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8/17/2019 Conferencia 3. Contracción Muscular
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Dr. Tomás Noel Santana
TéllezDoctor en Ciencias Médicas.Magister en Enfermedades
Infecciosas.Especialista en Medicina
CONTRACCICONTRACCIÓNÓNMUSCULARMUSCULAR
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ARCHIBALD VIVIAN HILL
Investigacin so!re la
termo#inámica #e los m$sc%los
Contraccin m%sc%larme#ia#a &or o'(geno ) la
gl%cosa se meta!oliza aáci#o láctico
OTTO FRITZ MEYERH
*R+MIOS NO,+L
http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_l%C3%A1cticohttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_l%C3%A1cticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgenohttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%BAsculohttp://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica
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M-SCULO
Es un Tejido CONTRCTIL formado por células
llamadas bras musculares que ejercen tracción
mediante tendones sobre un sistema de palancasarticuladas (uesos ! articulaciones".
TI*OS
M$sc%lo es/%elético.M$sc%lo car#(aco.M$sc%lo liso.
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#pro$imadamente el %& ' del cuerpo es
msculo esquelético.
)& ' es msculo liso ! card*aco.
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ANATOM0A
1ISIOLÓ2ICAD+L M-SCULO
UNIDAD 1UNCIONAL 3 +STRUCTURAL
1i!ra m%sc%lar 4di+metro de )& a ,& -m".En la ma!or parte de este msculo las bras se
e$tienden en TODA SU LON2ITUD ! abitualmente
(e$cepto el '" est+n IN+R5ADAS *OR UNA SOLAT+RMINACIÓN N+R5IOSA locali/ada cerca del punto
medio de la misma.
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0anda I1 Claras.0anda #1 2scuras.
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SARCOL+MA OMIOL+MA
Membrana celular de la bra muscular3 est+ formado
por una membrana celular denominada mem!rana
&lasmática ! una c%!ierta e'terna que contiene
numerosas brillas delgadas de col+geno.
En cada e$tremo la capa supercial del sarcolema se
fusiona con una bra tendinosa ! éstas a su 4e/ se
agrupan en aces para formar los tendones
musculares que se insertan en los uesos.
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MIO1I,RILLAS41ILAM+NTOS D+ ACTINA 3
MIOSINA6
1I,RA MUSCULAR5Cientos a miles de MIO1I,RILLAS.
MIO1I,RILLA51ILAM+NTOS7 responsables de la contracción() 6&& de miosina ! 7 &&& de actina".
1ILAM+NTOS7 se interdigitan ! aparecen ,ANDAS.
,ANDAS CLARAS7 contienen 8lamentos #e actina 4,ANDAS I6.
,ANDAS OSCURAS7 contienen 8lamentos #e miosina
4,ANDAS A".
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SARCO*LASMA
8os espacios entre las miobrillas est+n
llenos de l*quido intracelular denominado
SARCO*LASMA que contiene grandes
cantidades de potasio3 magnesio ! fosfato.
También posee mitocondrias que proporciona
grandes cantidades de energ*a (#T9".
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R+T0CULO
SARCO*LSMICO
En el SARCO*LASMA que rodea a las miobrillas
de todas las bras musculares3 se encuentra un
e$tenso ret*culo sarcopl+smatico3 que es mu!
importante para controlar la contracción muscular.
8os tipos de bras musculares mu! r+pidas tienen
ret*culos sarcopl+smicos e$tensos.
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SARCÓM+RO
,an#a A1 0anda compuesta por los lamentos gruesos de miosina ! nos de actina.
:e subdi4ide en1
0anda ;1
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S
CONTRCT
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1ILAM+NTOS D+MIOSINA
8a longitud es de ).= -m.
>o e$isten cabe/as en el centro del lamento demiosina (&. micrómetros".
Mltiples moléculas de miosina %,& &&& g?mol.
MOL:CULA D+ MIOSINA cadenas pesadas && &&& g?mol C28#.
% cadenas ligeras & &&& g?mol C#0E
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1ILAM+NTO D+
ACTINA4;
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ACTINA
1Actina 2 &olimeriza#a (% &&& g?mol")7 en cada re4olución.
) molécula de #D9 en cada #ctina @
(sitios activos"
:e encuentran escalonados.) sitio acti4o cada 3A nanómetros.
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TRO*OMIOSI
NA A& &&& g?mol
%& nanómetro En espiral alrededor de la élice de actina B.
eposo descansa sobre sitios acti4os (bloqueo
de unión actina?miosina".
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TRO*ONINA
nida a la tropomiosina• Troponina I #ctina• Troponina T Tropomiosina
• Troponina C Ca .
