INTRODUCCIÓN 1. CONCEPTO DE MÚSCULO

Transcripción

1 INTRODUCCIÓN Los músculos tienen la propiedad de contraerse y relajarse, es decir, pueden modificar su longitud y dar lugar a diversos efectos mecánicos. Como hemos visto, clasificamos diversos tipos de músculos: Músculos lisos: están controlados por el sistema nervioso autónomo y cuya acción no depende de nuestra voluntad. Son los que se hallan en la mayoría de las vísceras y hacen posible, por ejemplo, modificar el diámetro de las arterias, vaciar la vejiga urinaria o los movimientos del estómago y de los intestinos. Músculos estriados: al observarlos al microscopio electrónico, presentan unas estrías características. Los llamamos músculos esqueléticos, voluntarios o somáticos, porque están controlados por el cerebro y se contraen y se relajan según sea nuestra voluntad. Músculo cardiaco: es en realidad un músculo esquelético aunque presenta diferencias estructurales con el resto de los músculos esqueléticos y tiene la particularidad de tener un sistema autógeno de generación del impulso nervioso. Su acción es involuntaria y automática. Alrededor del 40% de nuestro organismo esta compuesto por músculo esquelético y un 10% por músculo cardiaco y liso. 1. CONCEPTO DE MÚSCULO El músculo es un tejido caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo general en respuesta a un estímulo nervioso. El músculo se compone de multitud de fibras musculares, de estructura filiforme formada a su vez por filamentos de proteínas complejas. Cada célula muscular o fibra contiene miofibrillas, compuestas de miofilamentos de proteínas de dos tipos, gruesos y delgados, que adoptan una disposición regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de moléculas de la proteína miosina. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de la proteína actina. Las miofribrillas están formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados. Cada filamento grueso de miosina está rodeado de 6 filamentos delgados de actina. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de prolongaciones desde la miosina hacia la actina, lo que se denomina puentes cruzados. Los músculos gastan mucho oxigeno y glucosa, durante el ejercicio prolongado. Diversos fenómenos en este proceso (acidez metabólica, pérdida de la homeostasis, desequilibrio iónico ) dan como resultado la fatiga muscular que desaparece con el descanso adecuado.

2 2. FUNCIÓN DEL MÚSCULO Las principales y más características funciones de los músculos son: Producción de movimiento. Generación de energía mecánica por la transformación de la energía química Estabilidad articular. Sirven como protección ( de vísceras internas, contra golpes, por ejemplo ) Mantenimiento de la postura. Propiocepción. Es el sentido de la postura o posición en el espacio, gracias a terminaciones nerviosas incluidas en el tejido muscular. Información del estado fisiológico del cuerpo, por ejemplo un cólico renal provoca contracciones fuertes del músculo liso generando un fuerte dolor, signo del propio cólico. Aporte de calor, por su abundante irrigación, por la fricción y por el consumo de energía. Estimulante de los vasos linfáticos y sanguíneos, por ejemplo la contracción de los músculos de la pierna bombean ayudando a la sangre venosa y la linfa a que se dirijan en contra de la gravedad durante la marcha. 3. TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Las fibras musculares se han clasificado, por su función, en fibras de contracción lenta (tipo I) y de contracción rápida (tipo II). La mayoría de los músculos esqueléticos están formados por ambos tipos de fibras, aunque uno de ellos predomine, lo cual está determinado genéticamente. Las fibras de contracción rápida, de color oscuro, se contraen con más velocidad y generan mucha potencia; las fibras de contracción lenta, más pálidas, están dotadas de gran resistencia. Fibras tipo I (oxidativas lentas) son células bien adaptadas a un trabajo prolongado. Contienen grandes cantidades de mioglobina, muchas mitocondrias y capilares sanguíneos, tienen una gran capacidad para generar ATP a través del sistema aeróbico, razón por la que se les llama oxidativas. Son de color rojo debido a su alta concentración de mioglobina. Degradan ATP a baja velocidad y en consecuencia su velocidad de contracción es lenta. Son muy resistentes a la fatiga. Se encuentran en gran número en los músculos posturales. Ejemplo: músculos del cuello.

3 Fibras tipo II Estas fibras se pueden dividir en tipo IIa, IIb. 1. Tipo IIa (oxidativas rápidas): poseen un alto potencial oxidante y poder glucolítico intermedio. Es relativamente resistente a la fatiga. Tienen una gran capacidad para generar ATP a través de procesos oxidativos. También degradan ATP a una velocidad muy rápida y por lo tanto su velocidad de contracción es grande. Son resistentes a la fatiga pero no tanto como las Tipo I 2. Tipo IIb (glucolíticas rápidas): es la típica fibra de contracción rápida con un bajo potencial aeróbico, también llamadas fibras fatigables. El número de mitocondrias es relativamente escaso, tiene pocos capilares sanguíneos. Sin embargo tiene grandes cantidades de glucógeno. Las fibras glucolíticas rápidas son blancas y generan ATP mediante procesos anaeróbicos. Son las que tienen mayor diámetro y degradan el ATP con gran velocidad, por lo que su contracción es rápida y potente. Ejemplo: los músculos de los brazos. Las proporciones entre las fibras de los distintos subgrupos en la familia tipo II, pueden variar en diferentes momentos para un mismo individuo. Por otra parte, las proporciones entre las fibras tipo I y el tipo II parecen constituir una cuestión genética. Tipos de fibra y rendimiento deportivo En los humanos el abanico de mezcla de tipos de fibras es muy diverso. De media, en personas desentrenadas el % de fibras lentas es de entre el 38% y el 46%. Campeones de fondo, han dado valores de hasta el 75% de fibras lentas en los músculos de sus piernas. Campeones en velocidad han dado valores del 75% de fibras rápidas en los músculos de sus piernas. El entrenamiento puede incidir en las características de la musculatura: algunos remeros presentan mayor cantidad de fibras lentas en los músculos de sus brazos en comparación con población no entrenada... Etc). Puede tener que ver el comportamiento de las fibras mixtas). La motivación, destreza, biotipo, dedicación... Son factores muy importantes a tener en cuenta en el rendimiento deportivo a parte de las características propias de las fibras musculares. 4. ANATOMÍA-FISIOLOGÍA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO FIBRA MUSCULAR La fibra muscular es la célula muscular, es fusiforme y multinuclear. La membrana celular es llamada sarcolema y el citoplasma es llamado sarcoplasma. Contiene orgánulos celulares, núcleo celular, retículo sarcoplasmático, mioglobina y un complejo entramado de filamentos de proteínas llamadas miosina y actina (también troponina, tropomiosina entre otras) cuya principal propiedad es la de acortar su longitud cuando son sometidas a un estímulo químico o eléctrico.

