Los músculos

Autor: A. Hernández

1. Tejido muscular:

La palabra músculo procede del latín musculus que significa "ratón pequeño". Los músculos pueden considerarse los "motores"del organismo. Sus propiedades (excitabilidad, contractibilidad, elasticidad, etc.) les permiten generar fuerza y movimiento. El sistema nervioso es indispensable para su funcionamiento.

morfología del músculo
Imagen 1. Músculo

Con el termino "músculo"nos referimos a un conjunto de células musculares organizadas y unidas por medio de envolturas de tejido conectivo. Cada célula muscular se denomina fibra muscular.

Cada una de estas fibras musculares está en contacto con una terminación nerviosa que regula su actividad. Las fibras nerviosas motoras (o nervios motores) transmiten a los músculos las órdenes emitidas (impulsos nerviosos) por el sistema nervioso central. Los músculos se activan entonces de manera consciente (por ejemplo, el bíceps que dobla el brazo) o inconsciente (por ejemplo, los músculos respiratorios).

Casi la mitad del peso del cuerpo humano está constituida por músculo. El 40% de toda esta cantidad es músculo estriado, mientras que el otro 10% serán cardíaco y liso.

Su estructura es semejante a la de un manojo de cables recubierto cada uno por tejido conjuntivo que los enrolla, hasta formar la cobertura global del músculo que cierra con un tendón en cada uno de sus extremos. El tejido conjuntivo, está formado por fibras colágenas (de varios tipos) y fibras elásticas. La diferencia entre esas dos, le otorga más o menos elasticidad al tejido.

Las células musculares están pues especializadas para contraerse. Todas las funciones de los músculos -desde correr, saltar, sonreír y respirar hasta propulsar la sangre por el cuerpo y expulsar el feto del útero- se cumplen mediante la contracción coordinada de celular musculares.

2. Tipos de músculos:

Cada tipo de músculo tiene células de estructura distinta, adaptadas a su función específica, pero en todos ellos la maquinaria intracelular contráctil está formada por filamentos que se orientan paralelos a la dirección del movimiento. Todas las variedades de células musculares aprovechan la energía química almacenada en el ATP y la transforman en energía mecánica.

En los vertebrados, se distinguen dos tipos de músculos, estriado y liso, más un tercer tipo estriado muy especializado y con características de los músculos lisos que es el músculo cardíaco, motivo por el cuál siempre se habla de tres tipos de músculos:

  • Músculo estriado, esquelético o voluntario.
  • Músculo liso o involuntario.
  • Músculo cardíaco.
2.1. Músculo esquelético:

Los músculos esqueléticos nos permiten caminar, reírnos, saltar, correr, etc., es decir, son responsables del movimiento y de la fuerza, y junto con los huesos y articulaciones configurarán el aparato locomotor. La principal función del aparato locomotor es por lo tanto el desplazamiento y la realización de un trabajo físico. Sin embargo, el músculo estriado no sólo asiste a la función principal del aparto locomotor, sino que en ocasiones toma un papel relevante en la producción de calor por el cuerpo humano.

musculo esqueletico brazo
Imagen 2. Músculo esquelético del brazo

Son llamados músculos voluntarios porque podemos moverlos voluntariamente. También se los llama estriados porque sus células se ven estriadas o rayadas al microscopio (figura 1 y 2), al igual que el músculo cardíaco. Constituye el tejido más abundante del organismo y representa, como ya se ha dicho, del 40 al 45% del peso corporal total.

La actividad del músculo esquelético está bajo el control del sistema nervioso central y los movimientos que produce se relacionan principalmente con interacciones entre el organismo y el medio externo.

El tejido muscular esquelético está formado por manojos de células cilíndricas (filiformes), alargadas y de color rojizo, también llamadas fibras musculares esqueléticas. Un fibra muscular ordinaria mide aproximadamente 2,5 cm de longitud y su ancho es menor de 1 décimo de milímetro. Las fibras musculares se agrupan en haces y cada músculo se compone de muchos haces de fibras musculares. El movimiento se logra por contracción de esas fibras musculares.

Las fibras musculares están rodeadas de tejido conjuntivo, el cual contiene numerosos vasos sanguíneos (figura 3) y nervios. También las estas fibras reciben una terminación del axón de una neurona motora, formándose en la zona de unión una estructura denominada placa motora (figura 4).

