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PROPIEDADES FISIOLÓGICAS DE MÚSCULO ESQUELÉTICO INTRODUCCIÓN: La unidad básica de todo músculo es la miofibrilla, estructura filiforme muy pequeña formada por proteínas complejas. Cada célula muscular o fibra contiene varias miofibrillas, compuestas de miofilamentos de dos tipos, gruesos y delgados, que adoptan una disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de moléculas de la proteína miosina. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actúan como ruedas. La energía que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas. El tejido muscular estriado, junto con el tejido muscular liso, permanece libre de infecciones debido a su abundante riego sanguíneo. La mayoría de los problemas musculares se deben al esfuerzo excesivo y a la sobrecarga, más que a las infecciones. Este tipo de músculo está compuesto por fibras largas rodeadas de una membrana celular, el sarcolema. Las fibras son células fusiformes alargadas que contienen muchos núcleos y en las que se observa con claridad estrías longitudinales y transversales. Los músculos esqueléticos están inervados a partir del sistema nervioso central, y debido a que éste se halla en parte bajo control consciente, se llaman músculos voluntarios. La mayor parte de los músculos esqueléticos están unidos a zonas del esqueleto mediante inserciones de tejido conjuntivo llamadas tendones. Las contracciones del músculo esquelético permiten los movimientos delos distintos huesos y cartílagos del esqueleto. Los músculos esqueléticos forman la mayor parte de la masa corporal de los vertebrados. El músculo esquelético suele formar haces que componen estructuras musculares cuya función recuerda a un órgano. Con frecuencia, durante su acción retraen la piel de modo visible. Las fibras musculares se han clasificado, por su función, en fibras de contracción lenta (tipo I) y de contracción rápida (tipo II). La mayoría de los músculos esqueléticos están formados por ambos tipos de fibras, aunque uno de ellos predomine. Las fibras de contracción rápida, de color oscuro, se contraen con más velocidad y generan mucha potencia; las fibras de contracción lenta, más pálidas, están dotadas de gran resistencia. La contracción de una célula muscular se activa por la liberación de calcio del interior de la célula, en respuesta probablemente a los cambios eléctricos originados en la superficie celular. Los músculos que realizan un ejercicio adecuado reaccionan a los estímulos con potencia y rapidez, y se dice que están dotados de tono. Como resultado de un uso excesivo pueden aumentar su tamaño (hipertrofia), consecuencia del aumento individual de cada una de las células musculares. Como resultado de una inactividad prolongada los músculos pueden disminuir su tamaño (atrofia) y debilitarse. En ciertas enfermedades,

como ciertas formas de parálisis, el grado de atrofia puede ser tal que los músculos quedan reducidos a una parte de su tamaño normal.

OBEJETIVOS: Observar y registrar las contracciones del gastronemio a través del estímulo eléctrico aplicado al nervio ciático de la rana.

FIBRA MUSCULAR EN PERIODO DE LATENCIA: FIBRA MUSCULAR EN CONTRACCIÓN: MATERIALES: Material biológico: - Sapo (músculo elegido fue el gastrocnemio) Material químico: - Acetilcolina 1% - Solución Curare - Solución fisiológica de Ringer Rana: Suero fisiológico cuya composición es la siguiente: * NaCl....................................... 6.000 gr. * KCl......................................... 0.075 gr. * CaCl2...................................... 0.260 gr. * NaHCO3................................. 0.100 gr. * H2O........................................ 1.000 gr. Material de Vidrio: -Goteros -Vasos de precipitación x 100 ml. Equipos: -Kimógrafo -Estimulador electrónico -Palanca inscriptora isotónica

PROCEDIMIENTO A.- Estimulación directa del músculo aislado: Se estimulará con unos electrodos provenientes del estimulador electrónico al músculo directamente el cual estará sujetado en su extremo inferior a una palanca inscriptora. Al gastrocnemio,que fue el músculo diseccionado, se le aplicaron estímulos simples y continuos, y que a través de la palanca inscriptora realizará la gráfica de la contracción en el Kimógrafo.

1.- Efecto de la variación de la fuerza del estímulo sobre la contracción: Se le aplicaron estímulos aislados o simples cada uno con diferentes magnitudes, pudiendo determinarse lo siguiente: a) Estímulos subliminales: Son todos aquellos estímulos que son incapaces de generar un potencial de acción y por tal una contracción. En este caso los estímulos subliminales son todos aquellos cuya carga o voltaje es menor de 2.5 voltios. b) Estímulos liminales o umbrales: Es aquel estímulo cuya carga o voltaje es la mínima para desencadenar una contracción. En este caso el estímulo umbral fue de 2.5 voltios

c) Estímulos supra liminales: Son todos aquellos estímulos mayores al estímulo umbral que desencadenan un potencial de acción. En este caso los estímulos supra liminales abarcan los límites de 3 a 30 voltios. d) Estímulo maximal: Como su nombre lo dice es aquel estímulo máximo que desencadena una contracción, mayor a ese no aumentará la contracción. En este caso el estímulo maximal es de 35 voltios. e) Estímulos supramaximales: Son todos aquellos estímulos que ya no aumentan la intensidad de contracción luego del estímulo maximal. En este caso los estímulos supraximales fueron todos los mayores o iguales a 45 voltios. Gráfica en el Kimógrafo: Estímulos aislados Voltios 0 2.5 3 5 10 15 20 30 35 40 E. maximal E. Supra E. subliminales Estímulos supraliminales -maximal E. umbral2.-

