Tejido muscular
Tipos de músculo
Proteínas reguladoras
Fuerza muscular
Tejido muscular esquelético
Se unen a los huesos o piel, son largos y cilíndricos y su principal función es la locomoción del cuerpo
Es un músculo voluntario debido a que podemos controlar los movimientos
Estructura
A nivel microscópico tiene forma de estrías debido a la disposición de actina y miosina y tas multinucleado
La longitud de las células de este tipo de músculo puede llegar a los 30 cm
Sarcolema
Membrana plasmática que se encarga de la conducción del potencial de acción al momento de la contracción muscular, estructuralmente esta rodea las miofibrillas
Miofibrillas
Estructuras cilíndricas dispuestas de forma paralela dentro del sarcolema los cuales le dan la apariencia estriada al músculo a nivel microscópico gracias a las Bandas A y Bandas I que son obscuras y claras respectivamente
Está compuesto por varios sarcómeros dispuestos de forma longitudinal los cuales se dividen en:
Bandas I
En esta banda se encuentra la línea Z verticalmente a lo largo de la mitad de la banda, la línea Z conforma los límites del sarcómero
También se puede encontrar los filamentos finos compuestos por actina, miosina y tropomiosina los cuales no se extienden de un lado al otro, dejan un espacio en el medio del sarcolema
Bandas A
Se encuentra entre las líneas z y en esta banda se puede encontrar filamento grueso compuesto por miosina y parcialmente filamento delgado
Zona H
Es el espacio entre las partes terminales de las bandas I en un sarcolema, se encuentra en la parte central de la Banda A
Se caracteriza por la presencia de la línea M la cual une los filamentos gruesos gracias a las proteínas accesorias
Tejido muscular liso
Ubicado en las paredes de los órganos huecos, este músculo tiene un movimiento involuntario. A diferencia del músculo esquelético, este no presenta estrías y tiene un solo núcleo por célula
Tejido muscular cardíaco
Ubicado solo en el corazón, se encarga de las contracciones cardíacas que bombean sangre a todo el cuerpo. Este músculo es estriado involuntario con un solo núcleo por célula y se pueden encontrar discos intercalados.
Se encargan de evitar que la actina y miosina se unan bloqueando los sitios de unión muscular
Troponina
Se encarga de posicionar la tropomiosina en el punto de unión de miosina y actina, se une a iones de calcio
Tropomiosina
Bloquea los sitios de unión de actina y miosina lo cual evita la contracción muscular.
Depende de la cantidad de fibras musculares genéticamente presentes en cada persona.
La fuerza muscular se puede ver alterada por hormonas, estrés y actividad física lo cual puede producir hipertrofia o atrofia
Hipertrofia
Se da cuando aumenta la cantidad de sarcómeros en una miofibrilla gracias a la presencia de hormonas como los esteroides anabólicos artificiales
Atrofia
Se da cuando hay poco uso del músculo por ejemplo tras una fractura cuando se saca el yeso o por enfermedades como la poliomielitis, a nivel de la miofibrilla hay una disminución de sarcómeros.
Acoplamiento excitación-contracción
Modelo de contracción de filamento deslizante
Contracción y relajación de músculo
Ciclo de puente cruzado
Fuentes de ATP
Dentro de las células musculares y neuronales se tiene una carga entre -90 y -60 mV gracias a la distribución de iones. Esto les permite generar y conducir señales eléctricas a través del flujo de iones por la membrana.
El flujo de iones a través de la membrana de estos tejidos está mediada gracias a proteínas conocidas como canales iónicos
El proceso de excitación-contracción depende de la excitabilidad de las neuronas y músculo ya que empieza con la señalización del sistema nervioso en la unión neuromuscular y finaliza cuando se libera calcio del sarcoplasma para que se dé la contracción muscular.
Unión neuromuscular
Es donde se da la unión entre la parte terminal de una neurona motora y una fibra muscular, para la contracción muscular es necesario la señalización de la neurona motora inervada en la fibra muscular
El acoplamiento excitación contracción es esencial para el proceso de contracción y relajación.
Cuando hay la contracción de un músculo un acortamiento del sarcómero sin que haya una reducción en el tamaño de los filamentos gruesos o delgados
Esta teoría menciona que la unión de actina y miosina forman puentes cruzados los cuales dan el movimiento a los filamentos gruesos y delgados
Durante la contracción, en el sarcómero la distancia en la zona H, banda I y entre las líneas Z se acorta mientras que la Banda A mantiene su longitud
El acortamiento de estas zonas da lugar a una zona de superposición en donde tanto filamentos delgados como gruesos se encuentran en la misma área y aumenta a medida que haya más contracción del músculo
Para la contracción muscular el necesario la presencia de Iones positivos de calcio y de ATP (adenosín trifosfato), si es que no hay ATP el músculo no tiene la energía necesaria para la contracción
Contracción
- Este proceso inicia cuando la señalización de la neurona muscular libera el neurotransmisor Acetilcolina (ACh)
- La acetilcolina se difunde en la hendidura sináptica y se une a los receptores de acetilcolina presentes en la placa terminal motora en el sarcolema.
