Fisiología de la Contracción Muscular: Componentes y Mecanismos

Componentes de la Fibra Muscular

Las fibras musculares están compuestas por varios elementos clave que permiten su función principal: la contracción. A continuación, se describen los componentes más importantes:

• Sarcolema: Es la membrana que rodea la célula muscular. Contiene miles de invaginaciones llamadas túbulos T, que se extienden desde la superficie hacia el centro de cada fibra muscular. Los potenciales de acción viajan a través del sarcolema y los túbulos T, permitiendo que todas las porciones de la fibra se exciten simultáneamente.
• Núcleos: Las células musculares son multinucleadas, lo que significa que contienen varios núcleos.
• Sarcoplasma: Se encuentra dentro del sarcolema y es el citoplasma de la célula muscular. Es una sustancia semilíquida que contiene mitocondrias, glucosa, lípidos, proteínas y otros nutrientes. Además, posee glucógeno, que puede ser utilizado para la síntesis de ATP, y mioglobina, una proteína que se une al oxígeno y lo libera a la mitocondria cuando se requiere para la producción de ATP.
• Miofibrillas: Cada fibra muscular está compuesta por un conjunto de miofibrillas, que son las responsables de la contracción muscular.
• Retículo sarcoplásmico: Es una red de túbulos que rodea cada miofibrilla y almacena calcio en estado de reposo. La liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico desencadena la contracción muscular.
• Miofilamentos: Las miofibrillas contienen miofilamentos de actina (componente principal de los filamentos finos) y miosina (componente principal de los filamentos gruesos). La actina y la miosina son las proteínas contráctiles del músculo. El deslizamiento entre ellas produce la contracción muscular. Las uniones entre la actina y la miosina se denominan puentes cruzados.

Mecanismo de la Contracción Muscular

El proceso de contracción muscular comienza con un impulso eléctrico originado en el área motora del cerebro (lóbulo frontal). Este impulso viaja hasta el músculo a través de un nervio motor (vía eferente). A continuación, se detallan los pasos involucrados:

Conceptos Clave

• Placa neuromotriz: Es la unión entre la neurona motora y la fibra muscular. Cada fibra muscular esquelética posee una única unión neuromuscular.
• Unidad motriz: Es el conjunto formado por una neurona motora y todas las fibras musculares que inerva.

Proceso Bioquímico

1. Debido al estímulo nervioso, los iones de calcio (Ca²⁺) se liberan del retículo sarcoplásmico.
2. En reposo, la tropomiosina bloquea el sitio de unión de la actina. Sin embargo, cuando llega el calcio, este se une a la troponina, provocando el movimiento de la tropomiosina y exponiendo el sitio de unión de la actina.
3. El ATP presente en la célula se une a la cabeza de la miosina y se descompone en ADP y un grupo fosfato, liberando energía.
4. Esta energía provoca un cambio conformacional en la miosina, que forma puentes cruzados con la actina.
5. Se produce el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina, lo que genera la contracción muscular.
6. El grupo fosfato y el ADP se liberan de la cabeza de miosina.
7. Para que la actina y la miosina se separen, se necesita que otra molécula de ATP se una a la cabeza de la miosina.
8. El calcio regresa al retículo sarcoplásmico una vez finalizada la contracción.

Características de las Fibras Musculares Lentas

Las fibras musculares lentas, también conocidas como fibras de tipo I, presentan las siguientes características:

• Contracción lenta: Tienen una velocidad de contracción más lenta en comparación con las fibras rápidas.
• Mayor capilarización: Poseen una mayor densidad de capilares sanguíneos.
• Menor diámetro: Su diámetro es más pequeño.
• Producción de energía aeróbica: Dependen principalmente del metabolismo aeróbico para la producción de energía.
• Ricas en enzimas aeróbicas: Contienen una alta concentración de enzimas aeróbicas.
• Baja actividad ATPasa: La actividad de la enzima ATPasa es baja.
• Muchas mitocondrias: Poseen un elevado número de mitocondrias.
• Color rojo: Su color es rojo debido a la alta concentración de mioglobina.
• Mucha mioglobina: Contienen una gran cantidad de mioglobina.
• Menor número de miofibrillas: Tienen un menor número de miofibrillas en comparación con las fibras rápidas.
• Motoneurona lenta y pequeña: Son inervadas por motoneuronas de menor tamaño y velocidad de conducción más lenta.
• Alta resistencia a la fatiga: Son muy resistentes a la fatiga.