El documento describe la estructura y funcionamiento del músculo esquelético. Resume que el músculo esquelético está compuesto de numerosas fibras musculares formadas por miofibrillas que contienen filamentos de actina y miosina. Cuando hay una señal nerviosa, los iones de calcio son liberados e inician la contracción a través de la interacción de la actina y miosina, produciendo el deslizamiento de los filamentos y la contracción muscular.

2. GENERALIDADES Y ESTRUCTURA
Aproximadamente el 40% del cuerpo es músculo
esquelético, y tal vez otro 10% es músculo liso y
cardíaco. Algunos de los mismos principios básicos de la
contracción se aplican a los tres tipos diferentes de
músculo.

3. Músculo Esquelético

4. Todos los músculos esqueléticos están formados por numerosas
fibras. Cada una de estas fibras está formada por subunidades
cada vez más pequeñas. En la mayor parte de los músculos
esqueléticos las fibras se extienden a lo largo de toda la longitud
del músculo. Excepto aproximadamente el 2% de las fibras, todas
las fibras habitualmente están inervadas sólo por una terminación
nerviosa, que está localizada cerca del punto medio de la misma.

5. Guyton

6. SARCOLEMA
 El sarcolema es una fina membrana que envuelve a una fibra
musculoesquelética. El sarcolema está formado por una membrana
celular verdadera, denominada membrana plasmática, y una cubierta
externa formada por una capa delgada de material polisacárido que
contiene numerosas fibrillas delgadas de colágeno. En cada uno de los
dos extremos de la fibra muscular la capa superficial del sarcolema se
fusiona con una fibra tendinosa. Las fibras tendinosas a su vez se
agrupan en haces para formar los tendones musculares, que después
se insertan en los huesos.

8. MIOFIBRILLAS
 Las miofibrillas están formadas por
filamentos de actina y miosina. Cada
fibra muscular contiene varios
cientos a varios miles de miofibrillas.
Cada miofibrilla está formada por
aproximadamente 1.500 filamentos
de miosina y 3.000 filamentos de
actina adyacentes entre sí, que son
grandes moléculas proteicas
polimerizadas responsables de la
contracción muscular real.

9. El tejido conjuntivo asociado con músculo se designa de acuerdo con su relación
con las fibras musculares:
El endomisio es una capa delicada de fibras reticulares que rodea inmediatamente
las fibras musculares individuales. En el endomisio sólo se encuentran vasos
sanguíneos de pequeño calibre y ramificaciones nerviosas muy finas, que
transcurren en forma paralela a las fibras musculares.
El perimisio es una capa de tejido conjuntivo más gruesa que rodea un grupo de
fibras para formar un haz o fascículo. Los fascículos son unidades funcionales de
fibras musculares que tienden a trabajar en conjunto para realizar una función
específica. El perimisio presenta vasos sanguíneos grandes y nervios.
El epimisio es la vaina de tejido conjuntivo denso que rodea todo el conjunto de
fascículos que constituyen el músculo. Los principales componentes de la
irrigación y la inervación del músculo penetran el epimisio.

11. TIPOS DE MÚSCULO ESQUELÉTICO
 Músculos largos (Tensor de la fascia lata, Gracilis, etc.)
 Músculos anchos (Dorsal Ancho, Romboides Mayor, etc.)
 Músculos cortos (Interespinal, Intertransverso, etc.)
 Músculos orbiculares o anulares (Orbicular de los labios, de la boca, etc.)
Inserción:
 Carnosa (Las fibras musculares llegan y se pierden en el periostio)
 Tendinosa (Se inserta mediante un tendón, penniforme o semipenniforme,)
 Tendinomusculosa (Combinación de las anteriores)

12. CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DE
LOS FILAMENTOS CONTRÁCTILES
ACTINA Y MIOSINA

13. FILAMENTOS MUSCULARES
• Cada fibra muscular se comporta como una unidad, es multinucleada y contiene miofibrillas.
Las miofibrillas están rodeadas de retículo sarcoplásmico e invaginadas por
túbulos transversos (túbulos T).
Cada miofibrilla contiene filamentos interdigitales gruesos y finos, dispuestos longitudinal y transversalmente en los
sarcómeros. Las unidades de repetición de los sarcómeros explican el exclusivo patrón en bandas del músculo estriado(que
incluye el músculo esquelético y el cardíaco).

