Las células musculares

Las células musculares utilizan el motor molecular miosina para convertir la energía química derivada del ATP en energía mecánica de movimiento. La miosina es una proteína de gran tamaño que interactúa con otra proteína, la actina, para generar fuerza. La miosina y la actina se conocen con el nombre de proteínas contráctiles.

Las células musculares estriadas poseen bandas transversales alternas claras y oscuras que les confieren un aspecto estriado. El patrón de estas bandas refleja la organización de las proteínas contráctiles miosina y actina en unidades de repetición regular llamadas sarcómeros.

Los músculos esqueléticos están compuestos por haces largos y cilíndricos de fibras musculares o células musculares. Cada fibra muscular está rodeada por una membrana celular llamada sarcolema.

Cada fibra muscular contiene cientos de miofibrillas que presenta bandas transversales que se repiten regularmente. Las miofibrillas contienen dos tipos de miofilamentos. Los filamentos gruesos están compuestos por la proteína miosina y los filamentos finos están compuestos por actina.

Las moléculas de miosina poseen proyecciones denominadas puentes cruzados o cabezas. La estimulación de la célula muscular determina que los puentes cruzados de la miosina interactúen transitoriamente con los filamentos finos de actina superpuestos a los filamentos de miosina. La interacción de los puentes cruzados de la miosina con las moléculas de actina genera la fuerza que impulsa la contracción muscular.

La troponina y la tropomiosina son proteínas que se asocian con las cadenas de actina. Estas proteínas regulan el proceso de contracción muscular mediante el control de la interacción de los puentes cruzados de la miosina con los filamentos finos.

Las cabezas de miosina se unen en forma cíclica a las moléculas de actina y luego giran para provocar el deslizamiento de los filamentos de actina y miosina. Cada cabeza de miosina posee dos sitios de unión: uno para la actina y otro para el ATP. El sitio de unión para ATP es una ATPasa con actividad enzimática que separa el fosfato inorgánico de la molécula de ATP y libera energía que se utiliza para promover la acción de los puentes cruzados.

En un músculo en reposo todas las cabezas de miosina se separaron de la actina, hidrolizaron el ATP, almacenaron la energía derivada de la hidrólisis y están preparadas para cumplir otro ciclo.

Sin embargo, las proteínas reguladoras tropomiosina (TM) y troponina (TN) previenen la contracción muscular al impedir que la cabeza de miosina se una a la actina. La TN es un complejo formado por tres subunidades: TN-T troponina, que se une a la TM. TN-I troponina I, que se une a la actina. TN-C troponina C, que fija iones de calcio.

El regulador fisiológico de la contracción muscular es el calcio. La unión de iones de calcio a la TN-C desencadena alteraciones conformacionales de la TN, la TM y, tal vez, la actina, que permiten que los puentes cruzados de la miosina interactúen con la acttina.

La contracción muscular solo tendrá lugar mientras existan iones de calcio disponibles para unirse a la TN.

La excitación nerviosa desencadena la contracción de los músculos esqueléticos.

Cada fibra muscular esquelética está inervada por una neurona motora en la placa terminal motora.

Un potencial de acción transmitido hasta la terminación axónica de la motoneurona induce la liberación de acetilcolina, la cual se une a los receptores postsinápticos de ACh de la placa terminal e induce alteraciones de la permeabilidad que conducen a la despolarización de las membranas de las fibras musculares (sarcolema). La despolarización de las fibras musculares se conoce con el nombre de exitación.

La exitación determina la activación rápida de la maquinaria contráctil de las fibras musculares. La relación entre despolarización y contracción se designa con el nombre de acoplamiento excitación-contracción.

La exitación y la contracción están acopladas mediante dos sistemas de membrana separados pero íntimamente asociados.

El primero de los sistemas

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