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EL APARATO LOCOMOTOR II: SISTEMA MUSCULAR 1. EL SISTEMA MUSCULAR Los músculos representan aproximadamente el 50% del peso corporal. Están formados por células alargadas llamadas fibras musculares, que contienen en su interior filamentos de actina y miosina que al aproximarse entre sí producen al acortamiento de la fibra muscular, es decir, la contracción muscular. TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR Según su estructura y funcionamiento, existen tres tipos de tejido muscular: liso, estriado esquelético y estriado cardiaco. - Tejido muscular estriado esquelético: Sus células son las más alargadas (hasta varios centímetros) y presentan muchos núcleos, su contracción es voluntaria y puede ser muy rápida, sufren fatiga muscular. El término estriado hace referencia a que, si se mira al microscopio, se observa una alternancia regular de bandas oscuras o bandas A (formadas por miofilamentos de miosina y actina) y bandas claras o bandas I (formadas solo por miofilamentos de actina). Este tejido muscular es el que se encuentra formando los músculos que se insertan en los huesos y mueven el esqueleto. El cuerpo humano tiene más de 600 músculos esqueléticos y casi toda la carne y pescado que comemos es también músculo esquelético. - Tejido muscular estriado cardíaco: Sus células son más cortas y ramificadas en sus extremos (para conectar con varias células), su contracción es involuntaria, no sufre fatiga muscular. Sus filamentos de actina y miosina se disponen formando bandas claras y oscuras, por lo que también es estriado. Este tejido muscular es el que se encuentra formando el músculo del corazón o miocardio. - Tejido muscular liso o visceral: su contracción es lenta e involuntaria, se contraen de forma rítmica durante toda la vida sin experimentar fatiga. Se llama liso porque sus filamentos no se disponen formando bandas claras y oscuras. Este tejido muscular es el que se encuentra formando los músculos de la pared de los órganos internos (vísceras) como el tubo digestivo, vasoso sanguíneos, vías respiratorias… (sus contracciones permiten que los alimentos avancen por el intestino, regula el calibre de los vasos sanguíneos y vías respiratorias…) . Sus células se ramifican y entrelazan unas con otras para que su contracción se transmita en todas direcciones. 1 ESTRUCTURA DEL MUSCULO ESQUELÉTICO Los músculos esqueléticos están formados por fibras musculares estriadas. Cada fibra se halla envuelta por una capa de tejido conjuntivo, denominada endomisio. Las fibras se agrupan formando haces musculares, que se rodean por una membrana de tejido conjuntivo llamada perimisio. Varios de estos haces musculares forman el músculo, que, a su vez, está envuelto por otra capa de tejido conjuntivo que recibe el nombre de epimisio. En el extremo de los músculos, las uniones de todas estas envolturas de tejido conjuntivo forman los tendones, que unen el músculo al hueso. En la contracción muscular o proceso contráctil, el músculo se acorta. En estas circunstancias, los extremos del músculo estarán insertados en huesos diferentes, pero funcionalmente unidos a través de una determinada articulación. Al contraerse el músculo, provocará el acercamiento de los huesos comprometidos (flexión); por el contrario, al relajarse los músculos, provocarán el alejamiento de los huesos (extensión). Cuando queremos contraer un músculo, el sistema nervioso central envía un impulso al músculo en cuestión para que libere acetilcolina que, tras una serie de procesos bioquímicos, concluye en una liberación de iones de calcio. Esto a su vez ocasiona unos cambios en la conformación de los tipos de fibras musculares que finalmente terminan provocando que el músculo se contraiga tras el acoplamiento de la actina y la miosina. En la mayor parte de este músculo las fibras se extienden en toda su longitud y habitualmente (excepto el 2%) están inervadas por una sola terminación nerviosa localizada cerca del punto medio de la misma. SARCOLEMA Es la membrana celular de la fibra muscular. Cada fibra muscular contiene varios cientos a miles de miofibrillas Cada miofibrilla está formada por 1500 filamentos de miosina y 3000 filamentos de actina responsables de la contracción. Los 2 filamentos se interdigitan y aparecen bandas claras y oscuras Las bandas claras contienen solo filamentos de actina denominadas bandas I. Las bandas oscuras contienen filamentos de miosina denominadas bandas A. El envío de los iones de calcio de regreso a las cisternas, es un proceso activo que demanda energía procedente del ATP. La característica rigidez de la musculatura esquelética (contracturas musculares), después de realizar ejercicios físicos extenuantes, es consecuencia de la ineficacia del mecanismo encargado de llevar de regreso los iones de calcio hacia las cisternas, a causa de la fatiga muscular. El