El sistema muscular

TEMA 6.
EL SISTEMA MUSCULAR.
Los músculos son órganos blandos encargados del movimiento corporal, bajo la
influencia de un estímulo son susceptibles y capaces de contraerse, y relajarse. Las
propiedades esenciales de los músculos son su excitabilidad, su elasticidad y su
contractilidad.
La contracción muscular consiste en el acortamiento de las fibras musculares.
Para este proceso se necesita una energía, que se obtiene de la energía química
resultante de la actividad metabólica de la fibra oxidativa.
De esta actividad se desprende calor, muy importante para mantener la
temperatura corporal.
TIPOS DE MÚSCULOS.
A) MÚSCULO LISO.
Se llaman involuntarios porque no están bajo nuestro control consciente
B) MÚSCULO ESTRIADO.
Estructuralmente se caracteriza porque no existe individualidad de las células
que lo componen, ya que en el transcurso de su desarrollo desaparecen las
membranas intercelulares. Son fibras polinucleadas con los núcleos ubicados en la
periferia, casi en contacto con la membrana plasmática, denominada
SARCOLEMA. Varían en longitud y diámetro y en su citoplasma que en la fibra
muscular se conoce como SARCOPLASMA se halla cruzado un RETÍCULO
SARCOPLASMÁTICO muy desarrollado.
En este caso diferenciamos entre:
¾ Músculo CARDÍACO: Es capaz de generar por si solo los impulsos
contráctiles, pero su excitabilidad, fuerza de contracción y
conductibilidad se pueden modular a través de factores de carácter
nervioso y endocrino.
¾ Músculo ESQUELÉTICO O VOLUNTARIO: Depende de las ordenes
motoras generadas en las estructuras nerviosas superiores para su
contracción. Es abundante y constituye el conjunto de la musculatura
corporal. Responsable del conjunto de actividades que definen el
comportamiento motor del organismo. Existe musculatura esquelética no
relacionada con el movimiento de los huesos, como por ejemplo los
labios, párpados, esfínter anal, etc.
MORFOLOGIA DE LA MUSCULATURA ESQUELÉTICA.
En nuestro organismo existen una gran variedad de músculos que se diferencias
por sus formas y tamaños. Existen músculos de pocos milímetros (ej.: músculos de la
cara.), hasta músculos superiores a 30 cm. (ej.: sartorio.).
En cuanto a la forma, en función del orden de las fibras y la forma de inserción
tenemos:
¾
¾
¾
¾
¾
Fusiforme. Ej.: Bíceps braquial.
Longitudinal. Ej.: Sartorio.
Cuadrado. Ej.: Romboides.
Triangular. Ej.: Pectoral mayor.
Penniforme. Ej.: Tibial posterior.
¾
¾
¾
¾
Bipenniforme. Ej.: Tibial anterior.
Multipenniforme. Ej.: Deltoides.
Digástrico. Ej.: Digástrico de la nuca.
Bicipital. Ej.: Abductor del dedo gordo del pie (hallux).
Esta morfología tan diversa va a proporcionar también diferencias en la fuerza y
amplitud de movimientos. Así la fuerza que puede ejercer un músculo es proporcional a
su sección transversal, de ahí que un músculo ancho, grueso y longitudinal ejerza más
fuerza que uno delgado.
FUNCIONES DE LA MUSCULATURA ESQUELÉTICA.
Todo Movimiento requiere de una fuerza que se realiza a través de la
musculatura. En la mayoría de los movimientos son varios músculos los que colaboran
para realizar un determinado movimiento, en este caso se denominan SINERGISTAS.
Según la función que realiza el músculo se conocerá como:
¾ Músculo AGONISTA O MOTOR: Responsable directo de la realización
del movimiento. Ej.: El cuádriceps en la extensión de la rodilla.
¾ Músculo ANTAGONISTA: Tiene la acción opuesta al músculo agonista.
Ej.: En el de extensión de rodilla, los isquiotibiales que realizan la
acción opuesta, es decir, la flexión de la rodilla, son los antagonistas.
¾ Músculos FIJADORES O ESTABILIZADORES: Se contraen
estáticamente para fijar alguna de las partes del cuerpo y permitir que
actúe otro músculo.
¾ Músculos NEUTRALIZADORES: Actúan para evitar una acción no
deseada por el músculo agonista.
Evidentemente no podemos calificar a ningún músculo, sino que este calificativo
se emplea haciendo referencia a una acción o movimiento concreto.
ESTRUCTURA DE LA MUSCULATURA ESQUELÉTICA.
Todos los músculos, alrededor de 500, tienen la misma estructura, aspecto que
les va a conferir un mismo funcionamiento. Su estructura esta formada por:
¾ COMPONENTE CONTRÁCTIL: Cada músculo resulta de la confluencia de 2 o
más HACES MUSCULARES, cada uno de ellos resulta de la unión de un
número considerable de FASCÍCULOS MUSCULARES, paralelos al eje
longitudinal del músculo. Cada fascículo esta integrado por un gran número de
FIBRAS MUSCULARES, las cuales presentan en su interior gran cantidad de
MIOFIBRILLAS, constituidas por filamentos de ACTINA Y MIOSINA,
dispuestos de forma ordenada y repetitiva.
¾ COMPONENTE ELÁSTICO: Formado por EL TEJIDO CONECTIVO, que
tiene gran importancia en el recubrimiento de cada una de las partes que
integran el músculo. Des esta forma EL EPIMISIO, es la cubierta del músculo
completo, EL PERIMISIO, recubre los fascículos musculares, EL ENDOMISIO,
las fibras musculares y por último EL SARCOLEMA, que recubre la unidad
funcional del músculo, el sarcómero. EL TENDÓN es el medio de unión entre el
vientre muscular y el hueso y esta formado por haces de colágeno.
A) TEJIDO CONTRACTIL DEL MUSCULO.
A.1. LA FIBRA MUSCULAR.
Las fibras musculares tienen un diámetro de 10-80 micrómetros, en función de la
longitud del músculo al que pertenecen. Cada una de ellas esta rodeada por el
SARCOLEMA, membrana de plasma que en el extremo se funde con el tendón, que se
inserta al hueso y le transmite la fuerza generada por las fibras, creando con ello el
movimiento.
Dentro del sarcolema están LAS MIOFIBRILLAS y los espacios existentes entre
ellas se llenan por el SARCOPLASMA, parte fluida que contiene proteínas, minerales,
glucógeno y grasas disueltas. Se diferencia del resto, por sus grandes depósitos de
glucógeno y mioglobina, que se combina con el oxigeno.
El sarcoplasma tiene una extensa estructura de TUBULOS TRANSVERSALES
(TÚBULOS T), que son extensiones del sarcolema y permiten que los impulsos
nerviosos, recibidos por el sarcolema se transmitan a las miofibrillas.
A demás dentro de la fibra muscular se halla una red de túmulos que se conoce
como RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO, que sirve de depósito para el calcio,
esencial en la contracción.
™ Tipos de fibras.
Existen dos tipos principales de fibras:
1. FIBRAS DE TIPO I, ST, de contracción lenta o fibra muscular roja: Estas
fibras tiene una elevada resistencia aeróbica, muy eficientes en la producción
de ATP a partir de la oxidación de los hidratos de carbono y las grasas. Están
inervadas por pequeñas motoneuronas con escasa velocidad conductora,
pequeña amplitud y frecuencia de descarga baja. La UNIDAD MOTORA
esta compuesta por una neurona y las fibras que inerva; en este caso la fuerza
desarrollada es menor y sus unidades motoras son menores.
Ej.: Los músculos tónicos, con mayor proporción de estas fibras. También
los deportistas de resistencia.
2. FIBRAS DE TIPO II, FT, de contracción rápida o fibra muscular blanca:
tienen una capacidad de contracción rápida, mayor capacidad del
metabolismo anaeróbico y poca resistencia a la fatiga. Inervadas por
motoneuronas grandes con elevada velocidad de conducción. Se dividen en
dos grupos:
2.1.
