Fisiología del músculo

Autor: Ing. Agr. Carlos González

La función básica del tejido muscular y especialmente la aquel que se encuentra adosado a los huesos, es la contracción o extensión de los miembros como así de parte del torso y cadera. Estos músculos llamados esqueléticos o estriados. Como su nombre lo indica, este tipo de músculo está unido a los huesos, está bajo control voluntario y presenta bandas transversales al verlo con el microscopio.

Estructura de la fibra muscular:

La unidad básica del músculo es la célula o fibra muscular. Si vemos la figura 1 podremos darnos cuenta que este tipo de músculo presenta un nivel de organización muy complejo.

Fig.1

 

La fibra muscular en sí es una célula larga y delgada con varios núcleos y una membrana celular llamada sarcolema. Dentro de cada fibra hay muchos haces en forma de varilla denominada miofibrillas. Cada una de éstas consta de un conjunto respectivo de estructuras que se aprecian como bandas transversales de distintas tonalidades.

Fig.2

 

Cada unidad respectiva de este patrón de bandas de miofibrilla recibe el nombre de sarcómero. Este está delimitado en ambos extremos por una estructura tipo placa, llamada línea Z (fig2 a), que atraviesa por completo las microfibrillas. A cada banda de la línea Z se prolongan longitudinalmente filamentos de una delgada proteína llamada actina (la de mayor importancia) y otras como troponina y tropomiosina. Hacia el centro del sarcómero , dichos filamentos se entrelazan con otra proteína longitudinalmente dispuesta , pero más gruesa , denominada miosina. En un corte transversal se puede observar que cada filamento de miosina está rodeado por seis filamentos de actina (fig3).

Fig.3

 

Cada sarcomero está rodeado por un retículo sarcoplasmico (fig.1), una densa red de conductos análoga al retículo endoplasmico. Este retículo sarcoplasmico contiene una alta concentración de iones Ca2+, los cuales son liberados durante la contracción muscular. Unas invaginaciones del sarcolema situadas más o menos a la altura de las líneas Z forman túneles profundos llamados tubos T. Estos tubos participan en la conducción de los potenciales de acción por toda la fibra.

Fisiología de la actividad muscular:

La contracción muscular se debe a la fijación de los miofilamentos de miosina a los filamentos de actina , seguida por un tirón de los filamentos de actina a partir de ambos extremos del sarcómero hacia el centro (fig2 b), lo que tiene por consecuencia el acortamiento de la fibra. Los filamentos no se contraen en absoluto, simplemente se deslizan uno respecto al otro.

El miofilamento de miosina, es un conjunto de proteínas de miosina, que consta de una larga cauda, una región de pivote y una cabezuela globular (fig.3). El pivote de la cabeza, cuando está unida al filamento de actina, es lo que tira hacia el centro del sarcómero.

El movimiento deslizante (de 0,5 nm por lado)se realiza gracias a la energía liberada por la acción de una enzima ATPasa, hidrolizando el ATP (en presencia de Mg2+) que se encuentra en el complejo actinomiosina-ATP (fig.4 b) en la zona de la cabeza. El nuevo complejo formado actinomiosina-ADP (fig.4 c)es estable; en consecuencia, para que se rompan los enlaces entre ambos filamentos es necesario un nuevo gasto de energía (ATP) por parte de la célula, como resultado la actina se separa y se restablece el complejo miosina-ATP (fig.4 a ó d) (estado inicial). Recordemos que una vez sucedido esto el músculo se desliza pasivamente a su posición original.

En los músculos esqueléticos, la contracción es iniciada por un impulso nervioso motor. Por tanto el sarcolema en reposo se polariza. Cuando un potencial de acción llega a la unión neuromuscular, el botón axoniano libera transmisores y así reduce la polarización a través del sarcolema. Si la reducción alcanza el nivel umbral adecuado se dispara un potencial de acción en la fibra. Los tubos T permiten la transmisión de ese potencial de acción hasta lo más interno de la fibra muscular, estimulando a toas ellas al mismo tiempo.

En el músculo en reposo, la unión entre la miosina y la actina es inhibida por la proteína tropomiosina y la troponina. La despolarización del sarcolema y de los tubos T estimula la liberación de Ca2+ a partir de cada retículo sarcoplásmico (retículo endoplasmico liso). Estos iones producen un cambio en la forma de la troponina y eso hace que la tropomiosina desocupe la actina y la deje en libertad para unirse a la miosina.

Al terminar la contracción, una bomba de Ca extrae los iones calcio retornándolos a los retículos, de modo que el complejo tropomiosina-troponina vuelve a adherirse al filamento de actina y así se suspende la contracción.

Sabía que ...

La rigidez cadavérica (rigor mortis) se debe a la falta de producción ATP por parte de la células, provocando que el complejo actinomiosina-ADP no pueda desarmarse, manteniéndose así una contracción irreversible.

Volver