núcleo). • Los extremos se insertan en los tendones, y los tendones al hueso; transmitiendo la fuerza del músculo al esqueleto a través de los tendones. Atletas de color: tendones más engrosados que transmiten más fuerza del músculo al esqueleto. • Cada fibra contiene su aparato contráctil. (sarcómero). Las miofibrillas están formadas por diferentes sarcómeras unidas entre sí, con el fin de lograr la contracción del músculo. • Cada fibra se contrae por separado. • Existen células satélites que rodean y regeneran el tejido muscular -2-
  4. 4. Estructura de la célula (fibra muscular): • Sarcolema (Membrana Celular). • Sarcoplasma (Citoplasma). Serie de tubos transversales enredados entre sí que recorren las paredes de la célula. • Retículo sarcoplasmático (Retículo Endoplasmático). • Núcleo (varios). • Miofibrillas y filamentos de actina y miosina. Teoría del filamento deslizante: No es que se acorten las células; sino que se acoplan (deslizan) unas sobre otras. Sarcolema: (membrana celular): constituye la membrana celular de las fibras musculares, formada por una membrana plasmática (elástica),que permite la flexibilidad y elasticidad de este tipo de células. Caracterizada por un material polisacárido (función de reserva de energía yestructural). Tiene colágeno que ofrece resistencia al sarcoplasma. Los extremos se unen a los tendones. Sarcoplasma: (Citoplasma): contiene proteínas, minerales, glucógeno, grasas disueltas... No es igual que el citoplasma de otras células, yaque contiene depósitos de glucógenos y mioglobina (mioglobina: compuesto que se combina con el O2). El sarcoplasma también tiene unaextensa estructura de túbulos transversales (Túbulos T): son extensiones del sarcolema, que pasa lateralmente a través de las fibras musculares.Estos Túbulos T están interconectados cuando pasan por entre las miofibrillas, permitiendo que los impulsos nerviosos recibidos por elsarcolema sean transmitidos rápidamente a miofibrillas individuales. Los Túbulos T proporcionan también caminos hacia las partes interiores dela fibra muscular para las sustancias transportadas en los fluidos extracelulares, tales como glucosa, O2 y los iones (medio de unión entre elexterior y el interior de la célula). Retículo Sarcoplasmático: dentro de las fibras musculares se halla también una red longitudinal de túbulos, conocido como el retículosarcoplasmático. Estos canales membranosos corren parejos a las miofibrillas y dan vueltas alrededor de ellas. El retículo sarcoplasmático sirvecomo depósito para el Calcio, que es esencial para la contracción muscular. Cada Túbulo T está acompañado por 2 cisternas, formando una triada. Resumido: transmiten el impulso que viene de la neurona a lamiofibrilla. Impulso eléctrico a través de la membrana muscular. -3-
  5. 5. Miofibrillas: cada fibra muscular contiene varios centenares y carios miles de miofibrillas (conjuntos de sarcómeras). Representan loselementos contráctiles de los músculos, no se acortan los filamentos, se deslizan unos sobre otros. En las miofibrillas aparecen largosfilamentos de subunidades todavía más pequeñas: los sarcómeros (son todo aquello que recibe el estímulo (impulso) se va a contraer). Unaunión de sarcómeros unos detrás de otro forman la miofibrilla.NOTA: el músculo no genera fuerza sino tensión y la tensión genera fuerza. Hay 3 tipos de contracción muscular:-C. Concéntrica: se acortan las fibras musculares. EG: En flexión de brazo, el bíceps braquial hace c. concéntrica-C. Excéntrica: se alargan las fibras musculares. EG: En extensión de brazo, el bíceps braquial hace c. excéntrica-C. Isométrica: se mantienen las fibras musculares aguantando el peso del cuerpo.Pregunta examen 1er cuatrimestre: Un dxtista realiza una contracción excéntrica de tríceps sural; ¿Qué ocurre?C) El gastronemio lateral alarga la distancia entre discos Z del tríceps sural.Sarcómero: características generales de los filamentos:- Dentro de cada miofibrilla hay aproximadamente entre 3000 filamentos de actina y 1500 de miosina.- Cada uno está delimitado por dos bandas Z, una a cada extremo del sarcómero.- En la Banda I solamente hay filamentos delgados de actina.- La banda A representa regiones que contienen filamentos gruesos de miosina y filamentos finos de actina.- La zona H es la porción central de la Banda A, que aparece cuando el músculo está en reposo.- El objetivo del sarcómero es acortar la distancia entre las líneas Z.La actina y la miosina son dos proteínas que se encargan de la contracción muscular. Filamentos finos: actina. Filamentos gruesos: miosina. Filamento de Actina F: cada filamento de actina tiene uno de los extremos insertado en una línea Z, con el extremo contrario extendiéndosehacia el centro del sarcómero (se propaga longitudinalmente hasta la zona H), tendido en el espacio entre los filamentos de miosina. Cadafilamento de actina contiene un punto activo al que puede adherirse la cabeza de miosina. La actina a su vez se compone de 3 elementos: Actina G (globular): forma la columna vertebral del filamento (son 2 hilos); se unen unas con otras formando filamentos bordeados por los túbulos de tropomiosina. Tropomiosina: proteína en forma de tubos que rodea la molécula. Troponina: proteína más compleja que se une a intervalos regulares a los dos hilos de actina G y a la tropomiosina. Estas moléculas reciben el calcio. -4-
  6. 6. Las moléculas de actina son globulares y se unen entre sí para formar hilos de moléculas de actina. Luego dos hilos se enrollan formando undiseño helicoidal, muy similar a dos filamentos de perlas entrelazados. La tropomiosina es una proteína en forma de tubo que se enrollaalrededor de hilos de actina, encajando en las hendiduras entre ellos. La troponina es una proteína más compleja que se une a intervalosregulares a los dos hilos de actina y a la tropomiosina. La tropomiosina y la troponina actúan juntas de un modo intrincado junto con iones de Capara mantener la relajación y para iniciar la acción de la miofibrilla.¿Cuál es la función de la troponina y tropomiosina?La tropomiosina bloquea el punto activo, no deja que se una la miosina y la actina, para ello el Ca se agrega a la troponina y gira el filamento deforma que deja al filamento abierto para que la cabeza de miosina ocupe el punto activo y forme el puente cruzado. Filamento de Miosina: cada molécula de miosina es un hexámero compuesto de dos cadenas proteicas pesadas que se entrelazan para formaruna alarga cola y unas estructuras globulares denominadas cabezas. En la zona de la cabeza, con cada cadena pesada se asocian dos cadenasproteicas ligeras (la miosina consta de 6 cadenas proteicas). Uno de los extremos de cada hilo esta doblado formando una cabeza globular, denominada cabeza de miosina. Cada filamento contiene variasde estas cabezas, que sobresalen del filamento de miosina para formar puentes cruzados que interactúan durante la acción muscular, con puntosactivos especializados sobre los filamentos de actina. Los muertos mantienen la rigidez porque mantienen los puentes cruzados activos.NOTA: La titina es una molécula elástica. Tiene dos funciones principalmente: 1. Estabiliza la posición de los filamentos contráctiles. 2. Su elasticidad retorna los músculos estirados a su longitud de reposo.La titina estabiliza los filamentos contráctiles. La titina es ayudada por la nebulina, una proteína gigante inelástica que yacejunto a los filamentos delgados y se inserta en el disco Z. La nebulina ayuda a alinear los filamentos de actina del sarcómero. -5-
  7. 7. Impulso motor:El impulso nervioso (a las terminaciones del nervio (axones) NeurotransmisoresProvocará la despolarización de la membrana celular del músculo Liberación de acetilcolinaPotencial de acción. (Ach) Hay un mensaje transmitido de la neurona a la fibra muscular denominado impulso motor que pasa por los túbulos T al interior de lamiofibrilla. Manda el mensaje al retículo de que las reservas de calcio sean liberadas. Ese calcio se agrega a la troponina para que se produzca larotación de filamento. Cuando llega el impulso nervioso el retículo sarcoplasmático libera más Ca. Liberación de acetilcolina que provocará la despolarización de lamembrana celular del músculo (potencial de acción). El potencial eléctrico se propaga en el sarcolema y al interior de la célula a través de losTúbulos T. Llegando igualmente al retículo sarcoplasmático. Hay una neurona que forma la placa motora. A través de un proceso químico laestimulación eléctrica llega al músculo, esto hace que los filamentos de la fibra aumenten.Proceso de contracción: el resultado final de la contracción es debido al efecto sumatorio del acortamiento de cada sarcómero (teoría delfilamento deslizante, establecida por Hexley, H.E); esta teoría propone que las fibras musculares se acortan o se alargan porque los filamentosgruesos y finos se deslizan entre si sin que cambie la longitud de los mismos filamentos.Concepto base. La contracción: fuerza es la tensión muscular generada. Fernández: la contracción del músculo esquelético es un proceso quenos permite generar fuerza para mover o resistir una carga.CARACTERISTICAS DE LA TEORIA DEL FILAMENTO DESLIZANTE. Acción mecánica de los puentes cruzados: las cabezas globulares de los puentes cruzados de miosina proporcionan el impulso mecánico paraque se deslicen entre si los filamentos de actina y miosina (de carácter asincrónico entre puentes cruzados). Para producir movimiento esnecesario enganchar y desenganchar miles de veces.A través de un proceso químico se produce una contracción mecánica. Contracciones excéntricas: zona H se incrementa. Conexión entre actina, miosina y ATP: la interacción y el movimiento de los filamentos proteicos-osciles combinándose, desenganchándose yvolviendo a combinar en lugares nuevos. Una molécula