Anatomía muscular: tipos y terminología

Los músculos

• Son tejidos que se contraen y relajan para mover las partes del cuerpo.
• Están formados por células especializadas llamadas 'miocitos'.

El sistema muscular

• Abarca todos los tipos de músculos del cuerpo.
• Los músculos esqueléticos forman parte de las articulaciones para producir movimientos.
• Los tendones unen los músculos a los huesos.

Terminología muscular

• Membrana celular → Sarcolema (fina membrana que envuelve una fibra musculoesquelética).
• Citoplasma → Sarcoplasma (fluido intracelular entre las miofibrillas).
• Retículo endoplásmico → Retículo sarcoplásmico (retículo endoplásmico especializado del músculo esquelético).
• Mitocondria → Sarcosoma (mitocondria de gran tamaño propia de la célula muscular).

Tipos de tejido muscular

• Tejido muscular cardíaco: Control involuntario.
• Tejido muscular esquelético: Control voluntario.
• Tejido muscular liso: Control involuntario.

Comparativa de los tipos de tejido muscular

• Los músculos esquelético y cardíaco tienen aspecto estriado por la disposición ordenada de actina y miosina.
• El músculo esquelético es el único voluntario.
• El músculo cardíaco es involuntario y se contrae espontáneamente.
• En el músculo liso, la contracción depende de actina y miosina, pero no están dispuestas de forma organizada, por lo que no hay estriaciones.

Nomenclatura muscular

• Los músculos se nombran según su apariencia, localización, orígenes e inserciones.

Fuentes de energía para la contracción muscular

• Fosfocreatina (Sistema de los Fosfágenos o ATP-CP): Fuente rápida y de corta duración (10-15 segundos), usa fosfocreatina para regenerar ATP rápidamente, crucial para actividades explosivas.
• Glucólisis Anaerobia (Metabolismo de los Carbohidratos): Utiliza glucosa almacenada (glucógeno), genera ATP sin oxígeno y produce ácido láctico. Dura 30-60 segundos, como en una carrera de 400 metros.
• Metabolismo Aeróbico (Fosforilación Oxidativa): Utiliza glucosa, ácidos grasos y aminoácidos en presencia de oxígeno, es eficiente y de larga duración para ejercicios de resistencia. Ocurre en las mitocondrias y genera grandes cantidades de ATP.

Anatomía muscular

• El músculo esquelético está formado por fascículos musculares, compuestos por fibras musculares.
• Las fibras musculares están compuestas por miofibrillas, las cuales están compuestas por miofilamentos.

Propiedades de los tejidos musculares

• Excitabilidad: Habilidad de detectar el estímulo neuronal (potencial de acción).
• Contractilidad: Habilidad de acortarse.
• Extensibilidad: Habilidad de ser estirado sin romperse.
• Elasticidad: Habilidad de regresar a la forma normal después de ser extendido.

¿Qué es el sarcómero?

• Es la unidad contráctil básica del músculo estriado, una porción de miofibrilla entre líneas Z adyacentes.
• Mide de 2 a 3 mm en el músculo relajado de un mamífero.
• Puede distenderse a más de 4 mm y reducirse hasta 1 mm durante la contracción extrema.

Filamentos musculares

• Filamentos de miosina: Filamentos gruesos de aprox. 15 nanómetros de diámetro, con cabezas globulares con actividad ATPasa. Se superponen con actina en los extremos de la banda A.
• Filamentos de actina: Filamentos delgados de aprox. 8 nanómetros de diámetro, se proyectan desde el disco Z, pero no cruzan toda la longitud del sarcómero. Contienen troponina y tropomiosina y sirven como rieles para el movimiento de la miosina.

Funciones del Músculo Esquelético

• Movimiento
• Protección
• Postura
• Digestión
• Respiración
• Soporte
• Forma
• Función endocrina

Clasificación Muscular según:

• Acción: Agonistas, Antagonistas, Sinergistas.
• Forma: Fusiformes, Anchos, Planos, Cortos.
• Movimiento: Flexores, Extensores, Abductores, Adductores, Rotadores.
• Inserciones: Bíceps, Tríceps, Cuádriceps.

Participación muscular en sistemas del cuerpo

• Musculoesquelético: Movimiento del cuerpo y mantenimiento de la postura.
• Cardiovascular: El músculo cardíaco bombea sangre.
• Digestivo: El músculo liso facilita el peristaltismo.
• Respiratorio: Músculos como el diafragma e intercostales controlan la respiración.
• Urinario: Los músculos lisos de la vejiga permiten la micción.
• Reproductor: Facilitan procesos como el parto y la eyaculación.
• Linfático: La contracción de los músculos esqueléticos ayuda en el retorno linfático.

Unión neuromuscular

• Es el punto de conexión entre una neurona motora y una fibra muscular.
• Cuando la señal nerviosa llega a la unión, la neurona motora libera acetilcolina.
• La liberación de acetilcolina desencadena la contracción muscular.
• Na+ preponderantemente entra a la célula.