Contracción tetánica - Contracción muscular: Se puso en movimiento al kimógrafo, y luego se le aplicaron estímulos continuos de duración aproximadamente de 2 a 5mseg de intervalo entre uno y otro, observándose su gráfica respectiva en el Kimógrafo, diferenciándose 2 elementos: a) Tétano Incompleto: La fuerza de contracción aumenta progresivamente aumentando la frecuencia de las contracciones que claramente son visibles individualmente. Se observa en esta fase efecto escalera o treppe. b) Tétano completo: Al aumentar la frecuencia llega un punto en que cada nueva contracción se produce antes de concluir la precedente. En consecuencia la segunda contracción se suma a la primera contracción de modo que la fuerza total de contracción aumenta progresivamente al aumentar la frecuencia. Cuando esta alcanza un nivel crítico, las contracciones sucesivas son tan rápidas que literalmente se fusionan entre sí y la contracción se vuelve uniformemente continua, a esto se denomina tétano completo. Para un mejor entendimiento observar el gráfico. Gráfica en el Kimógrafo: Fatiga Muscular Tétano Incompleto Tétano CompletoB.-

Estimulación Nervio-músculo: En esta parte se conectaron los electrodos al nervio que inerva a este músculo. 1.- Aplicación de estímulos aislados de diferentes intensidades: En el nervio suceden los mismos acontecimientos que en el músculo pero a una velocidad más rápida. Por lo que solo anotaremos los valores de los diferentes estímulos: • Estímulos subliminales: menor o igual a 1 voltio • Estímulo umbral: 1, 5 voltios. • Estímulo supraliminales: De 2 a 25 voltios. • Estímulo maximal: 25 voltios • Estímulo supramaximal: 30 voltios

2.- Aplicación de estímulos continuos: Sucede similar con lo ocurrido en el músculo solo que en este, el tétano incompleto es casi impercibible por no decir inexistente, instantáneamente se muestra el ascenso de las contracciones. Gráfica en el Kimógrafo

Fatiga de conducción: Efecto de la acetilcolina sobre la contracción muscular E colocó un segmento del músculo sartorio del sapo sobre una placa petri conteniendo solución de Ringer rana durante 10m a 20 minutos, luego se procedió a medir su longitud la cual era de 2,4 cm, luego se echó 2 a 4 gotas de acetilcolina, y luego de un cierto tiempo al medir la longitud del músculo éste se había acortado 1, 6 cm. Esto se debe a que la acetilcolina, que es una sustancia secretada por el nervio, actúa sobre una zona local de la membrana, abriendo los canales para que fluja el Na hacia el interior de la membrana, despolarizando la membrana a través del potencial de acción, esto ocasiona que se pueda dar la contracción, en este caso de tipo isotónica, por lo que se acorta el músculo. Se repitió el experimento con un segmento del músculo que medía inicialmente 2.1 cm, luego se le echaron unas gotas de la solución curare. Luego se procedió a medir el segmento, obteniendo una misma medida, esto se debe a que el curare evita que se dé el paso de impulsos desde la placa terminal al músculo. Esta sustancia afecta a la membrana de la fibra muscular bloqueando la acción de la acetilcolina sobre los lugares de unión de los receptores de acetilcolina. Información adicional acerca del curare: Curare, es una sustancia venenosa que se obtiene mediante la deshidratación de un extracto acuoso de una enredadera leñosa de América del Sur, Strychnos toxifera, o de especies emparentadas del mismo género. Algunos nativos sudamericanos lo utilizaban como veneno para las flechas. El curare tiene pocos efectos cuando se ingiere, pero cuando penetra a través de la piel actúa con gran rapidez paralizando los músculos voluntarios y produciendo la muerte por fallo de los músculos respiratorios. El curare contiene dos alcaloides: la curina, C18H19NO3, que paraliza las fibras musculares del corazón, y la curarina, C19H26N2O2, que paraliza las terminaciones motoras nerviosas de los músculos voluntarios. La primera forma sintética útil del curare fue desarrollada después de la II Guerra Mundial por el farmacólogo italiano Daniel Bovet. Después se sintetizaron otros fármacos del tipo del curare con fines médicos. Dichos compuestos se emplean asiduamente durante intervenciones quirúrgicas como relajantes musculares, y en la terapia de cuadros como la rabia y el tétanos, que se caracterizan por graves espasmos musculares.

Conclusión: La acetilcolina es una sustancia que hace que los canales se abran para así el Na fluya hacia el interior de la membrana, esto hace que la membrana se despolarize a través del potencial de acción esto ocasiona la contracción. El curare afectara la membrana de la fibra muscular bloqueando la acción de la acetil colina sobre los lugares de unión de los receptores de acetil colina.

ANEXOS:

Extracción del nervio y musculo.

Retirando la piel (dermis) al sapo Para acceder a su músculo y nervio.

Bibliografía: • Tratado de Fisiología Médica; Guyton-hall; Contracción del Músculo Esquelético(Capítulo 6), Excitación del Músculo Esquelético(Capítulo7); Págs.: 79-92, 95102. • Biblioteca Encarta 2005, “ Músculo Esquelético”....