Estructura y Composicin qumica del Msculo

Musculatura Estriada

La unidad estructural del tejido muscular es la FIBRA MUSCULAR.

Son clulas alargadas, multinucleadas, que pueden alcanzar el largo del propio msculo.

Skeletal muscle cells (also called muscle fibers). (A) In an adult human these huge

multinucleated cells are typically 50 m in diameter, and they can be several centimeters long. (B)

Fluorescence micrograph of rat muscle showing the peripherally located nuclei ( blue).

Ncleos

Distribucin

perifrica de los

ncleos.

Estructura jerrquica del Tejido Muscular

Estructura jerrquica de la Fibra Muscular

Filamentos gruesos

Filamentos delgados

Lnea Z

Estructura del Sarcmero

Sarcmero: Unidad Funcional del tejido muscular. Segmento que se encuentra entre dos Lneas o Bandas Z

Miofibrillas del msculo esqueltico

A. Microfotografa electrnica de una seccin longitudinal de msculo esqueltico de conejo mostrando un patrn de estriamiento regular.

B. Dos miofibrillas adyacentes y la definicin de un sarcmero

Tipos de Fibras Musculares

Se reconocen tres tipos de Fibras musculares:

1. FIBRAS DE CONTRACCIN LENTA y METABOLISMO OXIDATIVO CON UNA DBIL ACTIVIDAD ATPsica. La resntesis de ATP es esencialmente por la va oxidativa, pobres en glucgeno y CP, ricas en mioglobina. Dominan en los msculos rojos

2. FIBRAS DE CONTRACCIN RPIDA y METABOLISMO MIXTO OXIDATIVO Y GLUCOLTICO, con fuerte actividad ATPsica. Ricas en glucgeno y CP. Ricas en mioglobina. Entran en la composicin de los msculos rojos rpidos

3. FIBRAS DE CONTRACCIN RPIDA Y METABOLISMO GLICOLTICO con fuerte actividad ATPsica. Pobres en Mioglobina. Dominan en los msculos blancos.

Fibras de contraccin lenta. Ricas en

mioglobina

Fibras de contraccin rpida. Pobres en mioglobina

Presencia de diferentes tipos de fibras en un mismo msculo

Agua 72-75%

Protenas 18,5-21

%

Carbohidratos 0,9-1,0 %

Sust. Nitrog Solubles 1,7 %

Grasas 1,0- 3,0 %

Minerales 1,0 %

Composicin Qumica del Tejido Muscular

Factores que inciden en la composicin qumica: Especie; raza; sexo; plano nutricional; condiciones ambientales, otras

Miosina,Actina, Actomiosina, Tropomiosina,Troponinas, Actininas

Protenas miofibrilares

Miogeno, Mioglobina, Globulina X, Mioalbmina, Nucleoprotenas

Protenas sarcoplasmticas

Nucleoprotenas, Protena cida, Protena residual

Protenas del ncleo

Colgeno, Elastina, Reticulina Protenas del sarcolema

Desmina, Titina, Nebulina Protenas del citoesqueleto

Composicin Proteica del tejido muscular

Otras

Miosina,Actina, Actomiosina, Tropomiosina,Troponinas, Actininas

Protenas miofibrilares

La mas importante de las protenas crnicas

Protena mayoritaria de la carne (mas de 1/3 del total de protenas del

msculo)

Mayor contribuyente a las propiedades

funcionales de la carne

Protena de alto valor nutricional que define a

su vez el alto valor proteico de las carnes

MIOSINA

Miosinas: constan de una o dos cadenas polipeptdicas

pesadas (de funcin estructural) y algunas

de cadenas ligeras (de funcin reguladora).

CABEZA(S): ATPasa(s) dependientes de actina CUELLO: asociado a cadenas ligeras que controlan su funcin.

COLA: se une al cargo (transporte especfico de cada tipo de miosina)

Miosina

Cola de la molcula de miosina

Cabeza de la molcula, zona globular

Los dmeros de miosina II se enroscan unos con otros (coiled-coil) formando oligmeros con una zona central desnuda y dos extremos decorados donde se sitan las cabezas.

Estas estructuras se conocen como filamentos gruesos en el msculo

Las miosinas son motores moleculares que se unen y desplazan filamentos de actina.

(Existen motores lineales y rotatorios): Protenas que transforman la

energa qumica del ATP en energa cintica

La viscosidad del citosol hace imposible que los materiales se distribuyan por difusin simple -> necesidad de transportadores

Funcionan en pasos discretos: convierten los cambios estructurales provocados por la hidrlisis del ATP en un movimiento dirigido. Estos pasos se suelen corresponder a cambios entre 2 estados conformacionales de alta o baja afinidad por el filamento sobre el que se mueven en funcin de si estn unidos a ATP o ADP -->

Ello permite que se UNAN, EMPUJEN Y LIBEREN el filamento.

Mecanismo general de los motores moleculares

MODELO DEL FILAMENTO DESLIZANTE: La contraccin muscular se basa en el movimiento de los filamentos finos de actina que se desplazan a lo largo de los filamentos gruesos de miosina que tiran de ellos.

Cabezas de miosina

Hidrlisis del ATP

Lnea Z

La miosina del msculo tiene dos funciones:

Funcin estructural

Constituye los filamentos gruesos de la miofibrilla

Funcin enzimtica

Acta como una poderosa ATPasa

ATP ADP + H2O + Pi miosina

Ca ++

Se estimula con el Ca++ y se inhibe con el Mg++

Ciclo del movimiento producido por la miosina II a lo largo de microfilamentos de actina

Actina

Tropomiosina Troponina

Figure 16-93. The control of skeletal muscle contraction by troponin. (A) A muscle thin filament showing the positions of tropomyosin and troponin along the actin filament. Each tropomyosin molecule has seven evenly spaced regions of homologous sequence, each of which is thought to bind to an actin monomer as shown. (B) A thin filament shown end-on, illustrating how Ca2+ binding to troponin is thought to relieve the tropomyosin blockage of the interaction of the myosin head with actin.

