Músculo esquelético: estructura, sarcómero y fisiología de la contracción

Músculo esquelético: estructura, función y contracción celular

Características generales

El músculo esquelético es el encargado del movimiento del esqueleto, ya que está unido a los huesos mediante tendones. Es el tipo de músculo más abundante en el cuerpo humano, representando aproximadamente el 40% del peso corporal. Su contracción ocurre únicamente en respuesta a señales transmitidas por una neurona somática.

Estructura del músculo esquelético

El músculo esquelético está compuesto por fibras musculares, que son las células musculares. Cada fibra está recubierta por una capa de tejido conectivo llamada endomisio, que las separa de otras fibras adyacentes. Las fibras se agrupan en haces llamados fascículos, rodeados por otra capa de tejido conectivo más denso denominada perimisio, que contiene colágeno, fibras elásticas, nervios y vasos sanguíneos. Todos estos componentes están envueltos en una vaina fibrosa externa llamada epimisio.

Células musculares y miofibrillas

Las células musculares tienen una forma cilíndrica y alargada, con múltiples núcleos. Son las células más grandes del cuerpo humano. En su interior contienen más de mil miofibrillas, estructuras intracelulares responsables de la contracción muscular. Estas miofibrillas están compuestas por dos tipos de filamentos proteicos:

• Actina (filamentos delgados)
• Miosina (filamentos gruesos)

Estructura del sarcómero

A nivel microscópico, la disposición de los filamentos de actina y miosina dentro de la miofibrilla genera un patrón de bandas claras y oscuras repetitivas, formando la unidad estructural y funcional del músculo esquelético, conocida como sarcómero. En él se distinguen varias regiones:

• Banda I: zona clara compuesta únicamente por filamentos delgados.
• Banda A: zona más oscura que abarca toda la longitud de los filamentos gruesos. Incluye una región donde los filamentos gruesos y delgados se superponen y una zona H donde solo hay filamentos gruesos.
• Línea M: punto de anclaje de los filamentos gruesos.
• Discos Z: puntos de inserción de los filamentos delgados. El sarcómero se extiende entre dos discos Z.

Durante la contracción muscular, según la teoría del deslizamiento de los filamentos, los filamentos de actina y miosina se deslizan entre sí, acortando el sarcómero y acercando los discos Z entre sí.

Terminología especializada en fisiología muscular

En la fisiología de las células musculares se emplean términos específicos para describir sus componentes:

• Sarcolema: membrana celular de la fibra muscular.
• Sarcoplasma: citoplasma de la célula muscular.
• Retículo sarcoplasmático: equivalente al retículo endoplasmático, encargado de almacenar iones de calcio (Ca²⁺). Cuando los iones de calcio son liberados del retículo sarcoplasmático, inician la contracción de las miofibrillas.
• Sistema T (túbulos transversales): sistema de túbulos que discurre perpendicularmente a las miofibrillas y atraviesa el retículo sarcoplasmático; sus membranas son continuas con el sarcolema. Al igual que éste, el sistema T es capaz de transmitir el potencial de acción, permitiendo la propagación de la señal de contracción a lo largo de la fibra muscular.

La contracción muscular

La contracción muscular se inicia cuando un estímulo nervioso alcanza la fibra muscular, provocando la despolarización del sarcolema. Esta señal eléctrica se propaga a través de los túbulos T, que conectan con el retículo sarcoplasmático, desencadenando la liberación de iones calcio (Ca²⁺) desde las cisternas del retículo que rodean las miofibrillas.

Una vez en el sarcoplasma, el calcio liberado se une a la troponina, lo que debilita la interacción entre esta proteína y la actina. Como resultado, la tropomiosina se desplaza lateralmente, dejando expuestos los sitios de unión en la actina. En este punto, las cabezas de miosina se unen a estos sitios de unión en la actina, generando un efecto bisagra que permite el deslizamiento de los filamentos de actina, arrastrándolos hacia el centro del sarcómero.

Este proceso de contracción requiere energía en forma de ATP, que es esencial para el movimiento de las cabezas de miosina y la continuidad del ciclo contráctil.