SARCÓMERA. Unidad Contráctil de la Célula Muscular. Incluye Video

Una de las características más interesantes de los animales y, en particular, del cuerpo humano está relacionada con la movilidad, en el entendido que le confiere determinadas competencias para responder a las circunstancias contextuales que le son propias, como la necesidad de desplazarse y atender de manera expedita ante ciertos estímulos ambientales. Para ello, cuenta con un tipo especial de tejido denominado muscular, para garantizar el papel fisiológico de sostén y movimiento realizado en conjunto con el sistema esquelético. El músculo o fibra muscular está constituido por células que presentan la propiedad de contraerse y relajarse para acometer en conjunto la respuesta ante una señal eléctrica propiciada por las neuronas mediante la unión neuromuscular, a la cual me referiré a continuación.

La unión mioneural está referida a la interacción biofisicoquímica de dos tipos de células: muscular y nerviosa, a través un proceso denominado sinapsis química, mediante el cual la fibra muscular recibe a un mensajero químico denominado neurotransmisor presináptico que para el caso en cuestión viene siendo la acetilcolina, desencadenando una serie de eventos (descritos más adelante) que determinan la posibilidad o no de que el musculo se contraiga, toda vez que su unidad funcional principal –la sarcómera- experimente cambios estructurales que lo hagan posible.

La célula muscular, está constituida por decenas de unidades contráctiles llamadas sarcómera, ubicadas una a continuación de la otra a lo largo de toda la fibra, en cuyo interior se combinan dos tipos de proteínas denominadas actina y miosina. La primera constituye los filamentos finos de la sarcómera, mientras que la segunda representa los filamentos gruesos sarcoméricos. Su disposición particular en la unidad contráctil, determina la configuración de bandas, discos, líneas y zonas que permiten su caracterización como tejido muscular estriado, dada la impresión que se refleja al momento de la observación microscópica.

Fuentes de energía para la Contracción

El proceso de contracción requiere la provisión permanente de energía para asegurar la ejecución de partes claves del proceso, especialmente en lo referido al golpe de potencia ejecutado por el filamento grueso (miosina) para enganchar al filamento fino (actina) para dar inicio la contracción. La manera expedita viene dada por el sistema fosfágeno, cuando la fosfocreatina cede su grupo fosfato para la formación de adenosín trifosfato (ATP) a partir de ADP. Otro mecanismo está dado con base en la respiración celular anaeróbica, dado que la glucólisis y posterior fermentación láctica procuran la generación de ATP en la fibra muscular, derivando como producto adicional el ácido láctico. Otra forma más compleja, pero de mayor rendimiento, está dada por la respiración celular aeróbica, en la que con base en la presencia de oxígeno se proveen grandes cantidades de la molécula energética (36-38 a partir de una molécula de glucosa).

De manera didáctica, podemos dividir el proceso de contracción en tres grandes momentos: pasos previos, contracción y relajación. Los referidos pasos previos se inician cuando se establece la sinapsis entre una motoneurona y la fibra muscular, toda vez que el impulso nervioso alcanza el botón sináptico permitiendo la apertura de canales de puerta de voltaje para calcio que propician la exocitosis de la acetilcolina hacia la hendidura sináptica, hasta alcanzar sus respectivos receptores en el sarcolema (membrana celular de la fibra muscular) para ampliar la conductancia referida al sodio y potasio. Observen otros detalles en la imagen algorítmica:

Una vez desencadenado el potencial de acción en el sarcolema, este se desplaza por los túbulos “T” hasta alcanzar el retículo sarcoplásmico, lugar donde se encuentra almacenado el calcio que , a raíz del potencial de acción es liberado el sarcoplásma (citoplasma muscular) difundiendo hasta los filamentos finos para reaccionar con el complejo troponina-tropomiosina y descubrir los puntos de unión con la miosina, iniciando con ello el ciclo contráctil. El acoplamiento y desacoplamiento de los puentes cruzados -aprovechando los golpes de potencia o fuerza- se da por el deslizamiento de los filamentos finos sobre los gruesos hacia la línea media, ocasiona la reducción de las bandas “I” y “H” acortando la sarcómera hasta lograr la contracción muscular.

La manera en la que ocurre el deslizamiento de la actina hacia la Miosina, se observa de manera ilustrativa en la siguiente imagen

Después de realizarse la contracción de la fibra muscular, por acción conjunta de cada una de las sarcómeras, entendiendo que el impulso eléctrico que propició todo el mecanismo ya cesó, deteniéndose la exocitosis del mensajero químico, comienza a operar una serie de procesos que garantiza la vuelta al estado inicial de relajación. Una enzima denominada acetilcolinesterasa degrada hasta acetato y colina al neurotransmisor colinérgico. De manera simultánea se cierran los canales para Ca+ en el retículo sarcoplásmico y, a la vez, una acción combinada de las bombas de transporte activo del Ca+ con la enzima calsecuestrina recupera los cationes de calcio que están en el sarcoplasma, logrando con ello la acción obstructiva de la troponina sobre los puntos de unión de la actina con la miosina.

En el Video Tutorial inédito, les muestro la secuencia de eventos de la contracción y relajación muscular.

FUENTE reproductor del video de Hive account@tomastonyperez en youtube.com insertado por código embebido

• Ganong, W. ( 1996 ). Fisiología Médica. Decimoquinta. Edición en español. Editorial El Manual Moderno: México.
• Moyes, C. y Schulte, P.( 2007) Principios de Fisiología Animal. 1era Edición.Editorial Pearson.Addison-Wesley.
• Tórtora y Derrickson.( 2013 ). Principios de Fisiología y Anatomía. 11va edición. Editorial Harcourt Brace: Madrid.
• Van de Graff, K. Y Ward Rhees, R. (1989) Anatomía y Fisiología Humanas. México: Interamericana-McGraw-Hill.