Introducción al Tejido Muscular

El tejido muscular está compuesto por células excitables y contráctiles, lo que les permite generar fuerza y movimiento. Este tejido es esencial para la función mecánica o motora del cuerpo. Existen tres tipos principales de tejido muscular:

• Músculo Esquelético: Se encuentra unido a los huesos y es responsable del movimiento coordinado y voluntario del cuerpo.
• Músculo Liso: Forma las paredes de las vísceras como el estómago, el intestino y los vasos sanguíneos. Su contracción es involuntaria.
• Músculo Cardíaco: Se encuentra en el corazón, presenta estriaciones como el músculo esquelético, pero su contracción es involuntaria.

El músculo esquelético constituye aproximadamente el 40% del cuerpo humano, mientras que el músculo liso y cardíaco representan alrededor del 10%. Aunque existen diferencias entre estos tipos musculares, los principios básicos de excitación y contracción son aplicables a los tres.

Características del Músculo Esquelético

El músculo esquelético presenta las siguientes características:

• Está formado por tejido muscular estriado, llamado así por su apariencia microscópica.
• Cada músculo está rodeado por una vaina de tejido conectivo llamada epimisio, que se extiende hasta formar los tendones que lo insertan en los huesos.
• El músculo se organiza en fascículos, que a su vez están compuestos por fibras musculares individuales.
• Cada fibra muscular está rodeada por una membrana plasmática llamada sarcolema y contiene cientos o miles de miofibrillas.
• Las miofibrillas contienen los filamentos contráctiles: actina (filamentos finos) y miosina (filamentos gruesos).
• Las estrías características del músculo esquelético se deben a la disposición organizada de los filamentos de actina y miosina.

El Sarcómero: Unidad Contráctil del Músculo Esquelético

El sarcómero es la unidad funcional básica de la contracción muscular. Se define como la región entre dos líneas Z adyacentes y presenta las siguientes bandas y zonas:

• Banda A: Zona donde se solapan los filamentos de miosina y actina.
• Banda I: Zona donde solo hay filamentos de actina. Esta banda se acorta durante la contracción.
• Banda H: Zona donde solo hay filamentos de miosina. Esta banda también se acorta durante la contracción.
• Línea Z: Línea que delimita los extremos del sarcómero y a la cual se anclan los filamentos de actina.

Características de la Fibra Muscular Esquelética

Las fibras musculares esqueléticas son células alargadas y multinucleadas con las siguientes características:

• Sarcolema: Membrana plasmática de la fibra muscular.
• Multinucleada: Contienen múltiples núcleos localizados en la periferia de la fibra.
• Retículo Sarcoplásmico (RS): Retículo endoplásmico especializado que almacena calcio (Ca2+), esencial para la contracción muscular.
• Túbulos T: Invaginaciones del sarcolema que permiten la rápida propagación del potencial de acción al interior de la fibra muscular.
• Mitocondrias: Abundantes mitocondrias para satisfacer las necesidades energéticas de la contracción muscular.

Filamentos Contráctiles: Miosina

Los filamentos gruesos de miosina están compuestos por múltiples moléculas de miosina (200 o más). Cada molécula de miosina tiene las siguientes características:

• Dos cadenas pesadas que forman una doble hélice (cola de la molécula).
• Cuatro cadenas ligeras (cabeza de la miosina).
• Un brazo flexible que separa la cabeza de la hélice.
• La cabeza de miosina, junto con el brazo flexible, forman el puente cruzado, responsable directo de la contracción muscular.
• La cabeza de miosina posee actividad ATPasa, que le permite hidrolizar ATP para obtener energía para la contracción.
• La cabeza de miosina puede unirse a la actina.

Filamentos Contráctiles: Actina

Los filamentos finos de actina están compuestos por:

• Una doble hebra de actina.
• Tropomiosina: Proteína que se enrolla en espiral alrededor de la actina. En reposo, bloquea el sitio de unión de la miosina en la actina, impidiendo la interacción entre ambos filamentos.
• Troponina: Complejo de tres proteínas (troponina I, troponina T y troponina C) que se une a la tropomiosina y regula la interacción actina-miosina. La troponina C tiene alta afinidad por el calcio.

