¿Qué pasos de la contracción muscular requieren iones de calcio?
1. Propagación del potencial de acción:
- Cuando un potencial de acción llega a la unión neuromuscular, provoca la liberación de acetilcolina (ACh) desde la terminal nerviosa.
- La ACh se une a los receptores de la membrana de las células musculares, lo que provoca la apertura de canales iónicos y la entrada de iones de sodio (Na+) y calcio (Ca2+) hacia la fibra muscular.
2. Liberación de calcio del retículo sarcoplásmico:
- La entrada de iones Ca2+ durante el potencial de acción desencadena la liberación de una mayor cantidad de Ca2+ desde el retículo sarcoplásmico (SR), un sistema de membrana intracelular especializado.
- Esta liberación se produce mediante la apertura de canales especializados conocidos como receptores de rianodina (RyR) en la membrana SR.
3. Unión del calcio a la troponina:
- El aumento de la concentración de Ca2+ en la fibra muscular le permite unirse a la troponina, un complejo proteico regulador que controla la interacción entre los filamentos de actina y miosina.
- Cuando el Ca2+ se une a la troponina, induce un cambio conformacional que expone el sitio de unión de la miosina en los filamentos de actina.
4. Formación de puentes cruzados entre actina y miosina:
- Después de la exposición del sitio de unión de miosina, las cabezas de miosina, que sobresalen de los filamentos gruesos, pueden unirse a los filamentos de actina para formar puentes cruzados.
- Esta unión conduce a la formación de un complejo generador de fuerza entre las cabezas de actina y miosina.
5. Golpe de potencia y contracción muscular:
- La hidrólisis del ATP (trifosfato de adenosina) se produce dentro de la cabeza de miosina, provocando un cambio conformacional que genera fuerza.
- Este cambio conformacional, conocido como golpe de potencia, tira de los filamentos de actina hacia el centro del sarcómero (la unidad básica de contracción muscular), lo que provoca el acortamiento y la contracción del músculo.
6. Relajación:
- Al cesar el potencial de acción, las bombas de calcio (bombas SERCA) bombean activamente iones de calcio de regreso al retículo sarcoplásmico.
- A medida que disminuyen los niveles de Ca2+, la troponina sufre otro cambio conformacional, bloqueando el sitio de unión de miosina en la actina, lo que provoca que los puentes cruzados se rompan y la fibra muscular se relaje.
Por lo tanto, los iones de calcio son esenciales en varios pasos durante la contracción muscular, particularmente para desencadenar la liberación de Ca2+ del retículo sarcoplásmico, regular la interacción entre los filamentos de actina y miosina e iniciar el golpe de potencia para el acortamiento muscular.