14. FILAMENTO GRUESO
MIOSINA
Formados por una proteína de gran peso molecular llamada miosina
compuesta por seis cadenas polipeptídicas que incluyen un par de cadenas pesadas y dos pares de
cadenas ligeras.
Gran parte de la miosina de las cadenas pesadas tiene una estructura helicoidal a, en la que dos
cadenas se enrollan entre sí para formar la «cola» de la molécula de miosina.
Las cuatro cadenas ligeras y el extremo N-terminal de cada cadena pesada forman dos «cabezas»
globulares en la molécula de miosina. Estas cabezas globulares tienen un sitio de unión a la actina,
necesario para la formación de puentes cruzados, y un sitio que une e hidroliza el ATP (miosina
ATPasa).

15. FILAMENTO FINO
ACTINA
Los filamentos finos están formados por tres proteínas: actina, tropomiosina y troponina.
La actina es una proteína que en esta forma globular se denomina actina G. En los
filamentos finos, la actina G se polimeriza en dos cadenas que giran en una estructura
helicoidal a para formar actina filamentosa llamada actina F. Esta proteína tiene sitios de
unión a la miosina y cuando el músculo está en reposo, éstos están cubiertos por
tropomiosina, de forma que la actina y la miosina no pueden interaccionar.

16. La tropomiosina es una proteína filamentosa que discurre a lo largo del surco de cada filamento de
actina. En reposo, su función es bloquear los sitios de unión de la miosina en la actina. Si tiene que
producirse la contracción, la tropomiosina debe ser desplazada para que la actina y la miosina puedan
interaccionar.

17. La troponina es un complejo de tres proteínas globulares:
Troponina T, troponina I y troponina C.
Se encuentran localizadasa intervalos regulares a lo largo de los filamentos de tropomiosina..
La troponina C (C de Ca2+) es una proteína de fijación de Ca2+ que tiene un cometido
fundamental en el inicio de la contracción.
La troponina T (T de tropomiosina) une el complejo de troponina a la
tropomiosina.
La troponina I (I de inhibición), junto con la tropomiosina, inhibe la interacción
de actina y miosina al cubrir el sitio de unión a la miosina en la actina

20. Disposición de los filamentos gruesos y finos
en los sarcómeros

21. Proteínas del citoesqueleto
Forman la arquitectura de las miofibrillas, asegurando
la alineación correcta de los filamentos gruesos y finos,
a las distancias adecuadas entre sí.
Distrofina
Une los filamentos gruesos y finos,
formando un «andamio» para las
miofibrillas y la unión de los
sarcómeros de miofibrillas
adyacentes. Las miofibrillas se
mantienen unidas, lado a lado, por
un sistema de filamentos
intermedios. Toda la disposición
miofibrilar está anclada a la
membrana celular por esta
proteína de fijación
Titina Nebulina
Asociada a los filamentos
gruesos. Proteína que se
extiende desde las líneas M
hasta los discos Z. Parte de
la molécula de titina pasa a
través del filamento
grueso; el resto de la
molécula, que es elástica o
en forma de resorte, se
ancla al disco Z. Ayuda a
centrar los filamentos
gruesos en el sarcómero.
Asociada a los filamentos
finos, una única molécula de
nebulina se extiende de un
extremo al otro del
filamento fino. La nebulina
sirve de «molécula rectora»,
estableciendo la longitud de
los filamentos finos durante
su ensamblaje. La actinina a
ancla los filamentos finos al
disco Z

23. Mecanismo general de la contracción muscular
1. Un potencial de acción viaja a lo largo de una
fibra motora hasta sus terminales sobre las fibras
musculares.
2. El nervio secreta una pequeña cantidad de
acetilcolina.
3. La acetilcolina actúa en una zona local de la
membrana de la fibra muscular para abrir
múltiples canales de cationes.
4. Grandes cantidades de iones sodio fluyen hacia
el interior de la membrana de la fibra muscular.

