contraccion muscular

CONCEPTOS A TENER EN CUENTA

Antes de comenzar, os dejo por aquí las definiciones de muchos conceptos a tener en cuenta en la contracción muscular:

• Motoneurona o neurona motora: neurona del sistema nervioso central que proyecta su axón hacia un músculo, transmitiéndole la señal a realizar.

• Botón terminal: final del axón de la neurona motora que se conecta al músculo.

• Unión neuromuscular: terminaciones de la neuronas motoras en el músculo.

• Acetilcolina: es el neurotransmisor liberado como señal química en la hendidura sináptica entre la neurona y el músculo. 

• Placa motora: superficie exterior del músculo estimulable eléctricamente. 

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• Actina: es una proteína la cuál es el principal componente de los filamentos delgados de las fibras/células musculares. 

• Miosina: es una proteína fibrosa que participa de forma esencial en la contracción muscular. Es la proteína más abundante del músculo esquelético y es el mayor constituyente de los filamentos gruesos. Es una ATPasa, es decir, hidroliza el ATP para convertirlo en ADP y un fosfato inorgánico, lo que proporciona la contracción muscular. Consta de una parte llamada cabeza de miosina que simplemente es una prolongación de esta, pero permite la contracción.

• Sarcómero: es la unidad funcional de la contracción del músculo esquelético. En su interior se encuentran los filamentos delgados y los filamentos gruesos.

• Retículo sarcoplásmico: libera los iones de calcio necesarios en la contracción.

• Catión calcio: elemento químico que se encuentra en el medio interno de los organismo como ión calcio. En la contracción muscular se une a la troponina C, haciendo que ésta cambie de forma y, por tanto, la tropomiosina se desplace dejando las zonas de acción de la actina libre para que se produzca la unión con la cabeza de miosina.

• Troponina: proteina globular presente en el músculo estriado, cardíaco y esquelético. Los iones de calcio se unen a ella y provoca el desplazamiento de la tropomiosina.

• Tropomiosina: proteina fibrosa alargada y fina que rodea a la actina en forma de espiral. Se desplaza dejando libre las zonas activas de la actina para que se unan las cabezas de miosina.
  
  

• ATP: adenosín trifosfato. Principal moneda de energía del cuerpo humano. Se une a la cabeza de miosina, produciendo la separación de la unión actina-miosina, la cuál la hidroliza y la convierte en ADP y un fosfato inorgánico.

• ADP: adenosín difosfato. Es producido tras la hidrolización del ATP por la cabeza de miosina.

• Fosfato inorgánico: es producido, junto con el ADP, tras la hidrólisis del ATP.

ESTRUCTURA ESCUETA DEL MÚSCULO ESTRIADO  

FISIOLOGÍA DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

El músculo esquelético es estimulado por una neurona motora, la cual proyectará numerosas terminaciones sobre el músculo. Las terminaciones en el músculo se denominan unión neuromuscular. El final de los axones de las neuronas motoras que forman estas uniones son llamados botones terminales, el cual posee muchas mitocondrias que le proporcianan energía, y varias vesículas en su interior, las cuáles contienen cada una unas 10000 moléculas de acetilcolina.

Una vez llegado el impulso nervioso al botón terminal se abren los canales del calcio para que estos cationes puedan entrar más facilmente. Estos cationes promueven la ruptura de las vesículas y el paso de la acetilcolina al espacio sináptico. Estas moléculas se dirigen  a la placa motora. La unión de dos moléculas de acetilcolina con un receptor permite la apertura de los canales de sodio, facilitando la entrada de éstos, junto con el calcio, a la fibra muscular, viajando a lo largo del sarcolema y los túbulos transversos de la fibra muscular. Después, el calcio pasa de los túbulos transversos al líquido intracelular y de ahí al retículo sarcoplásmico, el cual los liberará para que vayan directos a la troponina.

