Músculo Esquelético: Organización

Estructura General

El músculo esquelético está formado por numerosas fibras musculares que contienen miofibrillas compuestas por sarcómeros. Las fibras se agrupan en fascículos, que a su vez forman el músculo. El músculo se une a los huesos mediante tendones. Los fascículos presentan haces que se unen al tendón. El tejido conectivo rodea el músculo (epimisio), cada fascículo (perimisio) y cada fibra muscular (endomisio). Además, contiene vasos sanguíneos y nervios.

Cada axón nervioso estimula varias fibras musculares a la vez. Al llegar al músculo, el axón se ramifica para inervar un conjunto de fibras.

Tipos de Fibras Musculares

• Fibras Tipo I: Contracción lenta, resistentes a la fatiga, color rojo (abundante mioglobina), diámetro pequeño (mejor difusión de oxígeno), abundantes mitocondrias (metabolismo aeróbico-oxidativo), escaso glucógeno, numerosos gránulos lipídicos.
• Fibras Tipo II: Contracción rápida, resistentes a la fatiga, color rojo (abundante mioglobina), diámetro intermedio, abundantes mitocondrias (metabolismo oxidativo y glucolítico), abundantes gránulos lipídicos y glucógeno.
• Fibras Tipo IIB: Contracción rápida, fatigables, color claro (escasa mioglobina), diámetro ancho (dificulta la difusión de oxígeno), pocas mitocondrias (metabolismo anaerobio-glucolítico), abundante glucógeno, escasos gránulos lipídicos.

Componentes de la Fibra Muscular

• Túbulos T: Invaginaciones del sarcolema (membrana celular) que llevan los potenciales de acción al interior de la fibra muscular.
• Retículo Sarcoplásmico (RS): Sistema de cisternas que almacena calcio (Ca²⁺), fundamental para la contracción muscular.
• Tríada (Músculo Esquelético): Unión entre las bandas A-I del sarcómero, formada por dos cisternas del RS y un Túbulo T.
• Díada (Músculo Cardíaco): Situada en la línea Z, formada por una cisterna del RS y un Túbulo T.
• Sarcoplasma: Citoplasma de la fibra muscular, contiene mitocondrias (para la energía), glucógeno y enzimas glucolíticas (para la contracción rápida), grasas (para el tono muscular) y fosfocreatina (fuente rápida de energía).
• Miofibrillas: Proteínas que forman los filamentos gruesos y delgados.

Tipos de Miofibrillas

1. Filamentos Gruesos: Compuestos por miosina y titina.
2. Filamentos Delgados: Compuestos por actina, troponina, nebulina y tropomiosina.

Sarcómero: Unidad Funcional de la Contracción

El sarcómero es la unidad funcional de la contracción muscular, delimitado por dos discos Z.

• Bandas Claras (Bandas I): Formadas por filamentos de actina. La Banda Z se encuentra en el centro.
• Bandas Oscuras (Bandas A): Formadas por filamentos gruesos y delgados. Contienen la Zona H (solo filamentos gruesos) y la Línea M (filamento grueso vertical que une filamentos gruesos adyacentes).
• Discos Z: Proteínas donde se unen los filamentos delgados. Contienen titina (organiza filamentos gruesos) y nebulina (estabiliza la actina).

Organización de los Filamentos Gruesos

Los filamentos gruesos están formados por miosina. La miosina tiene dos cadenas pesadas y cuatro cadenas ligeras, formando una cabeza y una cola, con una zona de flexión entre ellas. La cabeza de la miosina tiene una zona de bisagra y un sitio de unión para ATP. La tripsina rompe el filamento de miosina en un punto débil.

Organización de los Filamentos Delgados

Los filamentos delgados se anclan en los discos Z y contienen actina, tropomiosina y troponina. La tropomiosina bloquea la unión actina-miosina. La troponina, al unirse al calcio, desplaza la tropomiosina, permitiendo la unión.

Actuación del Sistema Nervioso sobre el Músculo

Placa Motora

La placa motora es la zona de contacto entre el axón de una motoneurona y una fibra muscular. La acetilcolina, liberada por el axón, se une a receptores en el sarcolema, abriendo canales iónicos y despolarizando la membrana. Esta despolarización se propaga por los Túbulos T, activando receptores de dihidropiridina, que a su vez activan receptores de rianodina en el RS, liberando calcio.

Contracción Muscular

La contracción muscular implica el deslizamiento de los filamentos delgados sobre los gruesos, acortando el sarcómero. El calcio liberado del RS se une a la troponina, permitiendo la interacción actina-miosina. La miosina, utilizando ATP, genera el movimiento. La relajación requiere la recaptación de calcio por el RS mediante una bomba de Ca²⁺-ATPasa.

Tipos de Contracción

• Contracción Isotónica: Fuerza constante, longitud del músculo cambia.
• Contracción Concéntrica: El músculo se acorta.
• Contracción Excéntrica: El músculo se alarga.
• Contracción Isométrica: Longitud del músculo constante, genera tensión.

Comparación entre Sistema Nervioso Somático y Autónomo

Ambos sistemas utilizan acetilcolina. El sistema somático controla el músculo esquelético (postura corporal), mientras que el sistema autónomo controla el músculo liso y cardíaco (movimiento de vísceras, excreción, metabolismo).

Necesidades Energéticas Durante la Contracción

La energía para la contracción proviene de la hidrólisis de ATP. La fosfocreatina actúa como reserva de energía. Durante el ejercicio intenso, la glucólisis anaerobia produce ATP y ácido láctico, lo que puede llevar a la fatiga muscular.