de ATP permite al complejo de actino-miosina, desenganchándose y conectándose denuevo en lugares a lo largo de las cadenas de actina. Se hidroliza el ATP (forma ADP y P), se librea energía modificando la posición de lacabeza globular del puente cruzado de miosina, de forma que interaccione y oscile con la molécula de actina adecuada; unión débil hasta que novuelve a puente cruzado (desprenderse del ADP). El entrenamiento especifico de velocidad y potencia modifica la actividad enzimática para facilitar la secuencia de acontecimientos de laacción muscular. La miosina es un ATPasa, es decir, hidroliza el ATp para formar ADP y Pi, reacción que proporciona la contracción muscular;es decir, estos entrenamientos mejoran el funcionamiento (acción) de los puentes cruzados; por lo tanto, se producirá una contracción más veloz.Fase de la teoría de ligamento deslizante:1. Acoplamiento excitación-contracción: es el mecanismo fisiológico mediante el cual una descarga eléctrica en el musculo inicia losacontecimientos químicos que ocasionan la contracción. Con el músculo inactivo las reservas de Ca son mínimas, cuando llega el impulso aumentan estas reservas. La unión de Ca a la troponina enlos filamentos de actina libera la inhibición de la troponina de la interacción actina miosina. Los puentes cruzados se desacoplan cuando el ATP se une al puente de miosina. El acoplamiento y desacoplamiento continua mientras que lasconcentraciones de Ca sean suficientes. La interrupción del estimulo nervios al musculo hace que el Ca vuelva a los sacos laterales delretículo sarcoplasmático. -6-
  8. 8. [Disminuye Ca++ bajo el músculo inactivo. Con la llegada del potencial de acción, el calcio aumenta desde los sacos laterales del retículosarcoplasmático. La unión de calcio a la troponina en los filamentos de actina libera la inhibición de la troponina de la interacción actino-miosina (hace que rote). La ATPasa de la miosina escinde el ATP cuando se juntan los lugares activos de la actina y la miosina; esta degradación convierte la energía química en mecánica; desplaza los puentes cruzados de miosina y genera tensión muscular] [Excitación a través de los excitadores de la neurona a la fibra muscular. Esta excitación hace que el calcio de los sacos del retículo seanliberados a los filamentos del sarcómero; la división del ATP y ADP y fosfato inorgánico hace que se produzca el golpe mecánico que hace que unos filamentos se desplacen sobre otros]2. Excitación-relajación: completada la acción muscular, los mecanismos de trasportes activos bombean Ca al retículo sarcoplasmático, dondese concentra en las vesículas laterales, esta recuperación produce la separación de los puntos activos, desactivación de la troponina-tropomiosina,IMPIDE la unión. Se vuelve a la situación inicial.CURIOSIDAD: rigidez cadáver: no existe ATP y los filamentos se quedan enganchados y el músculo no puede volver al estado relajado.Posibles Preguntas de Examen:¿Qué ocurre cuando los músculos se encuentran muy fatigados y no pueden contraerse? Que no hay calcio.¿Qué ocurre si no hay impulso motor? Los puntos activos seguirán atrapados por la tropomiosina.La activación y relajación puede describirse en 6 pasos (Silverthorn):1. Las cabezas de miosina crean puentes cruzados al unirse estrechamente a las moléculas de actina G. En este punto ningún ATP o ADP ocupa el sitio de unión sobre la cabeza de miosina. [G=Actina Globular; F=Actina en cadena]2. El ATP se fija y la miosina se desprende. Para liberarse de la actina la molécula de ATP se une a la cabeza de miosina. Esto cambia la afinidad de la miosina para la fijación de actina y la cabeza se libera de la molécula actina G (alejando el punto inicial 1 o 2 posiciones).3. Hidrólisis del ATP, resulta ADP y Pi. Ambos se mantienen unidos a la cabeza de miosina.4. La miosina se vuelve a unir a la actina, en este punto la miosina tiene energía potencial, como resorte estirado y esta lista para ejecutar el golpe de fuerza que moverá mas allá el filamento de actina. ADP+P siguen unidos a la miosina.5. Se libera el Pi y hay un golpe de fuerza.6. Se libera el ADP, en este ultimo paso el ciclo contráctil, la miosina, libera ADP, el segundo producto de la hidrólisis del ATP. En este punto la cabeza de miosina esta otra vez estrechamente unida a la miosina, en estado de contracción rígida.NOTA: Acontecimientos en la unión neuromuscular. Convierten una señal química proveniente de una neurona motora somática en unaseñal eléctrica en la fibra muscular. Acoplamiento excitación-contracción: es el proceso en el cual los potenciales de acción musculares inician señales de Ca que a su vezactivan un ciclo de contracción-relajación. Ciclo de contracción –relajación: se puede explicar por la teoría de la contracción por deslizamiento de los filamentos. En los musculointactos, un ciclo de contracción-relajación se denomina contracción.Tipos de fibras.(FT) Fibras Rápidas (blancas) (2 tipos): -Tipo IIB (OGR) -Tipo IIA (GR)(ST) Fibras Lentas (rojas) Tipo I (OL)A través de la Biopsia muscular podemos saber que fibras tiene una persona. Biopsia Tinción histoquímica En función de lasconcentraciones de diferentes tipos de isoformas de la ATPasa de la miosina de las fibras. -7-
  9. 9. Características en función del tipo de fibras: Características de las fibras de contracción rápida (FT): 1. Trasmiten rápidamente los potenciales de acción. 2. Poseen un nivel elevado de actividad. ATPasa de la miosina. 3. Liberan y captan rápidamente Ca por el retículo sarcoplasmático. 4. Generan un recambio rápido de puentes cruzados. Características de las fibras de contracción lenta (ST): 1. Transferencia energética aeróbica. 2. Bajo nivel de actividad ATPasa de la miosina y baja velocidad de contracción (hidrólisis más lenta y duradera). 3. Una menor capacidad glucolítica. 4. Sin, embargo mas capacidad metabólica aeróbica resisten mejor a la fatiga y ayudan en el ejercicio aeróbico prolongado.NOTA: el ejercicio cercano a los niveles máximos aeróbicos y anaeróbicos, como el de las carreras y la natación de media distancia a losdeportes con fases de velocidad (baloncesto, futbol) activan ambos tipos de fibras musculares. CORREDORES DE FONDO = MAS FIBRAS LENTAS (ST) VELOCISTAS = MAS FIBRAS RÁPIDAS (FT) MEDIOFONDO = TIRAREMOS DE AMBAS FIBRAS POR IGUAL Para que se produzca la contracción es necesario que la neurona motora estimule la fibra muscular, por lo que se requiere un nivel mínimo deestimulación (umbral). Este estimulo debe ser igual o superior al umbral (+20 micro voltios). Despolarización: pasa de menos a más) LEY DE TODO O NADA. Todas las fibras musculares de una misma unidad motora reciben la misma estimulación nerviosa, la totalidad delas fibras musculares de la unidad motora actúan al máximo siempre que se satisface el umbral. Así, la unidad motora exhibe también una ley deltodo o nada.El grado de tensión desarrollado por un musculo esquelético dependerá de: 1º El nº de fibras musculares estimuladas. 2º grado de tensión desarrollado por cada fibra muscular. -8-
  10. 10. Principio de reclutamiento = Principio de tamaño. Las unidades motoras con motoneuronas de menor tamaño se reclutarán primero. Lasfibras ST (lentas) son las primeras que se reclutan. • La mayor parte de acciones como caminar es generada por las fibras musculares ST (movimientos que requieran poca fuerza). • En esfuerzos máximos, el sistema nervios no moviliza el 100% de las fibras musculares. LESIONES • En actividades de resistencia (ritmo submáxima) – fibras ST y algunas FTa cuando se agota el glucógeno y después FTb (puramente rápidas; reclutadas en entrenamientos del 60-80%).Desarrollo de la fuerza. LOPEZ Y Fernández (2006):El desarrollo de la fuerza de un músculo o grupo de músculos esta determinado por la cantidad de unidades motoras activadas y por el grado deactivación individual de cada una de ellas.1º Reclutamiento del nº de unidades activas. Principio del tamaño, primero las de menor tamaño o tipo.2º Frecuencia de descarga de cada unidad motora. Un único potencial en el nervio produce una fuerza contráctil débil. Suma de estímulos. Acción muscular- Mecánica del movimiento:Acción dinámica (isotónica) Contracción concéntrica: los filamentos de actina y miosina se deslizan los unos a lo largo de los otros. Puesto que se produce movimientoarticular, las acciones concéntricas se consideran como acciones dinámicas. (Acercamientos líneas z). Disminuye la longitud del sarcómero.Existe desplazamiento actina-miosina. Contracción excéntrica: puesto que el movimiento articular se produce, esta es también una acción dinámica. (Alejamiento líneas Z).Aumenta la longitud del sarcómero. Existe movimiento articular.Un ejemplo de esto es la acción del bíceps braquial cuando el codo se extiende para bajar un gran peso. En este caso, los filamentos de actina sonarrastrados en dirección contraria al centro del sarcómero, esencialmente estirando la longitud de los músculos. Los músculos y sus tejidosconectivos.El punto donde cambia de contracción concéntrica a excéntrica es donde se produce mayor tensión muscular.Acción estática Contracción Isométrica: en esta acción, los puentes cruzados de miosina se forman y son reciclados produciendo fuerza, pero la fuerzaexterna es demasiado grande para que los filamentos de actina se muevan. Permanecen en su posición normal, de modo que el acortamiento nopuede tener lugar. Si se pueden reclutar suficientes unidades motoras como para producir la necesaria fuerza para superar la resistencia, unaacción estática puede convertirse en una acción dinámica. Discos Z mantienen la misma longitud.Ciclo estiramiento-acortamiento: Pasar de contracción excéntrica a concéntrica muy pronto. Las Fibras y la Tensión muscular:La Fuerza de la contracción aumenta si con la suma de las contracciones musculares: La fuerza generada por una única contracción no representa la fuerza máxima que puede desarrollar una única fibra muscular. La fuerzagenerada por la contracción de una única fm se puede aumentar incrementado la frecuencia con la cual los potenciales de acción del musculoestimulan a la fm. A más estimulo de neuronas, en el mismo periodo de tiempo, más tensión muscular.La fuerza total va a depender del número de estímulos que vaya a enviar la neurona en un tiempo: Si un estímulo pasa mucho hasta recibir elpróximo, esa suma de ondas no se suma, y la contracción será menor; si llegan rápido esas ondas: se suma la fuerza. • Contracción aislada: cuando los potenciales de acción repetidos están separados por intervalos prolongados en el tiempo, las fm tiene tiempo para relajarse totalmente entre los estímulos. • Sumación de ondas: si el intervalo entre los potenciales de acción se acorta, la fm no tiene tiempo para relajarse completamente entre los dos estímulos, lo que conduce a una contracción más poderosa. -9-
