viernes, 30 de agosto de 2019

31. CONTRACCIÓN MUSCULAR



En los vertebrados, correr, caminar, nadar y volar dependen de la capacidad del músculo esquelético para contraerse y mover los huesos. Los movimientos involuntarios dependen del músculo cardíaco y del músculo liso, que, a pesar de ser distintos al esquelético, utilizan un sistema de actina y miosina muy similar para contraerse. (WellPath, 2013)
El músculo esquelético está formado por largas fibras, que son células formadas por fusión de muchas células pequeñas. Están polinucleadas debido a esta fusión. La mayor parte del citoplasma se compone de miofibrillas, los elementos contráctiles de la célula muscular. (WellPath, 2013)
Cada miofibrilla está formada por una cadena de pequeñas unidades contráctiles llamadas sarcómeros, que se disponen en cadena y con un patrón regular, tal que dan un aspecto estriado a la miofibrilla. (WellPath, 2013)
Los sarcómeros se componen de filamentos de actina y de miosina-II (específica del músculo) altamente organizados. Los filamentos de miosina (filamentos gruesos) ocupan la posición central y los de actina (filamentos delgados) se dirigen hacia adentro desde los extremos del sarcómero, donde se anclan por su extremo más a una estructura llamada disco Z, y se solapan con los filamentos de miosina. (WellPath, 2013)
La célula muscular se contrae por un acortamiento simultáneo de todos los sarcómeros, debido a los deslizamientos de los filamentos de actina sobre los de miosina a causa del movimiento de los filamentos de miosina. Cuando la célula muscular es estimulada para contraerse, las cabezas de miosina “caminan” sobre los filamentos de actina siguiendo ciclos repetidos. En cada ciclo de unión y liberación, cada cabeza de miosina hidroliza una molécula de ATP. Cuando la contracción se completa, las cabezas de miosina pierden el contacto con los filamentos de actina y el músculo se relaja. (WellPath, 2013)
Se piensa que la hidrólisis de esa molécula de ATP provoca cambios conformacionales en la miosina y por eso desplaza su cabeza unos 5nm a lo largo del filamento de actina hacia su extremo más. (WellPath, 2013)
Esta repetición continuada de hidrólisis y movimiento empuja a la molécula de miosina unidireccionalmente a lo largo del filamento de actina, con lo cual hay un deslizamiento continuo. El sarcómero puede contraerse en menos de una décima de segundo y como todos los sarcómeros del músculo están acoplados, pues el músculo entero se contrae rápidamente, normalmente en una décima de segundo. (WellPath, 2013)
La contracción muscular se produce cuando el sistema nervioso genera una señal (potencial de acción) que llega a la membrana plasmática de la célula muscular, alcanzando el retículo sarcoplásmico, un sistema que envuelve cada miofibrilla y que está formado por vesículas aplanadas e interconectadas. (WellPath, 2013)
El retículo sarcoplásmico contiene calcio a concentración muy alta y cuando llega la señal eléctrica lo libera al citosol por ciertos canales iónicos. Este calcio interacciona con un conjunto de proteínas accesorias especializadas asociadas a los filamentos de actina. (WellPath, 2013)
Una de esas proteínas es la tropomiosina, que se une a la parte interna de la hélice de actina, impidiendo la asociación de las cabezas de miosina. (WellPath, 2013)
Otra es la troponina, un complejo proteíco que tiene una proteína sensible al calcio y que se asocia con el extremo de la tropomiosina. (WellPath, 2013)
Al aumentar el nivel de calcio en el citosol, el calcio se une a la troponina e induce un cambio conformacional que hace que las moléculas de tropomiosina cambien ligeramente de posición, tal que las cabezas de miosina puedan unirse a los filamentos de actina e iniciar la contracción. (WellPath, 2013)
En cuanto la concentración de calcio vuelve a su nivel basal, la troponina y la tropomiosina recuperan sus posiciones originales y bloquean la unión de la miosina, finalizando así la contracción muscular. (WellPath, 2013)
Los sarcómeros de las células del músculo esquelético representan una especialización máxima de los componentes básicos del citoesqueleto de la célula eucariota. (WellPath, 2013)
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