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Comprender el impulso nervioso y la acción muscular

Cada fibra muscular está inervada por una sola fibra nerviosa motora, que termina cerca de la mitad de la fibra muscular. Una sola fibra nerviosa motora y todas las fibras musculares que inerva se conocen como unidad motora.

El número de fibras musculares inervadas por una sola fibra nerviosa depende del movimiento requerido. Cuando se requiere un grado de movimiento exacto y controlado, como en el movimiento de los ojos o de los dedos, solo se suministran unas pocas fibras musculares; cuando se requiere un movimiento mayor, como en músculos grandes como el glúteo mayor, se pueden suministrar varios cientos de fibras.

Las fibras musculares esqueléticas individuales funcionan según el principio de "todo o nada", donde la estimulación de la fibra da como resultado una contracción completa de esa fibra, o ninguna contracción en absoluto; una fibra no puede estar "ligeramente contraída". La contracción general de cualquier músculo mencionado implica la contracción de una parte de sus fibras en un momento dado, mientras que otras permanecen relajadas.

Los impulsos nerviosos hacen que las fibras musculares esqueléticas en las que terminan se contraigan. La unión entre una fibra muscular y el nervio motor se conoce como unión neuromuscular, y aquí es donde tiene lugar la comunicación entre el nervio y el músculo.

Un impulso nervioso llega a las terminaciones nerviosas, llamadas terminales sinápticas, cercanas al sarcolema.

Estos terminales contienen miles de vesículas llenas de un neurotransmisor llamado acetilcolina (ACh). Cuando un impulso nervioso alcanza la terminal sináptica, cientos de estas vesículas descargan su ACh. La ACh abre canales que permiten que los iones de sodio (Na+) se difundan. Una fibra muscular inactiva tiene un potencial de reposo de alrededor de -95 mV.

La entrada de iones de sodio reduce la carga, creando un potencial de placa terminal. Si el potencial de la placa terminal alcanza el voltaje umbral (aproximadamente -50 mV), los iones de sodio fluyen y se crea un potencial de acción dentro de la fibra.

Una unidad motora de un músculo esquelético.

No se produce ningún cambio visible en la fibra muscular durante (e inmediatamente después) del potencial de acción. Este período, llamado período latente, dura de 3 a 10 mseg.

Antes de que finalice el período de latencia, la enzima acetilcolinesterasa descompone la ACh en la unión neuromuscular, los canales de sodio se cierran y el campo se despeja para la llegada de otro impulso nervioso.

El potencial de reposo de la fibra se restablece mediante una salida de iones de potasio.

El breve período necesario para restaurar el potencial de reposo se denomina período refractario.

Entonces, ¿cómo se acorta una fibra muscular?

Esto ha sido mejor explicado por la teoría del filamento deslizante (Huxley & Hanson, 1954), que propuso que las fibras musculares reciben un impulso nervioso que resulta en la liberación de iones de calcio almacenados en el retículo sarcoplásmico (SR).

Para que los músculos funcionen de manera efectiva, se requiere energía, y esta se crea mediante la descomposición del trifosfato de adenosina (ATP).

Esta energía permite que los iones de calcio se unan a los filamentos de actina y miosina para formar un enlace magnético, lo que hace que las fibras se acorten y se contraigan.

La acción muscular continúa hasta que se agota el calcio, momento en el cual el calcio se bombea de vuelta al RS, donde se almacena hasta que llega otro impulso nervioso.

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