  11. 11. Tétanos. Si los potenciales de acción siguen estimulando a la fm repetidas veces a intervalos cortos (alta frecuencia), la relajación entre lascontracciones disminuye hasta que la fm logra un estado de contracción máximo. o Tétano fusionado o completo: la frecuencia de estimulación es suficientemente rápida (no relajación) como para que la fm no tenga tiempo de relajarse. Alcanza la tensión máxima y se mantiene. o Tétano incompleto (o no fusionado): incrementa pero no máximo.Relaciones longitud–tensión: generalmente hay una longitud óptima para producir la máxima tensión. La tensión depende directamente de lossarcómeros individuales de que comience la contracción.Cada sarcómero se contrae con fuerza óptima si se encuentra en una longitud óptima. Demasiado alargado – no interacción suficiente de los puentes cruzados. Demasiado corto – no hay suficientes puentes cruzados. [Tanto si es demasiado corto como demasiado alargado no se optimiza la fuerza]Relaciones Longitud-Tensión.(silverthon)La tensión depende directamente de la longitud de los sarcómeros individuales antes de que comience la contracción.- Cada sarcómero se contrae con fuerza óptima si se encuentra en una longitud óptima.- La teoría del deslizamiento de los filamentos predice que la tensión que una fibra muscular puede generar es directamente proporcional a la cantidad de puentes cruzados formados entre los filamentos gruesos y finos.Relaciones Fuerza-Velocidad. La velocidad a la que se acorta un músculo va a depender de la carga (equivalente de la fuerza que tiene que generar el músculo) que tiene que mover.- Carga, mayor tensión y menor velocidad. Es lo normal.- Esta relación es de tipo inverso en los músculos esqueléticos; es decir cuanta mas velocidad de acortamiento se le demande al músculo, menos fuerza podrá ejercer y viceversa.La curva F-V en una fibra muscular aislada. Características: 1. Incremento de la velocidad de acortamiento según reduce la fuerza generada por el musculo. 2. Cuando la carga excede la máxima tensión isométrica que el musculo puede generar, el musculo comienza a alongarse, como se refleja en el valor negativo de la velocidad. 3. Se pueden identificar en la curva f-v una región de aplanamiento de la curva aproximadamente donde se produce la máxima fuerza muscular isométrica.Figura 1. [Figura importante] Entrenamiento epliometico. Grafica dice: cualquier acción excéntrica mas concéntrica mas desarrollo de fuerza. Isométrico mas concéntrico menos fuerza.Figura 2. Otro dibujo. Brazo de palanca. En función del ángulo de fuerza mas fuerza o menos. En función donde se inserte el musculo en el hueso va a generar más tensión o menos haciendo una palanca. Mayor brazo de palanca mayor tensión. Según el tipo de fibra mas o menos tensión. Arquitectura muscular: Disposición de las fibras dentro de un musculo en relación al eje en el que se genera la fuerza.Variables de arquitectura: Longitud muscular. Angulo penneación Longitud fibra muscular.Acción muscular: la coordinación intramuscular (capacidad de reclutar fibras musculares)Agonista: musculo principal responsable del movimientoAntagonista: los que se oponen.Sinergistas: musculo que ayudan a los movilizadores principales.Capacidad intramuscular: Coordinación músculos agonista-antagonista.Coordinación intramuscular: capacidad de reclutar fibras musculares. - 10 -
  12. 12. Tema 2. Sistema Nervioso, control neurológico del movimiento.Sistema nervioso (pp 64 william & costill): SNC: - Encéfalo - Médula espinal (reflejos: punto + bajo) SNP: - Nervios craneales - Nervios espinales Del medio externo al SNCDivisión sensora: División motora:(aferente): informa al sistema nervioso (eferente): da respuesta a la información procedente del SNCcentral de lo que sucede fuera del cuerpoLos receptores sensitivos del cuerpo humano reciben continuamente informaciónsobre las condiciones del medio interno y externo. SNAutonomo SNSomatico (involuntario) (voluntario)El sistema nervioso: distinguimos inicialmente dos componentes. 1. El sistema nervioso central (SNC): esta formado por la médula y el encéfalo. 2. El Sistema nervioso periférico (SNP): la División Sensitiva (aferente) informa al sistema nervios central de lo que sucede fuera del cuerpo.La división motora (eferente) da respuesta a la información procedente del SNC.Los receptores sensitivos del cuerpo humano reciben continuamente información sobre las condiciones del medio interno y externo.CELULAS DEL SISTEMA NERVIOSO:Neurona: es la unidad estructural y FUNCIONAL del SN. Las fibras nerviosas individuales (el nervio) reciben el nombre de NEURONAS.En su estructura inicial distinguimos:- Cuerpo celular o soma: (soma es lo más especifico del cuerpo celular; soma + auténtico que cuerpo celular) contiene el núcleo celular.- Dendritas: (en conexión con la anterior neurona, a través del axón) reciben el impulso- Axón: es el transmisor de las neuronas (terminaciones axónicas). Protuberancias (sacos que contienen los neurotransmisores). - 11 -
  13. 13. Las neuronas se clasifican según su función en:Sensoriales o aferentes: conducen estímulo hacia la medula y encéfalo.Motoras o eferentes: conducen impulsos desde el encéfalo y la médula hacia los músculos y glándulas.Interneuronas centrales o conectoras: conducen impulsos desde las neuronas sensoriales hasta las motoneuronas.Nervios: 3 cubiertas neurales: tejido conjuntivo fibroso. 1. Endoreuro: rodea a la fibra individual de un nervio, 2. Perineuro (fascículo): rodea a un grupo de fibras. 3. Epineuro: rodea al nervio completo.Las neuronas pueden clasificarse por su función o por su estructura: • Neurona Bipolar. • Neurona Multipolar. • Neurona Unipolar.2.3 ESTRUCTURA Y FUNCIÓNProceso de Sinapsis:Impulso nervioso: es la señal [e-] (CARGA ELÉCTRICA) que pasa de una neurona a la siguiente y a un órgano final (por ejemplo músculo), onuevamente a otra neurona.Potencial de la membrana de la célula.- -70mV(interior): potencial e- en reposo.- 70mV(exterior): potencial e- en reposo. Cuando difieren estas cargas, se dice que la membrana está POLARIZADA (en reposo).Bomba de Sodio y Potasio.[K+] (potasio) alta concentración en el interior de la célula.[Na+] (sodio) en el exterior de la célula.Características:La bomba desplaza 3Na+ por cada 2K mas que introduce en ella.Se le da mayor permeabilidad a los iones de potasio que a los iones de sodio.Estas características darán lugar a la diferencia de potencial de la membrana.Bomba K-Na es la que cambia la polaridad de la membrana.1. Despolarizar o hiperpolarizar (despolarizar quitarle menos [-(-mv)] y hiperpolarizar ponerle menos [+(-mv)]):- Cuando el interior de la membrana se vuelve menos negativo en relación a la carga exterior se dice que la membrana está polarizada (potencial incrementa -70mv a 0mv). Esta da como resultado un incremento de permeabilidad de Na+.- En la situación inversa, se incrementa la polaridad a menos de -70mv= hiperpolarización de la membrana.El objetivo es: ¨ recibir, transmitir e integrar información dentro y entre células¨.Estas señales pueden ser de dos tipos:a) Potenciales graduados.b) Potenciales de acción.Potencial de acción: no es capaz de atender a otro estímulo. a) Potenciales graduado y escalonados: (en ambas direcciones) son cambios localizados en el potencial de la membrana (despolarización o hiperpolarización). b) Potencial de acción: (solo se produce despolarización) es necesario entre 15mv- 20mv para que se produzca el potencial (umbral). Rápida y sustancial despolarización de la membrana de la neurona. Es obligatorio superar el umbral mínimo de potencia para que se produzca el potencial. - 12 -