posible que el "rigor mortis", rigidez corporal que aparece en los cadáveres entre las tres y las 36 horas después de la muerte, sea producto de la inactividad de la bomba de calcio, encargada como sabemos, de enviar el calcio que se encuentra en la matriz sarcoplasmática, de regreso hacia las cisternas. ¿Por qué para el rigor mortis? La respuesta está en la descomposición del propio organismo. Pasadas 72 horas, el cuerpo comienza a entrar en descomposición. RIGIDEZ CADAVÉRICA Varias horas después de la muerte, todos los músculos del cuerpo entran en un estado de contractura denominado rigidez cadavérica, debido a la pérdida de todo el ATP, que es necesario para producir la separación de los puentes cruzados que se origina en los filamentos de actina durante el proceso de relajación. El músculo permanece rígido hasta que las proteínas se deterioran (15 a 25 h) lo que probablemente se debe a la autolisis que producen las enzimas que liberan los lisosomas. FUENTES DE ENERGÍA PARA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR FOSFOCREATINA.La energía combinada del ATP y de fosfocreatina almacenados en el músculo es capaz de producir una contracción muscular máxima durante sólo 5 a 8 seg. GLUCÓLISIS DEL GLUCÓGENO.- La importancia de este mecanismo es doble. La glucólisis permite contracciones aún sin oxígeno durante muchos segundos y a veces hasta más de 1 min; sin embargo la velocidad de formación de ATP es tan rápida que la acumulación de productos finales de la glucólisis sólo permite mantener una contracción muscular máxima después de 1 min. METABOLISMO OXIDATIVO. – Más del 95% de toda la energía que utilizan los músculos para una contracción sostenida a largo plazo viene de esta fuente. Para una actividad máxima a muy largo plazo, de (muchas horas)procede de las grasas; aunque para períodos de 2 a 4 horas hasta la mitad de la energía procede de los carbohidratos Unidad Motora.- Es el conjunto de todas las fibras musculares que son inervadas por una única fibra nerviosa. Los músculos pequeños que reaccionan rápidamente y cuyo control debe ser exacto tienen más fibras nerviosas para menos fibras musculares. Los músculos grandes que no precisan un control fino pueden tener varios centenares de fibras musculares en una unidad motora. FATIGA MUSCULAR Producida por la contracción prolongada e intensa de un músculo Aumenta en proporción directa a la velocidad de depleción del glucógeno muscular y por tanto hay incapacidad para seguir generando el mismo trabajo. La interrupción del flujo sanguíneo a través de un músculo que se está contrayendo da lugar a una fatiga muscular casi completa en un plazo de 1 a 2 min. debido a la pérdida de aporte de nutrientes, especialmente de oxígeno. 3 4 5 6 7 8 TIPOS DE PALANCAS Los huesos (elementos pasivos del locomotor) funcionan como palancas movidas por los músculos (elementos activos del locomotor), multiplicando la fuerza de los músculos. Los músculos pueden contraerse bruscamente pero sólo son capaces de reducir su longitud en una pequeña fracción. Gracias a que están unidos a los huesos pueden multiplicar la eficiencia de su movimiento. Así, cuando se unen al extremo de un hueso largo, pueden provocar un desplazamiento mucho mayor en el otro extremo. Las principales palancas del cuerpo humano se hallan en las extremidades, y están destinadas a permitir grandes, amplios y poderosos movimientos . En una palanca se distinguen los siguientes elementos: - Punto de apoyo (A): es el lugar donde se sostiene la palanca. - Potencia (P): es la fuerza que provoca el movimiento. - Resistencia (R): es la fuerza que se opone al desplazamiento. En función de cómo se distribuyen los tres elementos fundamentales de la palanca (apoyo, potencia y resistencia) entre sí, se producen tres tipos de palancas: La palanca de primer género o interapoyo es aquella que ubica el punto de apoyo entre las fuerzas de potencia y de resistencia proporcionando un equilibrio de fuerzas. En el cuerpo humano la encontramos en la articulación occipitoatloidea que es la responsable de sujetar la cabeza sobre la primera cervical, dejando el peso del cuello más desequilibrado hacia delante para ser sostenido por detrás de las cervicales por los músculos estensores del cuello. 