El sistema muscular comprende a un conjunto de más de 650 músculos que dan forma y soporte al cuerpo humano. Muchos de estos pueden ser controlados a voluntad, lo que nos permite ejercer la fuerza suficiente sobre el esqueleto para movernos. Para algunos autores, el aparato muscular está compuesto únicamente por aquellos tejidos que pueden moverse a voluntad, mientras que para otros, los músculos involuntarios (corazón y vísceras, por ejemplo), también se incluyen dentro de este conglomerado.
Sea como fuere, los músculos nos permiten desde el movimiento hasta la propia vida pues, sin ir más lejos, el tejido muscular del corazón (miocardio) bombea 70 mililitros de sangre en cada latido, es decir, la totalidad de la sangre corporal en poco más de un minuto. A lo largo de toda nuestra vida, este titánico tejido puede llegar a contraerse unas 2.000 millones de veces.
Ya sea bombeando sangre o realizando un movimiento consciente, todos y cada uno de los músculos de nuestro cuerpo tienen una función específica, esencial e irremplazable. Hoy venimos a hablarte del sarcómero, la unidad anatómica y funcional de la musculatura estriada.
- Artículo relacionado: "Sistema muscular: qué es, partes y funciones"
Los tipos de músculos
Las propiedades básicas de todo tejido muscular son la contractilidad, excitabilidad, extensibilidad y elasticidad. Esto permite a los músculos recibir y responder a estímulos, estirarse, contraerse y volver a su estado original para que no se produzcan daños. En base a estas cualidades, el sistema muscular posibilita la producción de movimientos corporales (junto con las articulaciones), la contracción de los vasos sanguíneos, el corazón y producción de movimientos peristálticos, el mantenimiento de la postura y una protección mecánica, entre otras muchas cosas.
Además de estas características comunes, es necesario acotar que existen 3 tipos esenciales de la musculatura. Te los definimos de forma somera:
- Musculatura lisa: de contracción involuntaria. Es el tipo más primitivo y constituye el revestimiento de las vísceras, además de presentarse en las paredes de vasos sanguíneos y linfáticos.
- Tejido muscular estriado: es el más abundante y tiene su origen e inserción en los huesos. Son los músculos voluntarios.
- Tejido muscular cardíaco: se encuentra exclusivamente en la pared del corazón. No está bajo control voluntario, pues funciona de forma automática.
Realizar esta distinción inicial es esencial, pues la unidad funcional que aquí nos atañe (el sarcómero) solo está presente en la musculatura estriada. Ahora sí, veamos sus propiedades.
¿Qué es un sarcómero?
El sarcómero se define como la unidad funcional y anatómica del músculo estriado, es decir, el voluntario. Son una serie de unidades repetidas que dan lugar a estructuras morfológicas denominadas miofibrillas, y tal vez sean las estructuras macromoleculares más ordenadas en toda la tipología celular eucariota. Vamos a introducir muchos términos rápidamente, así que no desesperes, pues iremos por partes.
Las células que forman el músculo estriado se denominan miofibras, y son largas estructuras cilíndricas rodeadas por una membrana plasmática conocida como sarcolema. Son cuerpos celulares muy largos, pueden ir desde varios milímetros hasta más de un metro (10 y 100 µm de diámetro) y presentan unos núcleos periféricos en el citoplasma, lo que le otorga a la célula una gran cantidad de espacio para la maquinaria contráctil.
Si avanzamos en especificidad, veremos que las miofibras musculares contienen en su sarcoplasma (citoplasma celular) varios cientos o miles de miofibrillas, un nivel de ordenación morfológica menor. A su vez, cada miofibrilla contiene miofilamentos, en la proporción de unos 1.500 filamentos de miosina y 3.000 filamentos de actina. Para que te hagas una idea sencilla, estamos hablando de un “cable” de electricidad (miofibra) que, si se corta transversalmente, contiene miles de cables mucho más pequeños en su interior (miofibrilla).
Es en esta escala donde encontramos a los sarcómeros pues, como hemos dicho anteriormente, son la unidad repetida funcional que compone a las miofibrillas.
Características del sarcómero
En la composición del sarcómero destacan dos elementos biológicos de esencial importancia que ya hemos nombrado: la actina y la miosina. La actina es una de las proteínas globulares más esenciales en los seres vivos, pues es uno de los 3 componentes principales de los citoesqueletos (esqueleto celular) de las células de los organismos eucariotas.
Por otro lado, la miosina es otra proteína que, junto con la actina, permite la contracción muscular, pues representa hasta el 70% de las proteínas totales presentes en este tejido. También interviene en la división celular y el transporte de vesículas, aunque tales funcionalidades serán exploradas en otra ocasión.
El sarcómero presenta una estructura muy compleja, pues está compuesto por una serie de “bandas” que se desplazan en el movimiento contráctil. Estas son las siguientes:
- Banda A: banda compuesta por filamentos gruesos de miosina y finos de actina. En su interior se encuentran la zona H y la M.
- Banda I: banda compuesta por los filamentos finos de actina.