El músculo esquelético se une a los huesos a través de los tendones (figura 5), estructuras continuas con la envoltura conjuntiva llamada epimisio, que rodea externamente al músculo completo. El tejido conjuntivo penetra al interior del músculo formando el perimisio (figura 6).

fibras 1
fibras 2
fibras 3
fibras 4
fibras 5
fibras 6

No todas las fibras del músculo esquelético son exactamente iguales. Dependiendo de su naturaleza metabólica se distinguen tres tipos de fibras musculares:

  • Fibras de tipo I de contracción lenta o fibras rojas: Son numerosas en los músculos rojos. Estas fibras, de pequeño diámetro y muy vascularizadas, contienen numerosas mitocondrias y poco glucógeno. Son resistentes a la fatiga y se utilizan sobre todo en ejercicios poco enérgicos y prolongados, es decir, están adaptadas para pruebas de resistencia o ejercicio aeróbico, que requieren contracciones repetidas en un período prolongado de tiempo, por ejemplo, carreras de fondo, remo, ciclismo, etc. Estas fibras poseen una red de capilares que facilitan la provisión de oxígeno, glucosa y ácidos grasos a las fibras. También tienen mayor depósito de grasa, la cual pueden utilizar durante el ejercicio.
  • Fibras de tipo II de contracción rápida: Se denominan también fibras blancas. Son de mayor diámetro, presentan pocas mitocondrias, están poco vascularizadas pero contienen mucho glucógeno. Estas fibras, que son poco resistentes a la fatiga aunque muy potentes, se utilizan en los ejercicios breves pero intensos, por ejemplo, los saltos, levantamiento de pesas o pruebas cortas de natación (50 metros libre).
    Estas fibras requieren niveles altos de ATP, que es la sustancia responsable de liberar energía durante el deslizamiento de los filamentos de actina sobre la miosina. Tienen mayor facilidad para contraerse en condiciones anaeróbicas.
  • Fibras de tipo IIa: Son fibras intermedias. La relación fibras lentas/rápidas puede evolucionar en función del entrenamiento y el tipo de ejercicio practicado. Numerosas fibras IIa evolucionan hacia el tipo I a consecuencia de ejercicios prolongados y moderados (entrenamiento de fuerza). En cambio, los ejercicios breves e intensos, de 30 segundos a 2 minutos (entrenamiento de resistencia), provocan la evolución de las fibras IIa hacia el tipo II (fibras rápidas).

2.2. Músculo liso o involuntario:
vejiga
Imagen 3. Vejiga

Estos músculos forman parte o revisten las paredes de órganos internos tales como la tráquea, el estómago, el tracto intestinal, la vejiga, el útero y los vasos sanguíneos. En el estómago y el intestino se encargan de impulsar el alimento y en los vasos sanguíneos movilizan la sangre a través de las arterias.

Las células del músculo liso son siempre fusiformes y alargadas. Su tamaño varía mucho según su origen. Las células más pequeñas se encuentran en las arteriolas y las de mayor tamaño en el útero grávido.

Sus fibras no presentan estriaciones como en los músculos esqueléticos, por eso se lo denomina liso. Suele ser de color pálido, tiene contracción lenta y sostenida, y no está sujeto a la voluntad del hombre, de ahí su nombre de involuntario.

Como un ejemplo de su función podemos decir que los músculos lisos comprimen el contenido de estas cavidades, interviniendo de esta manera en procesos tales como la regulación de la presión arterial, la digestión, etc.

Además de estos conjuntos organizados también se encuentran células de músculo liso en el músculo erector del pelo, músculos intrínsecos del ojo, etc.

La regulación de su actividad la realiza el sistema nervioso autónomo y hormonas circulantes. Las fibras del músculo liso son más pequeñas y delicadas que las del músculo esquelético. No se insertan en el hueso, sino que se hallan como paredes de órganos huecos.

Alrededor de los tubos, por lo general se disponen en 2 capas, una interna circular y una externa longitudinal. La musculatura circular constriñe el tubo;la longitudinal acorta el tubo y tiende a ampliar la luz. En el tubo digestivo, el esfuerzo conjunto de la musculatura circular y la longitudinal impulsa el contenido del tubo produciendo unas ondas de constricción llamadas movimientos peristálticos.

Se describen 2 tipos de músculo liso:

  • Multiunitario: Cada fibra se comporta como una unidad independiente, comportamiento semejante al músculo esquelético. Ej.: músculo erector del pelo, músculos intrínsecos del ojo, etc.
    No se contraen espontáneamente. La estimulación nerviosa autónoma es la que desencadena su contracción.
  • Unitarios simples: las células se comportan al igual que en el músculo cardíaco, como si fuesen una estructura única. El impulso se transmite de célula a célula. Se puede decir que el músculo en su totalidad funciona como una unidad. Ej.: músculo intestinal, del útero, uréter, etc.

2.3. Músculo cardíaco (miocardio):
vejiga
Imagen 4. Corazón

Se trata del músculo encargado de bombear la sangre por el sistema circulatorio mediante contracciones.

