La contracción muscular es un proceso fisiológico en el que los músculos desarrollan tensión y se acortan o estiran por un estímulo de extensión. Estas contracciones son controladas por el sistema nervioso central, donde el cerebro controla las contracciones voluntarias y la médula espinal controla los reflejos involuntarios.
La contracción muscular es esencial para el movimiento del cuerpo, ya que permite que los músculos se contraigan y generen fuerza para mover las articulaciones. Además, la contracción muscular también es importante para otras funciones del organismo, como la respiración, la digestión y la circulación sanguínea.
Mecanismos de contracción muscular
La contracción muscular se produce cuando los miofilamentos, como la miosina y la actina, se desplazan entre sí. Esto está regulado por la presencia de calcio, ATP y magnesio. La contracción muscular también requiere la existencia de uniones tipo gap que permiten el paso de iones y el estímulo eléctrico entre las células musculares.
El proceso de contracción muscular se inicia cuando una señal nerviosa llega a la fibra muscular a través de una neurona motora. Esta señal desencadena la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico, una estructura dentro de la célula muscular. El calcio se une a la troponina, una proteína que forma parte de la actina, lo que permite que la miosina se una a la actina y se produzca la contracción muscular.
La contracción muscular también requiere la presencia de ATP, que proporciona la energía necesaria para que la miosina se mueva a lo largo de la actina y genere la fuerza de contracción. Además, el magnesio actúa como cofactor en varias reacciones químicas que ocurren durante la contracción muscular.
CladísticaRegulación de la contracción muscular en el músculo estriado
En el caso del músculo estriado, como el músculo esquelético y cardíaco, la contracción está regulada por la presencia de calcio. Cuando una neurona motora desarrolla un potencial de acción sobre el músculo estriado, se libera acetilcolina que provoca una despolarización en la membrana muscular. Esta despolarización llega al retículo sarcoplásmico, donde se libera calcio que se une a la actina y permite la contracción muscular.
La contracción muscular en el músculo estriado es un proceso altamente regulado. La liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico está controlada por una proteína llamada receptor de rianodina, que se encuentra en la membrana del retículo sarcoplásmico. Cuando el calcio se une a la troponina, se produce un cambio conformacional en la actina que permite que la miosina se una y se produzca la contracción muscular.
Relajación muscular
La relajación muscular ocurre cuando se elimina el calcio del citoplasma celular y se aporta una molécula de ATP a la miosina. Esto permite que las fibras musculares vuelvan a su posición de reposo.
La eliminación del calcio del citoplasma celular se lleva a cabo mediante un proceso de transporte activo que utiliza ATP. El calcio se bombea de vuelta al retículo sarcoplásmico, donde se almacena hasta que se necesite para la próxima contracción muscular.
Además, la miosina necesita ATP para liberarse de la actina y volver a su posición de reposo. El ATP se hidroliza en ADP y fosfato inorgánico, liberando energía que se utiliza para este proceso.
CitoquímicaTipos de contracciones musculares
Existen diferentes tipos de contracciones musculares, cada una con características específicas en cuanto a la tensión y el acortamiento o alargamiento de las fibras musculares. Estos tipos incluyen:
Contracciones heterométricas o isotónicas
En estas contracciones, la tensión muscular se mantiene constante mientras que la longitud del músculo cambia. Esto ocurre, por ejemplo, al levantar un objeto pesado. Durante la contracción isotónica, las fibras musculares se acortan y generan la fuerza necesaria para mover el objeto.
Un ejemplo de contracción isotónica es levantar una pesa en el gimnasio. Cuando se levanta la pesa, las fibras musculares se acortan y generan la fuerza necesaria para levantarla. A medida que se levanta la pesa, la longitud del músculo cambia, pero la tensión muscular se mantiene constante.
Contracciones isométricas
En las contracciones isométricas, la longitud del músculo no cambia, pero la tensión muscular aumenta. Esto se observa, por ejemplo, cuando se intenta empujar un objeto inamovible. Durante la contracción isométrica, las fibras musculares generan tensión pero no se acortan ni se alargan.
Un ejemplo de contracción isométrica es intentar empujar una pared. A medida que se ejerce fuerza sobre la pared, las fibras musculares generan tensión pero no se acortan ni se alargan. La longitud del músculo permanece constante, pero la tensión muscular aumenta a medida que se ejerce más fuerza.
CélulaContracciones auxotónicas
Las contracciones auxotónicas son aquellas en las que la tensión muscular varía a lo largo de la contracción. Esto puede ocurrir, por ejemplo, al realizar ejercicios de resistencia con pesas. Durante la contracción auxotónica, las fibras musculares se acortan y generan tensión, pero la tensión muscular varía a lo largo de la contracción.
Un ejemplo de contracción auxotónica es realizar una serie de repeticiones con pesas en el gimnasio. A medida que se levanta la pesa, las fibras musculares se acortan y generan tensión. Sin embargo, a medida que se realiza más repeticiones, la tensión muscular puede disminuir debido a la fatiga muscular.
Contracciones isocinéticas
En las contracciones isocinéticas, la velocidad de contracción muscular se mantiene constante mientras que la tensión muscular varía. Esto se logra utilizando equipos especializados, como las máquinas de resistencia variable. Durante la contracción isocinética, las fibras musculares se acortan a una velocidad constante, pero la tensión muscular puede variar.
Un ejemplo de contracción isocinética es utilizar una máquina de resistencia variable en el gimnasio. A medida que se realiza el ejercicio, las fibras musculares se acortan a una velocidad constante, pero la tensión muscular puede variar dependiendo de la resistencia proporcionada por la máquina.
Conclusiones
Los mecanismos de contracción y control neural del músculo implican la regulación de calcio, ATP y magnesio, así como la liberación de acetilcolina y la interacción entre los miofilamentos de miosina y actina. La relajación muscular ocurre cuando se elimina el calcio y se aporta ATP a la miosina. Además, existen diferentes tipos de contracciones musculares que varían en cuanto a la tensión y el acortamiento o alargamiento de las fibras musculares.