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UNIDAD MOTORA
Conjunto de todas las bras musculares que soniner4adas por una nica bra ner4iosa.
8os msculos pequeFos (reaccionan r+pidamente
! control e$acto tienen m+s bras ner4iosas para
menos bras musculares".
8os msculos grandes que no precisan un control
no pueden tener 4arios centenares de bras
musculares en una unidad motora.
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M+CANISMO 2+N+RAL
D+ LA CONTRACCIÓNMUSCULAR
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)" n potencial de acción 4iaja a lo largo de la bra
motora asta sus terminaciones sobre las brasmusculares.
" En cada terminal el ner4io secreta acetilcolina.
7" 8a acetilcolina acta en una /ona local de lamembrana de la bra muscular para abrir mltiples
canales Gacti4ados por acetilcolinaH.
%" 8a apertura de los canales acti4ados permite que
grandes cantidades de sodio difundan acia es interior
de la membrana iniciando un potencial de acción.
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6. El potencial de acción 4iaja a lo largo de la membrana
de la bra muscular
=. El potencial de acción despolari/a la membranamuscular ! ace que el ret*culo sarcopl+smico3 libere
grandes cantidades de iones de calcio.
A. 8os iones de calcio inician las fuer/as de atracciónentre los lamentos de actina ! de miosina aciendo
que se produ/ca el proceso contr+ctil.
,. Después de una fracción de segundo los calcio
retornan al ret*culo sarcopl+smico asta que llega un
nue4o potencial de acción. Esta retirada ace que
cese la contracción muscular.
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Cuando el impulso nervioso llega a la unión neuromuscular,
ésta libera una sustancia llamada Acetilcolina
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La Acetilcolina penetra la fibra muscular, a través de los Túbulos “T”,
hasta llegar a la miofibrilla, momento en el cual la fibra muscular libera
el Calcio que tiene almacenado
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El Calcio liberado en la fibra muscular se distribuye entre
los filamentos de la miofibrilla
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En el filamento de Actina se distinguen la Tropomiosina y la
Troponina, mientras en el de Miosina el ATP.
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El #T9 libera una molécula de 93 se produce un cambioconformacional en la cabe/a de la miosina3 por lo que aparece
un mo4imiento que mue4e a la actina3 por acción de la miosina
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8a cabe/a de la Miosina esta fuertemente unida a la molécula de actina.
+TA*A ; 4AD=+SIÓN6
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8a cabe/a de Miosina se desacopla dellamento de #CTI>#
S+ UN+ +L AT* A LA CA,+9A D+ LAMIOSINA
+TA*A >4se&araci
n6
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Durante el procesode contracción se
encienden grandescantidades de #T9para formar #D9
8# #CTIID#D DE #T9asaDE 8# C#0E# E:CI>DE
I>MEDI#T#ME>TE E8 #T9#>JE DEKE 82:
92DCT2: DE 8#E:CI:I2>El complejo de troponina Ltropomiosina se unen a losiones de calcio quedan al
descubierto los puntosacti4os de lamento de
actina
;ace que la cabe/a sedesplace acia elbra/o del puente
cru/ado estoproporciona el golpeacti4o para tirar del
lamento de actina
Esto permite laliberación del #D9! el ion fosfato
que pre4iamenteestaban unidos a
la cabe/a
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#4an/a la cabe/a de la miosina como consecuencia de la
idrólisis del #T9. ( #D9 9 i" se despla/a unos 6 nm
+TA*A ?41L+@IÓN6
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;a! liberación de 9i de la cabe/a deMiosina
8a cabe/a de miosina se une débilmente a la molécula contigua de
actina 3 pro4ocando liberación de 9 inorg+nico3 lo que pro4oca un golpede fuer/a al retornar la cabe/a de la miosina a su posición ! el AD* se
libera.
+TA*A 2eneracin #e 1%erza
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2OL*+ D+ 1U+R9A
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:e a propuesto que
cuando una cabe/a se
une a un punto acti4o
esta unión producesimult+neamente
cambios profundos en
las fuer/as
intermoleculares entre lacabe/a ! el bra/o de este
puente cru/adoNE:TE DE:98#T2 DE 8# C#0E2MI># @289E#CTI2
8# C#0ETE DE8 9>T2 #CTI2
NE> E:T# 92:ICIP> :E C2M0I># C2> >E2 9>T2 #CTI2
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CONTRACCION+S MUSCULAR+S D+DI1+R+NT+S 1U+R9AS
SUMACIÓN D+ 1U+R9AS :ignica la adición de los espasmos indi4iduales para
aumentar la intensidad de la contracción muscular global.
8a sumación se produce de #os maneras1
). #umentando el numero de unidades motoras3 denominada
s%macin #e 8!ras m$lti&les.