El miocardio forma las paredes del corazón y no está bajo el control de la voluntad.

El músculo cardíaco tiene una fisiología diferente de los demás músculos, si bien es similar al músculo estriado, pero las fibras se distribuyen de manera diferente, lo que provoca que el corazón se contraiga como un todo.

Sus fibras se disponen juntas para formar una red continua y ramificada. Por lo tanto el miocardio puede contraerse en masa y así lo hace.

El corazón responde a un estímulo de una forma "todo o nada", de allí que se lo clasifique como unitario simple. El músculo cardíaco se contrae rítmicamente 60 a 80 veces por minuto.

3. ¿Cómo funcionan los músculos?:

Cada músculo posee un nervio motor (grupo de fibras nerviosas) que entra en él. Cada fibra nerviosa se divide en ramas terminales llegando cada rama a una fibra muscular.

En consecuencia, la unidad motora esta formada por una sola neurona y el grupo de células musculares que inerva. El músculo posee muchas unidades motoras. Éste responde en forma graduada según el número de unidades motoras que se activen.

La maquinaria contráctil de la fibra muscular esta formada por cadenas proteínicas que se deslizan para acortar la fibra muscular. Entre ellas la miosina y la actina, que constituyen los filamentos gruesos y delgados respectivamente.

Cuando un impulso llega a través de una fibra nerviosa, el músculo se contrae. Cuando una fibra muscular se contrae, se acorta y ensancha. Su longitud disminuye a 2/3 o a la mitad. Se deduce que la amplitud del movimiento depende de la longitud de las fibras musculares. El periodo de recuperación del músculo esquelético es tan corto que el músculo puede responder a un segundo estímulo cuando todavía perdura la contracción correspondiente al primero. La superposición provoca un efecto de agotamiento superior al normal.

Después de la contracción el músculo se recupera, consume oxígeno y elimina dióxido de carbono y calor en proporción superior a la registrada durante el reposo, determinando el período de recuperación.

El hecho de que se consuma oxígeno y libere dióxido de carbono, sugiere que la contracción es un proceso de oxidación pero aparentemente no es esencial, ya que el músculo puede contraerse en ausencia de oxígeno, como en periodos de acción violenta;pero se fatiga más rápido y pueden aparecer los calambres.

El cuerpo puede moverse porque los huesos y los músculos trabajan en conjunto. Los músculos esqueléticos están fuertemente unidos a los huesos mediante los tendones. Los músculos son muy elásticos: pueden contraerse y relajarse sin romperse. Los dos extremos de casi todos los músculos están unidos a dos huesos distintos. Para realizar un movimiento, los músculos suelen trabajar a pares: cuando un músculo se contrae, el opuesto se relaja. Por ejemplo: cuando el bíceps se contrae el tríceps se relaja y viceversa, cuando el bíceps se relaja el tríceps se contrae.

4. El músculo ante el ejercicio:

La inmensa mayoría de los deportes conllevan la realización de un esfuerzo físico importante que obliga al organismo a poner en marcha diversos mecanismos de adaptación. Para que el sistema muscular pueda trabajar al ritmo que se le impone, las fibras musculares necesitan recibir un aporte de oxígeno adecuado, mucho mayor que el que requieren en reposo. El organismo soluciona este problema gracias a una serie de cambios en el sistema circulatorio que vamos a describir a continuación.

Un ejercicio muy intenso es el estado de tensión mayor que puede sufrir el sistema circulatorio normal. En reposo, el flujo de sangre a través de los músculos esqueléticos varía entre 4 y 7 mililitros por cada 100 gramos de músculo. En cambio, durante un ejercicio muscular muy intenso este flujo sanguíneo puede aumentar de 12 a 18 veces, elevándose hasta 50 ó 75 ml por 100 g de músculo. Sin embargo, hay que tener en cuenta que el flujo de sangre en el músculo no es constante durante el tiempo que dura el ejercicio. Así, durante una contracción muscular el flujo sanguíneo disminuye, volviendo a aumentar cuando la contracción termina. Después de varias contracciones rítmicas el flujo sanguíneo se mantiene muy elevado durante un minuto aproximadamente y luego va disminuyendo poco a poco hasta el valor normal.

La causa de la disminución del flujo durante la contracción muscular sostenida es la compresión de los vasos sanguíneos por el músculo contraído.

Durante el reposo sólo están abiertos de un 12 a un 20 % de los vasos capilares que irrigan los músculos. En cambio, durante un ejercicio agotador se abren todos los capilares que permanecían inactivos, produciendo así un aumento en el flujo sanguíneo. Este aumento del riego sanguíneo probablemente dependa de varios factores que operan todos al mismo tiempo. Uno de los más importantes es la reducción del oxígeno disuelto en los tejidos musculares. Durante la actividad física, el músculo consume rápidamente el oxígeno, lo que provoca una vasodilatación.