- Se abren canales iónicos los cuales permiten que cationes atraviesen la fibra muscular y generen la despolarización en el músculo.
- Se da la apertura de los canales de sodio dependientes de voltaje lo cual permite que el Na+ propague el potencial de acción en el músculo lo cual da inicio al acoplamiento excitación-contracción.
- El acoplamiento excitación-contracción permite la liberación de iones de calcio almacenados en el retículo sarcoplásmico
- El calcio se une a una subunidad de troponina lo cual permite la exposición de puntos de unión entre la actina y miosina.
- El ciclo de puentes cruzados permite que el acortamiento del sarcómero y posteriormente la contracción del músculo.
Relajación
La relajación se da cuando la neurona motora deja de liberar acetilcolina lo cual detiene la liberación de Ca++ y el posterior reingreso al retículo sarcoplásmico gracias a bombas pulsadas por ATP
El reingreso de Ca++ permite que la tropomiosina recubra recubran los puntos de unión de actina y miosina lo cual detiene el ciclo de puentes cruzados
Este proceso depende del ATP y permite que las cabezas de miosina tiren de la actina. Cabe recalcar que la cabeza de miosina tiene un sitio de unión de actina para que se de la contracción y un sitio de unión de ATP lo cual le da la energía para jalar de la actina.
1.La cabeza de miosina se une a la actina mientras que tiene ADP y fosfato (Pi)
2.Se libera el Pi lo cual forma una unión mas fuerte entre la actina y cabeza de miosina
3.La cabeza de miosina jala de la actina lo cual libera el ADP
4.Una molécula de ATP se une a la cabeza de miosina lo cual permite que se separe de la actina
5.La ATPasa presente en la miosina hidroliza el ATP hacia ADP+Pi lo cual permite el posicionamiento de amartillado de la miosina lo cual permite un mayor movimiento.
El ATP permite la contracción muscular y existen 3 formas en las que el cuerpo produce el ATP necesario:
Fosfato de Cretina
Cuando un músculo se encuentra en reposo, este almacena ADP y fosfato de creatina, pero al momento en el que se da la contracción muscular, la creatina quinasa transfiere el fosfato del fosfato de creatina al ADP teniendo como resultado una molécula de creatina y una de ATP
Esta forma produce ATP de manera rápida y se da en las primeras etapas de la contracción muscular pero no puede proporcionar al músculo de energía por periodos mayores a 15 segundos aproximadamente.
Glucólisis
La glucólisis es un proceso anaeróbico (no requiere oxígeno) en el cual se degrada una molécula de glucosa hacia dos moléculas de ATP y dos de ácido pirúvico.
El ácido pirúvico es utilizado en la respiración aeróbica sin embargo cuando hay falta de oxígeno se convierte en ácido láctico lo cual genera fatiga muscular
La glucólisis se demora mas en producir ATP que el fosfato de creatina, sin embargo, provee al cuerpo de energía por un minuto aproximadamente, útil para actividades de breve duración, pero alta intensidad
Respiración aeróbica
Este proceso degrada glucosa u otros nutrientes en ATP, calor, CO2 y agua. Este proceso se da en las mitocondrias y es mucho mas eficiente que la glucólisis al producir ATP ya que, a diferencia de la glucólisis que produce 2 ATP, produce 36 moléculas de ATP a partir de la glucosa.
La respiración aeróbica es mas lenta que la glucólisis y no puede funcionar sin el suministro constante de oxígeno, pero produce el 95% del ATP utilizado en los músculos.
Alejandro Arias
Fecha: 28 de mayo de 2022
Materia: Morfo-fisiología humana l
NRC: 1525
Referencias
Merino, J., Noriega, M. (s.f.). Fisiología del músculo. Recuperado de https://ocw.unican.es/pluginfile.php/879/course/section/967/Tema%252010-Bloque%2520II-Fisiologia%2520del%2520Musculo.pdf
Biga, L., Dawson, S., Harwell, A., Hopkins, R., Kaufmann, J., LeMaster, M., Matern, P., Morrison-Graham, K., Quick, D., Runyeon, J. (2019).Excitación, contracción y relajación de las fibras musculares. Anatomy & Physiology. OpenStax. https://open.oregonstate.education/aandp/chapter/10-3-muscle-fiber-excitation-contraction-and-relaxation/
Molnar, C., Gair, J. (2015). Contracción muscular y locomoción. Concepts of Biology– 1st Canadian Edition. OpenStax. https://opentextbc.ca/biology/front-matter/preface-to-the-1st-canadian-edition/