Mecanismos Detallados de la Contracción y Relajación Muscular

Mecanismos de la Contracción y Relajación Muscular

Fases de la Contracción Muscular

El proceso de contracción muscular implica una secuencia precisa de eventos moleculares y eléctricos:

1. Despolarización de la Neurona Motora: Descarga de la motoneurona.
2. Liberación de Neurotransmisor: Liberación de acetilcolina en la placa motora terminal.
3. Activación del Receptor: Unión de la acetilcolina a los receptores nicotínicos.
4. Cambios Iónicos en la Placa Motora: Aumento de la conductancia de $\text{Na}^+$ y $\text{K}^+$ en la membrana de la placa motora.
5. Generación del Potencial de Placa: Generación del potencial de la placa terminal.
6. Potencial de Acción Muscular: Generación del potencial de acción en las fibras musculares.
7. Propagación: Propagación de la despolarización a través de los túbulos T.
8. Liberación de Calcio: Liberación de $\text{Ca}^{2+}$ de las cisternas terminales hacia el citoplasma.
9. Inicio del Deslizamiento: Unión del $\text{Ca}^{2+}$ a la troponina C, lo que descubre los sitios de unión miosina-actina.
10. Acortamiento Muscular: Formación de enlaces cruzados entre actina y miosina y deslizamiento de los filamentos delgados sobre los gruesos, produciendo acortamiento de la fibra muscular.

Fases de la Relajación Muscular

La relajación ocurre cuando cesa el estímulo:

• Bombeo de $\text{Ca}^{2+}$ de regreso al retículo sarcoplásmico.
• Liberación de $\text{Ca}^{2+}$ de la troponina.
• Se suspende la interacción entre actina y miosina.

Ciclo Contracción-Relajación desde el Potencial de Acción

El ciclo de acortamiento y posterior relajación se detalla a nivel molecular:

1. Llegada del potencial de acción y salida del calcio al citosol. Unión $\text{Ca}^{2+}$-troponina, lo que cambia la conformación troponina-tropomiosina.
2. Unión actina-miosina.
3. Al unirse la actina y la miosina, hay un cambio en la conformación del puente cruzado que libera $\text{ADP}$ y $\text{P}_i$. El puente se flexiona y tira del filamento delgado al centro del sarcómero.
4. Una molécula de ATP se une a la cabeza de la miosina.
5. El ATP se hidroliza y la energía se transfiere a la cabeza de la miosina, que adopta una conformación de alta energía.
6. El calcio es transportado activamente desde el citosol al retículo sarcoplásmico mediante bombas iónicas. El complejo $\text{Tn-Tm}$ de nuevo cubre los lugares activos de la actina, deteniendo el ciclo.

Etapas de la Transmisión Sináptica

La comunicación entre la neurona y la fibra muscular se realiza mediante la transmisión sináptica:

1. Llegada de un potencial de acción al terminal presináptico, lo que despolariza la membrana.
2. Se abren los canales de calcio voltaje dependientes y sodio.
3. Penetración del calcio en el citoplasma presináptico a través de los canales a favor de gradiente electroquímico desde el LEC (Líquido Extracelular).
4. El calcio produce la exocitosis vesicular con liberación de NT (Neurotransmisor).
5. Las moléculas de NT cruzan la hendidura sináptica por difusión y se combinan reversiblemente con los receptores de la membrana plasmática.