Mecanismos de la Contracción y Relajación Muscular

Interacción de los Filamentos en Reposo

¿Cómo se disponen los filamentos de actina y miosina cuando el músculo se encuentra relajado?

Durante el reposo, están separados los filamentos de actina y miosina. Esto se debe a que el puente cruzado de miosina no se puede unir al punto de fijación de la actina, porque se encuentra bloqueado por el conjunto troponina-tropomiosina.

¿Por qué lugar se unen los filamentos de miosina a los de actina?

La miosina tiene un puente cruzado en cuyo extremo se sitúa la cabeza de miosina. En la cabeza existen dos centros de unión: uno para la actina y otro para el ATP.

Definición de Contracción Muscular

Es el resultado del deslizamiento de los filamentos de actina sobre los de miosina.

Dinámica de los Filamentos durante el Movimiento

Cuando el músculo se contrae, ¿en qué dirección se deslizan los filamentos de actina? ¿Y los de miosina?

• Los filamentos de actina se deslizan en dirección al centro del sarcómero.
• Los de miosina no se mueven.

Cuando el músculo se estira, ¿qué zona coincide con la longitud de los filamentos de miosina?

Cuando se encuentra estirado, la banda H se iguala a la banda A (H = A).

Bioquímica de la Contracción

Reacción Química Fundamental

Miosina + ATP → ADP + P + 12 kcal

El calcio confiere a la miosina actividad enzimática; la miosina actúa sobre el ATP quitándole un grupo fosfato y proporcionando energía.

¿Cuándo ocurre esta reacción?
En la contracción.

¿Qué desencadena la contracción de un músculo?
El impulso eléctrico que llega a la membrana de la fibra muscular.

Funciones del Calcio y el ATP

Papeles del Calcio en la Contracción:

• Se une a la troponina provocando el desplazamiento del conjunto troponina-tropomiosina del punto de fijación de la actina.
• Confiere a la miosina actividad enzimática sobre el ATP.

Papeles del ATP en la Contracción Muscular:

• Provoca la unión de la cabeza de miosina al punto de fijación de la actina.
• Se une a la miosina para que se separe del punto de fijación y se convierte en enzima (pierde un fosfato), por lo que libera energía para que se una a otro punto de unión arrastrando el filamento de actina.
• Hace que los filamentos de actina se deslicen sobre los de miosina.

Relajación Muscular

¿Cómo se produce la relajación muscular?

Se produce cuando el calcio se retira y vuelve al retículo sarcoplasmático. Al retirarse, la troponina se coloca encima de los puntos de unión y los filamentos de actina y miosina vuelven a su estado inicial.

Tipos de Fibras Musculares

Tipos de fibras en función de las características de la contracción:

• Fibras de contracción lenta (fibras rojas): Máxima tensión en 110 ms.
• Fibras de contracción rápida (fibras blancas): Máxima tensión en 50 ms.

¿Por qué las fibras musculares rápidas tienen menor número de mitocondrias y menor cantidad de mioglobina?

• Porque en las mitocondrias es donde se realiza la respiración celular y las fibras de tipo I (lentas) son las que dependen de ella, mientras que las rápidas realizan principalmente trabajos anaeróbicos.
• Porque la mioglobina es la que les da el color y transporta el oxígeno; al realizar trabajos anaeróbicos, las fibras rápidas apenas lo necesitan, ya que la mioglobina está compuesta por proteínas oxigenadas.

Diferencias en Deportistas

Un esquiador de fondo tiene un 80% de fibras musculares lentas, mientras que un esquiador alpino tiene un 45%. ¿Qué factores condicionan esta diferencia?

• El factor genético.
• El entrenamiento de fondo y la inactividad, que pueden variar mínimamente el porcentaje.

La Unidad Motora y el Control de la Contracción

Definición de Unidad Motora:
Está constituida por una neurona motora y las fibras musculares que controla dicha neurona. Determina la fuerza y tiene tamaños diferentes, pudiendo ser lentas o rápidas.

¿Qué diferencias existen entre una unidad motora lenta y una unidad motora rápida?
Las lentas tienen menor número de fibras, la neurona tiene un cuerpo celular pequeño y controlan entre 10 y 180 fibras lentas.

¿Qué significa la ley del «todo o nada» en la contracción muscular?
Cuando una neurona estimula a una fibra muscular, se requiere una intensidad mínima de estimulación, denominada umbral, para que se contraiga. Cualquier estimulación igual o mayor al umbral produce una acción máxima en la fibra muscular.

Movilización de las Fibras durante la Contracción

Tras el estímulo, las primeras en ponerse en funcionamiento son las fibras lentas. A medida que aumenta la fuerza de contracción, se incrementa el número de fibras activas. Al llegar a una fuerza moderada, se combinan fibras lentas con rápidas; de las rápidas, las primeras son las de tipo «a», mientras que las de tipo «b» solo entran en funcionamiento en situaciones extremas.

Fatiga, Tetanización y Tipos de Contracción

Definición de Fatiga Muscular:
Es el cansancio asociado con la bajada del rendimiento muscular.

¿En qué consiste la tetanización?
Cuando un músculo se estimula con frecuencia creciente, se alcanza una frecuencia crítica en la cual las contracciones sucesivas se fusionan entre sí y ya no pueden distinguirse.

¿Qué diferencia existe entre la contracción muscular sincrónica y asincrónica?

• Sincrónica: Se estimulan muchas fibras musculares al mismo tiempo (ej. levantamiento de peso).
• Asincrónica: Se contraen unas unidades motoras mientras otras se relajan (ej. fondistas).

Clasificación de Músculos y Factores de Fuerza

Diferencia entre músculos agonistas y sinergistas:

• Agonistas: Son los responsables del movimiento; generan la mayor parte de la fuerza en la acción muscular.
• Sinergistas: Son los músculos que ayudan a los movilizadores principales; facilitan la acción y, a veces, intervienen afinando la dirección del movimiento.

Factores que condicionan el desarrollo de la fuerza muscular:

1. El número de unidades motoras activadas.
2. El tipo de unidades motoras activadas (lentas/rápidas).
3. El tamaño del músculo (relacionado con la testosterona y el entrenamiento).
4. La longitud inicial del músculo cuando se activa.
5. El ángulo de la articulación (las articulaciones tienen un ángulo óptimo en el que se genera la máxima fuerza).
6. La velocidad de acción del músculo (mayor a velocidades lentas en acciones concéntricas y a velocidades rápidas en acciones excéntricas).