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El músculo

 

El músculo permite el movimiento de los individuos y les da una estructura corporal. Distinguimos 3 tipos de músculos.
Músculo liso
Músculo estriado esquelético
Músculo estriado cardíaco
El músculo liso está situado en las visceras. Es de contracción involuntaria. Ambos tipos de músculo esquelético poseen el mismo sistema de contracción, si bien sólo el esquelético es de contracción voluntaria.
ESTRUCTURA DEL MÚSCULO
Las fibras musculares están envueltas por una membrana, que es el sarcolema. Cada fibra muscular contendrá paquetes de miofibrillas, de estructura cilíndrica, situadas de manera paralela y de la misma longitud que el músculo. Las microfibras tienen un diámetro de 1 – 2 μm y no están envueltas en el sarcolema.
Cada fibra presenta un patrón de bandas que se va alternando. Tenemos la banda A y la banda I. Cada una de las bandas presenta una línea, que son respectivamente línea M y línea Z. En las miofibrillas observamos dos tipos de proteínas filamentosas. Los filamentos gruesos están formados por miosina, de un diámetro de 15 nm, forman la banda A. Los filamentos finos están formados por actina, de unos 7nm de diámetro, que conforman la banda I. La actina está regulada por la troponina y la tropomiosina. La línea Z es el punto donde los filamentos de actina dejan un espacio para que los siguientes filamentos de actina se unan.
Durante la contracción, los diferentes filamentos se desplazan unos sobre otros, varíando la longitud de la banda I, que no la del sarcómero. En primer lugar nos centraremos en al miosina de tipo II, que compone las fibras musculares. La miosina de tipo II consta de 2 subunidades idénticas. En el extremo N terminal encontramos un dominio globular, mientras que de este sale una cola que tiene forma de hélices α. Estas hélices α tienen tendencia a asociarse unas con otras. La proteína mide aproximadamente 130 nm. A cada una de las cabezas se asocia una cadena ligera. Existen además zonas flexibles en la cabeza y cerca de la cola. La miosina se asocia espontáneamente de manera bipolar. Las cabezas sobresalen por lo tanto del filamento. Si se somete a tratamiento de quimiotripsina, lo primero en romperse serán las partes flexibles. Los filamentos sólo se formarán por uniones a nivel de la cola. Si continuamos el tratamiento con pepsina, se romperá la hélice α en la zona cercana a la cabeza. La propiedad más importante de la miosina reside en las cabezas, que es la zona capaz de hidrolizar ATP en presencia de actina, uniéndose a ella. Cada una de las cabezas se compone de la cabeza de miosina, y de las 2 colas ligeras unidas a ella. La capacidad de hidrolizar ATP es de las más altas que se conocen, pudiendo llegar a hidrolizar, 1 sola molécula de miosina, entre 5 y 6 moléculas de ATP por segundo.
En la imagen de la izquierda se puede observar el proceso de funcionamiento de la miosina. Está dividido en 5 pasos.
UNIÓN: Una cabeza de miosina, sin ningún nucleótido unido se une a un filamento de actina, en la configuración de rigor, responsable del rigor mortis, En un músculo de contracción activa, este estado es de corta duración y finaliza rápidamente mediante la unión a la molécula de ATP.
LIBERACIÓN: Una molécula de ATP se une en el surco de la parte trasera de la cabeza de miosina, en la parte más alejada del filamento de actina, lo que provoca un cambio de conformación de los dominios, liberando el lugar de unión a la actina. Esto reduce la afinidad de la cabeza por la actina, permitiendo así el desplazamiento a lo largo del filamento.
MOVIMIENTO: El surco se cierra alrededor de la molécula de ATP, induciendo un gran cambio morfológico que provoca el desplazamiento de la cabeza a lo largo del filamento, a una distancia de unos 5 nm. Se produce la hidrólisis de ATP, pero el ADP y el Pi quedan unidos a la miosina.
GENERACIÓN DE LA FUERZA: La unión débil de la cabeza de miosina a un nuevo lugar en el filamento de actina provoca la liberación del Pi, producido por la hidrólisis de ATP, con lo que se refuerza la unión de la cabeza con la actina. Esta liberación provoca el golpe de potencia, originado en la cabeza de miosina al volver a su conformación original. Durante este golpe de potencia se desprende el ADP y se podrá iniciar un nuevo ciclo.
UNIÓN: Al final del ciclo, la cabeza de miosina se encuentra íntimamente relacionada con el filamento de actina en la configuración de rigor. Se ha desplazada la miosina una unidad de actina.
La tropomiosina es capaz de ocupar os lugares de unión con la miosina si no hay calcio en el medio. La troponina se puede unir al calcio, provocando un cambio en la tropomiosina, que permite que la actina se una a la miosina y se produzca la contracción. Por lo tanto, la contracción está regulada por calcio. En reposo el calcio es escaso en el medio, pero un potencial de acción provocará que el retículo sarcoplasmático, donde se acumula Ca, libere este al citosol. La relajación muscular implicará además la unión del Mg al ATP, de manera que se requerirá Ca y Mg. 

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