Contracción muscular

Definitions & Key takeaways

Muscle contraction is the process by which muscle fibers shorten to generate force. Muscle cells contain proteins called actin and myosin that interact with one another and form cross-bridges to produce a contraction. The termination of muscle contraction is followed by muscle relaxation, which is a return of the muscle fibers to their low tension-generating state.

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Introduction0:00–0:33

Incluso cuando está sentado perfectamente quieto, al meditar por ejemplo, sus músculos siguen contrayéndose un poco para estabilizar las articulaciones y los huesos.
Y esta fuerza que los músculos aplican en reposo se llama tono muscular. Por otro lado, cuando levanta un saco de patatas de 5 kilos, la fuerza generada por la contracción muscular es mucho mayor que el tono muscular normal de sus bíceps.
La fuerza de tracción que se transmite a través de la fibra muscular se denomina tensión muscular. Profundicemos en algunos aspectos básicos de la fisiología muscular, empezando por una sola célula muscular o fibra muscula Dentro de la fibra muscular se encuentra el sarcoplasma, que es el citoplasma de una fibra muscular.

Physiology0:33–1:09

El sarcoplasma está lleno de pilas de largos filamentos llamados miofibrillas. Y cada miofibrilla está formada por proteínas contráctiles llamadas filamentos finos de actina y gruesos de miosina Estos filamentos no se extienden por toda la longitud de la fibra muscular, sino que se organizan en segmentos más cortos llamados sarcómeros Vamos a ampliar un sarcómero.

Sarcomere1:09–2:37

En el centro del sarcómero se encuentra la línea M, formada por proteínas de miomesina, donde se unen los filamentos gruesos.
En los bordes del sarcómero se encuentran los dos discos Z de proteínas de actina alfa, donde se unen los filamentos delgado Por cada filamento grueso, hay dos filamentos finos, uno por encima y otro por debajo, y los dos tipos de filamentos se superponen La región en la que solo hay filamentos finos se denomina banda I y tiene un aspecto claro.
La región con filamentos gruesos se denomina banda A y aparece oscura. La mayor parte de la banda A tiene solapamiento entre los filamentos gruesos y finos, pero hay un área hacia el centro llamada zona H, donde solo hay filamento grueso, por lo que aparece ligeramente más clara.
Cuando el músculo se contrae, los filamentos gruesos tiran de los filamentos finos situados por encima y por debajo hacia la línea Los discos Z unidos al filamento delgado también son atraídos hacia la línea M, y todo el sarcómero se acort Ahora, la banda A no cambia, ya que es la longitud del filamento grueso.
Sin embargo, la banda H y la banda I se acortan porque, a medida que aumenta el solapamiento, disminuye la región que consta únicamente de filamentos gruesos o fino En la contracción máxima, hay una superposición casi completa del filamento grueso y delgado, y la banda H y la banda I desaparecen casi por complet El filamento grueso de miosina está formado por cientos de proteínas de miosina, cada una con una cola y dos pequeñas extensiones en forma de garrote, que se denominan cabezas de miosina.

Myosin2:37–3:03

Por otro lado, el fino filamento parece realmente un collar de perlas que se retuerce s uavement Cada perla representa una proteína de actina G, que tiene un sitio activo al que se une la cabeza de miosina durante la contracción.
Ahora bien, antes de que la miosina pueda unirse a la actina, primero tiene que activarse. Una parte de la cabeza de la miosina es una ATPasa, lo que significa que puede escindir una molécula de ATP en ADP e ion fosfato y liberar algo de energí La energía se utiliza para inclinar la cabeza de la miosina hacia atrás, en su posición de alta energía.

Muscle contraction3:03–3:54

A continuación, la cabeza de miosina se une al sitio activo, lo que se denomina formación del puentes cruzados. La formación de puentes cruzados es el detonante para liberar la energía almacenada en la cabeza de la miosina, algo así como disparar la catapulta.
Cuando esto ocurre, la cabeza de miosina se lanza arrastrando el filamento fino. Esto se llama golpe de fuerza.
Los golpes de fuerza combinados de todas las cabezas de miosina conducen al deslizamiento del filamento fino a lo largo del filamento grueso, y esto da lugar a la contracción del músculo esquelético.

Force of contraction factors3:54–4:12

La fuerza de contracción depende de cinco factores: el tamaño de las fibras musculares, el número de fibras musculares activas durante la contracción, la frecuencia de estimulación, la longitud del sarcómero y la velocidad de acortamiento del músculo.
Empecemos por el número y el tamaño de la fibra muscular. En primer lugar, cuanto más grandes son las fibras musculares, mayor es el número de filamentos de miosina y de actina dentro del sarcoplasma Esto significa que se pueden formar más puentes cruzados en las fibras musculares grandes, y esto significa una contracción más fuerte.

