Acoplamiento de excitación-contracción y regulación de la contracción muscular

Regulación de contracción

Tanto como se necesita contracción muscular, también se necesita relajación muscular. En otras palabras, necesitamos regular la contracción. Por ejemplo, nuestro diafragma es un músculo y se contrae y se relaja cada vez que respiramos. Si perdemos la capacidad de regular la contracción, entonces, bueno, moriremos.

Mientras que las proteínas contráctiles actina y miosina son responsables de la contracción muscular, las proteínas reguladoras regulan la interacción entre actina y miosina y, por tanto, regulan la contracción. La troponina y la tropomiosina son las proteínas reguladoras en el músculo estriado , mientras que la calmodulina reemplaza a la troponina en el músculo liso . Echemos un vistazo rápido a cómo se forma un puente cruzado entre las proteínas contráctiles actina y miosina durante la contracción muscular antes de discutir cómo se regula.

Cruzar el puente

En el contexto de la contracción muscular, un puente cruzado simplemente se refiere a la unión de miosina con actina dentro de una célula muscular. Todos los tipos de músculos (esqueléticos, cardíacos y lisos) se contraen mediante lo que llamamos ciclos de puentes cruzados ; es decir, la unión repetida de actina y miosina dentro de la célula.

Cuando la miosina se une a la actina, cambia de forma y mueve la actina.

La siguiente imagen ilustra un ciclo único en el que la miosina se une a la actina, formando el puente cruzado. Después de unirse, la miosina cambia de forma, tirando de la actina hacia el centro del sarcómero, como si una persona tirara de una cuerda. El ATP luego se une a la miosina, separando así el puente cruzado y también proporcionando energía para que ocurra otro ciclo.

Ciclo de puente cruzado

Acoplamiento excitación-contracción

Tengo una pregunta para ti. ¿Alguna vez ha deseado poder simplemente apagar la luz y no tener que levantarse o levantarse de la cama? Yo tengo. No importa cuánto lo intente, en última instancia, tengo que salir de la cama y activar el interruptor. La regulación de la contracción muscular funciona de esta manera. Una vez que el músculo es excitado por una neurona, el calcio se libera del retículo sarcoplásmico y el calcio se une a la troponina, acoplando así la excitación del músculo con la contracción del propio músculo.

El calcio se une a la troponina después de ser liberado del retículo sarcoplásmico.

De manera similar, después de decidir apagar la luz, tengo que levantarme y activar el interruptor, acoplando así mi pensamiento o deseo con una acción apropiada. En el músculo relajado, la tropomiosina cubre los sitios de unión de la miosina que se encuentran en la actina. Eso evita que se forme el puente transversal.

Una vez liberado del retículo sarcoplásmico al citoplasma, el calcio se une a la troponina y cambia de forma, o lo que llamamos conformación . A medida que la troponina se une a la tropomiosina, el cambio conformacional o de forma de la troponina aleja la tropomiosina de los sitios de unión de la miosina. Por lo tanto, siempre que haya calcio disponible, se puede formar el puente cruzado y el músculo se contrae.

Detener la contracción

Obviamente, nuestros músculos no permanecen contraídos todo el tiempo. Finalmente, las neuronas dejan de estimular el músculo y la contracción se detiene. ¿Qué sucede dentro de la célula para detener la formación de puentes cruzados y relajar el músculo? Si el calcio combina la excitación con la contracción, tendría sentido que la eliminación del calcio detuviera la contracción. De hecho, la eliminación del calcio provoca relajación, pero ¿cómo nos deshacemos del calcio? En resumen, el ATP proporciona energía para bombear, o transportar activamente, el calcio de regreso al retículo sarcoplásmico.

El ATP elimina el calcio y separa el puente transversal, provocando la relajación muscular.

Recuerde, también se necesita ATP para separar el puente transversal. Sin ATP, el calcio permanece unido a la troponina y el puente cruzado permanece unido. Después de morir, nuestros músculos entran en lo que llamamos rigor mortis , ya que nuestras células ya no producen ATP. Finalmente, el cadáver se relaja a medida que las proteínas del músculo se degradan y el puente cruzado se rompe.

Resumen de la lección

En resumen, la contracción muscular está regulada por proteínas reguladoras . La tropomiosina cubre los sitios de unión de la miosina y previene la formación de puentes cruzados cuando un músculo está relajado. Con la estimulación neural, el calcio se libera del retículo sarcoplásmico y combina la excitación con la contracción. La troponina cambia de conformación cuando se une al calcio, y eso aleja la tropomiosina de los sitios de unión de la miosina, lo que permite la formación de puentes cruzados y la contracción muscular.

Los músculos se relajan cuando se detiene la estimulación neural y el calcio se bombea de regreso al retículo sarcoplásmico usando ATP . Además, el ATP estimula el desprendimiento de puentes cruzados. Los músculos se contraen después de la muerte, provocando lo que llamamos rigor mortis . Como las células muertas no pueden producir ATP, el calcio continúa uniéndose a la troponina y los puentes cruzados permanecen unidos.

Los resultados del aprendizaje

Al final de este video, podrá:

• Describe cómo los músculos se contraen y relajan.
• Explica por qué el rigor mortis ocurre al morir.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador