Ultraestructura y contracción de la fibra muscular esquelética y lisa

Resumen

El texto describe la ultraestructura de la fibra muscular esquelética, desde el sarcolema y el sarcómero hasta los miofilamentos gruesos de miosina. Después compara el músculo liso, explicando su organización celular y el papel del calcio, la calmodulina y la miosina en su contracción y relajación.

Puntos clave

La fibra muscular esquelética es una célula alargada con varios núcleos, muchas mitocondrias y miofibrillas, rodeada por el sarcolema.
La unidad estructural de la miofibrilla es el sarcómero, formado por la disposición de miofilamentos gruesos y finos.
Los miofilamentos gruesos están constituidos por miosina, cuyas cabezas poseen un lugar para el ATP.
Las células del músculo liso son en forma de huso, tienen un solo núcleo y carecen de fibrillas organizadas.
En el músculo liso no hay troponina: el Ca++ se une a la calmodulina, que fosforila la miosina y provoca la contracción.
La relajación del músculo liso es más lenta porque el Ca++ regresa al retículo endoplasmático mediante bombas Ca++ATPasa.

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Ultraestructura de la Fibra Muscular Esquelética

Aunque existe una gran diversidad de formas y tamaños musculares, el esquema de organización ultraestructural, que es el que nos interesa conocer para comprender la fisiología del músculo, es muy semejante en todos ellos (incluso se puede hacer extensivo a los otros dos tipos de músculo).

Ultraestructuralmente, el músculo está formado por células alargadas en forma de cilindros que se denominan fibras musculares. Su membrana plasmática se denomina sarcolema y en el interior poseen varios núcleos, muchas mitocondrias y miofibrillas que, a su vez, están constituidas por miofilamentos dispuestos de una manera peculiar en el citoplasma (sarcoplasma).

La unidad estructural se llama convencionalmente sarcómero y está constituida por la disposición estructural de los miofilamentos, que pueden ser de dos tipos:

Gruesos: constituidos únicamente por miosina, un polímero cuyos monómeros están formados por dos cadenas polipeptídicas enrolladas entre sí. Cada cadena está constituida por una porción lineal final o cola, otra intermedia denominada cuello porque tiene la posibilidad de torsión, que se une con la parte globular o cabeza doble que posee un lugar para el ATP.

Contracción del Músculo Liso

El músculo liso presenta diferencias estructurales importantes:

Sus células no son estriadas sino en forma de huso, de menor tamaño (5-14 μm de diámetro vs 20-500 μm).
Solo poseen un núcleo y pocas mitocondrias.
No existen fibrillas organizadas, sino que posee filamentos gruesos de miosina y cuerpos densos que contienen actina dispuestos de forma aleatoria por el citoplasma.
El ATP y el fosfato de creatina que contienen son similares, pero la menor actividad ATPasa de la miosina es la que determina que la contracción sea más lenta.
El sistema sarcoplásmico está poco desarrollado y no contiene troponina, por lo que el Ca⁺⁺ intracelular es el responsable del acoplamiento electromecánico. La fuente de Ca⁺⁺ es el retículo endoplasmático poco desarrollado y el Ca⁺⁺ extracelular que entra por los canales de voltaje. Este Ca⁺⁺ se une a la calmodulina (proteína que forma parte del filamento de miosina) y, a su vez, fosforila la miosina y provoca la contracción por formación de enlaces de miosina y actina.
La relajación implica la salida del Ca⁺⁺ de la célula y su reincorporación al retículo endoplasmático por las bombas de Ca⁺⁺ATPasa. Obviamente, la relajación es más lenta que en las células estriadas.

Preguntas frecuentes

¿Qué es el sarcómero?

El sarcómero es la unidad estructural de la miofibrilla, formada por la disposición ordenada de miofilamentos gruesos (miosina) y finos.

¿Por qué el músculo liso se contrae más lentamente que el estriado?

Según el texto, la menor actividad ATPasa de la miosina determina una contracción más lenta. Además, la relajación también es más lenta que en las células estriadas.

¿Qué papel tiene el calcio en la contracción del músculo liso?

El Ca++ intracelular es el responsable del acoplamiento electromecánico. Se une a la calmodulina, que fosforila la miosina y permite la formación de enlaces con la actina.