¿Te imaginas estar pendiente de cada latido de tu corazón para cerciorarte de que ocurra al ritmo correcto todo el tiempo? ¿Qué pasaría a la hora de dormir, o si se te olvida por un momento?: ¡Morirías!
Afortunadamente, este trabajo es realizado por nuestros músculos. La mayoría de las personas asocian, correctamente, los músculos a movimientos del cuerpo. Sin embargo, los músculos no se encargan solamente de que podamos levantarnos, correr, caminar o cualquier movimiento que decidamos hacer. También son responsables de los latidos del corazón, de mover la comida por el tracto digestivo y de otra cantidad de movimientos que no decidimos realizar o no controlamos de manera consciente.
Estas variadas funciones son realizadas por diferentes tipos de músculo; en este artículo profundizaremos en ellas, así como en su estructura y cómo se contraen.
Características del tejido muscular
Una característica distintiva de algunos grupos de animales es la capacidad de hacer locomoción. Esta ocurre gracias a los músculos, que están formados por tejido muscular.
Las principales características del tejido muscular son:
- Está formado por células alargadas que, dependiendo del tipo de músculo, se organizan de forma paralela o reticulada.
- Algunos tejidos musculares pueden ser controlados voluntariamente (regulados por el sistema nervioso somático), mientras que otros son involuntarios (regulados por el sistema nervioso autónomo).
- El movimiento producido por el tejido muscular incluye tanto movimientos de órganos y estructuras internas como el desplazamiento del organismo
- Los músculos cumplen su función, debido a su capacidad de contracción, la cual es dada por el desplazamiento o deslizamiento de filamentos proteicos de actina y miosina.
No todos los animales presentan locomoción: las esponjas y los corales son ejemplos de animales sésiles.
Fibras musculares
Al igual que cualquier tejido corporal, el tejido muscular está formado por células. Las células musculares se denominan comúnmente fibras musculares, por su forma alargada (un nombre más técnico es el de miocitos).
Las células musculares poseen todos los componentes y orgánulos típicos de una célula animal; sin embargo, tienen una morfología y anatomía bastante particular. Además de su forma muy alargada, las fibras musculares están compuestas por numerosos filamentos o haces, llamados miofibrillas. Cada miofibrilla está compuesta, a su vez, por filamentos más delgados de proteína, conocidos como miofilamentos. Existen dos tipos de miofilamentos: los que están formados por la proteína actina y los que están formados por miosina.
En las fibras musculares, algunos componentes celulares reciben nombres especiales; por ejemplo, la membrana celular se denomina sarcolema, el citoplasma se denomina sarcoplasma, y el retículo endoplasmático, retículo sarcoplásmico.
La actina y la miosina son mucho más abundantes en las células musculares, pero se encuentran en todas las células eucariotas. La actina forma parte del citoesqueleto de la célula, en forma de filamentos también, en este caso llamados microfilamentos. La miosina es una proteína motora que suele asociarse con la actina para funciones de movimiento celular.
Dependiendo del tipo de tejido muscular, los miofilamentos se organizan de distintas formas.
Tipos de tejido muscular
En animales vertebrados, el tejido muscular se clasifica en función de la organización de los miofilamentos: estriado y no estriado. Los músculos estriados se dividen, a su vez, en dos tipos: esqueléticos y cardiacos (Fig. 1). En la tabla 1 se resumen las principales características para los tres tipos de tejido muscular, en relación con el número de núcleos y su localización.
Fig. 1: Micrografías de los tipos de tejido muscular en vertebrados, que se dividen en estriado (esquelético y cardiaco) y no estriado (liso). Los núcleos se observan en un color más oscuro.
Categoría | Tipo | Núcleo | Contracción | Localización |
Estriado | Esquelético | Numerosos | Voluntaria | Unidos a los huesos |
Cardíaco | Uno | Involuntaria | Corazón |
No estriado | Liso | Uno | Involuntaria | Paredes de vasos sanguíneos, tracto digestivo, sistema reproductivo, sistema urinario (vejiga urinaria) e iris del ojo. |
Tabla 1: Algunas características de los diferentes tipos de músculos en vertebrados.
Algunos grupos de animales invertebrados también poseen tejido muscular, como los artrópodos (crustáceos, insectos, arácnidos etc.), los moluscos (pulpos, caracoles, etc.) y los anélidos (lombrices de tierra, sanguijuelas, etc.). Los artrópodos poseen músculos estriados muy parecidos a los de los vertebrados y los moluscos bivalvos (conchas, almejas, etc.) poseen músculos estriados y lisos.
En los artrópodos los músculos esqueléticos están, también, unidos al esqueleto; pero, recuerda que estos tienen un esqueleto externo o exoesqueleto.