Los iones de calcio se unen a la troponina, anteriormente liberados por el retículo sarcoplásmico. Al unirse, la troponina cambia de forma, lo que provoca el desplazamiento de la tropomiosina. Esto permite que la zona activa de la actina quede libre para que la cabeza de miosina se una. Una vez que la cabeza de miosina ha conseguido desplazar la actina, llega un ATP y se une a la cabeza de miosina, produciendo el desenlace con la actina. Posteriormente, se produce la hidrólisis del ATP,  se produce ADP y un fosfato inorgánico, además de activar la cabeza de miosina por la energía liberada. Seguidamente, la cabeza se une a la actina y, justo después, se libera el fosfato inorgánico, lo que provoca que se fortalezca la unión actina-miosina. Luego, se desprende el ADP y se produce el desplazamiento de la actina por la cabeza de miosina. Es entonces cuando llega otro ATP, que provoca de nuevo el desenlace entre la actina y la miosina.
Todo acaba cuado el calcio vuelve al retículo sarcoplásmico, por lo tanto la troponina y la tropomiosina vuelven a su estado natural y las zonas activas de la actina vuelven a estar tapadas, por lo que la miosina no puede unirse a ella.

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termorregulación

TERMORREGULACIÓN HOMEOSTÁTICA

El ser humano es un organismo homeotermo (mantienen una temperatura corporal constante independientemente de la ambiental), lo cual implica que, a pesar de grandes variaciones en la temperatura ambiental, la producción de calor interna equilibra la pérdida de calor dando como resultado una temperatura corporal estable, y viceversa. Este equilibrio se conoce como balance calórico o flujo calórico.

La temperatura considerada regular de organismo humano varía dependiendo de su sexo, su actividad reciente, el consumo de alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en la que se encuentren. El valor promedio viene a ser 37°C.

La homeostasis térmica consiste en la regulación de la temperatura corporal mediante ciertos mecanismos de nuestro cuerpo.

El hipotálamo

El hipotálamo es una es un área del centro del cerebro que, aunque es pequeña, tiene muchas funciones. Una de ellas es mantener la homeostasis en los niveles adecuados para asegurar la supervivencia del ser. El hipotálamo tiene varias partes, y destacan 2 en específico cuando hablamos de termorregulación homeostática:

-Núcleo preóptico: actúa como un termostato

-Núcleo posterior (situado en el área posterior del hipotálamo): actúa generando los mecanismos de regulación de temperatura necesarios según las señales que le lleguen.

La conservación de la homeostasis

La temperatura del cuerpo está regulada casi exclusivamente por mecanismos de retroalimentación negativa, es decir, la respuesta es contraria al músculo (tienes calor y se liberan sustancias para parar esa calor/estímulo), que operan, en su mayoría, a través de centros termorreguladores situados en el hipotálamo. Por ejemplo, si la temperatura de tu cuerpo es demasiado alta, actuará un ciclo de retroalimentación negativa para volver a disminuirla hacia el valor de referencia de 37.0º C. ¿Cómo funciona esto? Primero, ciertos sensores detectarán la alta temperatura —principalmente las células nerviosas con terminaciones en tu piel y cerebro— e informarán a un centro de control regulador de temperatura en tu cerebro. El centro de control procesará la información y activará efectores, como las glándulas sudoríparas, cuya función es oponerse al estímulo y reducir la temperatura del cuerpo. Ocurre lo mismo cuando la temperatura es inferior a lo normal, pero cambian los mecanismos y algunos efectores.

Mecanismos de regulación de la temperatura corporal

En el momento en el que tu temperatura es mas elevada o es inferior a lo normal, tus termorreceptores enviarán inmediatamente señales al centro de control, que se encuentra en el hipotálamo. Este detectará el desequilibrio térmico y enviará ciertos mecanismos a los órganos receptores para tratar de recuperar la temperatura.

Para regular la temperatura hay varios tipos de mecanismos:

-Mecanismos de pérdida de calor:

• Sudoración: Cuando el cuerpo se calienta de manera excesiva, se envía información a nuestro área preóptica. Este desencadena la producción de sudor. El humano puede perder hasta 1,5 litros de sudor por hora. Mediante ella se produce la pérdida de agua la cual lleva a que se disminuya la temperatura de nuestro cuerpo. Es lo que ocurre cuando hacemos deporte.
• Vasodilatación: Cuando la temperatura corporal aumenta, los vasos periféricos, es decir, aquellos más cercanos a la piel, se dilatan y la sangre fluye en mayor cantidad cerca de la piel favoreciendo la transferencia de calor al ambiente. Por eso, después de un ejercicio la piel se enrojece, ya que está más irrigada.