Además del mecanismo descrito, el riego de sangre a través de los músculos está controlado por el sistema nervioso. En efecto, los músculos esqueléticos están provistos de unas fibras nerviosas que dilatan los vasos sanguíneos y otras que los contraen. La estimulación máxima de las fibras vasodilatadoras en los músculos esqueléticos puede aumentar su riego sanguíneo en un 400 por 100. Estas fibras vasodilatadoras son activadas por una vía nerviosa especial que comienza en el cerebro. Cuando la corteza cerebral inicia la actividad muscular, simultáneamente excita las fibras vasodilatadoras de los músculos activos, y se produce inmediatamente vasodilatación.

Durante el ejercicio tienen lugar tres cambios esenciales que proporcionan el enorme riego sanguíneo necesario para los músculos. Es lo que se denomina reajuste circulatorio durante el ejercicio y son los siguientes:

  • La descarga masiva del sistema nervioso simpático en todo el cuerpo.
  • El aumento del volumen de sangre que el corazón expulsa por cada minuto (volumen minuto).
  • El aumento de la presión arterial.

El incremento del volumen sangre que expulsa el corazón se debe principalmente a la intensa vasodilatación local que ocurre en los músculos activos. Cuando desde las venas fluyen grandes cantidades de sangre hacia el corazón, las cavidades de éste se dilatan, y el músculo cardíaco se contrae con mayor fuerza, con lo que aumenta su capacidad de bombear sangre al torrente circulatorio. Este interesante efecto del aumento de la contractilidad del corazón provocado por un aumento de retorno venoso se conoce como "Ley de Frank-Starling"y es uno de los conceptos fundamentales de la fisiología humana.

En condiciones normales de reposo, el volumen de sangre que llega al corazón procedente de la circulación periférica es de unos cinco litros por minuto, y estos cinco litros son los que el corazón debe expulsar hacia los distintos órganos y tejidos. Pues bien;el corazón de un atleta bien entrenado, mientras realiza un ejercicio físico intenso, es capaz de bombear hasta 35 litros de sangre por minuto. Esto es debido también a que el entrenamiento atlético continuado provoca un agrandamiento del corazón, que puede llegar a aumentar su volumen en un 50%.

Hemos repasado someramente algunas de las modificaciones fisiológicas que acontecen durante el esfuerzo físico. Quedan todavía otros mecanismos y situaciones más complejas cuya explicación escapa del objetivo de este artículo. De algunos de ellos y de otros de distinta índole nos iremos ocupando en sucesivos números.

5. Factores que influyen sobre la fuerza muscular:

La fuerza muscular está regulada por mecanismos nerviosos pero además depende de diversos factores como el grosor y la longitud del músculo y el ángulo de la articulación.

  • Grosor del músculo: La fuerza aumenta con el aumento de masa muscular, es decir el área de su sección transversal. Hay métodos que permiten precisar un área muscular determinada, descontando la parte correspondiente a la grasa y los huesos. Naturalmente la predicción de fuerza muscular a partir de la masa ha de ponderarse con otros factores como la edad, entrenamiento y el sexo.
  • Longitud del Músculo: Los músculos se contraen con más fuerza cuando antes de la contracción se hallan a la máxima tensión, que es la que adquieren cuando están ligeramente mas extendidos que en su posición de reposo.
  • Ángulo de la articulación: Cuando se realiza un movimiento muscular es muy importante el ángulo de partida para el mismo. Cada articulación tiene un ángulo idóneo, en el que la tracción del músculo sobre el hueso donde se inserta es mas efectiva.
  • Velocidad de la contracción: La fuerza de la contracción y la velocidad a la que se produce son inversamente proporcionales entre sí, es decir, cuanto mas rápida sea la contracción menos fuerza ejercerá el músculo.
  • Precalentamiento: El calor aumenta no sólo la velocidad sino también la fuerza de la contracción. El calentamiento puede ser pasivo (masajes, ultrasonido, etc.) o activo mediante ejercicios precompetitivos.

7. Bibliografía:

  • "Enciclopedia general del ejercicio". Michael J. Alter, Roger Apolinaire y otros;Editorial Paidotribo. 1990.
  • "Habilidad atlética y anatomía del movimiento";Rolf Wirhed.
  • "Invitación a la biología";Helana Curtis, N. Sue Barnes;Edit. Panamericana;1994
  • "Enciclopedia del Cuerpo Humano";Edit. Espasa;2002
  • "Fisiología del Ejercicio";J. López Chicharro, A. Fernández Vaquero;Edit. Panamericana;2001
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