Fases de la Contracción Muscular: De la Señal Nerviosa al Movimiento

El Fenómeno de la Contracción Muscular

El proceso de contracción muscular consta de tres fases principales:

1. Activación de la fibra muscular
2. Interacción entre actina y miosina
3. Relajación muscular

1. Activación de la fibra muscular

(Nota: Incluir introducción de Lucía y redactar sobre propiocepción consultando el libro).

Protagonistas de la Contracción

Antes de explicar el proceso, es fundamental conocer a sus protagonistas. La contracción es realizada por un conjunto de proteínas contráctiles:

• Miosina: Con forma de doble hélice y dos cabezas globulares que contienen ATP y tienen un cuello móvil. Forma el filamento grueso.
• Actina: Es una proteína globular que posee unos lugares activos a los que se une la miosina.
• Tropomiosina: Tiene forma de hélice y en estado de reposo bloquea los lugares activos de la actina.
• Troponina: Es un complejo de tres subunidades (TnC, TnT y TnI). Cada una tiene una afinidad específica: la TnC por el calcio, la TnT por la tropomiosina y la TnI por la actina (ayudando a bloquear los lugares activos).

La actina, la tropomiosina y la troponina juntas conforman el filamento delgado.

El Impulso Nervioso y la Unidad Motora

La contracción se inicia con la llegada de un impulso nervioso a la fibra muscular. Es importante saber que una neurona puede inervar varias fibras musculares (formando una unidad motora), pero una fibra muscular solo puede ser inervada por una neurona.

La relación entre neuronas y fibras varía según la precisión del movimiento:

• Movimientos de alta precisión: Se necesitan más neuronas para menos fibras. Es decir, cada neurona inerva muy pocas fibras (a veces, solo una). Por ejemplo, en los músculos que controlan los dedos, los labios o los párpados.
• Movimientos de baja precisión: Se necesitan menos neuronas para más fibras. Cada neurona se ocupa de inervar un gran número de fibras musculares, como en los músculos de la espalda o las piernas.

Liberación de Calcio

El impulso nervioso se transmite a lo largo del sarcolema (la membrana de la fibra muscular) y penetra en su interior a través de los túbulos T. Cuando la fibra está en reposo, las cisternas del retículo sarcoplasmático almacenan grandes cantidades de iones de calcio (Ca²+). La llegada del impulso provoca que la membrana de estas cisternas se vuelva permeable, liberando masivamente el calcio hacia el sarcoplasma, el citoplasma de la célula muscular donde se encuentran las miofibrillas.

2. Interacción Actina-Miosina: El Ciclo de los Puentes Cruzados

Una vez liberado el calcio en el sarcoplasma, comienza el ciclo que produce el acortamiento del músculo:

1. Unión del calcio: El calcio se une a la subunidad TnC de la troponina.
2. Desplazamiento de la tropomiosina: Esta unión provoca un cambio en la forma de la troponina, que a su vez desplaza a la tropomiosina, dejando al descubierto los lugares activos de la actina.
3. Formación del puente cruzado: Las cabezas de la miosina, que están "cargadas" de energía, se unen a los lugares activos de la actina, formando los llamados puentes cruzados de actina-miosina.
4. Golpe de fuerza: Se activa la función ATPasa de la miosina. La cabeza de miosina libera el fosfato inorgánico (Pi) y el ADP. Esta liberación provoca una torsión en el cuello de la cabeza de miosina (el "golpe de fuerza"), que tira del filamento de actina hacia el centro del sarcómero.
5. Desacoplamiento: Una nueva molécula de ATP se une a la cabeza de la miosina, lo que provoca que esta se separe de la actina.
6. Reactivación de la miosina: La cabeza de miosina hidroliza el nuevo ATP en ADP y fosfato, volviendo a su posición original, lista para unirse a otro sitio activo de la actina si el calcio sigue presente.

Este proceso se repite cíclicamente, haciendo que los miofilamentos se deslicen y solapen unos sobre otros, lo que provoca el acortamiento del sarcómero y, en consecuencia, la contracción del músculo.

3. Relajación muscular

Para que cese la contracción y la fibra muscular pueda relajarse, es necesario revertir el proceso de activación. Esto ocurre cuando el impulso nervioso finaliza.

El paso clave es la reintroducción de todo el calcio que se había difundido por el sarcoplasma de vuelta a las cisternas del retículo sarcoplasmático. Este proceso se realiza mediante bombas de calcio, es un transporte activo que funciona en contra de gradiente de concentración y, por lo tanto, consume ATP.

Al descender drásticamente la concentración de calcio en el sarcoplasma, este se separa de la troponina. Como resultado, el complejo troponina-tropomiosina recupera su estado inicial, y la tropomiosina vuelve a su posición original, bloqueando de nuevo los lugares activos de la actina. Sin la posibilidad de formar puentes cruzados, la contracción cesa y el músculo se relaja.