2.2.
FIBRAS DE TIPO IIa: Alto potencial tanto oxidativo como
glucolítico, relativamente resistentes frente a la fatiga. Rapidez
intermedia.
FIBRAS DE TIPO IIb: Fibras rápidas de contracción breve y muy
poco resistentes a la fatiga. Elevadas propiedades glucolíticas y poco
aeróbicas.
Cuadro resumen:
Tipo I
ST (lentas)
Resistentes a la fatiga
Oxidativas
Rojas
Tónicas
Tipo IIa
FTa (rápidas)
Resistentes a la fatiga
Oxidativas-Glucolíticas
Blancas (intermedias)
Fásicas
Tipo IIb
FTb (rápidas)
No resistentes a la fatiga
Glucolíticas
Blancas
Fásicas
A.2. LA MIOFIBRILLA.
Cada fibra muscular contiene centenares y miles de miofibrillas, que son el
elemento contráctil del músculo esquelético. Son largos filamentos de subunidades más
pequeñas: LOS SARCÓMEROS.
Cada sarcómero muestra unas bandas dispuestas transversalmente al eje de la
fibra:
™ Bandas I, son las zonas claras. Solo formadas por filamentos de actina.
™ Bandas A, son las zonas oscuras. Formadas por filamentos de actina y
miosina.
™ Línea Z, situada en el centro de la banda I, formada por proteínas diferentes,
destaca por ser más oscura.
™ Zona H, situada en el centro de la banda A, formada solo por miosina,
destaca por ser más clara, dentro de esta hay una línea más oscura llamada
línea M.
Por tanto el sarcómero comprende el conjunto de filamentos delgados y gruesos,
situados entre dos líneas Z vecinas.
En el sarcómero diferenciamos dos tipos de filamentos de proteínas responsables
de la acción muscular:
™ Filamentos de ACTINA: Son más delgados y encontramos unos 3000 en
cada miofibrilla. Su estructura esta formada por tres componentes:
•
Actina: Doble cadena de moléculas enrolladas en espiral. Tiene
unos SITIOS ACTIVOS, donde se une la cabeza de miosina en la
contracción.
•
La tropomiosina: Acompaña al filamento de actina en toda su
longitud. Tapa los sitios activos cuando el músculo está en
reposo.
•
La troponina: Proteína globular, que presenta afinidad tanto por la
actina, por la tropomiosina como por el ión calcio.
™ Filamentos de MIOSINA: Son más gruesos y encontramos unos 1500 en
cada miofibrilla. Cada filamento esta formado por moléculas de miosina,
cada una de ellas tiene forma de palo de golf. Tiene una cabeza que se sale
del eje del filamento y se les llama PUENTES CRUZADOS, la cual tiene
cierta movilidad que le permite interaccionar con el filamento de actina.
A.3. MECANISMO GENERAL DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.
La contracción muscular, se inicia con la llegada de un estímulo desde las
motoneuronas espinales, éste llega a los axones terminales, localizados cerca del
sarcolema. Cuando llega el impulso, las terminaciones segregan acetilcolina, que
transmite una carga eléctrica a lo largo de toda la fibra muscular, generando un
potencial de acción. Este potencial provoca modificaciones de la polaridad de la
membrana en los túbulos y en el retículo y se produce una liberación de grandes
cantidades de iones calcio. El aumento de su concentración activa el proceso de la
contracción.
El calcio se va a unir a la troponina, produciendo un cambio en la configuración
espacial de la tropomiosina, este cambio hace que queden al descubierto los sitios
activos de la actina. En este momento se produce la unión entre la cabeza del filamento
de miosina y los sitios activos de la actina. La cabeza tracciona el filamento de actina
llevándolo hacia la zona central del sarcómero, es decir, produce el acortamiento del
sarcómero, para este proceso es necesario el aporte de energía (ATP).
