Histologia

GABINETE Nº 2

CONTRACCIÓN MUSCULAR

INTRODUCCIÓN

Contracción muscular. Se refiere al proceso fisiológico durante el que el músculo, por deslizamiento de las estructuras que lo componen; se acorta o se relaja. Su funcionamiento está estrechamente relacionado con la estructura de la fibra muscular y la transmisión del potencial eléctrico a través de las vías nerviosas. El modelo que describe la contracción muscular se conoce como mecanismo de deslizamiento de filamentos.

Estructura de la sarcómera

Con la ayuda de la bibliografía deberá resolver el siguiente cuestionario, el cual será entregado al inicio de la práctica

La superposición de los filamentos gruesos y delgados conforma diversas zonas y bandas, dando origen a las estrías que se observan en la fibra muscular. La porción más oscura de la sarcómera es la banda A, conformada por filamentos gruesos. La banda I es un área menos densa y de color más claro que contiene solo filamentos finos. Un disco Z pasa por el medio de cada banda I. Existe una angosta zona H que pasa por el centro de cada banda A y que contiene solo filamentos gruesos. En medio de cada zona H existe una línea M cuyo nombre se debe a que se encuentra en la parte central de la sarcómera.

Estructura de la sarcómera: S: sarcómera; I: banda-I, Z: disco-Z, M: línea-M, H: zona-H, A: banda-A,

Estructura de la sarcómera: S: sarcómera; I: banda-I, Z: disco-Z, M: línea-M, H: zona-H, A: banda-A,

Proteínas de los filamentos

Las miofibrillas se encuentran formadas por tres tipos de proteínas que pueden ser clasificadas de la siguiente manera:

• Contráctiles, que generan la fuerza necesaria durante las contracciones: miosina y actina.

• Reguladoras, que activan y desactivan el proceso de contracción: troponina y tropomiosina.

• Estructurales, que alínean los filamentos y los conectan con el sarcolema: titina, miomesina, nebulina y distrofina.

Mecanismo de deslizamiento de filamentos

La contracción muscular ocurre porque las cabezas de la miosina se insertan en los filamentos delgados de ambos extremos de la sarcómera y caminan sobre ellos, tirando progresivamente de los filamentos delgados hacia la línea M. Como resultado de ello los filamentos delgados se deslizan hacia dentro hasta juntarse en el centro de la sarcómera. Al ocurrir este deslizamiento los discos Z se acercan y la sarcómera se acorta. Sin embargo la longitud de los filamentos delgados individuales permanece sin cambio. El acortamiento de la sarcómera produce el acortamiento de la fibra muscular y en última instancia, el del músculo en su totalidad.

Acoplamiento excitación-contracción

El impulso nervioso generado en la neurona se transmite a lo largo del axón hasta llegar al bulbo terminal de este, donde abre compuertas de voltaje que permiten la entrada de calcio. El impulso presiona las vesículas de acetilcolina que existen en el interior del bulbo contra la membrana presináptica y, conjuntamente con el calcio que había entrado, provocan la expulsión por exocitosis del contenido de las vesículas a la hendidura sináptica. La acetilcolina liberada se une a sus receptores en la membrana postsináptica; los que son compuertas de ligando que se abren y permiten el paso de iones sodio que anteriormente se encontraban en la hendidura sináptica.

El paso de estos iones al interior de la fibra muscular genera una diferencia de potencial que se conoce; inicialmente con el nombre de Potencial de Placa Motora, y que al transmitirse por todo el sarcolema se convierte en un Potencial de Acción. Este Potencial de Acción circula por la membrana de la fibra muscular hasta llegar a unas invaginaciones conocidas como túbulos T, y que forman parte de una estructura denominada triada, conformada por un túbulo T y dos cisternas terminales del retículo sarcoplasmático. En estas cisternas se almacena calcio, que es liberado al citosol por la acción del impulso eléctrico sobre canales de compuerta de voltaje, y que se va a unir a la troponina que forma parte del complejo troponina-tropomiosina, encargado de obstaculizar los sitios de unión sobre el filamento de actina. Al producirse el complejo troponina-calcio, la tropomiosina deja libre los sitios de unión para que la cabeza de la miosina se inserte en ellos y comience así el deslizamiento de dichos filamentos.

Ciclo de contracción

La secuencia de fenómenos que da lugar al deslizamiento de los filamentos o sea el ciclo de contracción consta de cuatro etapas:

Hidrólisis de ATP: La cabeza de miosina contiene una bolsa de unión con el ATP y una ATPasa (enzima que hidroliza el ATP en ADP y un grupo fosfato). Esta hidrólisis le confiere energía a la cabeza de la miosina.

Formación de puentes cruzados: La cabeza de la miosina provista de energía se enlaza a los sitios de unión en la actina, posteriormente libera el grupo fosfato.

Fase de deslizamiento: Se abre la bolsa de la cabeza de la miosina y deja escapar el ADP durante este proceso la cabeza gira lo que genera fuerza hacia el centro de la sarcómera, con la que se desliza el filamento delgado sobre el grueso hacia la línea M.

Desacoplamiento: Al concluir la fase anterior, la cabeza de la miosina permanece unida a la actina hasta que se una a ella otra molécula de ATP, provocando que esta se separe y el proceso comience otra vez.

Aspectos fisiológicos

Contracciones isotónicas e isométricas

Las contracciones pueden ser clasificadas en isotónicas e isométricas. Se dice que son isotónicas ("misma tensión") cuando la tensión del músculo permanece casi constante mientras este se contrae. Estas contracciones se usan para los movimientos corporales y para mover objetos, y pueden ser de dos tipos: concéntricas y excéntricas. Cuando es concéntrica el músculo se acorta y tira de otra estructura para producir movimiento y reducir el ángulo en una articulación, como cuando se toma un libro del escritorio; mientras que en las excéntricas aumenta la longitud del músculo, como cuando se coloca el libro sobre la mesa. Durante las contracciones isométricas ("misma longitud") se genera energía considerable sin el acortamiento de músculo, como cuando sostenemos inmóvil un libro con el brazo extendido.

Fatiga muscular

Puede ser definida como la incapacidad de los músculos para contraerse con fuerza después de una actividad prolongada y existen dos tipos fundamentales de fatiga muscular: la fatiga de transmisión que ocurre cuando se agota el neurotransmisor tras estimulaciones mantenidas del músculo a través del nervio, y de contracción que ocurre cuando se agotan las reservas

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