  14. 14. Fases: Período refractorio absoluto: cuando un axón genera el potencial y se abren las puertas del sodio (¡no puede responder en este momento aotro estimulo!) se cierran estas puertas y se abren las puertas del potasio (se produce la repolarización de la membrana) dando lugar a laposibilidad de responder a un nuevo estímulo (debe ser de magnitud mayor). Esta última fase se conoce como período relativo. Período relativo: comienza a bajar y vuelve a producirse la polarización de la misma. Entra Sodio, despolarización de la membrana, cuando se encuentra en equilibrio de permeabilidad, repolarización.Impulso Motor: 1. Mayor permeabilidad a los Na++. 2. Menor permeabilidad. 3. Repolarización. 4. Vuelta al estado de inicio: homeostasis bomba Na++ K mueve los iones para que la situación se reequilibre.¿Como afecta la Vaina de mielina al potencial? Recorre más rápido si hay menos nódulos de Ranvier, ya que dejan menos espacio para lamielina. o Grasa que aísla la membrana de la célula. o Nódulos de Ranvier (zonas abiertas) o Conducción saltatoria, el potencial pasa de un nódulo a otro- conducción saltorial. Es lo azul.Mayor cantidad de vainas = menos espacio con mielina. A mayor número de nódulos = mayor espacio van a ocupar dentro de la neurona; eseespacio entre nódulos le de el apodo “saltatoria”.¿Como afecta el diámetro de la neurona? Neuronas con mayor diámetro conducen los impulsos nerviosos más deprisa.A mayor diámetro de axón, los impulsos se transmitirán más rápido.Sinapsis:El proceso de comunicación entre NEURONAS es denominado como SINAPSIS.El tipo mas frecuente es la SINAPSIS QUÍMICA, implicando los terminales del axón (transmitiendo el impulso), los receptores de la segundaneurona y el espacio entre las neuronas. Existen 2 tipos: Neurona presináptica: es aquella que recibe el impulso a través de la sinapsis, por ello los terminales del axón son terminales presinápticos.Libera y envía neurotransmisores a la postsináptica Neurona Postsináptica: es aquella que recibe el impulso de la neurona presináptica. Los receptores reciben el nombre de receptorespostsinápticos. Recibe neurotransmisores de la presinápticaSolo se transmite en una dirección: debido a la estructura de las neuronas.No existe contacto entre los terminales presinápticos y los receptores postsinápticos (hendidura sináptica). - 13 -
  15. 15. Unión NEUROMUSCULAR:- Cuando la neurona (SN) se conecta con una fibra muscular (sistema muscular).- Los terminales se mantienen.- Los receptores son las placas motoras terminales (segmentos que surcan el sarcolema).- Los neurotransmisores liberados desde los terminales del axón motor se difunden a través del canal sináptico y se unen a los receptores en el sarcolema (membrana) de la fibra muscular --- esto produce la despolarización por la apertura de los canales de sodio en la fibra muscular (recordar debe alcanzar el umbral para que se dispare el potencial). ¿Neurotransmisores?a) Neurotransmisores de moléculas pequeñas y de acción rápida.b) Nuerotransmisores neuropeptidos de acción lenta. Los primeros serán nuestro principal foco de atención (acetilcolina y la noradrenalina principalmente). Respuesta postsináptica. Potencial postsináptico excitatorio (hiperpolarización). Potencial postsináptico inhibitorio- potencial graduado –sumatorio. Dos tipos de Sinapsis: • Sinapsis eléctrica: pasan una señal eléctrica directamente desde el citoplasma de una célula a otra a través de las uniones en hendidura. La información puede fluir en ambas direcciones a través de las uniones en hendidura. Se da en el cerebro, en ambas direcciones. • Sinapsis química (la que llega a las fibras musculares): utilizan neurotransmisores para transmitir información de una célula a la siguiente. La combinación del neurotransmisor con su receptor sobre la célula postsináptica inicia una respuesta eléctrica o activa una vía de segundos mensajeros. Unidireccional, actúa con neurotransmisores. Estructura y función: Pasos para lo siguiente lo que hace la neurona presináptica. Pasos de sinapsis química. Pasos: 1. Un potencial de acción despolariza la terminación axónica. 2. La despolarización abre los canales de Ca regulados por voltaje y el Ca entra en la célula. 3. La entrada de calcio dispara la exocitosis del contenido de la vesícula sináptica. 4. El neurotransmisor difunde a través de la hendidura sináptica y se une con receptores sobre la célula postsináptica. 1 La unión del neurotransmisor inicia una respuesta en la célula postsináptica. - 14 -
  16. 16. Dos tipos de comunicación: Vía divergente: impulso motor pasa de una neurona presináptica a muchas más postsinápticas. Vía convergente: muchas neuronas presinápticas y termina en una cantidad menor de neuronas postsinápticas. SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC) Podremos distinguir principalmente el encéfalo y la medula espinal. Nuestro encéfalo se compone de varias partes (4 Regiones):- El cerebro- El diencéfalo- El cerebelo- El tronco cerebral. 1. EL Cerebro que pertenece al encéfalo, se divide en 4 lóbulos. 1. Lo bulo frontal: intelecto general y control motor (es el que más influye en actividades deportivas). 2. El lóbulo temporal: entrada auditora y su interpretación. 3. El lóbulo parietal: entrada sensora general y su interpretación. 4. Lóbulo occipital: entrada visual y su interpretación. 2. Diencéfalo: se compone principalmente del tálamo y del hipotálamo. - El tálamo es un centro importante de integración sensora. Todas las entradas sensoras (excepto el olfato) penetran en el tálamo y son transmitidas a las áreas apropiadas de la corteza. El tálamo regula todas las entradas sensoras que llegan a nuestro cerebro consciente y, por lo tanto, es muy importante para el control motor. - El hipotálamo, directamente debajo del talamo, es responsable del mantenimiento de la homeostasis, regulando casi todos los procesos que afectan el ambiente interno del cuerpo. Los centros neurales de aquí regulan: o El sistema nervioso autónomo (y, a través de él, la tensión arterial, el ritmo y la contractilidad del corazón, la respiración, digestión etc.) o La temperatura corporal o El equilibrio de fluidos o El control neuroendocrino o Las emociones o La sed o La ingestión de comida o Los ciclos de sueño y vigilia. Diferencia entre tálamo e hipotálamo: Hipotálamo es el centro de regulación homeostásico del cuerpo mientras que el Tálamo hace referencia a las sensaciones. 1. Mayor permeabilidad a los Na, la célula se inunda de los iones de sodio. Mayores cantidades de iones de sodio. Mayores cantidades de iones que entran y x lo tanto se produce la despolarización.<(carga positiva) - 15 -
  17. 17. 2. Menor permeabilidad, cuando se encuentra a 0mv ofrecen mayor resistencia.3. Repolarización, debido a la mayor carga positiva en el interior se abren las compuertas del K y estos iones se desplazan al exterior que es mas negativo. Para que la neurona vuelva a un estado de reposo es necesario un ultimo acontecimiento. Situación inicial. Alta concentración de sodio en el interior de la célula. Alta concentración de potasio en el exterior de la célula. Bomba de sodio y potasio restructuración de los iones. 3. El cerebelo: situado detrás del tronco cerebral y conectado a numerosas partes del encéfalo. Función crucial en el control del movimiento 4. Tronco cerebral: formado por el:- Mesencéfalo- Protuberancia- El bulbo raquídeo (tallo de nuestro cerebro), conectando el encéfalo y la medula espinal.No muy importante, sólo lo subrayado:1- Todos los nervios sensores (vía aferente) y motores (vía eferente) pasan a través del tronco cerebral, ya que transmiten información entre el encéfalo y la medula espinal.2- Este es el lugar de origen para 10 de las 12 parejas de nervios craneales. El tronco cerebral también contiene los principales centros reguladores autónomos que ejercen control sobre el aparato respiratorio y el sistema cardiovascular.3- Un grupo especializado de neuronas situadas a lo largo de todo el tronco cerebral, conocidas como sustancia reticular, están influidas por y tienen una influencia sobre casi todas las áreas del sistema nervioso central.4- Estas neuronas ayudan a coordinar la función musculo-esquelética, mantener el tono muscular, controlar las funciones cardiovasculares y respiratorias así como determinar nuestro estado de conciencia(sueño y vigilia)Por otro lado la médula espinal (ubicada en la parte mas baja del tronco cerebral):- Se compone de tractos de fibras nerviosas que permiten la conducción en ambos sentidos.- Las fibras nerviosas aferentes (sensoras, RAIZ DORSAL) llevan señales nerviosas desde los receptores sensoriales (como es el caso de los músculos) hasta los niveles superiores del SNC, después actúan las fibras motoras (RAIZ VENTRAL) que emiten la información. El impulso entra por la raíz dorsal y se envía la información a través de la raíz central.El sistema nervioso central (resumen): - 16 -
  18. 18. 1. El sistema nervioso central se compone del encéfalo y de la medula espinal. 2. Las cuatro divisiones principales del encéfalo son: el cerebro, el diencéfalo y el tronco cerebral. 3. La corteza cerebral es nuestro cerebro consciente. 4. El diencéfalo incluye el tálamo, que recibe todas las entradas sensoras que penetran en el cerebro y el hipotálamo, que es un importante centro de control de la homeostasis. 5. El cerebelo que esta conectado a numerosas partes del cerebro, es de importancia critica para el movimiento. 6. El tronco cerebral se compone del mesencéfalo, la protuberancia y el bulbo raquídeo. 7. La medula espinal lleva fibras sensoras y motoras entre el cerebro y periferia. Nota: aferente- recibe eferente-transmite SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP) Formado por el sistema sensor y el sistema motor. Organización general: Contiene 43 parejas de nervios: 12 parejas de nervios craneales que conectan con el cerebro. 31 Parejas de nervios medulares que conectan con la medula espinal. Los nervios espinales abastecen directamente a los músculos esqueléticos. Para cada nervio espinal, hay neuronas sensoras que penetran en la medula espinal a través de la raíz dorsal, y sus cuerpos celulares están localizados en el ganglio de la raíz dorsal. Las neuronas motoras abandonan la medula a través de la raíz ventral; son el eslabón final en la cadena de control de la actividad muscular, terminando en las uniones neuromusculares. 1. El sistema sensor: El sistema sensor es el encargado de recibir los estímulos del exterior. Llevan información sensora hacia el SNC. El Sistema Sensor finaliza en la médula espinal. Los reflejos se pierden por el camino. 2. El sistema motor: El SNC transmite información hacia varias partes de nuestro cuerpo a través del sistema motor, o eferente, de nuestro sistema nervioso periférico. Una vez que nuestro SNC ha procesado la información que recibe del sistema sensor, decide como debe responder nuestro cuerpo a esta entrada. Desde el cerebro y la medula espinal, intrincadas redes de neuronas van hacia todas las partes del cuerpo facilitando instrucciones detalladas a áreas objetivo (para nuestros propósitos, los músculos). El sistema sensor: Las neuronas sensoras (aferentes) tienen su origen en áreas como:- Los vasos sanguíneos y linfáticos.- Los órganos internos.- Los órganos de sentidos especiales (gusto, tacto, olfato, oído , vista)- La piel.- Los músculos y los tendones. Las neuronas sensoras en nuestro SNP finalizan en la medula espinal o en nuestro cerebro, y continuamente llevan información al SNC relativa al estado constantemente cambiante del cuerpo. Transmitiendo esta información, estas neuronas permiten que el cerero perciba lo que sucede en todas las partes del cuerpo y en el ambiente inmediato. Las neuronas sensoras dentro del SNC llevan las entradas sensoras a áreas apropiadas en las que la información puede procesarse e integrarse con otras informaciones que entran. Sistema sensor: recibe Sistema motor: actúa. EL SISTEMA SENSOR RECIBE INFORMACIÓN: ¡¡¡¡EXÁMEN!!!! - 17 -
