¿Qué es el sarcolema?
El sarcolema, o miolema, es la membrana plasmática que conforma las células o fibras musculares de los tejidos contráctiles de los animales. Esas fibras tienen la capacidad de contraerse frente a estímulos eléctricos específicos, es decir, pueden reducir su longitud, generando una fuerza mecánica que permite el desplazamiento de las articulaciones, el movimiento y la deambulación de los animales.
Las células musculares son células de gran longitud (especialmente las estriadas); se trata de células nucleadas que poseen todos los orgánulos internos característicos de los organismos eucariotas: mitocondrias, retículo endoplásmico y complejo de Golgi, lisosomas, peroxisomas, etc.
No obstante, a diferencia de las células pertenecientes a otros tejidos, los componentes de las células de los tejidos musculares reciben nombres específicos, que ayudan a distinguirlos de los de otras células no contráctiles.
Así, su membrana plasmática se conoce como sarcolema, su citosol como sarcoplasma, su retículo endoplásmico como retículo sarcoplásmico y sus mitocondrias como sarcosomas.
Características y estructura del sarcolema
– Composición estructural. El sarcolema, como todas las membranas celulares, es una membrana compuesta por una bicapa lipídica donde los lípidos se organizan de tal forma que las porciones hidrofílicas “miran” hacia ambas superficies de la misma (intra y extracelular) y las porciones hidrofóbicas están enfrentadas en el centro. Tiene aproximadamente 100Ǻ de espesor y es una membrana especializada, pues muchas de sus características se relacionan con las funciones de las células musculares. En la región inmediata a la periferia exterior del sarcolema se encuentra una capa mucho más gruesa (de unos 500Ǻ), que corresponde a una deposición extracelular de materiales medianamente densos. Estos materiales representan la membrana basal, cuya densidad disminuye a medida que se aleja del sarcolema, se aproxima al espacio extracelular y se mezcla con la sustancia fundamental del tejido conectivo circundante.
– Sistema sarcotubular. El sarcolema es una membrana excitable, similar en muchos aspectos a la membrana plasmática de las células neuronales, pues funciona en la conducción de impulsos eléctricos y tiene la capacidad de conducir un potencial de acción. Además de recubrirlas, esta membrana se extiende hacia el interior de las fibras musculares estriadas en forma de proyecciones o invaginaciones conocidas como túbulos transversales, o túbulos T, constituyendo lo que muchos autores reconocen como un sistema sarcotubular, a través del cual se propagan los impulsos nerviosos hacia el interior de las fibras.
– Túbulos T. Los túbulos T de este sistema se proyectan transversalmente hacia los sitios de unión de las bandas A e I de los sarcómeros en las células del músculo estriado, donde entran en contacto con el sistema tubular del retículo sarcoplásmico en el citosol (sarcoplasma) de la misma fibra muscular. En vista de que el contacto entre el retículo sarcoplásmico y un túbulo T ocurre de tal manera que el túbulo queda unido a cada lado con la membrana del retículo, esta estructura que se forma se conoce como tríada. Así, cuando un impulso nervioso estimula el sarcolema en la superficie celular, la despolarización de la membrana viaja o se propaga en toda su extensión, incluyendo los túbulos T en contacto con el retículo sarcoplásmico, el cual, a su vez, está en estrecha relación con las miofibrillas contráctiles (fibras de actina y de miosina). La despolarización de los túbulos T provoca entonces la despolarización del retículo sarcoplásmico, lo que genera la liberación de iones de calcio hacia los miofilamentos, activando su contracción.
– Proteínas sarcolémicas. Como es cierto para todas las membranas celulares, el sarcolema está asociado con diversas proteínas, integrales y periféricas, que le proporcionan muchas de las propiedades funcionales que lo caracterizan. Estas proteínas se conocen como proteínas sarcolémicas, y muchas de ellas contribuyen al mantenimiento de la integridad estructural de las fibras musculares, puesto que actúan en contra de las fuerzas físicas de la contracción ejercidas sobre el sarcolema. Algunas de estas proteínas anclan la estructura interna de los músculos a la membrana basal y a la matriz extracelular. Entre estas están la distrofina, los sarcoglicanos, la utrofina, la disferlina, la caveolina, la merosina y los filamentos intermedios. Puesto que las células musculares tienen grandes demandas energéticas, el sarcolema también está equipado con una serie de proteínas integrales en forma de canales que facilitan el transporte de distintos tipos de moléculas desde y hacia el exterior celular, entre ellas carbohidratos, iones y otras. Estas proteínas tipo canal son fundamentales para la contracción muscular, pues gracias a estas una fibra muscular puede volver a su condición de reposo después de la despolarización inducida por el impulso de la fibra nerviosa que la inerva.
Funciones del sarcolema
- Delimitar y proteger la fibra muscular. Rodea y protege el contenido interno de la célula muscular (sarcoplasma). Mantiene la integridad estructural de la fibra durante la contracción y relajación. Actúa como barrera selectiva entre el interior celular y el medio externo.
- Regular el intercambio de sustancias. El sarcolema controla qué entra y qué sale de la célula muscular mediante canales y transportadores: entrada y salida de iones (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻). Paso de glucosa, aminoácidos y otras moléculas necesarias para producir energía. Eliminación de desechos metabólicos. Esta función es fundamental para mantener el equilibrio eléctrico y químico de la fibra.
- Permitir la conducción del impulso nervioso. Esta es una de sus funciones más importantes. Recibe el estímulo eléctrico proveniente de la neurona motora en la placa motora. Genera y propaga un potencial de acción a lo largo de toda la fibra muscular. Gracias a esto, la señal llega a todas las miofibrillas y se produce la contracción. Sin el sarcolema, el músculo no podría responder al estímulo nervioso.
- Formación de los túbulos T (transversos). El sarcolema se invagina hacia el interior formando los túbulos T. Estos llevan el impulso eléctrico al interior profundo de la fibra muscular. Permiten que la contracción sea rápida y uniforme en toda la célula. Activan la liberación de calcio desde el retículo sarcoplásmico.
- Participar en el acoplamiento excitación-contracción. El sarcolema convierte el estímulo eléctrico en respuesta mecánica, ya que llega el impulso nervioso, se genera el potencial de acción en el sarcolema, se activan los túbulos T, se libera calcio y se produce la contracción muscular. Este proceso se llama acoplamiento excitación-contracción.
- Función estructural y de anclaje. Conecta el citoesqueleto interno con la matriz extracelular. Ayuda a transmitir la fuerza generada dentro de la fibra hacia el exterior. Contribuye a la resistencia mecánica del músculo.