Filamento delgado

Filamento grueso

Actina

Cabeza de miosina

Tropomiosina

Sitio de unin a la miosina

Ca++

Ca++ TnT TnC

TnI

A. Baja concentracin de Ca++ (< 10 -6 M Ca++)

B. Alta concentracin de Ca++ (>10 -6 M Ca++ )

Desmina, Titin, Nebulin Protenas del citoesqueleto

Location of titin and nebulin in a skeletal muscle sarcomere. Each giant titin molecule extends from the Z disc to the M line - a distance of over 1 m. Part of each titin molecule is closely associated with myosin molecules in the thick filament; the rest of the molecule is elastic and changes length as the muscle contracts and relaxes. Each nebulin molecule extends from the Z disc along the length of one thin actin filament and could thereby determine thin filament length.

Disco Z

Titin Lnea M

Nebulin

Disco Z Filamento grueso de miosina

Filamento delgado de actina

Protenas del Citoesqueleto

Protenas sarcoplasmticas

Miogeno, Mioglobina, Globulina X, Mioalbmina, Nucleoprotenas

Estructura de la Mioglobina

COOH

NH2

Protena responsable del color de las carnes

Responsable de todos los cambios de color de las carnes

Protena de alto valor nutricional que contribuye al alto valor proteico de las carnes

Mioglobina

Grupo Hemo

Oximioglobina

Desoximioglobina

2+

Composicin Fe Absorcin

Sulfato ferroso 5 %

Lactato Fe 0,8 %

Citrato Fe 2,0 %

Fumarato Fe 5,5 %

Gluconato 5,0 %

Hierro-proteinas >25 %

(Food Ingredients Rev . # 12-2001)

BIODISPONIBILIDAD del Hierro

Nancy C. Andrews, 2005, New England Journal of Medecin, Vol

352, No. 23, 2508-2509.

Colgeno, Elastina, Reticulina Protenas del sarcolema

Cadenas simples

Triple hlice

Estructura del Colgeno

Disposicin central de las molculas de glicina

Colgeno

Unidad estructural: molcula de tropococlgeno, triplohelicoidal con enrollamiento levgiro

Fibrillas de colgeno

Enlaces de hidrgeno

The helix, a common secondary structure in proteins. The polypeptide backbone (red) is folded into a spiral that is held in place by hydrogen bonds between backbone oxygen and hydrogen atoms. The outer surface of the helix is covered by the side-chain R groups (green).

3 hidroxiprolina

Enlaces covalente

Enlaces de condensacin

El colgeno, protena principal del tejido conectivo, le aporta resistencia a los tejidos

La composicin aminoacdica del colgeno es deficiente

Muy baja proporcin de aminocidos esenciales. Carece de triptfano

BAJO VALOR NUTRICIONAL

Colgeno

Protena fundamental del tejido conectivo (tejido de sostn)

DUREZA

Cortes de segunda

Cortes de primera

Cortes de tercera

Calidad de las carnes en la canal de bovino

Enlaces de condensacin

Solomillo de buey gallego

Chuleta de ternera

Chuletn de buey

La Mayor proporcin del Agua se encuentra en las miofibrillas, unida a las protenas.

La cantidad y formas de unin del agua dependen fundamentalmente del estado de las protenas.

Se encuentra como Agua de Adsorcin (Inica y Molecular); Agua Osmtica; Agua Capilar

AGUA

Enrejado de molculas de agua

Estructura tetrehdrica

del agua

AGUA

Es la mas importante de las PROPIEDADES FUNCIONALES de las carnes

Depende del estado de las protenas crnicas

Vara en el curso de los procesos post mortem

Determina en los RENDIMIENTOS de las carnes y sus productos.

Influye en las cualidades sensoriales y conservabilidad de las carnes

CAPACIDAD DE RETENCIN DE AGUA (CRA)

Fosfatos Condensados

Compuestos Nitrogenados Solubles

Compuestos Nitrogenados Solubles

Creatn fosfato

CP, sirve como una fuente de grupos fosfato para la sntesis rpida de ATP a partir de ADP.

Cuando existe una demanda repentina de energa disminuye la concentracin de ATP, el CP se utiliza para reestablecer el ATP a una velocidad considerablemente mayor que la que puede ser sintetizada en las vas catablicas. Cuando la demanda de ATP disminuye, en pro del catabolismo, el ATP es utilizado para regenerar la reserva de PCr por la reaccin reversa de la creatina quinasa. En el CP, el enlace P-N puede ser hidrolizado para generar creatina y Pi. La liberacin de Pi y la estabilizacin de resonancia de la creatina favorecen la reaccin en ese sentido:

CP, sirve como una fuente de grupos fosfato para la sntesis rpida de ATP a partir de ADP.

La concentracin de CP en el msculo esqueltico es a aproximadamente 10 veces la concentracin de ATP, La enzima creatina quiinasa cataliza la reaccin reversible

Fosfocreatina2- + H2O creatina + 2 Pi DG = -43.0 kJmol

La energa libre estndar de la hidrlisis de la fosfocreatina en muy grande (-43.0 kJmol).

Organizacin bicapa de la membrana plasmtica de la

clula eucaritica