  19. 19. 1. Mecanorreceptores, que responden a fuerzas mecánicas tales como la presión, el tacto o el estiramiento.2. Termorreceptores, que responden a los cambios de temperatura.3. Nociceptores que responden al estimulo del dolor.4. Fotorreceptores que reaccionan a la radiación electromagnética (luz) para permitir la visión.5. Quimiorreceptores que reaccionan a estímulos químicos, tales como los provenientes de los alimentos, olores o cambios en la concentración en la sangre de diversas sustancias (oxigeno, dióxido de carbono, glucosa, electrolitos, etc.). Importancia en la previsión de lesiones:- Los receptores cenestésicos articulares localizados en nuestras cápsulas articulares son sensibles a los ángulos articulares y a los cambios de ritmo de estos ángulos. Por lo tanto, perciben la posición y cualquier movimiento de nuestras articulaciones.- Los husos musculares perciben el grado de estiramiento de un musculo.Los órganos tendinosos de Golgi detectan la tensión aplicada por un músculo a su tendón, facilitando información sobre la fuerza de la contracciónmuscular El sistema motor: Responsable de la transmisión de la respuesta a varias partes de nuestro. El sistema nervioso Autónomo: - Considerado frecuentemente como parte del SNP. - Controla las funciones internas involuntarias, por ejemplo: Frecuencia cardíaca, Tensión arterial, Distribución de la sangre, Respiración… Dividido en: - El sistema nervioso simpático: prepara el organismo para hacer frente a una crisis. Por ejemplo: los momentos previos a la competiciones, adaptaciones como vasodilatación, frecuencia cardiaca capacidad de contracción, incrementa la tensión arterial, bronco dilatación, el ritmo metabólico incrementa, incrementa la actividad mental ,liberación de la glucosa desde el hígado, disminución de actividades no necesarias. Cesa su actividad para incrementar la función del sistema parasimpático; la división aferente capta información del movimiento, entonces se activan los sistemas nerviosos simpático-parasimpático (efecto vuelta al equilibrio). - El sistema nervioso parasimpático: su actividad incrementa en situaciones de calma. El sistema nervioso parasimpático es el sistema de economía domestica de nuestro cuerpo. Contiene efectos opuestos al simpático. Integración sensomotora: a. Un estímulo es recibido por un receptor sensor, el impulso viaja a través de las neuronas sensoras hasta el SNC. - 18 -
  20. 20. b. El SNC interpreta la información y determina la respuesta motora. c. El impulso motor viaja desde el SNC a través de neuronas motoras. d. El impulso motor alcanza las fibras musculares y se produce la respuesta. [SNP mantiene informado al SNC]Entrada sensora:Los caminos sensores hasta el cerebro pueden terminar en áreas sensoras del tronco cerebral, en el cerebelo, en el tálamo o en la corteza cerebral.Las áreas donde terminan los impulsos sensores reciben la denominación de centro de integración. Aquí es donde la entrada sensora esinterpretada y unida al sistema motor.Estos centros de integración varían en su función: 1 Impulsos sensores que terminan en la medula espinal: reflejo motor sencillo (quemarse un dedo). 2 Impulsos sensores que terminan en la parte inferior del tronco cerebral: reflejo motor mas difícil (control postural). 3 Señales sensoras que terminan en el cerebelo: coordinación, suavidad de movimiento, coordinación gruesa y fina (capacidad de ver un lapicero y cogerlo). 4 Señales que terminan en el tálamo: entra a nivel de la conciencia (distinguimos sensaciones). 5 Señales que terminan en la corteza cerebral: localizamos moderadamente la señal (consciencia de lo que nos rodea).Control motor (recorrido del estimulo posterior de respuesta):Después de recibir el impulso sensor, este normalmente provoca una reacción a través de una neurona motora (independiente del nivel en el quese detiene el impulso). 1 Medula espinal 2 Regiones inferiores del cerebro 3 El área de la corteza cerebralCuando el nivel de control se desplaza desde la medula espinal hasta la corteza motora, el grado de complejidad del movimiento se incrementadesde un control reflejo sencillo hasta movimientos complicados que requieren procesos cásicos de pensamiento (para modelos más complejosse originan en la corteza motora del cerebro).Actividad refleja:Ejemplo pinchazo- medula espinal o encéfalo (en función de la complejidad) reflejo: respuesta pre-programada. Los que ayudan a controlar la función muscular implica.Husos musculares (estructura)Los husos musculares, se hallan entre fibras musculares esqueléticas, denominadas fibras extrafusales (fuera de los husos). Un huso muscularesta compuesto por 4-20 pequeñas fibras musculares especializadas, llamadas fibras intrafusales (dentro del huso).Terminaciones nerviosas, sensoras y motoras, asociadas a estas fibras. Una vaina de tejido conectivo rodea el huso muscular y se une alendomisio de las fibras extrafusales.Las fibras intrafusales son controladas por neuronas motoras especializadas, denominadas neuronas gamma. Por el contrario las fibrasextrafusales (normales) son controladas por las neuronas motoras alfa.Husos musculares (ejecución)Las neuronas motoras (y) - 19 -
  21. 21. Este pre-estiramiento hace que el huso muscular sea muy sensible incluso a pequeños grados de estiramiento.El huso muscular también facilita la acción muscular normal: Parece ser que cuando las neuronas motoras alfa son estimuladas para contraer lasfibras musculares extrafusales, las neuronas motoras gamma también se activan, contrayendo las terminaciones de las fibras intrafusales. Estohace que se extienda la región central del huso muscular, dando lugar a impulsos sensores que viajan hasta la medula espinal y luego hasta lasneuronas motoras. En respuesta, el musculo se contrae. Los impulsos también se mandan a partes mas altas del SNC, aportando informaciónal cerebro sobre la longitud exacta y el estado contráctil del musculo, así como sobre la velocidad a la que esta cambiando.Esta información es esencial para el mantenimiento del tono muscular y de la postura, y para la ejecución de los movimientos. Antes deque el cerebro pueda decir a un musculo que debe hacer a continuación, el cerebro debe saber que es lo que esta haciendo el musculo enaquel momento.Órganos tendinosos de Golgi (realizan la acción contraria a los husos musculares). Perciben el exceso de contracción. Se encuentran enlos músculos semitendinosos:- Los órganos tendinosos de Golgi son receptores sensores encapsulados, a través de los cuales pasan un pequeño haz de fibras de tendones musculares. Estos órganos están situados proximalmente a las uniones de las fibras de los tendones con las fibras musculares.- Aproximadamente entre 5 y 25 fibras musculares suelen estar conectadas con cada órgano tendinoso de Golgi.- Son sensibles a la tensión en el complejo músculo-tendón y operan como un indicador de la intensidad del esfuerzo, un instrumento que percibe los cambios en la tensión.- Curiosidad: Su sensibilidad es tan grande que pueden reaccionar a la contracción de una sola fibra muscular.- Estos receptores sensores son de la naturaleza inhibidora, llevando a cabo una función protectora, reduciendo las posibilidades de que se produzcan lesiones. Cuando son estimulados, inhiben los músculos que se contraen (agonistas) y excitan los músculos antagonistas.¿Entrenamiento? Algunos investigadores especulan con que reduciendo la influencia de los órganos tendinosos de Golgi se da lugar a ladesinhibición de los músculos activos permitiendo una acción muscular más energética.La mayor parte de las acciones deportivas requieren de centros superiores del sistema nervioso: 1. Corteza motora primaria - 20 -