-Mecanismos de conservación del calor:

• Vasoconstricción: Cuando disminuye la temperatura se activa el hipotálamo posterior y a través del sistema nervioso simpático se produce la disminución del diámetro de los vasos sanguíneos más cercanos a la piel. En consecuencia, la temperatura cutánea disminuye y se acerca a la temperatura ambiental, de esta manera se reduce la pérdida de calor. La vasoconstricción puede disminuir la pérdida de calor unas ocho veces.
• Piloerección: La estimulación del sistema nervioso simpático provoca la contracción de los músculos erectores,, lo que ocasiona que se levante el pelo. La erección del pelo amplía la capa de aire en contacto con la piel, disminuyendo los movimientos de convección del aire y, por lo tanto reduciendo la pérdida de calor. Esto es lo que comúnmente se denomina piel de gallina.

-Mecanismos de producción de calor:

• Termogénesis química o no tiritante: En el organismo, la estimulación del sistema nervioso simpático puede incrementar la producción de adrenalina y noradrenalina, lo que ocasiona un aumento de metabolismo celular y, por tanto, del calor generado. Los efectos de varias hormonas hacen que nuestras células incrementen sus ritmos metabólicos. Esto afecta al equilibrio del calor puesto que, al aumentar el metabolismo, se incrementa la producción de calor.
• Termogénesis tiritante o contracciones musculares: El frío produce contracciones musculares involuntarias, que aumentan el tono muscular o contracción basal que tienen los músculos, y si es más intenso produce un templor perceptible. Estas contracciones consumen energía que se transforma en calor. Es un proceso involuntario.

-Mecanismos de transmisión del calor:

• Radiación: es la calor emitida por un cuerpo u objeto debido a su temperatura. Los seres vivos irradian calor al ambiente por medio de ondas electromagnéticas. Es el proceso en el que más se pierde calor (60%-68%). Un ejemplo son las barras encandescentes de la vitrocerámica, que aumentan su temperatura para que se transmita calor por radiación.
• Conducción: es la transmisión de calor de un cuerpo que se encuentra a más temperatura que el otro con el cuál está en contacto, siempre y cuando la temperatura del ambiente en el que se encuentren dichos objetos sea inferior a la temperatura de estos. En ese caso, se pierde un 3% de la calor corporal mediante este método. Si la temperatura ambiental fuese superior a la de los cuerpos, se produciría una ganancia de calor. Un ejemplo es el proceso en el que se coloca una olla de metal sobre un fogón caliente de la vitrocerámica, en el que la olla acaba calentándose.
• Convección: es el intercambio de calor ocurre entre el cuerpo y el aire que le rodea. Tiene lugar principalmente a través de la piel, pero también en las vías respiratorias.
  Cuando la temperatura de la piel es mayor que la temperatura del aire, se pierde calor; cuando la temperatura de la piel es menor que la del aire, se gana calor. Un ejemplo es el agua caliente en una olla al fuego, la cual sube reemplazándose por el aire frío, y haciendo que este último se caliente.
• Evaporación: es un mecanismo por el que el organismo, mojado, pierde calor exclusivamente. Normalmente tiene lugar a través de la evaporación del sudor. El fenómeno físico que hace que se pierda calor a través de la evaporación del sudor es el cambio de estado del agua del sudor a vapor. El agua necesita calor para pasar a la fase de vapor y se lo quita a la piel.

Trastornos producidos por una mala autorregulación

-Hipotermia: La hipotermia es una urgencia médica que ocurre cuando el cuerpo pierde calor más rápido de lo que lo produce, lo que provoca una peligrosa disminución de la temperatura corporal. La hipotermia ocurre cuando la temperatura corporal desciende por debajo de los 35 °C.

• Hay tres tipos de hipotermia:
  • Leve: cuando la temperatura del cuerpo está entre 33 y 35 °C. La víctima tiene temblores, torpeza mental y dificultad de movimiento.
  • Moderada: a temperatura corporal se haya entre 30 y 33 ºC. Existe desorientación, pérdida de memoria y estado de semiinconsciencia.
  • Grave: la temperatura es inferior a 30 ºC. Hay síntomas como pérdida de la consciencia, tensión baja y debilidad de los latidos cardíacos.

