Fisiología del Ejercicio: Acoplamiento Excitación - Contracción (Funcionamiento de la Célula Muscular)

Ya hemos Analizado completamente la estructura del músculo esquelético, y ahora comprenderemos cómo este logra producir fuerza.

A grandes rasgos debemos comprender el impulso motor como un fenómeno que se origina en el sistema nervioso (marcado de color rosado en la imagen), y que posteriormente ocurrirá una transformación de la energía eléctrica proveniente de la sinápsis hasta un proceso de energía química almacenada en los enlaces de ATP en este caso, y cómo la ruptura de estos varios de estos enlaces en los sarcómeros libera una cantidad de energía tan inmensa que al transformarse en Energía Mecánica que permite ejercer la fuerza necesaria para realizar uan tarea tal como la locomoción. En primer lugar definiremos la unidad neuromuscular responsable de la contracción: La Unidad Motora

La Unidad Motora:

(Pincha para agrandar la imagen)

Se define como un conjunto de Fibras Musculares que comparten las mismas propiedades Fisiológicas, y están inervadas por el mismo axón neuronal.

Observa la imagen de abajo sigue compara los números y los procesos que ocurren allí.

La unión neuromuscular permite al potencial de acción proveniente del cerebro viajar hasta el espacio sináptico donde se vaciará el neurotransmisor Acetilcolina (Ach) almacenándolo en vesículas, que se anclarán en los receptores específicos (también llamados Ligando) de esta sustancia en el Sarcolema de la Fibra Muscular [1]. A consecuencia de esto la permeabilidad iónica de la membrana, originando potenciales de acción, que viajarán por toda la fibra muscular a través del sarcolema, para ingresar por los Túbulos T (Invaginaciones o continuaciones en hendidura de la fibra muscular) [2], donde el potencial de acción activará canales de voltaje que estimularán el Retículo Sarcoplásmico, donde se almacenan los iones de calcio para que sean liberados y comience la contracción muscular [3]. En este punto la energía eléctrica se transforma en procesos de energía química que veremos en la llamada "Teoría del Deslizamiento".

Contracción Muscular y Teoría del Deslizamiento

Como observamos en la imagen, en este momento analizamos lo ocurrido a nivel del Sarcómero. Cuando el Calcio es liberado al interior de la fibra muscular, la Troponina C debido a su alta afinidad capta el Calcio [4], esta a su vez Inhibe a la Troponina I (que inhibe en reposo a la Troponina T), al inhibirse esta inhibición se produce una Activación (entiéndase como las propiedades de la multiplicación, - x - = +) de la Troponina T y esta ahora expondrá los sitios activos de la Actina, de esta manera las cabezas de la Miosina podrán unirse estas [5]. Una vez se produce la interacción Actina-Miosina, un ATP se unirá al cuello cabeza de la miosina en su sitio ATPasa, la cabeza de miosina Rotará a 90º y traccionará la actina hacia el medio de la célula, este fenómeno es llamado el "Golpe de Fuerza" y es el responsable de la producción de Fuerza neta en el músculo; a consecuencia de esto se rompe el enlace de ATP y queda en ADP + Pi (fósforo inorgánico) y la cabeza de miosina se separa del sitio activo, el calcio es vaciado por una bomba de calcio (que consume ATP) [6], el Complejo Troponinico vuelve a su estado original escondiendo los sitios Activos de la Actina; como consecuencia sarcómero vuelve a estar en "reposo" [7].

Les dejo acá un par de videos explicativos, para que vean mejor como se produce este fenómeno; el primero muestra desde el inicio del impulso nervioso hasta la teoría del deslizamiento