Size4:12–4:30

En segundo lugar, cuando aumentamos el número de fibras musculares, como durante la transformación de Hulk, por ejemplo, aumentamos la fuerza generada La tercera es la frecuencia de estimulación, también llamada relación fuerza-frecuencia.

Number4:30–4:40

Frequency4:40–5:25

La contracción muscular se inicia con un potencial de acción que modifica los receptores permitiendo que los iones de calcio fluyan desde el retículo sarcoplásmico hacia el sarcoplasma.
Estos iones de calcio se unen entonces a las proteínas reguladoras de la troponina, lo que hace que cambien su forma y se desprendan de los sitios activos de los filamentos delgados Esto permite que las cabezas de miosina se unan a la actina.
Para que un músculo se relaje, los iones de calcio deben ser bombeados de vuelta al retículo s arcoplásmic Cuando se aumenta la frecuencia de estimulación, se acumulan más iones de calcio en el sarcoplasma y aumenta la fuerza de contracción.

Length5:25–6:39

El cuarto factor que influye en la fuerza de contracción es la longitud del sarcómero, que también se denomina relación longitud-tensión.
La relación es directamente proporcional, lo que significa que la longitud del sarcómero está directamente relacionada con la longitud del músculo.
Por ejemplo, tomemos el bíceps braquial, un músculo de la parte superior del brazo. En reposo, la longitud de los sarcómeros del bíceps braquial es de unos 2 micrómetros.
A esta longitud, el filamento de actina se solapa perfectamente con el de miosina y esto maximiza el número de puentes cruzados que pueden formar.
Si el bíceps braquial se contrae, los filamentos de actina son atraídos hacia la línea M, lo que significa que los dos filamentos de actina a cada lado de la línea M comienzan a solapars Este solapamiento significa que algunos de los sitios libres en un filamento de actina no podrán unirse a la miosina, y un menor número de puentes cruzados significa que hay una contracción más débil.
Por otro lado, al enderezar el brazo se estira el bíceps y todos los sarcómeros se estiran tambié En esta situación, los filamentos de actina se alejan de la línea media y el área de solapamiento actina-miosina disminuye, lo que significa que hay menos puentes cruzados y una contracción más débil.
Y, por último, el quinto factor es la relación fuerza-velocidad, que relaciona la velocidad de acortamiento del músculo con la cantidad de fuerza que gener Cuanto más rápido se acorta el músculo, más rápido se tira del filamento de actina hacia el centro del sarcómero.

Velocity6:39–7:20

Imaginemos que el filamento de actina es la cuerda en un juego de tira y afloja y que las manos de los jugadores son las cabezas de miosi Cuando la cuerda se mueve lentamente, más manos tienen tiempo de agarrarse a ella y se puede generar una fuerza mayor.
Cuando hay una contracción rápida, la cuerda se mueve demasiado rápido y menos manos pueden agarrarse. Esto significa que hay menos formación de puentes cruzados y el resultado en una contracción más débil.
Una última distinción para las contracciones musculares es la contracción isotónica frente a la isométrica. En la contracción isotónica, la longitud del músculo cambia pero la tensión dentro del músculo se mantiene igual durante todo el movimiento Por ejemplo, para levantar una carga de una bolsa de patatas de 3 kilos hasta su apartamento debe haber al menos 11 kilos de tensión en el bíceps braquial.

Isotonic vs isometric contraction7:20–8:22

En el momento en que la tensión supera la carga, el bíceps braquial se acorta, levantando las patatas hacia el hombro. En cambio, en las contracciones isométricas, la longitud del músculo se mantiene igual, mientras que la tensión aument En la contracción isométrica, la tensión dentro del músculo cambia pero la longitud del músculo se mantiene igual en todo momento.
Por ejemplo, si intenta levantar un piano de 453 kg hasta su apartamento, entonces sus bíceps braquiales comenzarán a acumular más y más tensión, pero puede que nunca lleguen a 454 kg de tensión Y como la carga es tan grande, el bíceps braquial no se acorta nunca, dejándole cansado y sin piano.
##Resumen Como breve resumen... La fuerza de contracción depende de cinco factores: el tamaño de las fibras musculares, el número de fibras musculares activas durante la contracción, la frecuencia de estimulación, la longitud del sarcómero y la velocidad de acortamiento del músculo.

Review8:22–8:49

Por último, en las contracciones isotónicas, la tensión se mantiene igual mientras que la longitud del músculo cambia, mientras que en las contracciones isométricas, la tensión cambia, mientras que la longitud se mantiene igual.