Capítulo 6: Contracción del músculo esquelético
El 40% del cuerpo aproximadamente es músculo esquelético, y tal vez otro 10% es músculo liso y cardíaco. Muchos de los principios de la contracción se aplican a los tres tipos de músculo. En este capítulo se estudia la función del músculo esquelético, que se presentan a continuación.
Anatomía fisiológica del músculo esquelético
Cada fibra muscular tiene de cientos a miles de miofibrillas, cada miofibrilla está formada por aproximadamente 1.500 filamentos de miosina y 3.000 filamentos de actina adyacentes entre sí.
Los filamentos de miosina tienen bandas claras y oscuras. Las bandas claras tienen solo filamentos de actina y se denominan bandas I. Las bandas oscuras son las bandas A, contienen filamentos de miosina así como los extremos de los filamentos de actina.
Los extremos de los filamentos de actina están unidos a los discos Z, el cual pasa a través de las miofibrillas y de unas a otras, uniéndolas y alineándolas a lo largo de la fibra muscular.
La porción de la miofibrilla que está entre dos discos Z sucesivos es el sarcómero.
Mecanismo general de la contracción muscular
El inicio y la ejecución de la contracción muscular se producen en las siguientes etapas secuenciales:
1° Un potencial de acción viaja a lo largo de una neurona motora hasta sus terminales sobre las fibras musculares y cada una segrega una pequeña cantidad de la sustancia neurotransmisora acetilcolina.
2°La importancia de la acetilcolina radica en que provoca la apertura de canales catiónicos activados por esta misma, a través de toda la membrana de la fibra muscular. Iones sodio, potasio y calcio se mueven a través de los canales de cationes a favor de sus gradientes electroquímicos individuales, lo que genera un potencial generador o potencial de la placa. Esta despolarización local, a su vez apertura los canales sodio activados por el voltaje en la membrana muscular, lo que produce un potencial de nación.
3° El potencial de acción viaja a lo largo de la membrana de la fibra muscular, haciendo que el retículo sarcoplásmico libre iones calcio en el sarcoplasma.
4° Tales iones calcio iniciaran fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina de las miofibrillas, haciendo que se deslicen unos sobre otros, los que constituye el proceso contráctil.
5° Despues en una fracción de segundo, iones calcio son bombeados de nuevo hacía el retículo sarcoplásmico, donde permanecen almacenados hasta que llega un nuevo potencial de acción muscular; la retirada de los iones calcio desde el sarcoplasma hace que cese la contracción muscular.
Mecanismo molecular de la contracción muscular
La contracción muscular se produce por un mecanismo de deslizamiento de los filamentos. Los filamentos de miosina están compuestos por múltiples moléculas de miosina; los filamentos de actina están formados por actina, tropomiosina y troponina.
Interacción de un filamento de miosina, dos filamentos de actina y los iones calcio para producir la contracción
El filamento de actina se inhibe por el complejo troponina-tropomiosina. La activación se estimula por los iones calcio.
La teoría de la cremallera puede explicar cómo interactúan el filamento de actina activado y los puentes cruzados de miosina para provocar la contracción.
El efecto de la cantidad de superposición de los filamentos de actina y miosina determina la tensión desarrollada por el músculo en contracción
La potencia de la contracción es máxima cuando la superposición entre los filamentos de actina y los puentes cruzados de los filamentos de miosina es óptima.
Energética de la contracción muscular
La contracción muscular requiere ATP para realizar tres funciones principales:
- Activar el músculo de cremallera de la contracción muscular
- El transporte activo de iones de calcio hacia el interior del retículo sarcoplásmico hace que finalice la contracción
- Los iones sodio y potasio se bombean a través de la membrana de la fibra muscular para mantener un entorno iónico adecuado para la propagación de los potenciales de acción.
Características de la contracción de todo el músculo
Las contracciones isométricas no acortan el músculo, mientras que las contracciones isotónicas lo acortan a una tensión constante.
La contracción isométrica se produce cuando el músculo no se acorta durante la contracción.
La contracción isotónica se da cuando el músculo se acorta pero la tensión permanece constante.
Las fibras rápidas están adaptadas para las contracciones musculares potentes, mientras que las lentas están adaptadas para la actividad muscular prolongada. Cada músculo está compuesto por una mezcla de las denominadas fibras musculares rápidas y lentas, con otras fibras intermedias.
Mecánica de la contracción del músculo esquelético
La sumación de fuerzas es la adición de los espasmos individuales para aumentar la intensidad de la contracción muscular global.
La hipertrofia muscular es el aumento de la masa total de un músculo; la atrofia muscular es el descenso de la masa.
Capítulo 7:
Excitación del músculo esquelético: transmisión neuromuscular y acoplamiento excitación-contracción
Transmisión de impulsos desde las terminaciones nerviosas a las fibras del músculo esquelético: la unión neuromuscular
Las fibras del músculo esquelético están inervadas por fibras nerviosas mielinizadas grandes que se originan en las motoneuronas de la médula espinal.
Secreción de acetilcolina por las terminaciones nerviosas
Cuando un impulso nervioso llega a la unión neuromuscular se liberan vesículas de acetilcolina hacia el espacio sináptico.
La acetilcolina abre los canales iónicos activados por acetilcolina en la membrana postsináptica.
La acetilcolina liberada en el espacio sináptico es destruida por la acetilcolinesterasa o desaparece por difusión.
La acetilcolina produce un potencial de la placa terminal que excita la fibra muscular esquelética.
Fármacos que potencian o bloquean la transmisión en la unión neuromuscular
Son fármacos que afectan a la unión neuromuscular por sus acciones similares a las de la acetilcolina, el bloqueo de la transmisión neuromuscular y la inactivación de la acetilcolinesterasa.
Miastenia grave que causa parálisis muscular
La parálisis muscular se produce por la incapacidad de las uniones neuromusculares para transmitir señales desde las fibras nerviosas a las fibras musculares.
Potencial de acción muscular
La conducción de los potenciales de acción en las fibras nerviosas es cualitativamente similar, pero no cuantitativamente similar a la de las fibras musculares esqueléticas.
Capítulo 8: Excitación y contracción del músculo liso:
Tipos de musculo liso:
- Músculo liso multiunitario. Cada una de sus fibras se puede contraer independientemente de las demás.
- Músculo liso unitario. Una masa de cientos a miles de fibras musculares lisas se contraen juntas como una unidad única.
Base física de la contracción del músculo
El músculo liso no tiene la misma disposición estriada de los filamentos de actina y misoina que se encuentran en el músculo esquelético.
Comparación de la contracción del músculo liso con la contracción del músculo estriado
A diferencia de las contracciones del músculo esquelético, las contracciones del músculo liso son contracciones tónicas prolongadas que a veces duran horas o incluso días.
El acortamiento porcentual del músculo liso es mayor que el del músculo esquelético
Regulación de la contracción por los iones calcio
Los iones calcio se combinan con la calmodulina para provocar la activación de la miosinacinasa y la fosforilación de la cabeza de miosina.
Potenciales de membrana y potenciales de acción en el músculo liso
Los potenciales de acción se producen en el músculo liso unitario, como el músculo visceral.
Los canales de calcio son necesarios en la generación del potencial de acción del músculo liso.
Los potenciales de onda lenta en el músculo liso unitario pueden conducir a la generación de potenciales de acción.
Trabajos de Fisiología, Alvaro Aguilar Escobar 