- Discos Z: aquí se encuentran unidas las actinas adyacentes y se mantiene la continuidad con el sarcómero subsiguiente.
Así pues, se puede denominar al sarcómero a la región de una miofibrilla situada entre dos discos Z consecutivos, lo que supone una longitud aproximada de dos micras. Entre los discos Z se encuentra una sección oscura (correspondiente a la banda A) donde, al contraerse, los filamentos gruesos de miosina y los finos de actina se deslizan unos sobre otros, variando el tamaño del sarcómero.
- Quizás te interese: "Unión neuromuscular: el puente entre neurona y músculo"
Cuestión de proteínas
Aparte de las proteínas contráctiles típicas, la actina y la miosina, el sarcómero contiene dos grandes grupos más. Te los contamos de forma somera.
Uno de los grupos accesorios proteicos presentes en el sarcómero son las proteínas reguladoras, encargadas de la iniciación y parada del movimiento contráctil. Quizá la más conocida de todas sea la tropomiosina, con una estructura enrollada formada por dos largos polipéptidos. Esta proteína regula, junto con la tropina, las interacciones de la actina y la miosina durante la contracción muscular.
También observamos en otro bloque a las proteínas estructurales, que permiten que este complejísimo entramado celular se mantenga en orden y no colapse. La más importante de todas ellas es la titina, la proteína más grande que se conoce, con una masa molecular de 3 a 4 millones de Daltons (Da). Esta molécula esencial actúa conectando la línea del disco Z con la línea de la zona M en el sarcómero, contribuyendo a la transmisión de fuerza en la línea Z y liberando tensión en la región de la banda I. También limita el margen del movimiento del sarcómero cuando este se tensiona.
Otra de las proteínas estructurales esenciales es la distrofina o la nebulina. Esta última se une a la actina muscular, regulando la extensión de los filamentos finos. En resumen, son proteínas que permiten la comunicación de bandas y discos en el sarcómero, fomentando que se produzca de forma eficaz el tan complejo y eficaz movimiento contráctil que caracteriza a los músculos.
Patologías relacionadas
Resulta interesante conocer que, cuando la transcripción de alguna de estas proteínas falla, se pueden producir trastornos muy severos a nivel de salud. Por ejemplo, se han asociado algunas mutaciones del gen de la titina con la cardiomiopatía hipertrófica familiar, una enfermedad congénita del corazón que afecta del 0,2% a 0,5% de la población general.
Otra de las enfermedades más sonadas en lo que a la musculatura se refiere es la distrofia muscular de Duchenne, causada por un gen defectuoso para la distrofina. Esta se asocia a una discapacidad intelectual, fatiga, problemas motrices y una descoordinación general que termina usualmente con la muerte del paciente por fallos respiratorios asociados. Aunque parezca sorprendente, algo tan simple como un defecto en la síntesis de una proteína se puede traducir en patologías mortales.
- Quizás te interese: "Distrofia muscular de Duchenne: qué es, causas y síntomas"
Resumen
Si algo has aprendido hoy, seguramente sea que el sarcómero es una unidad funcional extremadamente compleja y organizada, cuya estructura trata de encontrar el equilibrio entre una contracción fuerte y eficaz y una viabilidad biológica (es decir, que todo siga en su sitio una vez producido el movimiento).
Entre bandas, discos y líneas una cosa nos queda clara: los sarcómeros podrían abarcar un libro únicamente con su organización anatómica. En la organización de la actina, la miosina y otras proteínas asociadas se encuentra la clave del movimiento en los seres vivos.
Referencias bibliográficas:
- Araña-Suárez, M., & Patten, S. B. (2011). Trastornos musculo-esqueléticos, psicopatología y dolor. Trastornos Musculoesqueléticos Psicopatología, 1.
- Banda, A., Zona, H., Banda, I., & Discos, Z. Sarcómero: Estructura y Partes, Funciones e Histología.
- Bonjorn, M., Rosines, M. D., Sanjuan, A., & Forcada, P. (2009). Lesiones de partes blandas por fricción. Biomecánica, 17(2), 21-26.
- Distrofia muscular de Duchenne, Medlineplus.gov. Recogido a 10 de enero en https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/000705.htm#:~:text=La%20distrofia%20muscular%20de%20Duchenne,una%20prote%C3%ADna%20en%20los%20m%C3%BAsculos).
- Gómez Díaz, I. (2013). La titina en el diagnóstico genético de cardiopatías familiares.
- Marrero, R. C. M., Rull, I. M., & Cunillera, M. P. (2005). Biomecánica clínica de los tejidos y las articulaciones del aparato locomotor. Masson.
- Martín-Dantas, E. H., da Silva-Borges, E. G., Gastélum-Cuadras, G., Lourenço-Fernandes, M., & Ramos-Coelho, R. (2019). Concentraciones y movilidad relativa de isoformas de titina después de tres distintos entrenamientos de flexibilidad. Tecnociencia Chihuahua, 13(1), 15-23.
- Mora, I. S. (2000). Sistema muscular.
- Rosas Cabrera, R.A. (2006). Estudio de las propiedades mecánicas de la proteína titina.
