Resumen Breve
Este video explica la estructura y función de los músculos esqueléticos, cardíacos y lisos, comparando sus características. Se centra en el músculo esquelético, detallando su composición celular, la organización del tejido conectivo, y la estructura de las miofibrillas con sus filamentos de actina y miosina. Además, describe el proceso de contracción muscular a nivel molecular, incluyendo el papel del calcio, el ATP y las proteínas reguladoras.
- Tipos de células musculares: esqueléticas, cardíacas y lisas.
- Estructura del músculo esquelético: miofibrillas, actina, miosina, sarcómero.
- Proceso de contracción muscular: papel del calcio, ATP y proteínas reguladoras.
Tipos de Células Musculares [0:19]
Se describen los tres tipos de células musculares: esqueléticas, cardíacas y lisas. Las células esqueléticas están unidas a los huesos, las cardíacas forman las paredes del corazón y las lisas se encuentran en las vísceras. Se comparan estas células en cuanto a su estriación, número de núcleos y control voluntario o involuntario. El músculo esquelético es estriado, multi nucleado y voluntario, mientras que el cardíaco también es estriado pero mono nucleado e involuntario, y el liso es mono nucleado e involuntario. El músculo esquelético representa aproximadamente el 40% del cuerpo, mientras que el cardíaco y el liso juntos constituyen el 10%.
Organización del Tejido Conectivo Muscular [1:59]
Cada célula muscular, también conocida como fibra o miocito, tiene un diámetro de 10 a 80 micrómetros y una longitud que varía según el músculo. Cada célula está rodeada por tejido conectivo denso llamado endomisio. Las células musculares se agrupan en fascículos, rodeados por el perimisio. Externamente, todo el músculo está envuelto por el epimisio. Las fibras de colágeno del tejido conectivo se continúan con las del tendón y, a su vez, con las del hueso, uniendo firmemente el músculo al hueso.
Estructura Celular del Músculo Esquelético [4:11]
Una célula muscular (miocito) contiene un citoplasma llamado sarcoplasma y una membrana plasmática llamada sarcolema. Debajo del sarcolema se encuentran múltiples núcleos debido al origen de la célula a partir de la fusión de mioblastos. El sarcoplasma contiene glucógeno almacenado y mioglobina, que almacena oxígeno y da el color rojo al músculo. El sarcoplasma está atravesado por miofibrillas, responsables de las bandas transversales características del músculo esquelético. Las miofibrillas están formadas por miofilamentos de actina y miosina. El retículo sarcoplásmico, una forma de retículo endoplásmico liso, rodea las miofibrillas y almacena calcio. Los túbulos T, invaginaciones del sarcolema, forman tríadas con las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico, controlando la liberación de calcio.
Filamentos de Miosina [7:49]
Los filamentos gruesos están compuestos principalmente por miosina. Una molécula de miosina tiene dos cadenas pesadas que se enrollan para formar la cola y se separan en el extremo para formar la cabeza. Cuatro cadenas ligeras se combinan con las cabezas pesadas y tienen función regulatoria. Aproximadamente 200 moléculas de miosina se unen para formar un filamento de miosina. La cabeza y una región conocida como brazo forman el puente cruzado, que tiene bisagras que permiten el movimiento de la cabeza.
Filamentos de Actina [10:31]
Los filamentos delgados están formados por actina. La actina está compuesta por subunidades de actina G (globular) que se unen para formar actina F (fibrilar). Dos filamentos de actina F se enrollan en espiral. La actina tiene sitios de unión para la cabeza de miosina, pero estos sitios están bloqueados por el complejo troponina-tropomiosina. La troponina tiene tres subunidades: troponina T (se une a la tropomiosina), troponina I (se une a la actina) y troponina C (se une al calcio). Cuando el calcio se une a la troponina C, se produce un cambio conformacional que expone los sitios activos de la actina para la unión de la miosina.