Base molecular de la contracción muscular

1. La contracción se inicia cuando un impulso nervioso viaja por el axón de una neurona motora hasta la unión neuromuscular.
2. El impulso nervioso libera acetilcolina en la hendidura sináptica, que se une a los conductos de Na+, causando despolarización local del sarcolema.
3. Se abren los conductos de Na+ activados por voltaje y el Na+ entra a la célula. La despolarización se extiende por la membrana plasmática de la célula muscular y los túbulos T.
4. Las proteínas sensoras del voltaje (DHSR) en la membrana plasmática de los túbulos T cambian de forma.
5. En las tríadas de las células musculares, los túbulos T están en contacto estrecho con las expansiones laterales del retículo sarcoplásmico, donde los conductos RyR1 liberan Ca2+ al ser activados por los cambios en las proteínas sensoras de voltaje.
6. El Ca2+ se libera con rapidez desde el retículo sarcoplásmico hacia el sarcoplasma.
7. El Ca2+ acumulado se difunde a los miofilamentos, donde se une a la porción TnC del complejo de troponina.
8. Se inicia el ciclo del puente transversal de actomiosina.
9. El Ca2+ regresa a las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico gracias a la bomba SERCA, donde se concentra y es capturado por la calsecuestrina.

Ciclo de puentes cruzados

• Es el proceso mediante el cual las proteínas contráctiles se mueven, acortando los sarcómeros y provocando la contracción muscular. Se produce en todos los tipos de músculos.
• Fibra en reposo; el puente cruzado no está fijo a actina.
• El puente cruzado se une a la actina.
• Se libera P₁ desde la cabeza de miosina, lo que causa un cambio conformacional en la miosina.
• El golpe de energía hace que los filamentos se deslicen; se libera ADP.
• Un nuevo ATP se une a la cabeza de miosina, lo que permite que se libere desde la actina.
• El ATP se hidroliza y el fosfato se une a la miosina, lo que hace que el puente cruzado regrese a su orientación original.

Placa motora

• Es la zona de conexión entre una neurona motora y una fibra muscular, también conocida como unión neuromuscular.
• Función: Permite la comunicación entre la neurona y la fibra muscular, inicia la respuesta ante un impulso nervioso motor, fundamental para mantener la función motora y coordinar acciones voluntarias e involuntarias.
• Estructura: Formada por neurona motora presináptica, hendidura sináptica y fibra muscular postsináptica. La membrana presenta pliegues especializados para los receptores de acetilcolina. La hendidura separa la terminación presináptica de la fibra muscular.

Mecanismo de Contracción del Músculo Esquelético

• Un impulso nervioso libera acetilcolina en la unión neuromuscular.
• Esto genera un potencial de acción en el sarcolema, que se propaga por los túbulos T.
• Se liberan iones de calcio desde el retículo sarcoplásmico.
• La miosina forma puentes cruzados con la actina, produciendo el desplazamiento de los filamentos.
• El Ca se une a la troponina, moviendo la tropomiosina y permitiendo la interacción actina-miosina.
• La hidrólisis de ATP permite la repetición del ciclo contráctil.

Túbulos T y Canales de tipo L

• Túbulos T: Presentes en los músculos esqueléticos y cardíacos, son extensiones de la membrana celular que permiten la transmisión rápida del potencial de acción a la célula y regulan la concentración de calcio celular. Los túbulos T permiten que las células del músculo cardíaco se contraigan con más fuerza.
• Canales de tipo L: Presentes solo en los músculos lisos, son canales iónicos ubicados en las caveolas de las membranas celulares, permiten la entrada de iones de calcio a la célula y son parte de la despolarización, facilitando la entrada de calcio.

Tipos de contracción muscular

• Isotónica: La tensión permanece inalterada mientras la longitud del músculo cambia (Concéntrica y Excéntrica).
  • Concéntrica: El músculo se acorta generando suficiente fuerza para superar la resistencia (ej. Levantar una barra).
  • Excéntrica: El músculo se estira debido a que la resistencia supera la fuerza generada (ej. Bajar una barra).
• Isomérica: La longitud del músculo no cambia durante la contracción.

Elementos que intervienen en la contracción muscular

• Actina: Filamento delgado que forma parte de los sarcómeros.
• Miosina: Filamento grueso que forma parte de los sarcómeros.
• ATP: Combustible que se descompone para liberar energía y calor.
• Troponina: Proteína reguladora que forma parte de la estructura de los filamentos de actina.
• Tropomiosina: Proteína reguladora que forma parte de la estructura de los filamentos de actina.
• Calcio: Interviene en la regulación de las contracciones musculares.

Función del Calcio

• El calcio es indispensable en la contracción, uniéndose a la troponina para activar los sitios de unión de la actina.
• Cuando el calcio es recaptado por el retículo sarcoplásmico, la contracción cesa y el músculo se relaja.

La mecánica muscular depende de:

• La cantidad de unidades motoras activadas.
• La frecuencia de estimulación nerviosa.
• La disponibilidad de ATP y calcio.

Músculo cardiaco

• Importante destacar la presencia de uniones gap, liberación de Ca2+ inducida por Ca2+ y díadas.

Músculo liso

• Funciones: Controlar el ancho de los conductos, transportar sustancias en el tracto digestivo, controlar el acceso como en los esfínteres, expandir y contraer el paso de sangre y líquidos, mantener la resistencia vascular sistémica (presión arterial) y abrir/cerrar la pupila.
• Clasificación: Unitario (tracto gastrointestinal, vejiga, útero, vasos sanguíneos pequeños y uréter, conectados por uniones comunicantes/gap junctions) y multiunitario (iris, músculos ciliares del cristalino, vía respiratoria y conducto deferente, con poco o ningún acoplamiento entre las células).

Mecanismo de Contracción del Músculo Liso

• La estimulación proviene del sistema nervioso autónomo, hormonas o señales locales.
• El calcio se une a la calmodulina en lugar de la troponina.
• La calmodulina activa la miosina quinasa, fosforilando la miosina y permitiendo la contracción.
• La contracción es más lenta y sostenida comparada con el músculo esquelético.