Estructura y funcionamiento de los musculos.

Introducción

Dentro del cuerpo de los vertebrados encontramos una gran diversidad de estructuras y tejidos que ayudan a su adaptación, uno de estos tejidos es el tejido muscular, compuesto por células especializadas en la contracción, lo que ayuda en funciones como correr, saltar, respirar e incluso impulsar la sangre a través de su cuerpo, además de esto el musculo se encuentra perfectamente ligado al sistema nervioso, por lo que las células al igual que en el tejido nervioso son sensibles a estímulos químicos y físicos.  El tejido musculara demás ayuda al suporte de huesos, cartílagos y se encuentra asociado al tejido conductivo, además de que como ya se mencionó posee un alto grado de contractibilidad.  El musculo se clasifica en tres clases, el primero es el musculo esquelético o somático (estriado), viscerales (liso) y el cardiaco,  los dos primeros son nombrados voluntarios e involuntarios, mientras que el último presenta una semejanza con los otros dos.

Como características generales en los músculos encontramos que las células  poseen forma alargada por lo que se le denomina fibras  que pueden llegar a alcanzar los 20 cm de longitud. Por ello es que se le denomina también fibra muscular. Como particular encontramos en ella estructuras proteicas llamadas miofibrillas que se contraen como cuando llega un estímulo a las fibras musculares. Las miofibrillas se componen de hilos cortos, los miofilamentos. Distinguimos entre los filamentos de actina (delgados) y filamentos de miosina (gruesos). El color característico de los músculos se debe a la presencia de mioglobina, una sustancia colorante disuelta en el citoplasma, próxima a la hemoglobina en cuanto a su estructura y función.

Músculos y nervios.

En los animales vivos la contracción (acortamiento) de un músculo es consecuencia de impulsos que llegan del sistema nervioso central a través de un nervio. Este nervio contiene numerosas fibras (neuronas), cada una de las cuales entra en contacto con varias células musculares. Al contraerse un musculo se genera un efecto denominado TODO O NADA, en donde la fibra muscular no puede contraerse a diferentes grados de intensidad o se contrae por completo a su capacidad máxima, o no lo hace en absoluto. Este aumento gradual en  la preparación neuromuscular completa se debe a que las diferentes células musculares tienen umbrales diferentes. La contracción máxima de todo el músculo tiene lugar cuando cada célula muscular ha sido estimulada por encima del umbral.

Una contracción muscular sigue un modelo característico que dura aproximadamente 0,1 de segundo, tiempo suficiente para dar paso a tres fases:

• El intervalo entre el estímulo inicial y el acortamiento, aproximadamente 0,01 segundos, se conoce por período de latencia. Aunque durante esta fase no ocurre ningún cambio mecánico aparente, dentro del músculo se desarrollan reacciones que liberan la energía necesaria para la contracción y se produce un cierto relajamiento.
• La segunda fase, que  es el período de contracción, dura aproximadamente 0,04 segundos.
• Finalmente, en el período de relajamiento, aproximadamente 0,05 de segundo, el músculo recobra su longitud y estado fisiológico originarios. Cuando las excitaciones se espacian convenientemente, el músculo se relaja hasta su longitud originaria durante los intervalos. Más esto no ocurre si la excitación se repite a intervalos cortos. Si la frecuencia de la excitación es todavía mayor no hay relajamiento y se mantiene un estado de contracción continua al que se le ha  denominado tetánico.

Musculo estriado

También denominado musculo esquelético, es el sistema muscular que se encuentra relacionado con el sistema nervioso,   representa el  40-50% del peso total del cuerpo, su función esencial es  la de aproximar dos puntos, como por ejemplo el movimiento de un brazo al comer y llevar la comida a la boca mediante la flexión del brazo. Cuando el musculo se contrae, los huesos se mueven alrededor de una articulación que se mantiene unida por un ligamento y generalmente contiene fluido lubricante: La mayoría de los músculos esqueléticos del musculo del cuerpo trabaja en grupos antagónicos, uno flexionando o curvando la articulación y el otro extendiéndola o enderezándola, esto es lo que nos permítete a los organismos permanecer erectos.

Estructura.                                                                                                                                             En cuanto a su estructura, se encuentra compuesto  por una fibra o célula muscular^[1] que contiene muchas miofibrillas paralelas, cada una de estas miofibrillas es de 1 µm de largo, que están inmersas en el citosol. La unidad fundamental se denomina sarcómeros, y se repite cada 2.3 µm a lo largo del eje de la fibrilla. La banda A oscura y la banda I clara  alternan con regularidad. La zona H está dividida en dos partes iguales por un disco denominada disco M. En el centro de la banda I está el disco Z o línea límite entre cada sarcómero.  Dentro de cada sarcómeros encontramos de nuevo una disposición regular de miofilamentos, los delgados pertenecientes a actina y los gruesos pertenecientes a la miosina. Ambos tipos de filamento se disponen en forma paralela entre sí, y cuando se dispara la contracción, los filamentos de actina y miosina se deslizan uno sobre el otro, hasta sobrepasarse. Los filamentos de miosina son haces de moléculas con cabezas globulares y colas polipeptidicas, la proteína titina mantiene  estos filamentos centrados en el sarcómeros. Los filamentos de actina se componen de dos cadenas de monómeros de actina enrollados entre sí. Estos están rodeados por cadenas polipeptidicas de tropomiosina y engarzados, a intervalos, por otra proteína, la troponina. Una vez que empieza la contracción los filamentos de la actina y la miosina  se deslizan el uno sobre el otro, hasta sobrepasarse.