Proteínas de Estabilidad Muscular y Sarcómero [12:14]
Además de las proteínas contráctiles y reguladoras, otras proteínas como la titina mantienen la estabilidad de los filamentos de miosina y los anclan al disco Z. La distrofina une los filamentos de actina al sarcolema, transmitiendo los cambios en la longitud del sarcómero a todo el músculo. El sarcómero, la unidad de contracción muscular, está delimitado por dos discos Z. Una miofibrilla contiene múltiples sarcómeros.
Bandeo Muscular [13:53]
El músculo esquelético y cardíaco presentan un patrón de bandas oscuras y claras. Las bandas oscuras (banda A) corresponden a las zonas donde se superponen los filamentos de miosina y actina. Dentro de la banda A, la banda H es una zona más clara donde los filamentos de miosina no se superponen con los de actina. La zona M es donde se unen los cuerpos de los filamentos de miosina. Las bandas claras (banda I) contienen filamentos de actina. El disco Z es una línea oscura que se encuentra en medio de la banda I y delimita el sarcómero.
Sinapsis Neuromuscular [15:32]
Cada fibra nerviosa se ramifica e inerva entre 3 y miles de células musculares. Cada célula muscular se contrae si recibe una estimulación nerviosa. Las ramificaciones de las fibras nerviosas (telendrones) están aisladas por células de Schwann. El botón terminal contiene vesículas con el neurotransmisor acetilcolina y mitocondrias. El espacio entre el botón terminal y el sarcolema se llama espacio sináptico. El sarcolema forma hendiduras sinápticas para aumentar la cantidad de receptores de acetilcolina. En el espacio sináptico, la acetilcolinesterasa desactiva la acetilcolina. La unión neuromuscular se llama placa motora.
Unidades Motoras [18:19]
Las fibras musculares se contraen solo si reciben una estimulación nerviosa. Los cuerpos de las motoneuronas se encuentran en las astas anteriores de la médula espinal. Los axones de las motoneuronas se dirigen al músculo y se ramifican para inervar varias células musculares, pero cada célula muscular recibe solo una terminación nerviosa. Las unidades motoras pequeñas, donde una motoneurona inerva pocas células musculares, se encuentran en músculos que realizan movimientos delicados. Las unidades motoras grandes, donde una motoneurona inerva miles de células musculares, se encuentran en músculos que requieren mucha fuerza.
Mecanismo de Contracción Muscular: Potencial de Acción y Liberación de Calcio [19:49]
Cuando un potencial de acción viaja por el axón de la motoneurona, se abren los canales de calcio regulados por voltaje en los botones terminales. El calcio ingresa a la célula y provoca la liberación de acetilcolina por exocitosis. La acetilcolina se une a receptores en el sarcolema, abriendo canales de sodio y generando una onda despolarizante que avanza a lo largo del sarcolema y los túbulos T.
Mecanismo de Contracción Muscular: Unión Actina-Miosina y Golpe de Fuerza [22:27]
La onda despolarizante llega a los túbulos T y se transmite a las cisternas terminales del retículo sarcoplásmico, provocando la apertura de los canales de calcio. El calcio se une a la subunidad C de la troponina, lo que causa un cambio conformacional en la tropomiosina y expone los sitios de unión de la actina para la miosina. La cabeza de miosina, que tiene ATP, hidroliza el ATP en ADP y fosfato inorgánico, lo que aumenta su afinidad por la actina. La miosina se une a la actina y libera el ADP y el fosfato, produciendo un golpe de fuerza que desplaza los filamentos de actina entre los de miosina, acortando el sarcómero.
Relajación Muscular [25:35]
Para que la cabeza de miosina se desprenda de la actina, se debe unir una molécula de ATP. El ciclo se repite mientras el calcio esté unido a la troponina C. Cuando se produce el secuestro de calcio hacia el interior del retículo sarcoplásmico, la tropomiosina cubre los sitios activos de la actina y se detiene la contracción.
Animación del Proceso de Contracción Muscular [27:14]
Esta sección presenta una animación que resume las bases fisiológicas del mecanismo de contracción del músculo esquelético, desde la estimulación por la neurona motora hasta el acortamiento del sarcómero. Se visualiza la liberación de acetilcolina, la despolarización del sarcolema, la liberación de calcio, la unión de la miosina a la actina y el golpe de fuerza.