24. 5. El potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra
muscular de la misma manera que los potenciales de acción viajan a
lo largo de las membranas de las fibras nerviosas.
6. El potencial de acción despolariza la membrana muscular, y parte
de la electricidad del potencial de acción fluye a través del centro de
la fibra muscular, donde hace que el retículo sarcoplásmico libere
iones calcio que se han almacenado en el interior de este retículo.
7. Los iones calcio inician fuerzas de atracción entre los filamentos de
actina y miosina, haciendo que se deslicen unos sobre otros en
sentido longitudinal.
8. Los iones calcio son bombeados de nuevo hacia el retículo
sarcoplásmico por una bomba de Ca++ de la membrana y
permanecen almacenados en el retículo hasta que llega un nuevo
potencial de acción muscular.

26. Mecanismo molecular de la contracción
muscular:

27. Deslizamiento de los filamentos de la
contracción muscular
Estado relajado: los extremos de
los filamentos de actina entre
dos discos Z sucesivos apenas
comienzan a superponerse entre
sí.
Estado contraído: filamentos de
actina son traccionados hacia los
filamentos de miosina, de modo
que sus extremos se superponen
entre sí en su máxima extensión.

28. ¿Qué hace que los filamentos de actina se
deslicen entre los filamentos de miosina?
• Este fenómeno está producido por las fuerzas que se
generan por la interacción de los puentes cruzados que van
desde los filamentos de miosina a los filamentos de actina.
• Cuando un potencial de acción viaja a lo largo de la fibra
muscular, esto hace que el retículo sarcoplásmico libere
grandes cantidades de iones calcio que rodean
rápidamente a las miofibrillas. A su vez, los iones calcio
activan las fuerzas de atracción entre los filamentos de
miosina y de actina y comienza la contracción.

29. Interacción de un filamento de miosina, dos
filamentos de actina y los iones calcio para
producir la contracción
Un filamento de actina sin la
presencia del complejo
troponina-tropomiosina se
une instantánea e
intensamente a las cabezas de
las moléculas de miosina.
Si se añade el complejo
troponina-tropomiosina al
filamento de actina, no se
produce la unión entre la
miosina y la actina.

30. Cuando hay grandes cantidades de iones calcio, se inhibe
el propio efecto inhibidor del complejo troponina-
tropomiosina sobre los filamentos de actina.
Esto descubre los puntos activos de la actina, permitiendo
de esta manera que atraigan a las cabezas del puente
cruzado de miosina y que produzcan la contracción.

31. Teoría de la cremallera de la contracción
Este desplazamiento de
la cabeza se denomina
golpe activo.
Cabeza se une con punto
activo y produce cambios en
las fuerzas intramoleculares
entre la cabeza y el brazo de
este puente cruzado.
Cabeza se desplaza
hasta el brazo y
arrastra al filamento
de actina.
La cabeza se
separa del
punto activo.
La cabeza
recupera su
dirección
extendida.

33. ATP como fuente de energía para la
contracción.
• Durante el proceso de
contracción se escinden
grandes cantidades de
ATP para formar ADP;
cuanto mayor sea la
magnitud del trabajo
que realiza el músculo,
mayor será la cantidad
de ATP que se escinde,
lo que se denomina
efecto Fenn.

34. Acoplamiento
Excitación-Contracción
(AEC)

35. Definición
“La secuencia de eventos que ocurre desde la
generación del potencial de acción en la fibra
muscular hasta que se inicia la generación de
tensión”

36. • Cuando es nuestra voluntad mover alguna parte de
nuestro cuerpo
• En el cerebro se genera un impulso nervioso que
es transmitido a través de las neuronas motoras
• Y viaja hasta el extremo del axón, el cual hace
contacto con nuestros músculos en la llamada
unión neuromuscular

39. Los mecanismos de contracción y relajación
Están regulados por cambios en la concentración del
Ca2+ libre citoplásmico (o mioplásmico).
• El ion Ca2+ es un segundo mensajero intracelular en las
células eucariotas.
La secuencia de eventos del acoplamiento excitación-
contracción en el musculo esquelético conlleva
propagación del potencial a lo largo del sistema de
túbulos transversos o túbulos T.

