Musculo Contracc

BIOQUIMICA DE LA CONTRACCION MUSCULAR 2005

MODELO DE DESLIZAMIENTO DE FILAMENTOS • El conocimiento de la contracción muscular, supone la comprensión del MODELO DE DESLIZAMIENTO DE FILAMENTOS • El modelo es aplicable a los músculos estriados , lisos y cardiacos , así como a otras actividades contráctiles, incluyendo los eventos MECANO-QUIMICOS tales como la locomoción de una célula simple y la endocitosis post actividad de receptores.

MODELO DE DESLIZAMIENTO DE FILAMENTOS • Debido a que la bioquímica de estas actividades es mejor comprendida en el músculo estriado, enfocaremos el músculo esquelético, considerando que no hay diferencias significativas en los otros tipos de tejido muscular. • El músculo esquelético comprende aproximadamente el 40% de la masa corporal y esta formado por células cilíndricas largas , multinucleadas denominadas FIBRAS MUSCULARES.

MODELO DE DESLIZAMIENTO DE FILAMENTOS • El diagrama de un músculo típico, muestra como los filamentos delgados de actina y los gruesos de miosina están acomodados para formar los míofilamentos de una sarcómera juntándose con las míofibrillas procedentes de otros míofilamentos.

Organización de las proteínas contráctiles en el músculo Filamento grueso

Compuesto de cientos de largas moléculas de miosina contráctiles ordenadas en un complejo de lado a lado.

Filamento delgado

Compuesto de un arreglo lineal de cientos de monómeros globulares de actina en un arreglo de doble hélice.

La unidad de actividad contráctil, compuesta principalmente de Sarcómera actina y miosina , extendiéndose desde una línea z a otra línea z en una mío fibrilla. Mío fibrilla

Arreglos de fin a fin de sarcómeras idénticas.

Mío fibra

Una célula muscular simple , multinucleada, que contiene todas las organelas usuales en toda célula, además de muchas mío fibrillas

Músculo

Un arreglo organizado de fibras musculares (mío fibras).

La molécula de miosina solubilizada es una proteina larga delgada y fibrosa, con un peso molecular de aprox 500,000 dalton .

• Los principales filamentos proteicos accesorios son la TROPOMIOSINA y la TROPONINA • La tropomiosina es un heterodimero con forma de un bastón relacionados entre si por cadenas alfa y beta helix que se une a la actina a través de 7 residuos. Un par de moléculas de tropomiosina están asociadas con 7 pares cada una de residuos de la actina.

Actividad de la tropomiosina. • En el músculo relajado, cada molécula de tropomiosina cubre los sitios de unión de la miosina de los 7 residuos de actina, previniendo la relación entre la actina y la miosina, manteniendo de esta manera el estado de relajación.

Actividad de la Troponina • El inicio de la actividad contráctil compromete la activación de la troponina, la segunda proteína accesoria de los filamentos.

Actividad de la Troponina • La troponina es un heterodímero unido al final de la molécula de tropomiosina y a la actina, físicamente AMARRANDO la actina a la tropomiosina. • Los cambios conformacionales en la molécula de puente, troponina, son responsables de los movimientos de la tropomiosina conectando o desconectando de los sitios de unión a la miosina con la actina, regulando así la contracción

Actividad de la Troponina • Una de las sub. unidades de troponina, la troponina C (Tn-C), tiene acción de calmodulina (proteína ligadora de Ca) • Cuando Tn-C liga calcio la troponina completa, va a un cambio conformacional que mueve a la tropomiosina de sus lugares de anclaje de la miosina permitiendo su interacción con la actina.

Relajación. • El retiro del calcio del sarcoplasma recupera la conformación original de la troponina y la tropomiosina , previniendo la interacción entre la actina y la miosina, llevando al estado de relajación.

Tejido muscular • La matriz extracelular: – – – –

Colágeno, Elastina, Proteoglicanos, Glucoproteínas.

Colágeno • Otorga a los tejidos su fuerza de tensión.

Elastina • Tal como lo sugiere su nombre , otorga la extensibilidad , regreso de los pulmones a su condición de reposo , de los vasos sanguíneos y de algunos ligamentos.

Proteoglicanos • Papel estructural y funcional importante a semejanza con la matriz colágena extracelular.

Glucoproteína. • La fibronectina es una glicoproteína conecta a las células con los proteoglicanos de la matriz extracelular.

Proteínas musculares. • La miosina constituye aprox. El 60%de la proteínas muscular esquelético. • Estructura: 2 cadenas pesadas idénticas ( 230kDal) cada una y dos cadenas ligeras de 16 a 20 kDal. • Posee actividad de ATPasa • Es el sitio de transducción de energía: • Energ química Energ mecánica

Miosina. • Contiene un dominio globular en el amino terminal y un segmento de cola, largo, tipo varilla en el carboxilo terminal de su cadena pesada. • La apariencia de la miosina no globular depende de la dirección desde donde es observada y por definición , esta es anisotrópica. • La miosina es el componente proteinico principal de la banda A

Actina • 42 kDal de PM es la segunda proteína en importancia del músculo. • Es una proteína prominente en todas las otras células. • Existe como forma monomérica o G globular. • Varios monómeros de actiína G forman filamentos helicoidales (F) actina filamentosa

Actina • 14 moléculas de actina forman una vuelta del filamento helicoidal. • La interacción de las cabezas de miosina y los filamentos de actina es responsable de la generación de fuerza.

Tropomiosina • De 70 kDal. Es una molécula larga , delgada , compuesta por dos sub unidades proteínicas diferentes de PM 33 kDal y 37 kDal. • Interacciona con 7 moléculas de actina en el filamento delgado y bloquea la interacción de Actina y Miosina en el estado relajado.

Tropomiosina • Se encuentra con troponina de tres tipos diferentes de sub unidades: – Troponina I : Inhibe la interacción de actina y miosina atraves de la acción de la tropomiosina. – Troponina C : Se enlaza al Calcio en forma reversible. – Troponina T : Interacciona con la tropomiosina

Contracción muscular estriada • Actividad de ATPasa de la miosina : Energ. Química Energ. Mecánica. • La actividad de ATPasa reside en el dominio globular de la meromiosina pesada. • En reposo la tropomiosina bloquea estéricamente la interacción de la actina y la miosina.

Contracción muscular estriada • Después del aumento de la concentración de Ca en el sarcoplasma desde 0.1 a 5 Umol. • La troponina T forma un complejo con el Ca y sufre un cambio conformacional. • La tropomiosina es desplazada por el complejo Ca - Troponina y la actina forma un complejo con la miosina.

Contracción muscular estriada • Esta interacción estimula la actividad ATPasa de la miosina y promueve la generación de fuerza. • Al caer la concentración de Ca. La troponina C libera al Ca. , asume su conformación original promoviendo el movimiento relativo de la tropomiosina , la que a su vez inhibe la interacción actina miosina.

Contracción muscular lisa • Carece de estriaciones , por falta de disposición regular de los filamentos delgados y gruesos. • También es regulada por las concentraciones locales de Ca intracelular. • Las modificaciones de la concentración de Ca son mas lentas (ausencia de reticulo sarcoplasmico)

Fosfatos de alta energía • El músculo obtiene E del ATP procedente de la glicólisis y la fosforilación oxidativa. • En actividad consume 1 mMol/Kg/min. • El contenido de ATP es de 3 a 5 mMol/Kg de músculo. • Cantidad suficiente para 10 contracciones.

Fosfatos de alta energía • El fosfato de creatina contribuye a sostener el ATP sarcoplasmático. • La cantidad de fosfato de creatina es de 25 nMol/Kg de músculo.