4.4: Músculo esquelético

Función

Una de las funciones más importantes del músculo esquelético es contraerse y provocar movimiento. Los músculos esqueléticos actúan no solo para producir movimiento sino también para detener el movimiento. Se necesitan pequeñas contracciones constantes del músculo esquelético para mantener un cuerpo erguido en cualquier posición, incluso en reposo. Los músculos también evitan el exceso de movimiento de los huesos y articulaciones, manteniendo la estabilidad esquelética y previniendo daños o deformaciones en la estructura esquelética. El músculo esquelético se localiza por todo el cuerpo en las aberturas de los tractos internos para controlar el movimiento de diversas sustancias. Este músculo permite el control voluntario de funciones específicas, como la deglución, la micción y la defecación. Los músculos esqueléticos también protegen los órganos internos (particularmente los órganos abdominales) al actuar como barrera externa o escudo al trauma externo y al soportar el peso de los órganos.

Los músculos esqueléticos contribuyen a la generación de calor, principalmente por escalofríos o intensos estallidos de movimiento. La contracción muscular requiere energía, y cuando el ATP se descompone, se produce calor. Este calor es muy notable durante y después de movimientos activos intensos como correr. En este caso, el movimiento muscular sostenido provoca que la temperatura corporal suba. De manera similar, cuando las temperaturas ambientales son bajas, el músculo esquelético aleatorio alrededor del esqueleto apendicular produce contracciones aleatorias del músculo esquelético para generar calor (escalofríos).

Estructura

Cada músculo esquelético es un órgano que consta de diversos tejidos integrados. Estos tejidos incluyen las fibras del músculo esquelético, los vasos sanguíneos, las fibras nerviosas y el tejido conectivo. Cada músculo esquelético tiene tres niveles de tejido conectivo que lo encierran. Estos niveles de tejido conectivo proporcionan estructura al músculo como un todo, y además compartimentan las fibras musculares dentro del músculo en grupos. Cada músculo grande está envuelto en una vaina de tejido conectivo denso e irregular llamado epimysium, que sostiene los fascículos musculares en un grupo y además permite que un músculo se contraiga manteniendo su integridad estructural. Esta es la capa más externa. El epimysium también permite que el músculo se mueva independientemente de otros grupos musculares y otros tipos de tejido. La mayoría de los músculos individuales que aprendes en anatomía macroscópica están rodeados de epimysium.

La fibra muscular es un término sinónimo de célula muscular. La fibra muscular es una célula con múltiples núcleos ubicados periféricamente que recorre toda la longitud del músculo real. Dentro de cada músculo esquelético, las fibras musculares se organizan en haces individuales (llamados fascículos), por capa intermedia de tejido conectivo llamada perimesio. Dentro de cada fascículo, cada fibra muscular está encerrada en una capa de tejido conectivo extremadamente delgada llamada endomisio.

Alguna terminología asociada con las fibras musculares tiene sus raíces en el sarco griego, que significa “carne”. La membrana plasmática de las fibras musculares se llama sarcolemma, el citoplasma se denomina sarcoplasma, y el retículo endoplásmico liso especializado que almacena y controla la liberación de iones calcio (Ca++) se llama retículo sarcoplásmico (SR). La unidad funcional de una fibra de músculo esquelético es el sarcómero, una disposición altamente organizada de los miofilamentos contráctiles actina (filamento delgado) y miosina (filamento grueso), junto con otras proteínas de soporte. Los sarcómeros individuales se unen en una cadena larga llamada miofibrilla y se une al sarcolema en su extremo. Las miofibrillas se agrupan dentro del sarcoplasma. Además, hay invaginaciones del sarcolema en el sarcoplasma que rodean a las miofibrillas. A estos se les conoce como túbulos t. El sistema de túbulos T transmite el potencial de acción del sarcolema a la célula para estimular las miofibrillas.

Distintas líneas o bandas en el sarcómero son evidentes donde los filamentos de miosina y actina se superponen, así como donde el sarcómero se conecta entre sí consecutivamente. Esto es lo que le da al músculo esquelético su aspecto estriado en la histología. De hecho, el músculo esquelético y el músculo cardíaco (porque el músculo cardíaco también tiene sarcómeros) también se conocen como músculo estriado. A medida que los sarcómeros y así, las miofibrillas se contraen, toda la célula muscular se contrae. Debido a que la actina y su complejo troponina-tropomiosina (que se proyecta desde los discos Z hacia el centro del sarcómero) forman hebras que son más delgadas que la miosina, en conjunto se le llama el filamento delgado del sarcómero. Debido a que las hebras de miosina y sus múltiples cabezas (que se proyectan desde el centro del sarcómero, hacia pero no todas hacia, los discos Z) tienen más masa y son más gruesas, se les llama filamentos gruesos s. Como se mencionó anteriormente, para que un sarcómero se contraiga, se genera calcio liberado del retículo sarcoplásmico luego de un potencial de acción estimuladora de los túbulos T. El calcio interactúa con moléculas en los filamentos de actina, troponina y tropomiosina, que normalmente bloquean los sitios de unión de la miosina en la actina. La unión de ATP a la miosina provoca la liberación de la cabeza de la miosina de la actina.

Contracción

La contracción del sarcómero implica varios pasos. Para entender estos pasos, debes entender que la cabeza de miosina tiene varias características importantes.

• Tiene sitios de unión a ATP en los que encajan moléculas de ATP. El ATP representa la energía potencial.
• Tiene sitios de unión a actina en los que encajan moléculas de actina.
• Tiene una “bisagra” en el punto donde deja el núcleo del miofilamento grueso. Esto permite que la cabeza se balancee hacia adelante y hacia atrás, y este movimiento es lo que causa la contracción muscular.

Durante la contracción se producen los siguientes pasos:

1. La cabeza de miosina activada se adhiere al sitio de unión de actina; la contracción se refiere a la activación de los puentes transversales de la miosina, los sitios que generan la fuerza
2. El grupo fosfato, P, en la cabeza de la miosina se cae
3. La cabeza de miosina produce entonces una carrera de potencia que resulta en el deslizamiento de los filamentos forzando a los filamentos delgados a moverse uno hacia el otro. El ADP en la miosina también se cae.
4. Una vez que se completa el golpe de potencia, el ATP nuevamente se adhiere a la cabeza de la miosina haciendo que la cabeza se separe del sitio de actina y vuelva a su posición original.
5. El ATP unido a la cabeza de la miosina se divide por la ATPasa, lo que hace que las cabezas de miosina se activen nuevamente; el ciclo puede repetirse una y otra vez siempre que el calcio y el ATP estén presentes. Múltiples ciclos de este proceso suelen ser necesarios para la contracción muscular completa.

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FIGURA (S): Músculo esquelético