LA CONTRACCIÓN MUSCULAR
Si queremos estudiar el mecanismo de contracción muscular, el primer interrogante que nos plateamos es ¿quién da la orden de que se lleve a cabo y como esa orden llega hasta el músculo ¿ La primera respuesta es muy sencilla, decide que se ha de realizar una contracción muscular el órgano de dirección de todas las actividades vitales, es decir, el Sistema Nervioso. El proceso de conducción nerviosa lo veremos al estudiar este sistema sin embargo, ahora nos interesa conocer como se ponen en contacto nervios y músculos y como se transmite el impulso nervioso en esta zona neuromuscular.
UNIDAD MOTORA
Las encargadas de transmitir los impulsos nervioso y llevarlos hasta el músculo son las neuronas motoras o motoneuronas, controladas a su vez por centros nerviosos superiores que regulan la respuesta motriz. Los axones de las motoneuronas parten desde la medula espinal llegando hasta las fibras musculares. Cada axón poco antes de conectar con estas fibras se divide y ramifica en muchos terminales, cada uno de los cuales contacta con una fibra a través de una estructura llamada “ Placa Motora “. Al conjunto formado por una motoneurona-a y las fibras musculares que inerva se le llama “ Unidad Motora “ (U. M). El número de fibras que forman parte de la unidad motora es muy variable y depende del tipo de músculo, en músculos que ejercen poca fuerza y requieren movimientos muy precisos como los del rostro o de los dedos, el número de fibras de la U.M. es muy pequeño incluso de una sola fibra inervada por la motoneurona, en otros músculos más grandes, que ejercen mas fuerza y menor precisión el nº. de fibras de la U.M aumenta, pudiendo llegar hasta las 1500 ( como término medio en el cuerpo se calculan unas 500.000 motoneuronas- a y unos 300 millones de fibras musculares motoras, sale una media de 600 fibras / U.M )
CARACTERÍSTICAS DE LA UNIDAD MOTORA
1. Todas las fibras de la U.M son homogéneas en cuanto a propiedades histoquímicas, contractiles y
metabólicas
2. Las fibras de una misma unidad motora raramente están situadas una junto a otras, sino que se
distribuyen ampliamente a lo ancho de áreas del músculo. por lo que cada U.M comparte un área del
músculo con otras
3. Las U.M situadas en cada área muscular pueden pertenecer a todos los tipos representados en ese
músculo
4. El número de fibras por U.M es muy variable: de una a 1500
5. Las diferencias básicas entre U.M depende de las propiedades contractiles de sus fibras
6. Contracción siguiendo la “ Ley del todo o nada”. Cuando una neurona envía un influjo nervioso,
todas las fibras musculares pertenecientes a esa U.M se contraen, permaneciendo las restantes en
reposo.
Según la intensidad del influjo nervioso se pueden obtener dos respuestas · Si la intensidad es inferior al “Umbral de Excitabilidad ” de las fibras, estas permanecen inactivas ( descontraidas )· Si es igual o superior al Umbral de Excitabilidad todas las fibras afectadas se contraen con el máximo de intensidad Es decir, es músculo puede desarrollar distintos grados de tensión, no a costa de la contracción parcial de todas sus fibras, sino por la contracción completa de un número variable de fibras. A este comportamiento se le denomina ley del Todo o Nada
El impulso nervioso o potencial de acción se transmite través del axón de la motoneurona, cuando llega al final del mismo provoca que se vierta al espacio sináptico la acetilcolina que contienen las vesículas sinápticas. La acetilcolina “flota” en la sustancia del espacio sináptico y llega hasta el sarcolema de la fibra, donde existen una serie de receptores que al unirse con la acetilcolina provocan la despolarización de la membrana que se transmite hasta el sarcoplasma a través del retículo sarcoplasmático. Una vez realizada la transmisión a través del espacio sináptico, unos enzimas se encargan de romper ( hidrolizar ) la acetilcolina y dejar libres de nuevo los receptores para recibir nuevos impulsos
Cuando el músculo está relajado la Troponina se mantiene unida a la Tropomiosina ( por la zona T) y a la Actina ( por la zona I ) de tal forma que tapa los sitios de unión de actina y miosina. Cuando llega hasta la fibra muscular el estímulo a través de la motoneurona se produce la despolarización del sarcolema que se transmite hasta las miofibrillas a través del sistema de túbulos ( sistema T ) del retículo sarcoplásmico. cuando el retículo sarcoplásmico se despolariza el Ca2+ que contiene en sus cisternas terminales se vierte en el citoplasma donde se unirá con la Troponina ( en la zona C ), esta unión hace que se debilite el enlace entre troponina y actina y permite que la tropomiosina se desplace lateralmente y deje al descubierto el sitio activo donde la actina se une con la miosina. Por cada Ca2+ que se une a la troponina se destapan 7 sitios de enlace para la miosina. Es ahora cuando las cabezas de moléculas de miosina se unen a los sitios de enlace de actina y una vez unidos las cabezas de la miosina actúan como bisagras desplazándose y arrastrando a la cadena de actina (golpe activo, con gasto de ATP ) para después romper espontáneamente este enlace y saltar hasta el sitio de unión siguiente. De esta forma se produce el desplazamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina. La anchura de las bandas A permanece constante mientras que las líneas z se juntan, se produce así la contracción Muscular por la suma del acortamiento individual de cada sarcómero que se acorta entre un 30 y 50 %.
Relajación Muscular
Una vez realizada la contracción, si no hay nuevos impulsos nerviosos que determinen la repetición del proceso visto. el Retículo sarcoplásmico comienza a reacumular Ca2+ que pasa desde el sarcoplasma en un proceso que se realiza contra gradiente y requiere gasto de ATP. así pues, tanto la contracción muscular para mantener los enlaces actina-miosina como la relajación para reacumular Ca2+ en la cisternas del retículo necesitan energía.
Cuando la concentración de Ca2+ en el sarcoplasma es lo suficientemente baja, la troponina queda libre de su unión con el Ca2+ , se une fuertemente a la actina, la tropomiosina recupera su posición inicial bloqueando los sitios activos de la actina. se rompen los enlaces actina-miosina y el sarcómero recupera su longitud inicial.
Si el proceso de entrada de al R. sarcoplásmico es inhibido por alguna causa aunque no haya nuevos
impulsos nerviosos la relajación no se produce. Esto es lo que ocurre en actividades deportivas cuando el músculo esta muy fatigado y escasea el ATP. el Ca2+ permanece en el sarcoplasma y se produce una contracción mantenida de forma involuntaria. Son los conocidos calambres.
También nos sirve para explicar el Rigor mortis o rigidez cadavérica que hace que apenas transcurridos unos minutos después de la muerte todos los músculos mantengan una fuerte contracción ( calambre eterno?? )
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