40. Sistema de Túbulos Transversos
Cada miofibrilla está rodeada por el sistema de
túbulos en T del retículo sarcoplásmico.
Los túbulos T son muy finos y discurren
transversalmente respecto a las miofibrillas.
Los túbulos en T son extensiones de la
membrana celular hacia el interior.

41. Sistema de Túbulos Transversos
Cuando un potencial de acción
se disemina por la membrana de
una fibra muscular, se extiende
también por los túbulos T hasta la
profundidad de la fibra muscular.
Las corrientes del potencial de
acción que rodean a estos
túbulos en T desencadenan
después la contracción muscular.

42. 1.Sarcolema de la fibra muscular
2.Miofrillas
3.Túbulos transversos
4.Retículo sarcoplasmático
5.Tríada
6.Mitocondria
7.Sarcómero
8.Sarcolema en reposo
9.Sarcómero en reposo
10.Sarcolema activada (por él viaja un
potencial de acción)
16.Sarcoméro contraído
17.Las flechas indican la liberación de ión
calcio desde el sarcómero
18.Sarcómero relajándose después de la
contracción

43. El acoplamiento entre la excitación y
contracción muscular (AEC)
• Es el mecanismo que acopla la despolarización del
sarcolema con la liberación de Ca2+ del RS.
• El manejo incorrecto de [Ca2+] por los cardiomiocitos es
una de las principales causas de disfunción contráctil y
arritmias en condiciones patológicas.

44. Retículo Sarcoplasmico SC
• Esta compuesto de dos partes:
• Túbulos longitudinales largos que discurren paralelos a
las miofibrillas.
• Los túbulos mencionados terminan en grandes cámaras
denominadas cisternas terminales, las cuales son
contiguas a los túbulos T.

45. Liberación de iones Calcio por el Retículo
Sarcoplásmico
El RS muestra en el interior de sus túbulos vesiculares grandes concentraciones de
iones calcio.
Estos son liberados cuando se produce el potencial de acción en el túbulo T
contiguo.
Los iones de calcio liberados se ligan fuertemente a la Troponina C y esto a su vez
desencadena la contracción muscular.

47. Bomba de Calcio
• Tras la liberación de los iones de calcio de los túbulos
sarcoplásmicos y su difusión a las miofibrillas, la
contracción muscular se prolongará mientras la
concentración de calcio siga siendo elevada.
• La bomba de Ca continuamente activa situada en las
paredes de RS bombea el Ca fuera de las miofibrillas al
interior de los túbulos sarcoplásmicos.

48. Bomba de Calcio
• Excepto inmediatamente después del potencial del
acción la concentración del Ca en las miofibrillas
se mantiene en un nivel extremadamente bajo.

49. Excitador de iones de Calcio
• La concentración normal de Ca en el citosol que baña las miofibrillas es
demasiado baja como para desencadenar la contracción.
• En estado de reposo el complejo Troponina-Tropomiosina mantiene inhibido el
filamento de actina y el estado de relajación del músculo.
• La excitación total del sistema de túbulos T del RS causa la liberación suficiente
de iones Ca lo que a concentración suficiente permite la contracción.

50. • Cuando la concentración del ión sube desde 0.01 mmol
(concentración existente en condiciones de reposo) a valores entre
1 a 10 mmolar se inicia el proceso de la contracción.
• Este conjunto de cambios que inicia el potencial de acción y que
termina con la contracción se llama acoplamiento excitación-
contracción.
• Una parte del proceso que se inicia con la elevación del Ca2+
(indicadores fluorescentes de calcio) es el acoplamiento
electromecánico.

51. Visto desde un poco más lejos, el proceso de
contracción-relajación de un músculo no es otra
cosa que el trabajo que realiza la Miosina al jalar y
soltar el filamento de Actina.

52. Energética de la contracción
muscular

53. Trabajo:
Transferencia de
energía desde el
musculo hasta la
carga externa.
T = C x D
Generación de trabajo durante la contracción
ATP de 4 mili molar
1 – 2 seg
ATP
o Cuando un musculo se contrae contra una carga realiza un trabajo.
o La energía necesaria para realizar el trabajo resulta de las reacciones
químicas de las células musculares durante la contracción.