  22. 22. 2. Ganglios basales 3. Cerebelo. Centros superiores del cerebro. Acciones deportivas Incremento de la consciencia del movimiento: 1. Corteza motora primaria: control de los movimientos finos y discretos-- neuronas piramidales-- control consciente. Las áreas que requiere el control motor más fino tiene una representación mas grande en la corteza motora, de modo que tienen un mayor control neural. 2. Ganglios Basales. Son agrupaciones de cuerpos celulares nerviosos No se conoce bien su naturaleza. Son importantes en acciones repetidas y sostenidas como balancear los brazos. Ayudan a controlar de carácter semivoluntario (andar y correr); también controlan la postura y el tono muscular. 3. El cerebelo: crucial para el control de todas las actividades musculares rápidas y complejas.- Ayudan a coordinar la sincronización de las actividades motoras y la rápida progresión de un movimiento la siguiente.- Produce que los movimientos sean suaves de lo contrario seria espasmódicos e incontrolados.- Compara lo que queremos hacer y lo que hacemos- realiza ajustes integración informaciones.A modo resumen:- El sistema sensor del SNP siempre mantiene informado al SNC sobre lo que esta sucediendo en y alrededor de nuestro cuerpo.- El SNC interpreta toda la información sensora de entrada y decide como debemos reaccionar a través del sistema motor.- El sistema motor del SNP dice a nuestros músculos exactamente cuando y con que intensidad deben actuar.- La división autónoma del SNP ajusta las funciones fisiológicas a través del cuerpo para asegurarse que se satisfacen las necesidades de nuestros tejidos activos.2.6 Control nervioso del movimiento muscular.Antes de comenzar la actividad refleja es necesario saber que el tono muscular, es un estado de semicontraccion permanente del músculo deorigen reflejo y constituye la base sobre la cual va a tener lugar cualquier actor motor, sea simple o complejo, ya que permite los siguienteshechos fundamentales: 1 Asegura la postura dinámica en función del gesto que se va a realizar. 2 Permite el desarrollo eficaz del movimiento a través de la influencia de los centros nerviosos superiores sobre el circuito básico reflejo. 3 Asegura el movimiento y mantenimiento del acto motor.Se percibe por los músculos a través de las vías sensoras y llega ala medula.ORGANIZACIÓN DE UN REFLEJO: Centro de elaboración de la información (control motor) Via de información Via de información(via aferente) (via eferente) Acción refleja (reflejo)Se puede resumir en: - 21 -
  23. 23. 1- Un sistema capaz de reconocer determinados estímulos (receptores) y enviarlos (a través de las vías aferentes) al centro nervioso. El origendel tono muscular se encuentra en un receptor localizado en el huso muscular (integración ganglios raquídeos).2- Un sistema capaz de colaborar e integrar la información (centro nervoso) procedente de los receptores. Los husos musculares envían lainformación a la médula espinal3- Un sistema capaz de ejecutar (a través de las vías eferentes) la información elaborada por el centro nervioso (ligera contracción).Reflejo miotático, de estiramiento o monosinaptico. Vía aferente comunica directamente con la eferente.Función: la estimulación de las fibras intrahusales por el estiramiento provoca la facilitación de las motoneuronas de los sinergistas y lainhibición del antagonista (contrae cuando se está sobre-estirando).Receptor: husos musculares.Centro de integración: monosináptico. Dibujo martillo en rodilla 1. El estiramiento estimula al receptor sensitivo (huso neuromuscular). 2. Neurona sensitiva (excitada) manda el mensaje a la médula. 3. En el centro integrador (médula espinal) la neurona sensitiva activa la neurona motora. 4. Neurona motora excitada. 5. Efecto: se contrae el mismo músculo (se contrae y se libera de la contracción). 6. Relajación de los músculos antagonistas.Reflejo miotático invertido:Función: Protección cuando un musculo genera una alta tensión muscular puede poner en peligro la unión Musculo-Tendinosa, se estimula lasmotoneuronas de los músculos antagonistas que da lugar a una disminución de la tensión muscular.Receptor: Órganos tendinosos de Golgi (OTG)Centro de integración: medula espinal 1. El aumento de la tensión muscular estimula al receptor sensitivo. 2. La neurona sensitiva es excitada. 3. En el centro integrador (medula espinal) la neurona sensitiva estimula a una interneurona inhibidora. 4. La neurona motora es inhibida. 5. El efector (musculo unido al mismo tendón) se relaja y se libera del exceso de tensión.Reflejo extensor cruzado:Reflejamente mover el pie cruzado (pinchazo). TEMA 3: ADAPTACIONES NEUROMUSCULARES AL ENTRENAMIENTO RESISTIDO.3.1 Conceptos necesarios par el desarrollo:Fuerza Muscular, la intensidad máxima que un musculo o un grupo de muscular puede generar se denomina simplemente fuerza.En relación a esto se debe saber; que una RM (repetición máxima) es la máxima cantidad que un individuo puede levantar de una sola vez (sintener en cuenta el tiempo).Potencia muscular: es el aspecto explosivo de la fuerza, es el producto de la fuerza por la velocidad del movimiento:(Fuera x Distancia)/ Tiempo Máxima intensidad a máxima velocidad.-La Potencia probablemente es más importante que la Fuerza para la mayoría de las actividades.Resistencia muscular: es la capacidad de nuestros músculos para mantener acciones musculares repetidas (se tratara en el siguiente BLOQUE). - 22 -
  24. 24. Principios básicos del entrenamiento resistido: 1. Los músculos o grupos de músculos a los que quieres acondicionar 2. La intensidad del entrenamiento (nº repeticiones/sesión) 3. El numero de repeticiones por serie. 4. El numero de series por sesión. 3.2 Ganancias en fuerza mediante el entrenamiento contra resistencia. Incremento de la fuerza . [correlación entre el incremento de fuerza, el tamaño muscular y el control nervioso] Tamaño muscular. Control nervioso de las ganancias de fuerza (esta adaptación es lo 1º que se da en un entrenamiento de fuerza). Mecanismos de las ganancias de la fuerza. Atrofia muscular: adaptación inversa de hipertrofia muscular, menos tamaño de musculo. Hipertrofia muscular: más tamaño de músculo. Hiperplasia: incremento de número de fibras. Mecanismos de las ganancias de la fuerza (adaptaciones neuronales) 2.1 Control nervioso de las ganancias de fuerza: Enoka (1988): establece que las ganancias de fuerza pueden lograrse sin cambios estructurales en los músculos, pero no sin adaptaciones nerviosas: 1.- Sincronización y reclutamiento de unidades motoras adicionales. 2.- Inhibición autogénico (relajar músculo antagonista para transmitir más fuerza en el músculo agonista). 3.- Mejor coordinación, mejor aprendizaje, incremento de actividad de músculos principales. Las primeras adaptaciones del entrenamiento resistido son de carácter neuronal y luego ya de hipertrofia pasado un tiempo. Mecanismos de las ganancias de la fuerza (adaptaciones de tamaño muscular): LA HIPERTROFIA. Estas modificaciones son de carácter estructural. Podremos distinguir inicialmente dos tipos de hipertrofia: 1.- Hipertrofia Temporal: Es aquella que se produce al terminar una serie de ejercicios. Es el resultado principal de la acumulación de fluidos (edema) en los espacios intersticiales e intracelulares del musculo. 2.- Hipertrofia Crónica: se refiere al incremento en el tamaño muscular que se produce mediante el entrenamiento resistido a largo plazo. Este cambio puede ir en dos direcciones: Hiperplasia (incremento de fibras) o Hipertrofia (aumento de tamaño de fibras) Las teorías que intentan explicar la causa de este fenómeno son muy controvertidas. Pero no se debe descartar la importancia del trabajo excéntrico en los incremento de la estructura muscular. Edema: es la acumulación de líquido en el espacio tisular intercelular o intersticial, además de las cavidades del organismo. El aumento de tamaño de fibra, sólo se alcanza si las acciones excéntricas del músculo se utilizan. Las mayores adaptaciones se producen cuando se realizan acciones excéntricos. Doms = agujetas. Se producen más cuando se abusa de la contracción excéntrica. HIPERTOFIA DE LAS FIBRAS: Las primeras investigaciones mostraron que el número de fibras musculares de cada uno de nuestros músculos queda establecido en el nacimiento o poco después, y que este número permanece a lo largo de la vida: esto es incorrecto, ya que no existiría entonces la hiperplasia.- Que la hipertrofia se debe: a un mayor numero de miofibrillas, más filamentos de actina y miosina, más sarcoplasma, más tejido conectivo o combinaciones de las anteriores. - 23 -
  25. 25. - Estos cambios no siempre ocurren, la hipertrofia de las fibras individuales mediante entrenamiento resistido parece ser producto de un incremento neto de la síntesis de proteínas en los músculos. El contenido de proteínas del musculo esta en un estado continuo de flujo. HIPERPLASIA DE LAS FIBRAS: los primeros estudios en animales mostraron que la hiperplasia puede ser también un factor en la hipertrofia de músculos enteros. En gatos, se mostro que entrenamientos con peso extremadamente grandes produce la división de las mismas (1980) (relacionado con el artículo del examen). Un estudio mas reciente en humanos muestra que las áreas medias de fibras musculares de los músculos vasto externo y deltoides eran menores en un grupo de culturistas de ato nivel que en un grupo de referencia de halterófilos de competición, y eran casi idénticas a las de estudiantes de educación y a la de personas que no seguían programas de entrenamiento de fuerza.- Esto indica que la hipertrofia de fibras individuales no tenía una importancia crítica pero las ganancias en masa muscular de los culturistas si. Análisis de la información del artículo (colgado en el campus) EXAMEN. El incremento de la hipertrofia muscular se produce como consecuencia de una o varias de las adaptaciones siguientes: o 1 Aumento de las proteínas contráctiles (actina y miosina). o 2 Aumento del número y tamaño de las miofibrillas por fibra muscular. o 3 Aumento de la cantidad de los tejidos conjuntivos, tendinosos y ligamentosos. o 4 Aumento de las enzimas y de los nutrientes almacenados. EL CRECIMIENTO MUSCULAR DEPENDE DEL TIPO DE FIBRA MUSCULAR ACTIVADA Y DEL PATRÓN DE RECLUTAMIENTO. Incrementos de fuerza voluntaria (trabajo resistido) Adaptaciones neuronales Activación voluntaria del musculo Fuerza muscular CSA conclusión: el incremento de fuerza se debe a la actividad neuronal. 8-10 semanas. Interviene más el factor neuronal. - 24 -