Contracción

La interacción muscular se da por la interacción entre proteínas contráctiles llamadas miosina y actina. Como ya se explicó, dentro de las células musculares existen moléculas de actina y miosina. Esto sumado a que los músculos son estimulados por neuronas motoras en las uniones neuromusculares, que son unidades motoras distintas, un potencial de acción en la neurona motora de una unidad estimula un potencial de acción y la contracción de todas las fibras musculares inervadas por ella.

Una vez iniciado este potencial de acción se inicia con la contracción muscular pues al invadir este potencial de acción las fibras musculares a través de un sistema de túbulos transversales, llamados túbulos T, hace que se libere calcio en el retículo endoplasmatico (retículo sarcoplasmatico). En el espacio existente entre la membrana de los túbulos T y la del retículo sarcoplasmatico existen dos proteínas un a receptora de dihidropiridina (DHP) y la otra receptora de rianodina, estas dos proteínas se encuentran ligadas, y cuando el receptor  de DHP es activado por el potencial de acción, esta sufre un cambio conformacional que hace que el receptor de rianodina abra su compuerta permitiendo el paso del calcio. Una vez fuera del retículo sarcoplasmatico el calcio se une a la troponina del sarcoplasma y expone los sitios de unión que existen entre la miosina y los filamentos de la actina, posteriormente las cabezas de la miosina se unen a la actina y libera fosfato iniciando un golpe de potencia, durante este golpe de potencia cambia la conformación de la cabeza de la miosina y los filamentos de cada una se deslizan uno sobre el otro, hasta llegar a sobrepasarse, para liberar ADP y la molécula de ATP saliente se une con la miosina, se vuelve a hidrolizar el ATP y la cabeza de la miosina regresa a su conformación extendida, una vez que disminuye la excitación nerviosa los receptores de rianodina se cierra y el calcio que se encuentra en el interior de las miofibrillas es bombeado nuevamente al interior del retículo sarcoplasmatico produciendo la relajación del musculo.

Musculo liso 

El musculo liso es sobre todo el tejido muscular que conforma las vísceras, así por ejemplo encontramos músculos lisos en las paredes del tubo digestivo, en los pulmones, en los vasos sanguíneos, en la vejiga urinaria, en los genitales y muchas glándulas. Tiene como función los movimientos periplasticos y retroplasticos, cambios de tono vascular y control de la presión sanguínea, control del paso del aire, niveles excretores, termorregulación y también descarga de productos sexuales.

El tejido muscular liso está sometido al influjo del sistema nervioso autónomo, pero se puede estimular en muchos órganos mediante estiramiento pasivo. Existen dos tipos de formas en el musculo liso, las cuales son:

1. Músculo liso multiunitario: Compuesto de fibras musculares lisas discretas. Están revestidas por una sustancia de colágeno y fibrillas glucoproteínas. Cada fibra puede contraerse independientemente de las otras, y su control se ejerce principalmente por señales nerviosas.
2. Músculo liso unitario: También conocido como visceral o sincital. Significa que una masa de miles de fibras se contraen juntas como si fueran una unidad. Las fibras están dispuestas en capas y unidas por uniones intracelulares, que permite que una fuerza generada en la fibra se transmita a la siguiente.

Estructura

Posee, las mismas propiedades fundamentales del tejido muscular estriado, tales como lo son la elasticidad, excitabilidad, contractibilidad y conducción de estímulos. Su estructura presenta la particularidad de ser la más simple que la estriada. Las células tienen entre 50-200µm de longitud y 5µm de diámetro. No se observa en ellas estriación transversal. Los filamentos sobre todo, los filamentos de actina, están dispuestos en dirección longitudinal en la célula, pero no están ordenados regularmente.  Además de poseer una célula con un solo núcleo, que generalmente se localiza al centro de dicha célula. No presenta un sarcolema claramente definido, por lo cual cuando una célula es estimulada, esta transmite el estímulo gracias a la existencia de puentes protoplasmáticos entre célula y célula, a la totalidad de fibras musculares lisas del órgano. La miosina presente en el musculo liso es una proteína genéticamente diferente a la que se encuentra en el musculo estriado en múltiples aspectos, su actividad de ATPasa máximas es solo el 10%  comparada con la del musculo estriado, esta solo interactúa con la actina solo cuando la cadena liviana reguladora esta fosforilada en un residuo especifico de ser, adema de formar filamentos gruesos  cuyos puentes cruzados carecen de patrones de repetición.

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