54. Fuentes de energía en la contracción muscular
o Energía necesaria para contraer nuestros músculos y realizar
cualquier actividad: ATP
o El cuerpo almacena una pequeña cantidad de ATP, por esta razón son
importantes los mecanismos para la producción de ATP.
o Solo permite pocos segundos de máximo esfuerzo muscular, por esta
razón el ATP debe ser suministrado.
ATP
ADP + Pi
Energí
a
Fuentes para producir ATP
Sistema
Fosfágeno
(No necesita
oxigeno)
Glucolisis
Anaeróbica
(No necesita
oxigeno)
Fosforilacion
Oxidativa
(Necesita
oxigeno)
Contracció
n muscular

55. 1) Sistema fosfágeno
o Sustancia Fosfocreatina
almacenada en el musculo así
como una pequeña reserva de
ATP.
o 5 veces + fosfocreatina en
musculo descansado, que ATP.
o Al romperse libera energía
utilizada para recombinar ADP +
Pi y formar ATP.
o Proceso rápido = Energía rápida.
o 30 segundos o menos de máxima
contracción muscular.
o Fuente mas poderosa en la
producción de energía.
o Trabajo de corta duración y
alta intensidad.

56. 2) Glucolisis Anaeróbica
o El glucógeno se rompe para proporcionar energía para la
formación del ATP y a su vez forma el ácido pirúvico.
o Este mecanismo puede proporcionar más energía en total que el
sistema de fosfágeno, pero no de una forma tan rápida.
o Vía de energía principal para las contracciones musculares que
duran entre los 30 y 60 segundos.
o Uno de los productos de este
mecanismo es el ácido láctico,
que se genera por la
conversión del ácido pirúvico,
y se deben considerar sus
efectos en la contracción.

57. 3) Fosforilacion oxidativa
o Mediante este mecanismo el cuerpo
metaboliza carbohidratos y grasas para
crear energía.
o Los carbohidratos se usan de manera
más extensiva durante el ejercicio
intenso.
o Las grasas son la fuente primaria de
energía durante las sesiones de baja
intensidad y larga duración.
o El proceso para liberar energía a partir
de estos sustratos es mucho más
complejo, y requiere de oxígeno.

58. Fibras musculares
o Los distintos tipos de fibras
musculares están
optimizados para utilizar
mecanismos distintos para
la producción de energía.
o Estos mecanismos
comienzan a utilizarse al
principio de la contracción
muscular, pero debido a su
distinta naturaleza y la de las
fibras musculares que se
utilizan para la actividad,
sólo destacan en intervalos
de tiempo determinados.
• Oxidativas lentas o fibras
rojas.
• Utilizan la fosforilación
oxidativa
Las fibras de
tipo I
• Oxidativas rápidas o fibras
blancas
• Utilizan tanto el sistema de
fosfágeno como la glucolisis
anaeróbica
Las fibras de
tipo IIa
• Glucolíticas rápidas también
blancas
• Utilizan el sistema de
fosfágeno
Las fibras de
tipo IIb

60. BIBLIOGRAFÍA
• Guyton, A. and Hall, J. (2006). Tratado de fisiología medica.
Madrid: Elsevier España.
• Quiroz Gutiérrez, F. (2004). Anatomia humana. México:
Porrúa.
• Ross, M. and Pawlina, W. (2015). Histología. L'Hospitalet de
Llobregat: Wolters Kluwer.
• Linda Constanzo. (2011). Fisiología. Barcelona, España:
Elsevier.

61. Referencias bibliográficas
• http://www.postpoliomexico.org/CPK/LaCPK5.html
• http://www7.uc.cl/sw_educ/neurociencias/html/149.html
• http://es.slideshare.net/laura910708/musculo-esqueletico-
contraccion-y-exitacion
• http://www.scielo.org.co/pdf/bio/v29n1/v29n1a17.pdf
• http://digeset.ucol.mx/tesis_posgrado/Pdf/Raymundo%20
Velasco%20Rodriguez%20MAESTRIA.pdf
• http://organelas011.blogspot.mx/2011/04/reticulo-
sarcoplasmaticorsfunciony.html