LA FIBRA MÚSCULAR: El músculo esquelético esta constituido por agrupaciones de células alargadas y cilíndricas que se conocen con el nombre de fibras musculares. Éstas representan la unidad estructural del órgano. 1. EL SISTEMA NEUROMUSCULAR Y LA ESTRUCTURA DE BASE La fuerza y la velocidad producida por el músculo esquelético del hombre, son muy difíciles de distinguir una de otra. Ambas son producidas con ayuda del mismo mecanismo de control y guía. Además la mecánica muscular y las dimensiones de la carga externa determinan con que velocidad y fuerza muscular se ejecuta el movimiento. El mecanísmo que produce la fuerzaqa muscular es una parte del sistema neuromuscular. Se puede observar las estructuras más importantes que dependen del sistema produce el movimiento voluntario, así como la fuerza necesaria para la producción de movimiento. La contracción voluntaria del músculo se inicia en el área motora del cerebro de donde parte el impulso nervioso que se mueve a través de la médula espinal. De allí obtiene el impulso estimulan te el músculo que produce la fuerza. En la médula espinal la motoneurona descendente forma una sinapsis con la motoneurona que forma la unidad motora con las miofibrillas que excita. La contracción del músculo, propiamente dicha, se produce cuando los finos filamentos de actina t miosina, que son componentes proteicos que forman el sarcómero, que es la unidad funcional del músculo, son alcanzados por el impulso. Al reaccionar, forman el denominado “puente cruzado”, por medio el cual los filamentos se deslizan uno sobre otro. De esta forma se produce tensión que es transmitida mediante los tendones a los huesos donde se insertan. En la estructura de la célula muscular la miofibrilla es la parte en que la contracción propiamente dicha sucede. En una célula muscular existen cientos de este tipo de miofibrillas. El musculo esta compuesto por líneas transversales que le asignan estructura estriada. Dentro del músculo se encuentran las líneas Z y la zona que se encuentra en medio recibe el nombre de sarcómero. El sarcómero es la unidad funcional de la miofibrilla. Hay dos tipos de filamentos en el sarcómero. Uno más delgado llamado actina y otro más grueso llamado miosina, este último es el más interesante de los dos. Esta formado por muchas moléculas de miosina y contiene unas prolongaciones que se disponen formando un ángulo de 90 grados con los filamentos durante la contracción. Éstas con la llegada del estímulo reaccionan con los filamentos de actina estirados. El proceso de cualquier forma, se activa por medio de la enzima ATP-asa (sustancia proteica que catalizan reacciones químicas), que como catalizador favorece la escisión del ATP, suministrando, por consiguiente, energía para la contracción muscular. Estructura morfológica de la célula muscular, existen filamentos (macroproteínas) que parten de los filamentos de miosina para acoplarse con las líneas Z. Estas prolongaciones constituidas por dos proteínas de gran peso molecular “titin” y “nebulín” tendrían la importante función de dar estabilidad al sarcómero durante la contracción. 2. ORIGEN DE LA FUERZA EN LA CONTRACCIÓN MUSCULAR Los puentes que se establecen entre los filamentos de actina y miosina constituyen la contracción y simultáneamente, producen fuerza. Una base del proceso de contracción es que la miosina tiene la habilidad de escindir el ATP con su enzima ATP-asa. La contracción muscular global resulta de la suma de la fuerza producida por los numerosos puentes de actomiosina que se forman durante un tiempo muy breve. El verdadero mecanismo de la contracción no está todavía totalmente claro. De todos modos se presenta una hipótesis de cómo los filamentos de actomiosina reaccionan cuando llega el estímulo. En cuanto la membrana muscular es alcanzada por el estímulo nervioso, en el retículo sarcoplásmico se libera Ca++, éste reacciona con la troponina C, que es la substancia proteica que inhibe la formación de los puentes actomiosina. Éstos obtienen energía de la escisión del ATP por medio de la ATP-asa, suministrando energía a la contracción. La contracción la realiza el filamento que separándose de la miosina se une al de actina y la tira de él en dirección a la miosina. Como se puede observar en este esquema que incluye tambien una estructura elástica que anatómicamente no ha sido bien demostrada, pero que está probada su existencia. Cada músculo posee un número determinado de unidades motoras, cada una de las cuales es controlada por una terminación nerviosa diferente. Cuando un mensaje del cerebro es enviado a una única fibra muscular, ésta se contrae y después se relaja, cuando el mensaje se transmite con más eficacia, aumentando la frecuencia de los impulsos, la tensión generada por el músculo aumenta; esta fase particular de activación muscular se denomina “clon” cuando la frecuencia de los impulsos aumenta, se desarrolla la máxima tensión posible, tal condición se llama “tétano” Tensión A Un impulso Tensión B Tensión C Tensión D Dos impulso Varios impulsos juntos Muchos impulsos (Clonus) TIEMPO TIEMPO TIEMPO (Tetanus) TIEMPO Una vez que el estímulo nervioso alcanza la fibra muscular y la actina y la miosina interaccionan provocando la contracción, la tensión desarrollada en la interacción de los puentes actomiosínicos es transmitida a los huesos a través de las estructuras de tejido conectivo, los tendones. La tensión llega a los tendones con un cierto retraso, necesario para estirar los elementos elásticos en serie de los músculos. Es importante acortar que antes de que los tendones puedan transmitir a las estructuras óseas la tensión desarrollada por los componentes contráctiles, es músculo emplea a su vez un notable lapso de tiempo para estirar los tendones, que poseen un elevado módulo de elasticidad. De esta forma la tensión desarrollada al inicio de la contracción se transmite siempre con un cierto retraso. Por este motivo, la contribución en tensión de las fibras musculares que intervienen sucesivamente, es más eficaz, puesto que tales tensiones se transmiten con menos retraso porque los elementos elásticos ya han sido estirados con anterioridad.