Modelo de filamentos

Modelo de los filamentos deslizantes de la contracción muscular

Un avance importante en la comprensión del fenómeno de la contracción muscular ocurrió en 1954 cuando independientemente Hugh Huxley y Sean Hanson (Huxley & Hanson, 1954) y Andrew Huxley y Rolf Niedergerke (Huxley & Niedergerke, 1954) descubrieron que es el deslizamiento relativo de filamentos gruesos respecto de los delgados, lo que explica el acortamiento neto que presentan los músculos al contraerse.

Dicho acortamiento del sarcómero ocurre sin que cambie la longitud de ambos conjuntos de filamentos. Cuando un sarcómero se acorta, se observa que solo disminuye la longitud de la banda I, mientras que la longitud de la banda A no se altera. El acortamiento total de una miofibrilla venía dado por el acortamiento de todos los sarcómeros en serie que la forman. Esta descripción macroscópica de la contracción se denomina MODELO DE FILAMENTOS DESLIZANTES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR, y se considera adecuada para todos los músculos, aún (con modificaciones) para los no estriados.

Propiedades mecánicas de los músculos

Una fibra muscular en estado de reposo es altamente extensible, mientras que una vez activada se trasforma en un elemento casi rígido: la transición de un estado a otro ocurre rápidamente, completándose pocos milisegundos después de haber sido estimulada la fibra, sin embargo, la manifestación de la actividad contráctil, desarrollo de fuerza isométrica o acortamiento isotónico, ocurre con un curso temporal mucho más lento.

Es oportuno recordar que un músculo o una fibra muscular, al ser estimulado, y dependiendo de las condiciones experimentales impuestas, puede contraerse acortándose, y desplazando una determinada carga, en cuyo caso se tiene una contracción isotónica, o puede ejercer fuerza sin acortarse teniéndose entonces una contracción isométrica.

En realidad, durante una contracción isométrica ocurren cambios de longitud a nivel de los sarcómeros, algunos de los cuales pueden acortarse a expensas de otros, o a nivel de otras estructuras extensibles presentes en el sistema. Es justamente la presencia de estas estructuras elásticas en serie, lo que causa el desfase entre el cambio en las propiedades mecánicas de los músculos y las manifestaciones contráctiles. De hecho, este desfase puede ser explicado considerando que los músculos están compuestos por elementos contráctiles, o generadores de fuerza, los cuales, en estado de reposo son altamente extensibles, asociados con dos sistemas elásticos, uno en serie con ellos y otro en paralelo.

Los elementos elásticos en serie pueden estar constituidos por tendones, sarcómeros no activados, e inclusive partes de cada uno de los generadores de fuerza, u otros componentes del sistema experimental, mientras que el sistema elástico en paralelo está constituido por el sacolema, los sistemas de membranas intracelulares, y para el caso de músculos enteros también por el epimisio y perimisio.