Contracción muscular

Incluso cuando está sentado perfectamente quieto, al meditar por ejemplo, sus músculos siguen contrayéndose un poco para estabilizar las articulaciones y los huesos.

Y esta fuerza que los músculos aplican en reposo se llama tono muscular.

Por otro lado, cuando levanta un saco de patatas de 5 kilos, la fuerza generada por la contracción muscular es mucho mayor que el tono muscular normal de sus bíceps.

La fuerza de tracción que se transmite a través de la fibra muscular se denomina tensión muscular.

Profundicemos en algunos aspectos básicos de la fisiología muscular, empezando por una sola célula muscular o fibra muscular.

Dentro de la fibra muscular se encuentra el sarcoplasma, que es el citoplasma de una fibra muscular.

El sarcoplasma está lleno de pilas de largos filamentos llamados miofibrillas.

Y cada miofibrilla está formada por proteínas contráctiles llamadas filamentos finos de actina y gruesos de miosina.

Estos filamentos no se extienden por toda la longitud de la fibra muscular, sino que se organizan en segmentos más cortos llamados sarcómeros.

Vamos a ampliar un sarcómero.

En el centro del sarcómero se encuentra la línea M, formada por proteínas de miomesina, donde se unen los filamentos gruesos.

En los bordes del sarcómero se encuentran los dos discos Z de proteínas de actina alfa, donde se unen los filamentos delgados.

Por cada filamento grueso, hay dos filamentos finos, uno por encima y otro por debajo, y los dos tipos de filamentos se superponen.

La región en la que solo hay filamentos finos se denomina banda I y tiene un aspecto claro.

La región con filamentos gruesos se denomina banda A y aparece oscura.

La mayor parte de la banda A tiene solapamiento entre los filamentos gruesos y finos, pero hay un área hacia el centro llamada zona H, donde solo hay filamento grueso, por lo que aparece ligeramente más clara.

Cuando el músculo se contrae, los filamentos gruesos tiran de los filamentos finos situados por encima y por debajo hacia la línea M.

Los discos Z unidos al filamento delgado también son atraídos hacia la línea M, y todo el sarcómero se acorta.

Ahora, la banda A no cambia, ya que es la longitud del filamento grueso.

Sin embargo, la banda H y la banda I se acortan porque, a medida que aumenta el solapamiento, disminuye la región que consta únicamente de filamentos gruesos o finos.

En la contracción máxima, hay una superposición casi completa del filamento grueso y delgado, y la banda H y la banda I desaparecen casi por completo.

El filamento grueso de miosina está formado por cientos de proteínas de miosina, cada una con una cola y dos pequeñas extensiones en forma de garrote, que se denominan cabezas de miosina.

Por otro lado, el fino filamento parece realmente un collar de perlas que se retuerce suavemente.

Cada perla representa una proteína de actina G, que tiene un sitio activo al que se une la cabeza de miosina durante la contracción.

Ahora bien, antes de que la miosina pueda unirse a la actina, primero tiene que activarse.

Una parte de la cabeza de la miosina es una ATPasa, lo que significa que puede escindir una molécula de ATP en ADP e ion fosfato y liberar algo de energía.

La energía se utiliza para inclinar la cabeza de la miosina hacia atrás, en su posición de alta energía.

A continuación, la cabeza de miosina se une al sitio activo, lo que se denomina formación del puentes cruzados.

La formación de puentes cruzados es el detonante para liberar la energía almacenada en la cabeza de la miosina, algo así como disparar la catapulta.

Cuando esto ocurre, la cabeza de miosina se lanza arrastrando el filamento fino.

Esto se llama golpe de fuerza.

Los golpes de fuerza combinados de todas las cabezas de miosina conducen al deslizamiento del filamento fino a lo largo del filamento grueso, y esto da lugar a la contracción del músculo esquelético.

La fuerza de contracción depende de cinco factores: el tamaño de las fibras musculares, el número de fibras musculares activas durante la contracción, la frecuencia de estimulación, la longitud del sarcómero y la velocidad de acortamiento del músculo.

Empecemos por el número y el tamaño de la fibra muscular.

En primer lugar, cuanto más grandes son las fibras musculares, mayor es el número de filamentos de miosina y de actina dentro del sarcoplasma.

Aspectos destacados

en inglés

Muscle contraction is the process by which muscle fibers shorten to generate force. Muscle cells contain proteins called actin and myosin that interact with one another and form cross-bridges to produce a contraction. The termination of muscle contraction is followed by muscle relaxation, which is a return of the muscle fibers to their low tension-generating state.

Fuentes

"Medical Physiology" Elsevier (2016)

"Physiology" Elsevier (2017)

"Human Anatomy & Physiology" Pearson (2018)

"Principles of Anatomy and Physiology" Wiley (2014)

"Terminology for contractions of muscles during shortening, while isometric, and during lengthening" Journal of Applied Physiology (2003)

"Effects of eccentric and concentric muscle actions in resistance training" Acta Physiologica Scandinavica (1990)

"Excitation-contraction coupling in muscular response" Yale J Biol Med (1952)

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