Contracción Muscular

Se refiere al proceso fisiológico durante el que el músculo, por deslizamiento de las estructuras que lo componen; se acorta o se relaja. Su funcionamiento está estrechamente relacionado con la estructura de la fibra muscular y la transmisión del potencial eléctrico a través de las vías nerviosas. El modelo que describe la contracción muscular se conoce como mecanismo de deslizamiento de filamentos. La unidad funcional para que se produzca una contracción muscular es el sarcomero; el cual forma las miofibrillas musculares.

Estructura de la sarcómero

La superposición de los filamentos gruesos y delgados conforma diversas zonas y bandas, dando origen a las estrías que se observan en la fibra muscular. La porción más oscura de la sarcómero es la banda A, conformada por filamentos gruesos. La banda I es un área menos densa y de color más claro que contiene solo filamentos finos. Un disco Z pasa por el medio de cada banda I. Existe una angosta zona H que pasa por el centro de cada banda A y que contiene solo filamentos gruesos. En medio de cada zona H existe una línea M cuyo nombre se debe a que se encuentra en la parte central de la sarcómero. Estructura de la sarcómero: S: sarcómera; I: banda-I, Z: disco-Z, M: línea-M, H: zona-H, A: banda-A.

Proteínas de los filamentos

Las miofribrillas se encuentran formadas por tres tipos de proteínas que pueden ser clasificadas de la siguiente manera:

• Contráctiles: Que generan la fuerza necesaria durante las contracciones: miosina y actina.
• Reguladoras: Que activan y desactivan el proceso de contracción: troponina y tropomiosina.
• Estructurales: Que alínean los filamentos y los conectan con el sarcolema: titina, miomesina, nebulina y distrofina.

Mecanismo de deslizamiento de filamentos

La contracción muscular ocurre porque las cabezas de la miosina se insertan en los filamentos delgados de ambos extremos de la sarcómera y caminan sobre ellos, tirando progresivamente de los filamentos delgados hacia la línea M. Como resultado de ello los filamentos delgados se deslizan hacia dentro hasta juntarse en el centro de la sarcómero. Al ocurrir este deslizamiento los discos Z se acercan y la sarcómero se acorta. Sin embargo la longitud de los filamentos delgados individuales permanece sin cambio. El acortamiento de la sarcómero produce el acortamiento de la fibra muscular y en última instancia, el del músculo en su totalidad.

Acoplamiento excitación-contracción

El impulso nervioso generado en la neurona se transmite a lo largo del axón hasta llegar al bulbo terminal de este, donde abre compuertas de voltaje que permiten la entrada de calcio. El impulso presiona las vesículas de acetilcolina que existen en el interior del bulbo contra la membrana presináptica y, conjuntamente con el calcio que había entrado, provocan la expulsión por exocitosis del contenido de las vesículas a la hendidura sináptica. La acetilcolina liberada se une a sus receptores en la membrana postsináptica; los que son compuertas de ligando que se abren y permiten el paso de iones sodio que anteriormente se encontraban en la hendidura sináptica.

El paso de estos iones al interior de la fibra muscular genera una diferencia de potencial que se conoce; inicialmente con el nombre de Potencial de Placa Motora, y que al transmitirse por todo el sarcolema se convierte en un Potencial de Acción. Este Potencial de Acción circula por la membrana de la fibra muscular hasta llegar a unas invaginaciones conocidas como túbulos T, y que forman parte de una estructura denominada triada, conformada por un túbulo T y dos cisternas terminales del retículo sarcoplasmático. 

En estas cisternas se almacena calcio, que es liberado al citosol por la acción del impulso eléctrico sobre canales de compuerta de voltaje, y que se va a unir a la troponina que forma parte del complejo troponina-tropomiosina, encargado de obstaculizar los sitios de unión sobre el filamento de actina. Al producirse el complejo troponina-calcio, la tropomiosina deja libre los sitios de unión para que la cabeza de la miosina se inserte en ellos y comience así el deslizamiento de dichos filamentos.

Aspectos fisiológicos   

Contracción isotónica: Para entender esto, primero destacaremos que isotónica significa de igual tensión. Si lo analizamos desde el punto de vista fisiológico, una contracción isotónica es aquella en la que las fibras musculares además de contraerse, modifican su longitud. Este es el tipo de contracción más común que se producen en la mayoría de los deportes o actividades físicas que realizamos en nuestro día a día. Normalmente las tensiones musculares que ejercemos suelen estar acompañadas de un acortamiento y alargamiento de las fibras musculares de un músculo. A su vez, la contracción isotónica se divide en dos, concéntrica y excéntrica.

Concentración concéntrica: es aquella que sucede cuando un músculo realiza una tensión capaz de superar una resistencia, produciendo un acortamiento y posterior movilización de una parte del cuerpo venciendo dicha resistencia. Por ejemplo, cuando cogemos una cuchara y nos la llevamos a la boca para comer, se produce un acortamiento concéntrico. Poniendo ejemplos en el gimnasio en el press de banca el movimiento de subir la barra, equivale a la fase concéntrica.

Concentración excéntrica: podemos decir que es aquella en la que, dada una resistencia, ejercemos una mayor tensión con el músculo, de forma que dicho músculo se alarga. En el caso del press de banca, la fase excéntrica es cuando bajamos la barra hasta el pecho.

Contracción isométrica: En primer lugar, destacamos que isométrica significa de igual medida o igual longitud. En este tipo de contracción, el músculo permanece estático, no se acorta ni se alarga, pero sí que se genera una tensión. En nuestro día a día, un ejemplo claro podría ser cuando cogemos una caja de naranjas y la trasladamos a otro lugar. De esta forma, estamos generando una tensión manteniendo los brazos en una posición fija para que la caja no se caiga, pero ni se alargan ni se acortan las fibras musculares.

En los movimientos típicos que se realizan en un entrenamiento de musculación, podríamos decir que la tensión que se produce cuando mantenemos la barra de press banca arriba durante varios segundos, producimos una tensión isométrica. En este tipo de contracción, no producimos ninguna modificación de la longitud del músculo, así que podemos decir que provocamos una contracción estática.

Contracciones auxotónicas e isocinéticas: Las contracciones auxotónicas son aquellas que se producen cuando combinamos los dos tipos de contracciones que hemos explicado anteriormente, la isotónicas con isométricas. En este caso, cuando combinamos estas contracciones, al iniciarse la contracción se acentúa la parte isotónica, sin embargo, al final de la contracción, acentuamos la isométrica. Cuando trabajamos con gomas elásticas por ejemplo y las estiramos, provocamos una contracción concéntrica del músculo que mantendremos unos segundos de forma estática (isométricamente) y después al volver a la posición inicial, se produce una contracción excéntrica.

Y por último en relación a las contracciones isocinéticas podemos decir que se define como una contracción máxima a velocidad constante en toda la gama de movimiento, bastante comunes en deportes en los que no es necesario realizar una aceleración en el movimiento. Por ejemplo, en deportes que sí se necesita tener una velocidad constante y uniforme como la natación o el remo, el agua ejerce una fuerza constante y uniforme, cuando aumentamos nuestra fuerza, el agua aumenta su resistencia. La diferencia principal entre las contracciones isocinéticas e isotónicas. En las contracciones isotónicas no se controla la velocidad del movimiento y no se ejerce la misma tensión durante el movimiento, al contrario que en las isocinéticas en las que siempre se realizan a velocidad constante regulada y se desarrolla una tensión máxima durante todo el movimiento.