• Síntomas: Los escalofríos son lo primero que notarás cuando la temperatura comience a bajar debido a que son la defensa automática del cuerpo contra la temperatura baja para calentarse. Los signos y síntomas de la hipotermia comprenden los siguientes:
  • Escalofríos
  • Respiración lenta y poco profunda
  • Pulso débil
  • Torpeza o falta de coordinación
  • Sentimiento de muy poca energía
  • Confusión o pérdida de memoria
  • Pérdida del conocimiento
• Causas:
  • Usar ropa que no es lo suficientemente abrigada para las condiciones climáticas
  • Quedarse afuera en el frío demasiado tiempo
  • No poder sacarse la ropa mojada o no poder trasladarse a un sitio seco y cálido
  • Caer al agua, como en un accidente de navegación
  • Vivir en una casa demasiado fría, ya sea por insuficiencia de calefacción o por exceso de aire acondicionado
• Prevención:
  • Protégete. Usa un sombrero u otra protección para evitar que el calor corporal escape por la cabeza, la cara o el cuello. Protégete las manos con guantes sin separación para los dedos, en vez de guantes tradicionales.
  • No hagas demasiada actividad física. Evita hacer actividades que te hagan sudar mucho. La combinación de ropa húmeda y clima frío puede causar que pierdas calor corporal más rápido.
  • Usa varias capas de ropa. Usa varias capas de ropa holgada y ligera.
  • Mantente seco. Mantente lo más seco posible. Quítate la ropa húmeda lo más pronto posible. Ten especial cuidado de mantener secos las manos y los pies.
• Tratamientos:
  • Cubrir con ropa de abrigo o mantas a la persona. También se puede calentar con el propio cuerpo de otra persona sana.
  • Retirar ropas húmedas o ajustadas y poner ropa seca y abrigada.
  • Evitar usar calor directo sobre la persona, por ejemplo agua caliente, almohadillas eléctricas o lámparas de calor.
  • Si la persona está inconsciente y en parada cardiorrespiratoria se debe poner en práctica la maniobra de reanimación cardiopulmonar (RCP).
  • Aplicar compresas tibias sobre aquellas zonas del cuerpo que guardan mejor el calor.

-Hipertermia: es el trastorno de la regulación de la temperatura corporal caracterizado por una elevación de la temperatura central superior a 37.5ºC-38ºC. Se produce un aumento de la temperatura corporal que sobrepasa la capacidad de los mecanismos de termorregulación del organismo.

Es distinta de la fiebre, que es una reacción del organismo en la que éste eleva la temperatura corporal a un nivel más alto como respuesta inmunitaria a algún agente externo.

• Causas:
  • Aumento de la temperatura del aire >35 °C durante un largo período.
  • Debido a la realización de un esfuerzo físico muy grande, generalmente en un ambiente caluroso y húmedo y sin la toma adecuada de líquidos.
  • Deshidratación
• Síntomas:
  • Sensación de cansancio (agotamiento por calor)
  • Náuseas
  • Taquicardia e hipotensión
  • Cambios radicales en el estado de ánimo
  • Sensación de boca seca y pastosa
• Prevención:
  • Ingerir mucho líquido
  • Es recomendable realizar comidas ligeras
  • Quédate, siempre que puedas, en la sombra
  • Usa ropa adecuada, que transpire y que te proteja del sol. La piel es el principal mecanismo de refrigeración de nuestro cuerpo.
  • Refréscate. Si notas un exceso de calor, échate agua sobre la cabeza y los hombros.
• Tratamiento:
  • Beber agua fría, una bebida isotónica o un recuperador muscular, que además de hidratarte te aporte sales minerales.
  • Relajarse para que baje el ritmo cardiaco.
  • Quitar el exceso de ropa.
  • Mojarse la cabeza, los hombros o, si es posible, darse una ducha o un baño de agua fría.
  • Usar un ventilador o aire acondicionado para refrescar la piel.
  • No reanudar la actividad física hasta que estos síntomas hayan desaparecido. 
    
    
    prezi del endocrino