Capítulo sobre Contracción Muscular Esquelética

Contracción Muscular Esquelética

• Aproximadamente el 40% del cuerpo humano es músculo esquelético.
• Los mismos principios de contracción se aplican a todos los tipos de músculos.
• Este capítulo se enfoca principalmente en la función del músculo esquelético.

Anatomía Fisiológica del Músculo Esquelético

• Los músculos esqueléticos están compuestos por numerosas fibras que varían de 10 a 80 micrómetros de diámetro.
• Cada fibra muscular comprende subunidades más pequeñas que se describen en el texto.
• La mayoría de las fibras musculares se extienden por toda la longitud del músculo.
• Cada fibra generalmente está inervada por una sola terminación nerviosa.
• El sarcolema es la membrana que rodea la fibra muscular, compuesto por membrana plasmática y una capa externa de material polisacárido con fibrillas de colágeno.
• El sarcolema se fusiona con fibras tendinosas en ambos extremos.
• Las fibras tendinosas forman tendones que conectan los músculos a los huesos.
• Las miofibrillas están compuestas por filamentos de actina y miosina.
• Cada fibra contiene cientos o miles de miofibrillas.
• Los filamentos de actina y miosina se interdigitan parcialmente, creando bandas claras (bandas I) y oscuras (bandas A) en las miofibrillas.
• Las bandas I contienen solo filamentos de actina, mientras que las bandas A contienen filamentos de miosina y actina superpuestos.
• Los puentes cruzados son proyecciones de los filamentos de miosina.
• La interacción entre los puentes cruzados y los filamentos de actina causa la contracción muscular.

Mecanismo General de Contracción Muscular

• Un potencial de acción viaja a través de un nervio motor hasta las terminaciones en las fibras musculares.
• El nervio secreta acetilcolina en las terminaciones.
• La acetilcolina induce la apertura de canales de cationes activados por acetilcolina en las fibras musculares.
• Esto permite la entrada de sodio, lo que inicia un potencial de acción en la membrana.
• El potencial de acción viaja por la membrana de la fibra muscular.
• El potencial de acción despolariza la membrana y el retículo sarcoplásmico, lo que libera grandes cantidades de calcio.
• Los iones calcio inician la contracción, moviendo los filamentos de actina y miosina.

Mecanismo Molecular de Contracción Muscular

• La contracción muscular es un proceso de filamento deslizante.
• Los filamentos de actina se mueven entre los filamentos de miosina cuando se contraen los músculos.
• Los puentes cruzados de la miosina interactúan con los filamentos de actina.
• Los iones calcio son esenciales para la interacción entre la actina y la miosina, permitiendo que los puentes cruzados se unan a los sitios activos de la actina.

Filamentos Contráctiles

• Los filamentos de miosina están compuestos por múltiples moléculas de miosina, cada una con dos cadenas pesadas y cuatro ligeras.
• Los filamentos de miosina tienen colas y cabezas, y las cabezas poseen puentes cruzados que se unen a los sitios activos de actina.
• Los filamentos de actina están compuestos por actina, tropomiosina y troponina.
• La actina es la columna vertebral del filamento, la tropomiosina cubre los sitios activos de actina en reposo, y la troponina se adhiere a ambos.
• Los iones calcio influyen en la tropomiosina y permiten la interacción entre actina y miosina.

ATP Como Fuente de Energía

• El ATP provee la energía para la contracción muscular.
• El ATP se escinde para generar la energía necesaria para el movimiento de los puentes cruzados.
• El ATP en las fibras musculares es suficiente para una contracción de 1 a 2 segundos.
• Tres fuentes de energía refosforilan el ATP para el continuo proceso de contracción: fosfocreatina, glucólisis y metabolismo oxidativo; cada una con roles y cantidades diferentes dependiendo de la duración de la contracción.

Contracción Isotónica y Isométrica

• La contracción isotónica implica acortamiento muscular con tensión constante.
• La contracción isométrica implica tensión muscular constante sin acortamiento.
• Estos tipos de contracciones se utilizan para diferentes tipos de funciones musculares, adaptándose a diferentes necesidades de movimiento y fuerza.

Tipos de Fibras Musculares

• Hay dos tipos principales de fibras musculares: lentas (tipo I, rojas) y rápidas (tipo II, blancas).
• Las fibras lentas son menores y tienen un sistema vascular más extenso para el suministro de oxígeno.
• Las fibras rápidas son de mayor tamaño y tienen un retículo sarcoplásmico extenso para la liberación rápida de calcio.
• Las fibras lentas se utilizan para movimientos prolongados y repetitivos, mientras que las fibras rápidas son para movimientos rápidos e intensos.

Hipertrofia y Atrofia Muscular

• La hipertrofia es el crecimiento del músculo, comúnmente causado por el entrenamiento con resistencia, aumentando el número y tamaño de los filamentos de actina y miosina.
• La atrofia es la reducción del tamaño del músculo, típicamente por falta de uso o daño, disminuyendo el número y tamaño de los filamentos de actina y miosina.

La Denervación Muscular

• La atrofia muscular ocurre rápidamente al desaparecer el suministro de nervios al músculo.
• Los mecanismos de degradación de proteínas comienzan después de aproximadamente 2 semanas, con la vía ubiquitina-proteasoma.
• La recuperación de la función de los músculos atrofiados es lenta, con un tiempo de recuperación que varía mucho al ir pasando el tiempo.

Contracciones Musculares de Distintas Fuerzas

• La suma de las acciones de diferentes unidades motoras aumenta la fuerza de la contracción general, con el principio del tamaño.
• La suma de frecuencia produce contracciones más fuertes con frecuencia más alta, llevando a la tetanización.
• Este proceso permite aumentar la fuerza de la contracción muscular de forma gradual y sustentable.

Tono Muscular

• El tono muscular se mantiene incluso en reposo por impulsos nerviosos bajos de la médula espinal y de los husos musculares, permitiendo un estado de tensión basal.

Fatiga Muscular

• La fatiga muscular es el proceso de agotamiento por contracciones prolongadas, relacionándose directamente con el agotamiento del glucógeno, la disminución del suministro de nutrientes (especialmente oxígeno) y el fallo de la transmisión de señal nerviosa.
• La interrupción del flujo sanguíneo también interrumpe el proceso de contracción muscular.

Rigor Mortis

• Ocurre varias horas después de la muerte.
• Es un proceso de contracción muscular que resulta de la falta de ATP, lo que impide la separación de los puentes cruzados de la actina.
• La degradación de las proteínas musculares se inicia 15-25 horas después del fallecimiento por autólisis.

Distrofia Muscular

• La distrofia muscular es una condición hereditaria que causa debilidad muscular y degeneración, por mutaciones genéticas que afectan a las proteínas musculares (como la distrofina).
• La desestabilización de la membrana de las células musculares y la activación de procesos fisiopatológicos como el manejo del calcio intracelular son resultados de la distrofia muscular.

Este capítulo analiza la contracción muscular esquelética y su anatomía fisiológica. Se abordan las características de las fibras musculares, su estructura y función, así como la importancia de los tendones. Conocer estos aspectos es fundamental para entender el funcionamiento del sistema muscular humano.