Contracción Muscular

Fisiología de la Contracción Muscular -La Respuesta a la Estimulación Sensorial: La Contracción Muscular

Lee Priest

                       
Los músculos están accionados por nervios motores que regulan la contracción voluntaria y nervios sensitivos que informan al cerebro del estado e intensidad de la contracción. En el músculo esquelético, la contracción y la relajación se producen rápidamente, no así el músculo liso que lo hace más lentamente.

Después de un estímulo se observan en el músculo tres periodos diferentes que son:
Latencia que es el espacio comprendido entre la excitación y el principio de la contracción.
Contracción en el que las fibras musculares se acortan y,
Relajación en el que las fibras tienden a regresar a su posición inicial.
La contracción muscular depende directamente en su intensidad, de la fuerza, velocidad de aplicación y duración del estímulo, así como la fuerza de oponente a la contracción y la temperatura.

                     

A la contracción del músculo corresponde un cambio de forma, seguido de una serie de reacciones químicas donde se absorben ciertos elementos necesarios y se eliminan los productos de desecho. En dicha función, el tejido muscular, tiene la capacidad de conservar cierto grado de contracción sin fatigarse, de uno o un grupo de músculos, propiedad que recibe el nombre de tono muscular, que se presenta por impulsos nerviosos pequeños y permanentes. Podemos observar esta acción, al mantener nuestra postura erecta o cuando entrecerramos la mano.
El tono muscular disminuye durante el sueño permitiendo la firmeza de los tejidos en el organismo. La ausencia de fatiga es debida a que los estímulos nerviosos sólo excitan a una parte de las fibras de un músculo, mientras las otras descansan. El tono muscular se puede alterar cuando se presentan fracturas de huesos, presencia de dolor, la lesión de un nervio motor, etc.
La contracción muscular se acompaña de reacciones químicas complejas, en las cuales intervienen iones de Ca, K, Na y Cl, producidas por la liberación de energía a partir de la destrucción de la molécula de ATP. Otras reacciones químicas producen la energía para que el ATP se forme nuevamente.
Uno de los productos de las reacciones químicas que se generan durante la contracción muscular es el ácido láctico, el que en presencia de dióxido de carbono y ante estímulos repetidos, origina una contracción muscular más débil progresivamente hasta llegar a no obtenerse respuesta, provocando la fatiga muscular y puede llegar a la tetanización (calambre). Un ejemplo claro, es cuando realizamos demasiado ejercicio cuando no se esta acostumbrado a hacerlo.
Como ya dijimos antes, cada músculo esquelético está constituido por fibras musculares -células largas, multinucleadas- unidas por tejido conectivo. Cada fibra está rodeada por una membrana celular externa, el sarcolema. Cada célula muscular contiene entre 1.000 y 2.000 filamentos pequeños, las miofibrillas, que corren paralelas a la longitud de la célula. Cada miofibrilla está rodeada por un retículo endoplasmático especializado, el retículo sarcoplasmático, y es atravesado por túbulos transversales -el sistema T- que están formados por una invaginación del sarcolema.
Las miofibrillas están constituidas por unidades llamadas sarcómeros, que consisten en filamentos delgados y gruesos alternados. La contracción ocurre cuando los filamentos se deslizan unos sobre otros.
La contracción muscular es el proceso fisiológico por el que los músculos realizan la fuerza para desplazar el contenido de la cavidad a la que recubren (músculo liso) o mueven el organismo a través del medio o a otros objetos (músculo estriado).
El músculo estriado puede estar en estado de relajación o de contracción. En estado de relajación, al observar el sarcómero, los extremos de los filamentos de actina en la zona A, apenas se superponen entre sí, mientras que se superponen casi al completo a los filamentos de miosina. En el estado de contracción, los filamentos de actina, se han desplazado sobre los filamentos de miosina y sobre ellos mismos, de tal manera que se entrelazan entre sí en mayor extensión, ocupando mayor espacio de la zona A. Por lo tanto, la contracción muscular es un mecanismo de deslizamiento de filamentos.
          

Placa Motora o Unión Neuromuscular entre una neurona motora y una fibra muscular.

A nivel molecular, los filamentos de actina se deslizan hacia adentro entre los filamentos de miosina debido a fuerzas de atracción resultantes de fuerzas mecánicas, químicas y electrostáticas generadas por la interacción de los puentes cruzados de los filamentos de miosina con los filamentos de actina.
En reposo, las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina están inhibidas, pero cuando un estímulo nervioso viaja por la membrana de la fibra muscular, provoca la liberación de grandes cantidades de iones calcio hacia el sarcoplasma que rodea a las miofibrillas. Estos iones calcio activan las fuerzas de atracción en los filamentos, y comienza la contracción.
En todo este proceso también se necesita energía para mantener la contracción muscular, que proviene de los enlaces ricos en energía del adenosín trifosfato (ATP), que se desintegra en adenosín difosfato (ADP) y fósforo inorgánico para proporcionar la energía requerida

Relación entre el Sistema Nervioso y el Músculo Esquelético – La Placa Motora o Unión Neuromuscular

Una neurona motora típicamente tiene una sola prolongación llamada axón que se ramifica al llegar al músculo. Al final, el axón se inserta en un surco en la superficie de una fibra muscular, formando la placa motora o unión neuromuscular.
En la comunicación entre neurona y fibra muscular, la señal para comenzar la contracción (sinapsis), pasa a través de la unión neuromuscular por medio de una sustancia química generada por la neurona, denominada neurotransmisor.

Los Sarcómeros en la Fibra Estriada

El sarcómero representa la unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla. Son las estructuras que se forman entre dos membranas Z consecutivas. Contiene los filamentos de actina y miosina (formada por una banda A y media banda I en cada extremo de la banda A). Un conjunto de sarcómeros forman una miofibrilla. Los componentes del sarcómero (entre las líneas Z) son, la Banda I (zona clara), Banda A (zona oscura), Zona H (en el medio de la Banda A), el resto de la Banda A y una segunda Banda I. Estas bandas corresponden a la disposición y solapamiento de los filamentos.

                 

Cómo se Produce la Contracción Muscular

Cuando se produce el acortamiento de cada fibra muscular, las actinas de un sarcómero se acercan a las actinas del otro sarcómero, aproximando entre sí las líneas Z. Esto ocurre siguiendo ciertos pasos:
a) En primer término, la miosina se une al ATP formando un complejo estable miosina-ATP.
b) Cuando llega el estímulo para la contracción, éste se transmite desde la membrana plasmática receptora (sarcolema) al retículo endoplasmático liso (retículo sarcoplasmático) el cuál libera Ca2+ acumulado en sus cisternas.
c) En presencia de Ca2+, el complejo miosina ATP se inestabiliza y se une a la actina.
d) Posteriormente se produce la hidrólisis del ATP y la liberación de energía que se emplea para desplazar la porción globular de la miosina, que a su vez desliza el filamento de actina unido a ella, produciendo la contracción.
e) Para que se rompan los enlaces entre ambos filamentos es necesario un nuevo gasto de energía. De esta manera la actina se separa y se restablece el complejo miosina-ATP.
f) Si el Ca2+ se reincorpora a las cisternas del retículo sarcoplasmático, se produce la relajación de la fibra muscular, si el Ca2+ persiste en el citoplasma recomienza el proceso de contracción.

           
Fuente : http://fisiologiajmv-hilda.blogspot.com/2011/02/unidad-iii-fisiologia-muscular.html