Conceptos Básicos de la Fisiología Muscular

Organización Celular

Al construir cualquier estructura, ya sea un puente o una proteína, se requieren tres elementos:

• Materiales de construcción
• Energía
• Planos de construcción

Lo mismo ocurre en los sistemas biológicos:

• Las proteínas son el material estructural utilizado para construir. Proporcionan la forma y la sustancia de las células, tejidos, órganos y materia viva.
• Los carbohidratos se convierten en energía para alimentar el proceso de construcción celular. Si hay más energía disponible de la que se necesita para un proyecto, los carbohidratos se convierten en grasas para el almacenamiento de energía a largo plazo.
• Finalmente, los nucleótidos dentro del núcleo de una célula proporcionan los planos para el proyecto.

Una Célula – Simplificada

Aunque una célula tiene cientos de orgánulos y partes, nos interesan principalmente cuatro partes de una célula.

• Mitocondrias – Esta es la central energética que se encuentra en todas las células. Es como una pequeña batería. Convierte los carbohidratos en energía utilizable para la construcción.
• Núcleo – El centro de la célula está lleno de ADN y ARN, los planos nucleotídicos.
• Ribosomas – Son pequeñas fábricas o robots biológicos que leen el ARN de la biblioteca del núcleo. El ribosoma lee el ARN como una cinta de ticker, lo procesa y expulsa una cadena de aminoácidos para formar proteínas específicas. Se pueden encontrar más de 500,000 proteínas únicas en el cuerpo humano.
• Retículo Endoplasmático – El RE crea un sistema de autopistas a lo largo de la célula. Es un sistema complejo de tubos que transportan proteínas a través de la célula. En las células musculares, esto se llama retículo sarcoplásmico.

Organización en los Sistemas Vivos

La célula única es la unidad básica de la materia viva. Un grupo de células que realizan la misma función se llama tejido. Diferentes tipos de tejidos que trabajan juntos para realizar una función única se definen como un órgano. Grupos de órganos que trabajan juntos forman un sistema. Múltiples sistemas que trabajan juntos forman un organismo.

Células Musculares

Los animales tienen tres tipos de células musculares.

• Músculos estriados son los músculos voluntarios que se unen a los huesos. Controlamos estos músculos con pensamiento consciente. Aparecen rayados cuando se observan bajo un microscopio.
• Músculos lisos son los músculos involuntarios que no se controlan con pensamiento consciente. Más bien, se controlan en respuesta a hormonas, compuestos iónicos, reacciones de células vecinas y el sistema nervioso autónomo. El músculo liso se encuentra en todos los órganos huecos (por ejemplo, estómago, útero, vejiga, intestinos) y en todos los vasos sanguíneos.
• El músculo cardíaco se encuentra solo en el corazón. Aunque la frecuencia cardíaca puede cambiar en respuesta a estímulos, el músculo cardíaco se contrae de forma independiente mientras esté vivo.

Los tres tipos de músculos tienen algunas similitudes. Todos los músculos tienen dos proteínas, actina y miosina, que forman puentes cruzados y causan que el músculo se contraiga y expanda. Debido a la gran cantidad de energía que requieren, todas las células musculares tienen un gran número de mitocondrias. El calcio (Ca²⁺) facilita la contracción en todas las células musculares. El retículo sarcoplásmico tiene túbulos T que distribuyen el calcio a lo largo de la célula muscular. En la unión neuromuscular (donde una célula nerviosa se encuentra con un músculo), ocurre un evento eléctrico en la superficie del músculo que provoca la liberación de calcio y la contracción muscular subsiguiente.

Los músculos esquelético y cardíaco están compuestos por unidades contráctiles básicas llamadas sarcómeros. Los sarcómeros le dan a estos músculos su característica apariencia estriada (rayada).

Las unidades de sarcómeros están dispuestas una tras otra dentro de un músculo como se muestra aquí.