  26. 26. ATROFIA MUSCULAR: es de obligado interés hacer referencia igualmente al fenómeno de a la ATROFIA:Cuando un musculo entrenado se vuelve repentinamente inactivo debido a que se le inmoviliza, se inician cambios importantes dentro de estemusculo en cuestión de horas.Disminución del ritmo de síntesis de proteínas (reducción del tamaño muscular).Durante la primera semana de inmovilización es cuando la disminución de la fuerza es más espectacular, siendo de un 3-4 % por día.¡ADVERTENCIA!: Esto está asociado con la atrofia, pero también con la disminución de la actividad neuromuscular del músculoinmovilizado.La atrofia parece afectar principalmente las fibras ST (lentas, las que usamos diariamente: andar…)Cuando se reanuda la actividad, los músculos pueden recuperarse de la atrofia y con frecuencia lo hacen. El periodo de recuperación essustancialmente mas prolongado que el periodo de inmovilización, pero es más breve que el periodo de entrenamiento original. [2 días de inmovilización = 4 días para recuperarme]3.4 ¿¿Es posible una modificación de los tipos de fibra??Investigaciones sobre animales han mostrado:El cambio de tipo de fibras es de hecho posible en condiciones de inervación cruzada, en que una unidad motora FT es inervada por una neuronamotora ST, o viceversa. Asimismo, la estimulación crónica de unidades motoras FT con estimulación nerviosa de baja frecuencia transformaunidades motoras FT en unidades motoras ST en cuestión de unas semanas.3.5 daño muscular:Proceso de inflamación:- Aguda- Retardada (agujetas)Aguda:Debido al edema del tejido. Lactato.Sensación de hinchazón después del entrenamiento desaparece en poco tiempo.Retardada= Doms (agujetas)Acción excéntrica provoca esta inflamación retardada.Ejercicios intensos provocan daño muscular.Doms: pueden durar hasta dos semanas, dependiendo de su gravedad (no en todas hay daño).Factores que pueden producir Doms: 1. Desgarros minúsculos en las células dañadas del tejido muscular, que liberan sustancias químicas. 2. Variaciones de la presión osmótica que retienen líquidos (hinchazón) en los tejidos circundantes. 3. Espasmos musculares o calambres. 4. Estiramiento excesivo y desgarro de partes del esqueleto del tejido conjuntivo muscular o de la superficie externa del musculo. Daño en las miofibrillas internas en la región de la línea Z. 5. Alteraciones de los mecanismos celulares de regulación del calcio. 6. Respuestas inflamatorias.Doms y acciones excéntricas: las contracciones musculares excéntricas de mucha fuerza / mucha tensión (alargamiento de unmusculo que se resiste activamente) producen generalmente el mayor daño y malestar después del ejercicio.Reducir los DOMS: con un calentamiento de concentraciones concéntricas intensas antes de ejercicios excentricos:Los efectos beneficiosos de la utilización del ejercicio concéntrico antes de una sesión intensa de ejercicio con un componente excéntrico puedeaplicarse cuando se vaya a comenzar a un entrenamiento de fuerza de alta intensidad que podrían desencadenar un DOMS que afectaría a lacapacidad de entrenamiento óptimo. - 25 -
  27. 27. 3.7 Entrenamiento Resistido. Tipos de acciones de entrenamiento contra resistencia dinámica. Pesos libres - resistencia variable - Isocinético - Pliométricos (estiramiento-acortamiento) Pila de peso Dispositivos Dispositivos Neumáticos Hidráulicos Pesos libres: no actúa en todo el rango de movimiento. Dispositivo de resistencia variable (máquina): Actúa en todo el rango de movimiento. En resumen: La capacidad para el desarrollo de fuerza está determinada por los siguientes factores: - Corte transversal del Músculo. (grande = hipertrofia) - Composición de las fibras musculares. (+fibras FT = + Fuerza) - Coordinación intramuscular. (incremento de unidades motoras e incremento de impulsos). - Situación inicial del musculo y relaciones de palanca. - Forma de la contracción - Motivación Factores SNC (deportes individuales) - Atención visualización 100m precarrera. Además en movimientos complejos también interviene la coordinación intermuscular (sintonía del desarrollo de la fuerza de sinergistas y antagonistas) Mayor activación músculos agonistas y sinergistas; menor activación antagonistas. 3.8 fatiga muscular: ¿En que elementos se pueden apreciar los efectos de la fatiga? La fatiga se produce en la placa terminal cuando el nervio motor es estimulado con una frecuencia alta. También el aparato contráctil puede fatigarse y no responde frente a los estímulos o los impulsos aportados por el nervio. Esto depende de si puede cubrir la pérdida de energía del músculo aportando oxígeno. De lo contrario las aportaciones de ATP se agotarían (vía aeróbica-anaeróbica). Ejercicios de escaleras incrementa la fatiga del SN (ejercicios de coordinación).3.9 Contractura Muscular.Por contractura se entiende un acortamiento o desarrollo de tensión de cierta duración y no transmitida. Los puentes cruzados se superponen.Puede tener diversas causas. La sustitución de los iones de Na por los de K en el medio externo da lugar a una contractura de potasio. Tambiénlas influencias químicas pueden provocar una contractura. P. ej. La cafeína (en grandes cantidades).Se produce la contracción sin despolarización.Las contracturas que también aparecen en el cuerpo son las contracturas de fatiga o agotamiento, que se producen por el agotamiento de losdepósitos de energía. - 26 -
  28. 28. TEMA IV: THE ADAPTATIONS TO ESTRENGTH TRAINING; MORPHOLOGICAL AND NEUROLOGICAL CONTRIBUTIONSTO INCREASED STRENGTH. TUTORIA ECTS.Adaptaciones morfológicas:Grupo muscular: mayor hipertrofia como respuesta al entrenamiento de fuerza se observa en el miembro superior comparado con el miembroinferior (mayor carga gravitacional).Género: los cambios absolutos en fuerza y tamaño muscular después del entrenamiento son menores en las mujeres (22). Menores niveles deandrógenos en sangre (30-32). La mayor ganancia en las mujeres es debida a las adaptaciones neuronales.Edad: el incremento absoluto del tamaño muscular en adultos es menor comparado con los adolescentes.- Estudios encuentran que no existen diferencias de edad en función de la edad en el ACSA. Estas diferencias en los resultados puede ser debidos al bajo número de sujetos y a la variabilidad interindividual. ¿Qué zonas del musculo hipertrofian? Cuadro. Proximal (33%) Medial (50%) Distal (67%)Muscle fibre hipertrophy:Incremento del CSA se debe a un incremento del material contráctil del musculo (puentes cruzados), dispuestos en paralelo por lo queincrementa la producción de fuerza.Hakkinen: determinó que las fibras de tipo II poseen una mayor plasticidad e hipertrofian más rápidamente ante el entrenamiento y que seatrofian rápidamente ante el desentrenamiento.En periodos cortos (6-10 semanas) se consigue hipertrofiar las fibras de tipo II. Son las primeras que se hipertrofian antes que las I.La proporción de fibras de tipo II en humanos ha correlacionado significativamente con hipertrofia inducida por el entrenamiento y con elincremento de la fuerza (siempre que se produzca hipertrofia se va a producir fuerza, incremento de fuerza, fibras de tipo II son las mas sensiblesa hipertrofiar). Otros aspectos: 1. Estudios longitudinales de los RHTC (entrenamiento en circuito de alta intensidad) han demostrados un aumento en la población de células satélite después de 9-14 semanas. 2. Estudios recientes muestran que 4 días de series de ejercicios con alta carga excéntrica incrementa la proliferación de las células satélites. 3. Células satélites e incremento del CSA (diferente incremento). 4. A fin de que la hipertrofia se produzca, se deben fabricar más proteínas contráctiles. Posteriormente deben ser integrados funcionalmente en las fibras existentes y en las miofibrillas.Hiperplasia: Es un aumento de fibras musculares, podrían surgir de la división de la fibra y/ o ramificación con la hipertrofia posterior de la fibra“hija” y /o miogénesis. Cualquiera de estos procesos podrían contribuir a la CSA aumento de musculo entero y de la fuerza en respuesta a losHRST. Sin embargo, el fenómeno de la hiperplasia sigue siendo polémico.Sjostrom: determinó la proliferación de las fibras musculares en humanos, pero a un ritmo muy lento y con poca contribución en la CSA. Dibujo FIG 5 Adaptaciones neurológicas. Mirar. IEMG: integrates electromyography.TEMA V: PROPIEDADES BIOMECÁNICAS DEL MÚSCULO.Relación longitud –tensión:La fuerza generada por una fibra relacionada con el numero de puentes cruzados activos en un momento determinado: a mayor numero depuentes cruzados, mayor grado de fuerza. ¿Qué distancia es la optima para la contracción de las fibras? 1,6 a 2,6.Relación Fuerza- Velocidad:La curva de fuerza-velocidad en una fibra muscular aislada tiene las siguientes características:1. Incrementa la velocidad de acortamiento se reduce la fuerza generada por el musculo.2. Cuando la carga excede la máxima tensión isométrica que el musculo puede generar, el musculo comienza a alongarse (acción excéntrica). - 27 -