. #umentando la frecuencia de la contracción3 lo que sedenomina s%macin #e Brec%encias ! puede producir
tetanizacin.
0
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T+OR0A D+ LA CR+MALL+RA D+ LACONTRACCIÓN
4T+ORIA D+L TRINU+T+6
• Cuando una cabe/a de miosina se unea un sitio acti4o3 la cabe/a se inclinaautom+ticamente acia el bra/o queest+ siendo atra*do acia el lamentode actina. Esta inclinación de la cabe/ase llama gol&e activo. 8uego lacabe/a se separa ! recupera su
dirección perpendicular normal
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Teor*a Gpaso a paso de la contracciónH
(trinquete"@olpe de fuer/a
:eparación autom+tica ! 4uelta a la perpendicularidad.>ue4o golpe de fuer/a.
Cada puente cru/ado es independiente.
A ma)or canti#a# #e &%entes cr%za#os ma)orB%erza.
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LA CUR5A TI+N+UNAS DIM+NSION+SAL2O DI1+R+NT+S
D+ LAS U+ S+MU+STRA *ARA LA1I,RA MUSCULAR
INDI5IDUAL A
AUNU+ MU+STRALA MISMA 1ORMA2+N+RAL *ARA LA*+NDI+NT+ +N +L
INT+R5ALO NORMAL
D+ CONTRACCIÓN
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n musculo esqueléticose contrae r+pidamente
cuando lo ace frente a
una carga nula3 asta un
estado de contracción
completa es
apro$imadamente &3)s
para un musculo medioCuando se aplican cargas3la 4elocidad de la
contracción se ace cada
4e/ mas lenta a medida
que aumenta su carga
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8a cabe/a de la Miosina se une con rme/a a lamolécula de #ctina
#unque una cabe/a de Miosina indi4idual se separe del lamento
no durante el ciclo3 otras cabe/as mios*nicas del mismo lamento
grueso se jar+n a moléculas de actina3 lo cual produce mo4imiento.
Esta acción tracciona los lamentos nos acia la el interior de la
0anda #3 con lo que el sarcómero se acorta.
+TA*A E4R+AD=+SI
ÓN6
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+l QQQQQQQQQ se %ne a la FFFFFFFFFFFF lo /%e &rovoca%n cam!io en s% conBormacin. La FFFFFFFFFFF#es&laza a la FFFFFFFFFFFFFF e'&onien#o los sitios#e %nin a la miosina en los 8lamentos #e actina.
calcio tro&oninatroponinatropomiosina
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+l FFFFFF se #escom&one en AD* ) BosBato 4*i6. Lasca!ezas #e miosinas /%e &oseen AD* ) *i se %nena los sitios activo #e la actina Borman#o %nFFFFFFFFFFFFFFFFFF.
AT*
&%ente transversal.
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+l BosBato ) FFFFFFFF se li!eran ) &rovocan/%e la miosina e'&erimente %n cam!io #econBormacin.
el AD
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La miosina se FFFFFFFFFFF %nos EG ) los8lamentos #e actina son FFFFFFFFF Hacia elcentro #el sarcmero.
e'ionatira#os
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+l com&leJo FFFFFFFFFFFFFFF %ne a %n n%evo FFFFF ) lamiosina se #es&ren#e #e la actina.
+l AT* #e!e %nirse a la FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF antes #e /%e elFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF &%e#a #es&ren#erse #e la actina e iniciar%n n%evo ciclo. +sta serie #e movimientos &rogresivos tiran#e los FFFFFFFFFFFFFFFFFFFF Hacia el centro #el FFFFFFFFFFFFF.C%an#o varios sarcmeros se contraen sim%ltáneamente se&ro#%ce la contraccin #el m$sc%lo en s% conJ%nto.
actinaK miosina AT*
ca!eza #e miosina&%ente transversal
8lamentos #elga#os sarcmero
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Consec%encia #el mecanismo
molec%lar
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Animacin #e contraccin m%sc%lar.
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Animacin #e contraccin m%sc%lar.
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Animacin #e contraccin m%sc%lar.
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TI92: d MR:C82 8I:2
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TI92: de MR:C82 8I:2
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:e contraen r+pidamente (no se desencadena
iner4ación"3
8os del tero3 uréter3 aparato gastrointestinal3 etc.
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na masa de cientos de miles de bras musculares
lisas se contraen juntas como una unidad nica.
8as bras est+n dispuestas en l+minas o fasc*culos
8as membranas celulares est+n unidas por uniones
en hendidura a tra4és las cuales los iones pueden
Suir de una bra a otra
También llamado1 Músculo liso visceral
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8as contracciones dependen de la estimulación
ner4iosa.