Contracción Muscular

La contracción muscular es un proceso complejo que implica una serie de eventos moleculares que conducen al acortamiento del sarcómero y, en consecuencia, de la fibra muscular. Los pasos clave de la contracción muscular son:

1. Llegada del Impulso Nervioso y Liberación de Calcio

• Un potencial de acción viaja a lo largo de una neurona motora hasta llegar a la unión neuromuscular.
• Se libera el neurotransmisor acetilcolina, que se une a receptores en la placa motora terminal de la fibra muscular, generando un nuevo potencial de acción muscular.
• El potencial de acción se propaga por el sarcolema y penetra en los túbulos T.
• La despolarización de los túbulos T induce la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico hacia el citoplasma.

2. Interacción Actina-Miosina y Ciclo de Puentes Cruzados

• El calcio liberado se une a la troponina C, provocando un cambio conformacional en el complejo troponina-tropomiosina.
• Este cambio desplaza la tropomiosina, exponiendo los sitios de unión de la miosina en la actina.
• Las cabezas de miosina se unen a la actina, formando los puentes cruzados.
• La unión del calcio a la troponina C activa la ATPasa de la miosina, que hidroliza el ATP a ADP y fosfato inorgánico (Pi).
• La energía liberada de la hidrólisis del ATP produce un cambio conformacional en la cabeza de miosina, que se inclina y tira del filamento de actina, provocando el deslizamiento de los filamentos finos sobre los gruesos.
• El ADP se libera de la cabeza de miosina, permitiendo la unión de una nueva molécula de ATP.
• La unión del ATP a la cabeza de miosina provoca la separación del puente cruzado. La cabeza de miosina está lista para un nuevo ciclo.

3. Relajación Muscular

• Cuando cesa el estímulo nervioso, el calcio es bombeado de regreso al retículo sarcoplásmico por bombas de calcio dependientes de ATP.
• Al disminuir la concentración de calcio en el citoplasma, la troponina C libera el calcio, permitiendo que la tropomiosina vuelva a cubrir los sitios de unión de la miosina en la actina.
• Se interrumpe la interacción actina-miosina y el músculo se relaja.

Rigor Mortis

El rigor mortis es un estado de rigidez muscular que ocurre después de la muerte. Se produce porque, al detenerse el metabolismo celular, no se produce ATP. Sin ATP, el ADP queda unido a la cabeza de miosina, manteniéndola unida a la actina. Este estado persiste hasta que las proteínas musculares comienzan a degradarse.

Unión Neuromuscular

, cerca del punto medio de la fibra muscular, se llama placa motora terminal. Acoplamiento excitación-contracción -El potencial de acción generado en la placa motora terminal se propaga por toda la fibra, y es conducido hacia el interios por los túbulos T, que están en contacto con el RS. – La despolarización abre canales de Ca+2 voltaje dependientes. – El aumento del Ca+2 en el citoplasma activa la contracción muscular. . Energética de la contracción muscular La reserva de ATP de la fibra muscular apenas dura 1 segundo… Tipos de fibras musculares esqueléticas –TIPO I LENTAS O ROJAS: Isoenzima lenta de la miosina Abundantes mitocondrias, mioglobina y vascularización (gran capacidad oxidativa) Escaso glucógeno y escaso desarrollo del retículo sarcoplásmico Pequeño tamaño y muy resistentes a la fatiga – TIPO II RÁPIDAS O BLANCAS Isoenzimas rápidas de la miosina Escasas mitocondrias, mioglobina y vascularización (escasa capacidad oxidativa) Abundante glucógeno y gran desarrollo del RS Mayor tamaño y menor resistencia a la fatiga -IIA. RESISTENTES A LA FATIGA -IIB. RAPIDAMENTE FATIGABLES Acoplamiento excitación-contracción -El potencial de acción generado en la placa motora terminal se propaga por toda la fibra, y es conducido hacia el interios por los túbulos T, que están en contacto con el RS. – La despolarización abre canales de Ca+2 voltaje dependientes. – El aumento del Ca+2 en el citoplasma activa la contracción muscular. . Energética de la contracción muscular La reserva de ATP de la fibra muscular apenas dura 1 segundo… Tipos de fibras musculares esqueléticas –TIPO I LENTAS O ROJAS: Isoenzima lenta de la miosina Abundantes mitocondrias, mioglobina y vascularización (gran capacidad oxidativa) Escaso glucógeno y escaso desarrollo del retículo sarcoplásmico Pequeño tamaño y muy resistentes a la fatiga