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Sarcómero

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Archivo:Skeletal muscle - longitudinal section.jpg
Músculo esquelético humano al microscópio. En las hebras musculares se observa la estriação debida la sarcómeros (Clic para ampliar).

Sarcómero (portugués europeo) o sarcômero (portugués brasileño), también designado miómero o miômero , es uno de los componentes básicos del músculo acanalado que permite la contracción muscular. Cada sarcómero es constituido por un complejo de proteínas , entre las cuales actina y miosina , alineados en serie para formar una estructura cilíndrica designada miofibrila, en el interior de las células musculares.

Las proteínas de los sarcómeros se organizan en bandas con características particulares, que al microscópio dan un aspecto acanalado al músculo esquelético y al músculo cardíaco, visible en la imagen al lado. El músculo liso se organiza de una forma diferente, y no posee sarcómeros.

Tabla de contenido

Bandas

Archivo:Sarcómero.jpg
Diagrama representando un sarcómero. La banda H y la línea M no fueron señaladas.

La observación de hebras musculares acanaladas al microscópio electrónico permitió identificar un patrón repetitivo de bandas y líneas. Estas corresponden a múltiples sarcómeros, alineados en serie.

La zona en que un sarcómero se conecta al siguiente se traduce por una línea más oscura, designada línea (o disco) Z (del alemán zwischen - entre o enmedio ). Un sarcómero corresponde al espacio que separa dos líneas Z consecutivas.

De cada lado de la línea Z se encuentra una banda clara, denominada banda I (de isotrópico , cuando observada bajo luz polarizada), compuesta por filamentos finos de actina. Entre las bandas I se encuentra la banda A (de anisotrópico ), más oscura, donde ocurre un solapamiento de filamentos finos con filamentos espessos de miosina. En el centro de la banda A está la línea M, y a circundarla se encuentra un rango estrecho, más clara, designada banda H, donde se encuentran filamentos de miosina.[1][2]

La titina se extiende de la línea Z, donde esta conectada al filamento fino, para la línea M, donde se cree que haya interacción con el filamento grueso.[1][2][3]

Cuando es hecho un corte transversal en la banda A, en la región donde hay solapamiento de los filamentos finos y gruesos, se observa que un filamento grueso se encuentra envuelto por seis filamentos finos.[1][2] ES en esta zona que va a iniciarse la contracción muscular, a través de la interacción entre filamentos finos y gruesos.

Filamentos

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Relación entre los filamentos en un sarcómero.

Los sarcómeros son constituidos principalmente por dos tipos de filamentos:[2]

Filamento espeso
ES compuesto por la proteína miosina (más específicamente miosina II).
Filamento fino
ES formado por monómeros de actina , nebulina, tropomiosina y troponina .

Además de estos filamentos, está presente una proteína gigante denominada titina, que posee un alto grado de elasticidad. Su función es a de evitar que ocurra un estiramiento excesivo del músculo.

Contracción muscular

La contracción muscular se refiere al deslizamiento de la actina sobre la miosina.

Ativação

Archivo:Thin filament.jpg
figura 5: dibujo esquemático del filamento fino.

Para entender la contracción del sarcômero es necesario primero comprender algunos aspectos de la estructura del filamento de actina. La proteína tropomiosina que está presente del filamento fino cubre lo sitio de conexión de la miosina presente en la molécula de actina (figura 5). Para permitir la contracción de la célula muscular, la tropomiosina debe ser movida para “descubrir” las casas de campo de lección con miosina presentes al largo del filamento fino. Los íons cálcio se conectan con las moléculas de troponinas (que están esparcidas al largo de la proteína tropomiosina - vea en la figura 5) que, así pues, altera la "posición" de la tropomiosina en relación la actina, forzando la revelación de las casas de campo de conexión en la misma. Por lo tanto el cálcio es fundamental para lo inicio de una contracción muscular, su concentración en el sarcoplasma es controlada por el retículo sarcoplasmático (una forma especializada del reticulo endoplasmático). Consecuentemente la contracción muscular termina cuando el cálcio es bombeado de vuelta para el retículo sarcoplamatico. [1][2][3][4].

El músculo acanalado sólo se contrae cuando un impulso nervioso es recibido de una neurona motora. Durante la estimulación de la célula muscular, la neurona motora libera un neurotransmissor llamado acetilcolina en la junção neuromuscular (la sinapse entre el botón terminal de la neurona y la célula muscular). El potencial de acción se disipa al largo del túbulo T (Transverso) hasta que alcance el retículo sarcoplasmático; el potencial de acción generado en la célula muscular cambia la permeabilidade del retículo sarcoplasmático, permitiendo el flujo de íons cálcio para el sarcômero. Como fue abordado en el párrafo anterior, altas concentraciones de cálcio en el sarcômero permite que la cabeza de la miosina haya acceso al sitio de conexión correspondiente en la actina, desencadenando la contracción muscular que es el deslizamiento de la actina sobre la miosina causando acortamiento de los sarcômeros, y consecuentemente, el acortamiento del músculo. ES importante resaltar que en el músculo cardíaco buena parte del cálcio necesario para la contracción provienen del liquido extra celular (LEC) mientras que en el músculo esquelético es casi que exclusivamente suministrado por el retículo sarcoplasmático. [1][2][3][4].

Nivel molecular de la contracción

La banda A, banda I y línea Z son los únicos componentes visibles al microscópio óptico. En la contracción muscular, la banda A mantiene su largura (1.6 micrometros en el músculo esquelético de mamíferos ) mientras que la banda I es acorta [1]. La plantilla de contracción descrito a continuación fue de entrada elaborado por Edwin Taylor y modificado por Ivan Rayment, Hazel Holden y Ronald Milligan [6].

Se debe tener en mente que la cabeza de la miosina tiene dos casas de campo principales: uno que interage con la actina y otro que se conecta con un ATP, este último es una ATPase.

figura 6: complejo actomiosina o puente cruzado.
figura 7: dibujo esquematico de la interacción entre los filamentos finos y gruesos.

Cada ciclo causa un acortamiento en el sarcômero de aproximadamente 10 nm que ocurren en torno a 5 veces por segundo (si fuera una contracción rápida), se debe tener en mente que este ciclo se refiere a sólo una cabeza de miosina y el filamento grueso posee algo en torno a 500 cabezas (figura 7) [2].

El rigor mortis se debe la perturbação en la cuarta etapa que es causada por la falta de ATP, este tiene dos implicações: sin ATP no es posible retirar el cálcio del sarcoplasma, con eso las casas de campo de conexión de la actina van a estar expuestos; y sin ATP el complejo actomiosina no puede ser deshecho. En otras palabras el ciclo de la contracción para en la 3º etapa haciendo con que el músculo quede enrijecido.

Imágenes

Almacenamiento de energía

La mayoría de las células musculares sólo almacena ATP para un número reducido de contracción muscular. Cuando en reposo bajo buenas condiciones nutricionales, las células musculares almacenan glicogênio y creatina fosfato, así en ejercicios intensos y de corta duración la renovación de ATP queda por cuenta de la glicólise anaeróbica y creatina fosfato. Por otro lado, cuando la célula muscular es sometida a ejercicios prolongados, casi todo ATP provienen de fuentes aeróbicas.

Referencias

Ver también


Conexiones externas