Tejido muscular estriado
La característica de que un músculo sea estriado, o no, se da por la organización de los miofilamentos dentro de la fibra muscular. Esta organización les brinda su apariencia estriada (con estrías o bandas) o lisa, bajo el microscopio (ver Fig. 1). En los músculos estriados, los miofilamentos se organizan de forma alterna, en grupos denominados sarcómeros; estos dan a las fibras su aspecto estriado.
Una característica importante que tienen en común los músculos estriados es que contienen mioglobina, una proteína estructuralmente similar a la hemoglobina. Aunque, tanto la mioglobina como la hemoglobina son moléculas que atrapan oxígeno, la mioglobina tiene mayor afinidad por este que la hemoglobina. En consecuencia, la hemoglobina cede fácilmente el oxígeno a la mioglobina. Este oxígeno se utiliza en la respiración aeróbica para generar el ATP necesario para la contracción muscular.
Músculo esquelético
El tejido muscular estriado esquelético es el que permite el movimiento voluntario de las extremidades y del cuerpo, en general. Presenta las siguientes características:
- Es el tipo más abundante de músculo en nuestro cuerpo.
- Está bajo control voluntario.
- Se une a los huesos mediante tendones.
¡Existen casi 650 músculos esqueléticos en el cuerpo humano!1
Para cumplir su función de movimiento corporal, el tejido muscular esquelético posee la siguiente estructura (ver Fig. 2):
- Un músculo esquelético está formado por numerosos haces (fascículos) compuestos de un conjunto de células o fibras musculares envueltas en tejido conectivo.
- Cada fibra muscular está compuesta por varias miofibrillas, que son haces más delgados formados a su vez por miofilamentos —unos de actina y otros de miosina—.
- En el músculo esquelético, los miofilamentos forman unidades, llamadas sarcómeros; estos se unen, uno tras otro (cientos de ellos), y forman las miofibrillas.
- Los sarcómeros están compuestos por miofilamentos de actina y de miosina que se organizan de forma alterna y se traslapan entre sí.
- En cada sarcómero, los miofilamentos de actina se alinean en pares, extremo con extremo, aunque sin tocarse entre sí. Los miofilamentos de miosina están intercalados entre los miofilamentos de actina.
- Esta organización intercalada y traslapada de los miofilamentos es lo que permite la contracción muscular (como describimos más adelante).
El bíceps y tríceps del brazo, el cuádriceps del muslo y los gemelos de la pierna son todos músculos esqueléticos.
Músculo cardiaco
También conocido como miocardio, el cardiaco un tipo de músculo estriado, porque sus miofibrillas también están compuestas por sarcómeros (ver Fig. 3). Sus fibras musculares también se arreglan más o menos de forma paralela en fascículos.
Sus principales características son:
- Aunque es un músculo estriado, al contrario que el músculo esquelético, sus células poseen un solo núcleo, son más cortas, algunas están ramificadas y se unen entre sí formando una especie de red.
- Su contracción es más lenta que en el músculo esquelético.
- Se encuentra solamente en el corazón.
- Su función es contraerse y bombear la sangre por todo el cuerpo.
- Se controla, de forma involuntaria, por parte del sistema nervioso autónomo. Sin embargo, el mismo sistema autónomo puede aumentar o disminuir la velocidad de sus contracciones en ciertas condiciones.
Las uniones entre las fibras musculares cardiacas se llaman discos intercalados.
Tejido muscular liso
Los músculos lisos o no estriados difieren de los estriados en su morfología y, por lo tanto, en sus funciones. Como su nombre lo indica, no tienen el patrón estriado típico del músculo estriado, porque no están formados por sarcómeros. Sus miofilamentos no se organizan de forma alternada ni traslapada en miofibrillas; más bien, configuran una red en el sarcoplasma (citoplasma) de la célula.
En el músculo liso, los miofilamentos de actina están unidos a estructuras celulares, llamadas cuerpos densos. Los miofilamentos de miosina están asociados a los de actina. Algunos de estos cuerpos celulares se conectan con la membrana celular, anclando los miofilamentos como una red.
Algunas características del tejido muscular liso son:
- No contiene mioglobina.
- Su contracción es más lenta que en el músculo esquelético, al igual que con el músculo cardiaco; pero, puede sostenerse por más tiempo.
- Se localiza mayormente en las paredes de muchos órganos y estructuras huecas del sistema digestivo, circulatorio y reproductivo.
- Su control es involuntario.
Debido a su estructura y localización, los músculos lisos tienen varios papeles y funciones en el cuerpo:
- Peristaltismo intestinal (movimiento del tracto digestivo para desplazar la comida a lo largo de este).