  29. 29. 3. Se pueden identificar una zona de aplanamiento en la curva de fuerza-velocidad, donde se produce la máxima fuerza isométrica. En este punto, un 2% de cambio en la velocidad se asocia con un 30% de cambio en la fuerza producida.4. Se puede observar una mayor tensión generada por la fibra muscular durante acciones de alongamiento muscular.Arquitectura muscular y relación con la fuerza-velocidad y con la longitud-tensión.Arquitectura muscular: La disposición de las fibras musculares dentro de un musculo en relación al eje en el que se genera la fuerza.EP: elementos elásticos en paralelo (fascia, tejido conectivo, sarcolema).ES: elementos elásticos en serie con función actica (puentes de actina- miosina) .CC: componente contráctil (actina y miosina).- En el modelo en serie cada fibra muscular experimenta un cambio longitud en respuesta a la activación (el cambio de la longitud total del musculo es igual a la suma del cambio de cada fibra). A mayor numero de elementos de serie, mayor velocidad de contracción.- La máxima velocidad en una contracción muscular dependerá del número de fibras organizadas en serie (velocidad).- Cuando las fibras están organizadas en paralelo, sin embargo, la tensión es igual a la suma de las tensiones que puede desarrollar cada fibra. Esto esta íntimamente relacionado con el supuesto que afirma que el área de la sección transversal de un músculo representa el índice de máxima fuerza que el músculo puede desarrollar (fuerza).¿Qué tensión es capaz de generar un músculo en función de sus características de arquitectura? Mayor área de sección transversal indica mayorcapacidad de tensión para el músculo (gráfica superior). PARTE II. ENERGÍA PARA EL MOVIMIENTO Tema 4: Sistemas energéticos básicosPara que el musculo se contraiga se necesita energía (para que se produzca movimiento tiene que actuar la energía).En el ATP hay tres tipos de metabolismo para procesarlo. Hay con o sin utilización de oxígeno. Con oxígeno aeróbico, sin oxígeno anaeróbico.La energía se consigue mediante ATP.ESQUEMA: - Energía para la actividad celular. - Generalidades del metabolismo - Bioenergética: Producción de ATP - Medición de la utilización de energía durante el ejercicio. - Consumo energético en reposo y durante el ejercicio. - Causas de la fatiga.Energía para la actividad celular.Todas las formas de energía son intercambiables, ejemplo; de eléctrico a mecánico.Entre el 60% y el 70% de a energía del cuerpo se degrada (acaba transformando) a calor.Vamos a ver como nuestro cuerpo utiliza esta energía antes de que se convierta en calor.La energía tiene su origen en el sol, las plantas convierten la luz en energía mediante la fotosíntesis, por medio de reacciones químicas. Losanimales y los seres humanos comemos plantas por lo que obtenemos su energía.Energía almacenada en alimentos en forma de: Hidratos de carbono, grasas y proteínas.Estos componentes se descomponen en la célula para liberar energía.Energía termina siendo calor, por ello la liberación de energía se mide a partir del calor producido.En sistemas biológicos medimos energía mediante kilocalorías (kcal que son 4,184 kjulios)1 kcal = energía necesaria para elevar 1kg de agua de 14,5 ºC a 15,5 ºCComo vimos, una parte de la energía liberada se usa por las miofibrillas para el deslizamiento actina-miosina, la acción muscular, que nos lleva ala producción de fuerza. - 28 -
  30. 30. Fuentes energéticas:Los alimentos se componen principalmente de Carbono, Hidrogeno, oxigeno y nitrógeno, Los enlaces celulares de los alimentos son débiles yproporcionan poca energía cuando se rompen.Las celular almacenan energía como Adenosintrifosfato (ATP), compuesto altamente energético.En reposo, la energía se obtiene casi por igual de la descomposición de hidrato de carbono y grasas.Ejercicios medios, mas hidratos de carbono y menos grasas.Ejercicios máximos y corta duración el ATP casi exclusivo de hidratos de carbono.HIDRATOS DE CARBONO (almidones y azúcares)En última instancia, los hidratos se convierten en Glucosa – ATPCHOs se convierten en última instancia en glucosa (monosacárido transportado a los tejidos donde se metaboliza).Se almacena en hígado y musculo, en forma de glucógeno, por acción de glucógeno sintetasa (glucogénesis)También se almacena una pequeña cantidad en el riñón.Isomerización: sin dejar de ser lo mismo, algo cambia su estructura para tener más facilidad para transformarse en otra cosa.Las reservas de glucógeno son limitadas y pueden agotarse si la dieta no contiene una cantidad suficiente de CHO.Obtención de E: Glucolisis “aeróbica y anaeróbica¨. +P1 se isomeriza a Glucosa Glucosa 6P Glucosa 1P GlucógenoLÍPIDOS (grasas):Se almacenan en forma de TRIGLICERIDOS (TAG): las moléculas que se utilizan para formar ATP.La reserva energética en forma de lípido es mucho mayor que la de CHOs, pero son menos accesibles para el metabolismo celular.Ganan protagonismo conforme la actividad física aumenta de duración. Se utiliza mas grasa, entonces se utilizan menos hidratos de carbono.Controlar gasto de grasas = tardar más en tirar de hidratos = correr más.Su gasto durante el ejercicio: ahorro del glucógeno muscular = menos fatiga.Se tarda mucho tiempo en procesar esta energía y nuestro rendimiento baja.TAG------ 1 glicerol mas 3 AC libres [chocar contra el muro: maratón]PROTEINASEn ejercicios prolongados pueden llegar a aportar entre el 5-10% de la energía necesaria para la contracción muscular.Si falta glucosa: aminoácidos ramificados (proteínas + puras, se pueden transformar en glucosa) son degradados para formar alanina, que esenviada al hígado para formar glucosa (ciclo de alanina-glucosa). • Gluconeogénesis: proceso por el cual se convierten las proteínas o grasas en glucosa (pp 118). • Lipogénesis: las proteínas se transforman en grasas. - 29 -
  31. 31. Ritmo de liberación de energía.La energía para ser útil tiene que liberarse a un ritmo controlado, de lo contrario habría pérdidas. El ritmo viene determinado por la fuenteprimaria de combustible.Enzimas: controladoras de los procesos metabólicos. Proporcionan control sobre el ritmo de liberación de energía, algunas facilitandescomposición (catabolismo).Los nombres de estas enzimas son complejos, pero todas acaban en –asa (reciben el nombre del proceso que realizan). Ejemplo de enzima queactúa sobre el ATP adenosintrifostafasa (ATPasa). Las grasas son lo más difícil de movilizar a la hora de conseguir energía). Las enzimas seencargan de controlar todos los procesos metabólicos; uno de ellos sería facilitar la composición. Generalidad del metabolismo:Definición metabolismo (empollar)Conjunto de reacciones químicas que permiten a las células obtener la energía de su entorno y sintetizar los componentesfundamentales de sus macromoléculas.Los objetivos principales del metabolismo son: • Obtener y utilizar la energía necesaria para llevar a cabo todas las funciones orgánicas. • Asegurar la síntesis y renovación continua de todas las estructuras del organismo.Tipos de procesos metabólicos:Dos fases: catabolismo y anabolismo. Catabolismo de mas grande a mas pequeño y viceversa con el anabolismo.1. Catabolismo: fase de degradación en la que las moléculas nutrientes orgánicas (hidratos de carbono, grasas y proteínas) se convierten en productos mas pequeños y sencillos con la consiguiente liberación de energía. Las reacciones del catabolismo se caracterizan porque todas las rutas son convergentes, se va reduciendo el numero de intermediarios y al final, si lo oxidamos todo obtenemos CO2 y H2O.2. Anabolismo: conjunto de procesos metabólicos cuya función es garantizar la síntesis y renovación de las estructuras orgánicas, para lo cual se requiere la energía obtenida a través del catabolismo. El anabolismo es divergente, a partir de unos pocos intermediarios se sintetizan todos los componentes de la célula. Metabolismo= anabolismo mas catabolismo ----- siempre en equilibrio (Homeostasis)Anabolismo en reposo y catabolismo cuando se realiza AF.Generalidades del metabolismo:Tipos de procesos metabólicos (seguimos con lo mismo):Una ruta metabólica (camino a seguir) es un conjunto de reacciones secuenciales consecutivas que tienen como finalidad formar determinadosproductos (como la glucolisis). A cada uno de los intermediarios se le llama metabolito. Proceso para obtener energía de ida y vuelta.REGULACIÓN DEL METABOLISMO:El metabolismo como conjunto de reacciones químicas es un proceso que necesita ser controlado y regulado.Las enzimas son los catalizadores biológicos (proteínas) encargados de que las reacciones orgánicas se produzcan ordenadamente y a lavelocidad necesaria para la situación metabólica.Las enzimas son proteínas - 30 -
  32. 32. Ejemplo: glucosa------------------------------- glucógeno Glucógeno sintetasa (enzima reguladora anabólica). REGULACION DEL METABOLISMO, Las enzimas:- Actúan en soluciones acuosas, a temperatura corporal y PH neutral.- Su estructura básica no cambia en la reacción. No varía.- Poseen una alta especificidad. (hay una enzima para cada tipo de actividad). Solo actúan sobre un aspecto en concreto.- Precisan una baja energía de activación de la reacción.- No cambian la termodinámica del proceso, la temperatura orgánica. A veces se necesitan grupos catalíticos (unión enzima + cofactor) que no se encuentran en sus aminoácidos por lo que se necesita una molécula extra, un cofactor, que puede ser inorgánico (iones en general) u orgánicos (vitaminas, generalmente). Estos últimos pueden estar unidos reversiblemente (coenzimas; reversible; puede volver a su estado original) o permanentemente (Grupo prostético; permanente). Las hormonas son sustancias químicas específicas producidas por un órgano (glándulas endocrinas) o por determinadas células del mismo, que son transportadas por la circulación sanguínea a otros órganos donde producen importantes efectos reguladores (fisiológicos). Ejemplo: Glucosa-------------------------------------------------------Célula Insulina (hormona reguladora anabólica) BIOENERGÉTICA: PRODUCCIÓN DE ATP. La bioenergética se define como la ciencia que estudia los acontecimientos energéticos en el ámbito de la biología. La energía se almacena en los alimentos (en sus enlaces químicos) en forma de hidratos de carbono (CHO), lípidos y proteínas, los cuales son descompuestos en nuestras células para liberar la energía que acumulan. Ácido Graso Glucosa Aminoácidos Célula muscular (miocito) (genera) Energía METABOLISMO ENERGÉTICO: ATP RECORDATORIO. Los enlaces moleculares en los alimentos son relativamente débiles y proporcionan poca energía cuando se descomponen. La energía liberada por estos enlaces se almacena en forma de un compuesto altamente energético, el adenosintrifosfato (ATP) ATP, molécula energética por excelencia. Moneda de cambio. - 31 -

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