Fibra muscular: estructuras, contracción y relajación

Contracción y relajación muscular

El proceso de contracción y relajación de un músculo esquelético que se encuentra en el cuerpo humano es muy complejo y es mucho más complicado que levantar la mano para tomar un vaso de agua y volver a colocarlo después de tomar un trago. Es necesario que los mecanismos, impulsos y sistemas de comunicación funcionen juntos para iniciar la estimulación muscular.

Componentes clave en la contracción muscular

El complejo proceso de la contracción muscular requiere un trabajo en equipo calculado y cooperativo entre los puntos de conexión que se encuentran en partes de los nervios y los músculos, liberaciones químicas y uniones, y un camino claro para que tenga lugar la comunicación. El cuadro a continuación muestra los componentes específicos de la contracción muscular y su función, con una explicación más detallada a continuación.

Trabajo en equipo explicado

La contracción muscular comienza cuando la acetilcolina (ACh) actúa como un neurotransmisor dentro de la neurona motora en la fibra muscular. En el cuerpo humano, los neurotransmisores son sustancias químicas que se liberan al final de las respectivas fibras nerviosas, que inician el proceso de envío de impulsos nerviosos, y el inicio de la contracción del músculo esquelético no es diferente. Piense en una puerta al final de un pasillo que se cierra. El pasillo representa la unión neuromuscular., el punto de conexión entre la fibra muscular y la neurona motora, que será el sistema de comunicación con el centro de mando central. La puerta permanece cerrada y ACh es la única llave que puede desbloquearla. Una vez que se desbloquea y se abre la puerta, puede comenzar el proceso de contracción muscular.

Esta imagen muestra la unión neuromuscular donde la fibra muscular y la neurona motora se conectan para transferir la comunicación.

Esta imagen muestra la unión neuromuscular donde la fibra muscular se conecta al sistema de comunicación del cuerpo.

La membrana que rodea la fibra muscular se llama sarcolema y permite la entrada y salida de materiales hacia las fibras. Las extensiones estrechas del sarcolema se ramifican en túbulos en T y se envuelven alrededor de cada fibra muscular. Estos túbulos en T ayudan a transportar los impulsos del sarcolema a lo largo de las fibras musculares y hacia el sarcoplasma . A medida que viaja el impulso, se libera calcio (Ca +) , que desempeñará un papel clave para permitir que los filamentos se conecten y se produzca la contracción (¡se explicará más adelante!).

Observe los componentes principales encerrados en un círculo rojo discutidos anteriormente.

El Ca + luego se une a la troponina , que es una cubierta para los sitios de unión que provocan la contracción muscular. Imagínese tener dos imanes, pero no siempre queriendo que se conecten; la troponina es como una cubierta para las cabezas de los imanes para que no se adhieran a menos que se la quite. Cuando ocurre la conexión entre el Ca + y la troponina, la tropomiosina , que cubre las cabezas del filamento delgado (actina) , se aparta para exponer la conexión del imán. El filamento grueso (miosina) luego se conecta con el filamento delgado (actina) y comienza a tirar del sarcómero o contraer el músculo como lo conocemos. El sarcómeroes la unidad contráctil funcional de las fibras musculares, y cientos de ellas inervan cada fibra. Mientras el Ca + permanezca conectado a la troponina, la contracción continuará, pero si los iones de Ca + regresan al sarcoplasma, el impulso se detiene y el músculo se relaja.

Movimiento muscular

La principal unidad contráctil de la contracción del músculo esquelético es a través de una unidad llamada sarcómero . Las unidades repetidas dentro del músculo se empujarán entre sí a lo largo del ciclo de contracción, lo que permitirá una contracción completa del músculo individual. La cantidad de sarcómeros en cada músculo variará según su tamaño y longitud. Cada sarcómero individual consta de filamentos contráctiles clave, regiones y zonas que crean movimiento a través de una contracción en el sitio del músculo.

Componentes clave de un sarcómero

Cada sarcómero individual se encuentra entre dos discos Z adyacentes , que son las proteínas oscuras donde se unen los filamentos delgados. El disco Z se encuentra en el centro de la banda I , que es el único lugar donde se asientan los filamentos delgados. Y la banda A es la banda oscura en la parte media del sarcómero que se encuentra entre las bandas I, que está compuesta por todos los filamentos gruesos. En los extremos laterales de las bandas A, los filamentos gruesos y delgados se superpondrán. Justo en el medio de la banda A, encontramos la línea M en el centro de la zona H. Esta delgada proteína es el punto donde se unen los filamentos gruesos. Puede ver en la imagen de abajo que los patrones adyacentes de los sarcómeros se asientan de manera desigual para que la garrapata y los filamentos de pensamiento puedan conectarse para crear una contracción.

Esta imagen muestra la estructura de un sarcómero y todas las regiones principales y componentes clave.

Ahora que tenemos todas las partes, ¡es hora de explorar cómo funcionan todas juntas para crear movimiento muscular! Recuerde, ¡el trabajo en equipo será clave! El mecanismo que permite la contracción muscular se denomina teoría del filamento deslizante .

Teoría del filamento deslizante

Cuando un músculo es estimulado por un impulso motor, culminan una serie de eventos para comenzar la contracción muscular. La teoría del filamento deslizante se puede resumir en cinco pasos:

1. Un impulso nervioso provoca la liberación de ACh en la unión neuromuscular y se une al receptor, iniciando un impulso muscular.
2. El impulso muscular viaja a lo largo del sarcolema y hacia las fibras a lo largo de los túbulos en T, lo que hace que se liberen iones de calcio en el sarcoplasma.
3. Los iones de calcio se unen a la troponina, iniciando la tropomiosina para moverse y exponer los sitios de actina. Las cabezas de miosina (filamentos gruesos) se activan y se adhieren a la actina (filamentos delgados) para formar un puente cruzado.
4. A medida que la actina y la miosina se adhieren, tiran de las fibras musculares hacia la línea M y los filamentos delgados pasan por los filamentos gruesos. Esto hace que el sarcómero se acorte y, posteriormente, el músculo se contraiga. Se requiere ATP para separar la cabeza de miosina de la actina para detener la contracción. Nota: mientras el Ca + esté disponible y permanezca unido a la troponina, el ciclo continuará.
5. El ATP mueve los iones de Ca + de regreso al retículo sarcoplásmico para reducir la concentración de Ca + en el sarcoplasma, lo que hace que el músculo se relaje. A medida que los miofilamentos vuelven a su estado original, el impulso muscular se detiene.

Esta imagen muestra los pasos de la contracción muscular. Una vez que llegamos al paso final, el ciclo se repite.

Note la diferencia en el sarcómero durante la contracción y relajación del músculo.

Resumen de la lección

La contracción muscular tiene lugar a través de un mecanismo llamado teoría del filamento deslizante . Este proceso culminado requiere el trabajo en equipo de varios elementos diferentes y la presencia de calcio es permitir que se activen los sitios de unión. Si se interrumpe cualquier paso del proceso, ¡el movimiento muscular no se producirá! Los sarcómeros , o unidad contráctil principal de una fibra muscular, están interconectados a lo largo de los músculos del cuerpo para permitir una contracción suave y completa de cada fibra muscular.

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Rodrigo Ricardo Editor y fundador