- Regulación de la presión sanguínea, que ajusta la abertura de las paredes de los vasos sanguíneos.
- Regulación del flujo de orina.
- Regulación del tamaño de la pupila, para controlar la cantidad de luz que entra a los ojos.
- Contracción del útero durante el parto.
Contracción muscular
Aunque la estructura de los distintos tejidos musculares puede variar, su función de contracción está dado por el deslizamiento de los miofilamentos de actina y miosina que los componen.
En el músculo esquelético, cada sarcómero se contrae, para que toda la fibra muscular pueda contraerse. Recuerda que los miofilamentos de miosina se sitúan entre los miofilamentos de actina. Los filamentos de miosina tienen numerosas extensiones que funcionan como brazos,, que se unen a los miofilamentos de actina que los rodean. Los brazos de miosina se mueven a lo largo de los miofilamentos de actina. Así, los arrastran (algunos más cerca y otros más lejos de los demás), lo que provoca el acortamiento o contracción del sarcómero.
Debido a que el control del músculo esquelético es voluntario, cada fibra está inervada por el sistema nervioso somático. Dependiendo del tipo de movimiento y la fuerza que queramos ejercer en el músculo, se contraen más o menos fibras musculares.
En el músculo cardiaco, la contracción comienza en un grupo de células especializadas en una región del miocardio, que funciona como un marcapasos. Este grupo de células inicia el impulso eléctrico para la contracción rítmica del corazón. La organización de las fibras musculares cardiacas en una especie de red que facilita la transmisión rápida de los impulsos eléctricos desde la región marcapaso. Esto da como resultado que todo el tejido cardiaco —y, por ende, el corazón—, se contrae casi al mismo tiempo.
La contracción del músculo liso, por ser involuntaria, es similar a la del cardiaco. Algunas células en el tejido muscular liso están inervadas por el sistema nervioso autonómico, y se contraen al ser estimuladas por él. Estas células inician la contracción y transmiten el impulso eléctrico a grupos de fibras nerviosas, para que se contraigan de forma coordinada. En lugar de acortar su longitud, estas células reducen su área superficial completa, al acortarse la red de miofilamentos.
La contracción muscular es una actividad que requiere mucha energía, independientemente del tipo de tejido muscular. A lo largo de la vida de un organismo, el músculo cardiaco es el que realiza una mayor cantidad de esfuerzo, sin descanso. Esta energía se suministra a través de ATP que es producido en las mitocondrias. Por lo tanto, las fibras del músculo cardiaco poseen una mayor cantidad de mitocondrias, en comparación con los otros tipos de músculo.
Tejido muscular - Puntos clave
- Las células musculares que forman el tejido muscular tienen forma de fibras y están compuestas por haces de filamentos de actina y miosina, llamados miofilamentos.
- Los músculos se dividen en dos categorías generales: estriados y no estriados.
- Los músculos estriados son los cardiacos y los esqueléticos. Ambos están compuestos por muchas unidades contráctiles, llamadas sarcómeros. En estos, los miofilamentos se organizan de forma regular, intercalada y traslapada, que les dan su aspecto estriado.
- Los músculos no estriados, o lisos, no están formados por sarcómeros.
- El deslizamiento entre miofilamentos provoca el acortamiento o contracción del músculo.
- El tejido muscular esquelético está unido a los huesos y es el encargado del movimiento voluntario del esqueleto corporal. En estos, las fibras musculares se arreglan en forma paralela.
- El tejido muscular cardíaco se encuentra en las paredes del corazón y es el encargado de su contracción rítmica involuntaria. Sus fibras musculares se arreglan en ángulos irregulares, formando una especie de red.
- Los músculos lisos recubren, mayormente, las paredes de muchos órganos y estructuras huecas del sistema digestivo, circulatorio y reproductivo. Su contracción es involuntaria. Sus miofilamentos no se organizan de forma alternada ni traslapada; más bien, se encuentran de forma irregular dentro de la célula.
References
- Wendy Keenleyside. Microbiology: Canadian Edition. Open Library Publishing Platform.
- Fig. 1 - Esquelético = Muscle Tissue: Skeletal Muscle fibers (https://www.flickr.com/photos/146824358@N03/40153601630/in/album-72157666241437517/); Cardíaco = Muscle Tissue: Cardiac Muscle (https://www.flickr.com/photos/146824358@N03/28184529378/in/album-72157666241437517/); Liso = Muscle Tissue: Smooth (https://www.flickr.com/photos/146824358@N03/40087100490/in/album-72157666241437517/); todas las imágenes por Berkshire Community College Bioscience Image Library, Dominio público
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