6.2: Tipos de Músculos

Objetivos de aprendizaje

• Enumere diferentes tipos de músculos y explique brevemente cómo generan la locomoción.

Tipos de tejido muscular

Los nutrientes que obtienen los animales son utilizados para la producción de ATP, que son combustibles para la producción de trabajo por los músculos, entre otros procesos fisiológicos en los cuerpos de los animales. Dependiendo de qué tipo de tejidos musculares estén usando los animales, usarán ATP de manera diferente para generar trabajo. En general, las células musculares están especializadas para la contracción. Los músculos permiten movimientos como caminar, y también facilitan procesos corporales como la respiración y la digestión. El cuerpo contiene tres tipos de tejido muscular: músculo esquelético, músculo cardíaco y músculo liso (Figura 6.2).

Figura 6.2. El cuerpo contiene tres tipos de tejido muscular: músculo esquelético, músculo liso y músculo cardíaco, visualizados aquí mediante microscopía óptica. Las células del músculo liso son cortas, cónicas en cada extremo y tienen solo un núcleo regordete en cada uno. Las células del músculo cardíaco son ramificadas y estriadas, pero cortas. El citoplasma puede ramificarse, y tienen un núcleo en el centro de la célula. (crédito: modificación de obra por NCI, NIH; datos de barra de escala de Matt Russell)

El tejido muscular esquelético forma músculos esqueléticos, que se adhieren a los huesos o la piel y controlan la locomoción y cualquier movimiento que pueda controlarse conscientemente. Debido a que puede ser controlado por el pensamiento, el músculo esquelético también se llama músculo voluntario. Los músculos esqueléticos son largos y cilíndricos en apariencia; cuando se ve bajo un microscopio, el tejido muscular esquelético tiene una apariencia rayada o estriada. Las estrías son causadas por la disposición regular de proteínas contráctiles (actina y miosina). La actina es una proteína contráctil globular que interactúa con la miosina para la contracción muscular. El músculo esquelético también tiene múltiples núcleos presentes en una sola célula.

El tejido muscular liso se presenta en las paredes de órganos huecos como los intestinos, el estómago y la vejiga urinaria, y alrededor de pasajes como las vías respiratorias y los vasos sanguíneos. El músculo liso no tiene estrías, no está bajo control voluntario, tiene solo un núcleo por célula, está ahusado en ambos extremos, y se llama músculo involuntario.

El tejido del músculo cardíaco solo se encuentra en el corazón, y las contracciones cardíacas bombean sangre por todo el cuerpo y mantienen la presión arterial. Al igual que el músculo esquelético, el músculo cardíaco está estriado, pero a diferencia del músculo esquelético, el músculo cardíaco no se puede controlar conscientemente y se llama músculo involuntario. Tiene un núcleo por célula, es ramificado, y se distingue por la presencia de discos intercalados.

Estructura de la fibra del músculo esquelético

Cada fibra del músculo esquelético es una célula del músculo esquelético. Estas celdas son increíblemente grandes, con diámetros de hasta 100 µm y longitudes de hasta 30 cm. La membrana plasmática de una fibra muscular esquelética se llama sarcolema. El sarcolema es el sitio de la conducción potencial de acción, lo que desencadena la contracción muscular. Dentro de cada fibra muscular se encuentran miofibrillas, estructuras cilíndricas largas que se encuentran paralelas a la fibra muscular. Las miofibrillas recorren toda la longitud de la fibra muscular, y debido a que solo tienen aproximadamente 1.2 µm de diámetro, se pueden encontrar cientos a miles dentro de una fibra muscular. Se adhieren al sarcolema en sus extremos, de manera que a medida que las miofibrillas se acortan, toda la célula muscular se contrae (Figura 6.3).

Figura 6.3. Una célula del músculo esquelético está rodeada por una membrana plasmática llamada sarcolema con un citoplasma llamado sarcoplasma. Una fibra muscular está compuesta por muchas fibrillas, empaquetadas en unidades ordenadas.

La apariencia estriada del tejido muscular esquelético es el resultado de la repetición de bandas de las proteínas actina y miosina que están presentes a lo largo de la longitud de las miofibrillas. Las bandas A oscuras y las bandas I claras se repiten a lo largo de las miofibrillas, y la alineación de las miofibrillas en la célula hace que toda la célula aparezca estriada o bandeada.

Cada banda I tiene una línea densa que discurre verticalmente por el medio llamada disco Z o línea Z. Los discos Z marcan el borde de unidades llamadas sarcómeros, que son las unidades funcionales del músculo esquelético. Un sarcómero es el espacio entre dos discos Z consecutivos y contiene una banda A completa y dos mitades de una banda I, una a cada lado de la banda A. Una miofibrilla está compuesta por muchos sarcómeros que discurren a lo largo de su longitud, y a medida que los sarcómeros se contraen individualmente, las miofibrillas y las células musculares se acortan (Figura 6.4).

Figura 6.4. Un sarcómero es una región de una línea Z a la siguiente línea Z. Muchos sarcómeros están presentes en una miofibrilla, dando como resultado el patrón de estriación característico del músculo esquelético.

Las miofibrillas están compuestas por estructuras más pequeñas llamadas miofilamentos. Hay dos tipos principales de filamentos: filamentos gruesos y filamentos delgados; cada uno tiene diferentes composiciones y ubicaciones. Los filamentos gruesos ocurren solo en la banda A de una miofibrilla. Los filamentos delgados se unen a una proteína en el disco Z llamada alfa-actinina y ocurren a través de toda la longitud de la banda I y a parte de la banda A. La región en la que se superponen los filamentos gruesos y delgados tiene una apariencia densa, ya que hay poco espacio entre los filamentos. Los filamentos delgados no se extienden hasta el interior de las bandas A, dejando una región central de la banda A que solo contiene filamentos gruesos. Esta región central de la banda A se ve ligeramente más clara que el resto de la banda A y se llama zona H. El centro de la zona H tiene una línea vertical llamada línea M, en la que las proteínas accesorias mantienen unidas filamentos gruesos. Tanto el disco Z como la línea M mantienen los miofilamentos en su lugar para mantener la disposición estructural y estratificación de la miofibrilla. Las miofibrillas están conectadas entre sí por filamentos intermedios, o desmina, que se unen al disco Z.

Los filamentos gruesos y delgados están compuestos por proteínas. Los filamentos gruesos están compuestos por la proteína miosina. La cola de una molécula de miosina se conecta con otras moléculas de miosina para formar la región central de un filamento grueso cerca de la línea M, mientras que las cabezas se alinean a ambos lados del filamento grueso donde los filamentos delgados se superponen. El componente principal de los filamentos delgados es la proteína actina. Otros dos componentes del filamento delgado son la tropomiosina y la troponina. La actina tiene sitios de unión para la unión de miosina. Las hebras de tropomiosina bloquean los sitios de unión y previenen las interacciones actina-miosina cuando los músculos están en reposo. La troponina consta de tres subunidades globulares. Una subunidad se une a la tropomiosina, una subunidad se une a la actina y una subunidad se une a los iones Ca2+.

NOTAS

• Vea esta animación que muestra la organización de las fibras musculares.

Además de tres tipos diferentes de músculos discutidos anteriormente, también existen diferencias en la función del músculo esquelético. Diferentes músculos esqueléticos en animales se describen como músculo blanco y rojo. Estos diferentes tipos de músculos esqueléticos son reclutados dependiendo de si el animal necesita una locomoción rápida y corta versus estable y prolongada.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Cuál es más eficiente — músculo rojo o blanco? ¿Por qué?