¿Cómo generan fuerza los músculos?
1. Mecanismo de filamento deslizante :La contracción muscular se produce mediante un proceso llamado mecanismo de filamento deslizante. Cuando un músculo recibe una señal del sistema nervioso, desencadena la liberación de iones de calcio del retículo sarcoplásmico (SR), el almacenamiento interno de calcio del músculo.
2. Unión de calcio :El aumento de la concentración de calcio en las fibras musculares provoca la unión de los iones de calcio a la troponina, una proteína asociada con los filamentos de actina. Esta unión provoca un cambio conformacional en la molécula de troponina, exponiendo un sitio de unión en los filamentos de actina para la miosina.
3. Unión de miosina :La miosina, la principal proteína generadora de fuerza en los músculos, consta de dos cabezas globulares y una cola larga. Las cabezas de miosina contienen actividad ATPasa y pueden unirse a los sitios de unión expuestos en los filamentos de actina.
4. Formación de puentes cruzados :Cuando las cabezas de miosina se unen a la actina, forman puentes cruzados entre los filamentos de actina y miosina. Esta unión se ve facilitada por la presencia de ATP (trifosfato de adenosina), la moneda energética de la célula.
5. Golpe de poder :Tras la hidrólisis del ATP, la cabeza de miosina sufre un cambio conformacional, tirando del filamento de actina hacia el centro del sarcómero, la unidad repetida de fibras musculares. Este movimiento genera fuerza y hace que el músculo se contraiga.
6. Lanzamiento de ADP :Después del golpe de fuerza, la cabeza de miosina libera ADP (difosfato de adenosina) y fosfato inorgánico (Pi), dejando la cabeza de miosina unida a actina en un estado de baja energía.
7. Reinserción de ATP :Una nueva molécula de ATP se une a la cabeza de miosina, lo que hace que ésta se desprenda del filamento de actina. Luego, la fibra muscular puede repetir el ciclo de formación de puentes cruzados, golpe de potencia, liberación de ADP y reinserción de ATP, lo que lleva a una contracción muscular continua.
Este proceso continúa mientras haya iones de calcio presentes y ATP disponible. Cuando cesa la señal del sistema nervioso, los iones de calcio se bombean de regreso al SR, lo que provoca la relajación del músculo.
En general, la generación de fuerza muscular implica el deslizamiento de los filamentos de actina a través de los filamentos de miosina a través de ciclos repetidos de formación de puentes cruzados, golpe de potencia y desprendimiento, impulsados por la hidrólisis del ATP.