Fisiología muscular: proteínas contráctiles, sarcómero y tipos de contracción

Proteínas Contráctiles del Músculo

Las proteínas responsables de la contracción muscular se organizan en filamentos gruesos y delgados. Las principales son:

• Miosina: Proteína que forma los filamentos gruesos. Posee una estructura de doble hélice con dos cabezas globulares donde se une y se hidroliza el ATP, liberando la energía necesaria para la contracción.
• Actina: Proteína globular que se polimeriza para formar los filamentos delgados. Proporciona el sitio de unión para las cabezas de miosina durante la contracción.
• Tropomiosina: Proteína filamentosa que se enrolla en espiral a lo largo de la actina. En estado de reposo, bloquea los sitios de unión de la miosina en la actina.
• Troponina: Complejo de tres proteínas (TnT, TnC y TnI) unido a la tropomiosina a intervalos regulares.
  • TnT: Une el complejo de troponina a la tropomiosina.
  • TnC: Posee un sitio de unión para los iones de calcio (Ca²+). Cuando el calcio se une, provoca un cambio conformacional en el complejo.
  • TnI: En reposo, inhibe la interacción entre la actina y la miosina.

Estructura y Jerarquía del Músculo

La organización jerárquica del músculo esquelético, desde la unidad más pequeña a la más grande, es la siguiente:

1. Fibra muscular: Es la célula muscular, una estructura alargada y multinucleada. Cada fibra está envuelta por una fina capa de tejido conectivo llamada endomisio.
2. Fascículo muscular: Es un conjunto o haz de fibras musculares. Cada fascículo está rodeado por una capa de tejido conectivo más gruesa llamada perimisio.
3. Músculo: Es el órgano completo, formado por la agrupación de múltiples fascículos. El músculo entero está cubierto por una capa externa de tejido conectivo denso llamada epimisio.

El Sarcómero: La Unidad Contráctil

La unidad funcional y contráctil del músculo es el sarcómero. Está formado por la disposición ordenada de miofilamentos gruesos (principalmente miosina) y miofilamentos delgados (actina, tropomiosina y troponina), que se deslizan entre sí para producir la contracción.

¿Qué es el Medio Interno?

El medio interno es el conjunto de líquidos que rodean a todas las células de un organismo, permitiendo la comunicación y el intercambio de sustancias entre ellas y con el exterior. También se conoce como Líquido Extracelular (LEC) y está compuesto principalmente por el líquido intersticial y el plasma sanguíneo. Su función primordial es mantener la homeostasis, es decir, el equilibrio constante de las condiciones fisicoquímicas internas del cuerpo, vital para el correcto funcionamiento celular.

Tipos de Contracción Muscular

Según la variación en la longitud del músculo durante la generación de fuerza, existen tres tipos principales de contracción:

Contracción Concéntrica

El músculo se acorta al generar una fuerza superior a la resistencia externa.

• Ejemplo 1: Al levantar una pesa en un curl de bíceps, el bíceps braquial realiza una contracción concéntrica.
• Ejemplo 2: La fase de subida en una dominada implica una contracción concéntrica de los músculos de la espalda y los bíceps.
• Ejemplo 3: La fase de empuje (subida) en una flexión de brazos es una contracción concéntrica del pectoral y el tríceps.

Contracción Excéntrica

El músculo se alarga mientras sigue generando fuerza, ya que la resistencia externa es mayor que la fuerza producida. Actúa como un freno, oponiéndose a la gravedad.

• Ejemplo 1: Al bajar una pesa de forma controlada en un curl de bíceps, este realiza una contracción excéntrica.
• Ejemplo 2: La fase de bajada controlada en una dominada es una contracción excéntrica de los músculos implicados.
• Ejemplo 3: La fase de descenso en una flexión de brazos implica una contracción excéntrica del pectoral y el tríceps para controlar el movimiento.

Contracción Isométrica

El músculo genera fuerza, pero su longitud no varía, ya que la fuerza producida es igual a la resistencia. No hay movimiento visible.

• Ejemplo: Mantener una posición fija a mitad de una dominada o sostener una pesa sin moverla. En este caso, los músculos implicados (bíceps, espalda, etc.) están en contracción isométrica.

La Unidad Motora

La unidad motora es el conjunto funcional formado por una motoneurona (neurona motora) y todas las fibras musculares que esta inerva. La comunicación es unidireccional: una motoneurona puede inervar desde unas pocas hasta miles de fibras musculares, pero cada fibra muscular es inervada por una sola motoneurona.

La precisión del movimiento depende del tamaño de la unidad motora:

• Unidades motoras pequeñas (una neurona para pocas fibras) permiten movimientos finos y precisos, como los de los músculos del ojo o de la mano.
• Unidades motoras grandes (una neurona para cientos o miles de fibras) generan movimientos potentes pero menos precisos, como los de los músculos de la pierna (cuádriceps).

Metabolismo Anaeróbico Láctico

Esta vía metabólica, también conocida como glucólisis anaeróbica, tiene las siguientes características:

• Combustible: Utiliza glucosa y glucógeno muscular.
• Oxígeno: Se produce en ausencia de oxígeno.
• Subproducto: Genera ácido láctico (que se disocia en lactato e iones de hidrógeno).
• Velocidad: Proporciona energía de forma muy rápida.
• Eficiencia: Tiene una baja rentabilidad energética, produciendo solo 2-3 moléculas de ATP por molécula de glucosa.
• Aplicación: Es la vía energética principal en actividades de alta intensidad y corta duración (aproximadamente entre 30 y 90 segundos).

El Reflejo Miotático

El reflejo miotático, también conocido como reflejo de estiramiento, es una respuesta muscular involuntaria y preprogramada que se integra en la médula espinal. Se desencadena por el estímulo de los husos musculares (receptores sensoriales dentro del músculo) cuando detectan un estiramiento excesivo y rápido. La respuesta inmediata es la contracción del músculo estirado, un mecanismo de protección para prevenir desgarros o lesiones.