4 La contracción de una célula muscular se activa por la liberación de calcio del interior de la célula, en respuesta probablemente a los cambios eléctricos originados en la superficie celular. MIOFIBRILLA: Es una estructura contráctil que atraviesa las células del tejido muscular, y les da la propiedad de contracción y de elasticidad, la cual permite realizar los movimientos característicos del músculo. Cada fibra muscular contiene varios cientos o millares de miofibrillas. Cada miofibrilla contiene miles de filamentos de miosina y de actina. Estas son moléculas de proteína polimerizadas y a las cuales les corresponde el papel de la contracción. Las miofibrillas están suspendidas dentro de la fibra muscular en una matriz denominada sarcoplasma, equivalente al citoplasma de otras células del cuerpo. SARCOMERO: El sarcómero es la unidad anatómica y funcional del músculo, formado por actina y miosina. La contracción del músculo consiste en el deslizamiento de los miofilamentos de actina sobre los miofilamentos de miosina. En el sarcómero pueden distinguirse los filamentos de actina (filamento fino) que nacen de los discos Z, donde existe la a actinina que es la proteína que une la actina y la titina, esta última es una proteína elástica (la más grande del organismo). La titina posee dos funciones: Mantiene a la miosina en su posición ydebido a que tiene una parte elástica actúa como resorte recuperando la longitud de la miofibrilla después de la contracción muscular. ORGANIZACIÓN DEL SARCOMERO: Examinando una fibra muscular al microscopio, veremos bandas oscuras (llamada banda"a") y bandas claras (llamadas bandas "I").

5 La banda clara I es intersectada por una línea llamada línea "Z". A su vez, la banda oscura A es intersectada por la línea llamada línea "M". Separando la banda oscura A de la línea M que la intersecta está un espacio claro llamado zona "H". Todas estas bandas y líneas no son más que la organización de la maquinaria contráctil de la fibra muscular llamada Sarcómero la cual se extiende de una línea Z a la siguiente. La banda I del sarcómero no es más que las fibras de actina, una al lado de la otra. La banda A contiene las fibras de miosina, las cuales son ciertamente más gruesas que la actina. Ambas fibras se superponen en la banda A. Durante la contracción muscular, las bandas A mantienen su espesor, mientras que las bandas I se estrechan. FILAMENTOS CONTRÁCTILES: Hay 2 tipos de filamentos: Filamentos finos de actina: Las cuales son delgadas, se insertan en los discos Z y son los que confieren la tonalidad más clara a las bandas I. Se agrupa en una doble cadena en la que se acoplan a la actina la troponina y la tropomiosina, sin las cuales no se podría producir la contracción muscular. Filamentos gruesos de miosina:los cuales son mas gruesos, ocupan la región central y confieren la tonalidad oscura a la banda A Estos filamentos de miosina están formados por cientos de moléculas de miosina en cuyos extremos observamos las cabezas de la miosina que realizarán el enganche con los filamentos de actina.

6 Filamentos Gruesos Filamentos Delgados Sarcómero Miofibrilla Fibra muscular Músculo Organización de las Proteínas Contráctiles del Músculo Compuestos de cientos de moléculas largas y contráctiles de miosina organizadas en un complejo de manera secuencial una junto a otra Compuestos de arreglos lineares de cientos de monómeros de actina globular organizados en forma de hélice doble La unidad contráctil básica de la miofibrilla compuesta principalmente de actina y miosina y extendiéndose de una línea Z a otra en una miofibrilla Arreglos continuos de sarcómeros Una célula muscular multinucleada que contiene todos los organelos y varias miofibrillas Una serie de fibras musculares ordenadas 5. MECANISMO DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Cuando queremos mover alguna parte de nuestro cuerpo, en el cerebro se genera un impulso nervioso que es transmitido a través de las neuronas motoras, y viaja hasta el extremo del axón, el cual hace contacto con nuestros músculos en la llamada unión neuromuscular, lo que finalmente provocará la contracción del o de los músculos requeridos. Lo que ocurre a nivel microscópico es una serie de procesos químicos complejos que se resumen de la siguiente forma: 1. Liberación del neurotransmisor acetilcolina al espacio sináptico 2. El neurotransmisor acetilcolina provoca que entre Na+ al interior de la célula y salga K- 3. Se desencadena un potencial de acción que se conduce a lo largo de la membrana de la fibra muscular (sarcolema) y se libera Ca+ desde el retículo sarcoplasmático 4. El calcio liberado al citoplasma de la fibra muscular (sarcoplasma) provoca el desplazamiento de los filamentos de actina y la consecuente contracción muscular. Después de la contracción muscular, bombas de transporte activo devuelven el ión calcio desde el sarcoplasma al retículo sarcoplasmático y se suspende la interacción de actina y miosina, con lo que el músculo se relaja.