8os que se encuentran en el iris3 membrana nictitante
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MR:C82 8I:2M8TI>IT#I2
Bormado por bras musculares lisas separadas ! discretas
Cada una de las bras acta independientemente de las
dem+s. 8a supercie e$terna esta cubierta por una capa de
sustancias similares a una membrana basal3 col+geno !
glucoprote*nas
Contracción independiente ! su control se ejerce por
seFales ner4iosas.
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M+CANISMO CONTRACTIL +N +L MUSCU
,AS+ U0MICA D+ LACONTRACCIÓN D+L M-SCULO LISO
El musculo liso contiene flamentos tanto de actina como
de miosina, que tienen caracter*sticas qu*micas similares
e interactan igual que en msculo esquelético.
>o contiene el complejo de troponina normal que es
necesario para el control de la contracción del musculoesquelético3 de modo que el mecanismo de control de la
contracción es diferente.
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,AS+ 10SICA D+ LA CONTRACCIÓN D+L M-
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C2M9##CIP> del MR:C82 8I:2
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C2M9##CIP> del MR:C82 8I:2C2> E8 Esquelético
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MEC#>I:M2 CE2K2
GMecanismo que permite manteneruna contracción tónica prolongada
en el msculo liso durante oras conun bajo consumo de energ*a.H
P
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TE>:IP> N elajación
GMecanismo medianteel cual permite que
un órgano ueco
mantengaapro$imadamente lamisma presión en elinterior de la lu/ a
pesar de grandescambios de4olumen.H
E@8#CIP> DE 82: I2>E:
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E@8#CIP> DE 82: I2>E:C#8CI2
).N los iones calcio se unen a la Calmodulina.N la combinación calcio L Calmodulina se une a la
Miosina cinasa3 que es una en/ima fosforiladora ! laacti4a7N 8as cabe/as de la Miosina se fosforilan arespuesta de esa Miosina cinasa ocasionando que lascabe/as de Miosina se puedan insertar en los puntos
#cti4os de los lamentos de #ctina
I>TE9CIP> DE 8#
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I>TE9CIP> DE 8#C2>T#CCIP>
GCuando los ni4eles de iones calciodisminu!en por debajo de un ni4el
cr*tico3 los procesos se in4iertenautom+ticamente3 esto ocasiona la
aparición de la en/ima Miosina
osatasa que esciende el fosfato de lacadena ligera reguladora3 es necesariapara la relajación de la contracciónH
C2>T28 >EI2:2
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C2>T28 >EI2:2 ;2M2>#8
>I2>E: >E2M:C8#E:
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>I2>E: >E2M:C8#E:DE8 M:C82 8I:2
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::T#>CI#: ECIT#D2#: 2
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::T#>CI#: ECIT#D2#: 2I>;I0ID2#:
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92TE>CI#8E: DE #CCIP> DE8
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92TE>CI#8E: DE #CCIP> DE8MR:C82 8I:2
9otenciales de #cción del Msculo lisonitario o 4isceral.
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E$citación del musculo liso
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E$citación del musculo liso4isceral por distensión
Cuando el musculo liso 4isceral es distendidolos suciente3 se generan potenciales de
acción espont+neos que se deben a1). 8os potenciales de ondas lentas normales. 8a disminución de la negati4idad global del
potencial de membrana que produce la
distensión
AUTOCORRECCIÓN AUTOMTICA
Despolari/ación del musculo
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Despolari/ación del musculoliso Multiunitario
8a terminaciones ner4iosas secretan1#cetilcolina ! >oradrenalina ocasionando
una despolari/ación en la membranaproduciendo la entrada de iones calcio parael inicio de la contracción muscular
8as bras ner4iosas son tan pequeFas queno es necesario un potencial de acción en lamembrana del msculo para que se de inicioa la contracción3
Efectos tisulares ! ormonas
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Efectos tisulares ! ormonasen la contracción muscular lisa
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;
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;ormonas
2rigen de los iones calcio que
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2rigen de los iones calcio quecausan la contracción
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9uente cru ado
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9uente cru/ado
Cabe/a de miosina #T9
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asa.
*OR U: LOS 1ILAM+NTOS D+ ACTINA S+ D+SLI9AN
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*OR U: LOS 1ILAM+NTOS D+ ACTINA S+ D+SLI9AN+NTR+ LOS 1ILAM+NTOS D+ MIOSINA
@racias a fuer/as que se generan por lainteracción de los puentes cru/ados que4an desde los lamentos de actina a losde miosina.
Cuando un potencial de acción 4iaja alo largo de la bra el : libera calcioque acti4an las fuer/as de atracciónentre lamentos ! comien/a la
contracción para lo cual es necesarioenlaces de energ*a procedentes del #T9.