El sarcómero y los filamentos deslizantes en la contracción muscular: definición y estructuras
El sarcómero es la unidad fundamental
¿Qué significa decir que los músculos se contraen? La respuesta corta es, sin juego de palabras, los músculos se acortan cuando se contraen. Esto plantea la cuestión de cómo los músculos se acortan y, por tanto, se contraen. Para responder a esta pregunta, primero debemos examinar los componentes del sarcómero , que es la unidad funcional fundamental del músculo estriado, es decir, el músculo esquelético y cardíaco.
Decir que el sarcómero es la unidad funcional significa que todos los componentes necesarios para la contracción están contenidos dentro de cada sarcómero. De hecho, el músculo está compuesto por millones de sarcómeros diminutos y cada sarcómero se acorta, lo que resulta en una contracción muscular. Es importante señalar que los músculos lisos no contienen sarcómeros. Más bien, cada músculo liso es como un sarcómero gigante. En esta lección, describiremos los componentes básicos de un sarcómero y cómo interactúan para contraer nuestros músculos estriados.
Disposición del músculo estriado
Antes de examinar el contenido de un sarcómero individual, echemos un vistazo a cómo se organizan los sarcómeros dentro del contexto de una célula muscular estriada, es decir, una fibra muscular. Las fibras musculares están compuestas por cientos o miles de orgánulos contráctiles llamados miofibrillas . Las miofibrillas se empaquetan muy juntas en una disposición paralela, al igual que las salchichas de Viena se empaquetan en una lata. Si saca una sola salchicha, representaría una sola miofibrilla.
Arreglo Sarcómero
Ahora, echemos un vistazo a una miofibrilla individual dentro de la célula muscular. En este nivel, podemos ver que los sarcómeros están empalmados de un extremo a otro, a lo largo de cada miofibrilla.
Una miofibrilla determinada contiene aproximadamente 10,000 sarcómeros, cada uno de los cuales mide aproximadamente 3 micrómetros de longitud. Si bien cada sarcómero es pequeño, varios sarcómeros sumados abarcan la longitud de la fibra muscular. Cada sarcómero consta de haces gruesos y delgados de proteínas denominadas miofilamentos .
Si magnificamos una parte de los miofilamentos, podemos identificar las moléculas que los componen. Los filamentos gruesos contienen miosina, mientras que los delgados contienen actina. La actina y la miosina se conocen colectivamente como proteínas contráctiles , que provocan un acortamiento muscular cuando interactúan entre sí. Además, los filamentos delgados contienen las proteínas reguladoras troponina y tropomiosina, que regulan la interacción entre las proteínas contráctiles.
Echemos ahora un vistazo más de cerca a un sarcómero individual. La imagen inferior es un dibujo de la micrografía real que ves arriba.
La banda I es la parte del sarcómero que contiene filamentos delgados, mientras que la banda A contiene un área de superposición entre los filamentos delgados y gruesos. Como puede ver, una sola banda I abarca dos sarcómeros vecinos. Una línea Z une los sarcómeros vecinos. Los filamentos delgados se unen a las líneas Z en cada extremo del sarcómero, mientras que los filamentos gruesos se encuentran en el medio del sarcómero.
Contracción de sarcómero
Ahora que hemos identificado el sarcómero como la unidad funcional de contracción, consideremos cómo los sarcómeros se acortan para provocar la contracción. Los sarcómeros dentro de una miofibrilla pueden considerarse como un grupo de personas cogidas de la mano en una fila. Si todos en la fila tiran de los brazos a los lados, la fila se acortará. Del mismo modo, los músculos enteros se contraen como resultado de millones de diminutos sarcómeros que se acortan en longitud. La siguiente imagen ilustra un sarcómero contraído debajo de un sarcómero relajado. ¿Cuál es la diferencia entre estas imágenes?
En el sarcómero contraído, la banda I se acorta mientras que la banda A permanece igual. Más específicamente, la longitud de los filamentos gruesos y delgados no cambia, sino que se deslizan unos sobre otros, acercando los filamentos delgados en el medio y los filamentos gruesos más cerca de las líneas Z en los lados del sarcómero.
Cada sarcómero se acorta en aproximadamente 1/3 de su longitud en reposo. Si un sarcómero individual tiene 3 micrómetros en reposo y 2 micrómetros cuando está contraído, se acorta solo 1 micrómetro. Un micrómetro no está muy lejos. Pero recuerde, una miofibrilla que se extiende a lo largo de la fibra muscular contiene unos 10.000 sarcómeros. En este caso, la fibra muscular se acortaría en 10.000 micrómetros o 10 milímetros. Eso es notable.
Resumen de la lección
En resumen, las fibras musculares estriadas están compuestas por miofibrillas , que son paquetes de miofilamentos empaquetados en una disposición paralela. Estos miofilamentos incluyen filamentos gruesos que se componen de miosina y filamentos delgados compuestos de actina, troponina y tropomiosina. La actina y la miosina son las proteínas contráctiles e interactúan entre sí, provocando la contracción, mientras que la troponina y la tropomiosina son proteínas reguladoras que regulan la interacción entre la actina y la miosina.
Los miofilamentos están empaquetados en unidades funcionales de músculo estriado denominadas sarcómeros . Los sarcómeros están conectados de extremo a extremo por líneas Z a lo largo de cada miofibrilla. Los filamentos delgados se adhieren a las líneas Z y forman la zona I del sarcómero. Los filamentos gruesos se superponen los filamentos delgados en el centro del sarcómero, que componen la zona A . Los filamentos gruesos y delgados se deslizan unos sobre otros, acortando así el sarcómero y provocando la contracción muscular.
Los resultados del aprendizaje
Al final de esta lección, podrá:
- Describir la estructura y función de un sarcómero.
- Explica cómo los sarcómeros hacen que los músculos se contraigan.
- Enumere los miofilamentos y las proteínas contráctiles involucradas en la contracción muscular.
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