Para que la fibra muscular pueda relajarse es necesario extraer todo el calcio y
reintroducirlo en el retículo, mediante un sistema de bombeo activo, el cual también
requiere energía. En este momento la troponina y la tropomiosina son desactivadas y los
sitios activos quedan otra vez tapados por la tropomiosina, volviendo al estado de
relajación muscular.
™ Tipos de contracción:
La contracción muscular ocurre siempre que las fibras musculares generan una
tensión, situación que puede surgir cuando el músculo está acortado, alargado o se
queda en la misma longitud.
En función de su cambio de longitud:
•
•
ISOMÉTRICAS: No se modifica la longitud total del músculo.
Acortamiento del vientre, a la vez que se produce alargamiento del
componente tendinoso. Se produce contra resistencias que no se pueden
vencer.
ANISOMÉTRICAS: Hay una variación en la longitud total del músculo.
Estas pueden ser:
ƒ
ƒ
CONCÉNTRICAS: La longitud del sistema muscular disminuye.
La tensión generada es suficiente para vencer la resistencia.
EXCENTRICAS: el músculo es estirado, bien sea por la acción
de la gravedad o por una fuerza externa que lo tracciona y le
vence. Se obtiene el nivel máximo de tensión.
B) TEJIDO CONECTIVO DEL MÚSCULO
Existen dos tipos de tejido conectivo:
B. 1. TEJIDO CONECTIVO FIBROSO.
Formado fundamentalmente por fibras de colágeno. Sus propiedades son: Gran
resistencia a la tensión y su relativa inextensibilidad. Es el componente principal de
ligamentos y tendones que suelen estar sometidos a grandes tensiones.
™ Los tendones: Forman la unión entre los huesos y los músculos, y son
cordones resistentes cuya misión es transmitir la tensión a los huesos.
™ La fascia: Son estructuras conectivas fibrosas que envuelven y reúnen los
músculos en grupos separados.
B.2. EL TEJIDO ELÁSTICO.
Formado por fibras elásticas como su principal componente. Desempeña una
gran variedad de funciones como la difusión de la tensión, que se origina en puntos
aislados, el aumento de la coordinación de los movimientos rítmicos de las partes
del cuerpo, conservación de la energía para el mantenimiento del tono postural, etc.
Son fibras que ceden fácilmente al estiramiento y cuando éste cesa vuelven a su
longitud anterior. Presentan cambios físicos y biomecánicos como resultado del
envejecimiento.
Se hallan en estrecha asociación con las fibras de colágeno, se encuentran
entrelazadas con sus componentes principales.
Por tanto la amplitud de movimientos es el resultado de la combinación e
integración de los dos tejidos: fibras elásticas y fibras de colágeno. Cuando dominen las
fibras colágenas prevalecerá una amplitud de movimiento restringida. Por el contrario
cuando dominen las fibras elásticas la amplitud de movimiento será mayor.
Desde esta red de tejidos se origina en los músculos la elasticidad o la
resistencia a la tensión.
EL ESTIRAMIENTO MUSCULAR.
El músculo ofrece una resistencia a la distensión y muestra un comportamiento
moderadamente elástico. El músculo al estirarse se alarga y alcanza un grado de tensión,
hasta llegar a cierto punto en que se suaviza y se puede estirar de nuevo. Esto es posible
gracias al sistema elástico muscular, según el MODELO DE LA UNIDAD
SEMITENDINOSA propuesto por Hill:
Los elementos contráctiles son los filamentos de actina y miosina, los elementos
no contráctiles son las capas conjuntivas (componente elástico en paralelo) y los
tendones (componente elástico en serie).
Por tanto ante una tracción sobre la unidad miotendinosa, se observa que el
alargamiento afecta de forma casi exclusiva a la estructura contráctil y a sus capas, por
ser el más blando, el más extensible. El componente elástico en paralelo es menos
extensible que el tejido contráctil, pero sí que sufre alargamiento por la disposición de
sus fibras colágenas en forma de red mallada. Por último los tendones son los menos
extensibles y pueden implicarse en los últimos instantes de la fase de alargamiento.