9 La palanca de segundo género o interresistencia, coloca la resistencia o fuerza a vencer entre el punto de apoyo y la potencia. Se consigue una palanca de resistencia más corta que la de potencia, lo que ayuda a vencer grandes resistencias aunque de manera muy lenta y con muy poco recorrido en su movimiento. Por ejemplo en los tobillos donde el peso del cuerpo queda en el centro, dejando la articulación del tobillo por delante de él y la fuerza por detrás, producida por los músculos gemelos y soleo. Los músculos masticadores también presentan este tipo de palanca y gracias a ello la mordida puede producir tanta fuerza. Es un tipo de palanca poco frecuente en el cuerpo humano. La palanca de tercer género o interpotencia, sitúa la potencia entre la resistencia y el apoyo, por lo que el brazo de resistencia es más largo que el de potencia. Es una palanca que posibilita los movimientos veloces y dinámicos y consigue una buena amplitud de movimientos aunque con menos fuerza. Es el tipo de palanca más frecuente en el cuerpo humano y como ejemplo podemos poner la acción del bíceps braquial en la flexión del codo, donde el bíceps se inserta en el antebrazo entre el codo que queda por detrás y la resistencia que quedaría desplazada hacia la mano por el peso de la carga unida al peso del antebrazo. 10 Las articulaciones del cuerpo humano son predominantemente palancas de tercer género, con algunas palancas de primer género y muy pocas con sistema de género de segundo género. La influencia de los músculos en el movimiento está en función de la ubicación de su origen e inserción. Así un músculo con origen cercano e inserción lejana producen movimientos de poca amplitud y por tanto se suelen ocupar del sostén y la estabilización de la articulación en la que trabajan. Sin embargo, los músculos con origen alejado e inserción cercana generan movimientos muy amplios y veloces. TIPOS DE MÚSCULOS SEGÚN SU ACCIÓN Según la acción de los músculos sobre el esqueleto se clasifican los músculos en: • Flexor: Disminuye el ángulo de una articulación. • Extensor: Aumenta el ángulo. • Abductor: Separa de la línea media. • Aductor: Acerca a la línea media. • Elevador: Movimiento hacia arriba. • Depresor: Movimiento hacia abajo. • Supinador: Giro hacia arriba o hacia afuera. • Pronador: Giro hacia abajo o hacia dentro. • Otros: Esfínter o dilatador si cierra o abre un tubo respectivamente y tensor si da rigidez. PRINCIPALES MÚSCULOS ESQUELÉTICOS Tenemos más de 600 músculos esqueléticos, sólo veremos los más importantes: - Músculos de la cabeza y cuello: Varios músculos de la cabeza contribuyen a la expresión facial (músculos mímicos), siendo muy importantes en comunicación no verbal. Entre los mímicos de la cabeza destacan el frontal que contrae la frente y eleva las cejas, los orbiculares de los ojos que cierran los párpados (cierran los ojos), los orbiculares de los labios que cierran los labios, los risorios que tiran de la comisura de los labios (donde se unen los dos labios) al reír, el buccinador que comprime las 11 mejillas (al silbar, soplar, chupar o aspirar) y el nasal que arruga la nariz. Los masticadores son los temporales y los maseteros que elevan la mandíbula inferior y la comprimen contra la superior. En el cuello destacamos el digástrico que desciende la mandíbula inferior, el esternocleidomastoideo que gira la cabeza hacia delante y a derecha e izquierda, los escalenos que doblan la cabeza a derecha e izquierda y el trapecio que está en la nuca y en el tronco y sostiene en posición vertical la cabeza o la rota o la dobla hacia atrás. - Músculos del tronco (tórax y abdomen): Destacan el trapecio visto en el cuello pero también pertenece al tronco pues además de rotar la cabeza, eleva y rota las clavículas y eleva las escápulas, los pectorales permiten la flexión, aducción y rotación de los brazos (mueven el brazo adelante, arriba y hacia adentro), el dorsal ancho permite la extensión, aducción y rotación interna del brazo (mueve el brazo hacia atrás), los intercostales elevan las costillas, los serratos rotan la escápula permitiendo entre otras funciones elevar los hombros, el recto mayor del abdomen comprime el abdomen flexionando la columna, los oblicuos del abdomen (externos e internos) comprime el abdomen rotando e inclinando lateralmente la columna. - Músculos de las extremidades superiores: Destacan el deltoides que levanta el brazo hacia afuera, el tríceps o tríceps braquial que extiende el antebrazo, el bíceps o bíceps braquial (braquial para distinguirlo del bíceps femoral de la pierna) que flexiona el antebrazo, los pronadores que giran la palma hacia arriba, los supinadores que giran la palma hacia abajo, los palmares que 12 flexionan la mano sobre el antebrazo y los flexores y extensores de los dedos que flexionan y extienden los dedos. - Músculos de la cintura pélvica y de las extremidades inferiores: De la cintura pélvica destacan los glúteos, que forman las nalgas, extiende el muslo y mantienen la posición recta, y el psoas-iliaco que flexiona la cadera con lo que eleva el muslo. De las extremidades inferiores destacan en el muslo el cuádriceps o cuádriceps femoral que extiende la pierna y es el músculo más potente del cuerpo, compuesto de 4 músculos: recto anterior, vasto lateral, vasto medial y vasto intermedio, el sartorio que flexiona la cadera permitiendo cruzar una pierna sobre la otra, y el bíceps femoral que flexiona la pierna. En la pierna destacan el tibial o tibial anterior que flexiona el pie hacia la pierna, los gemelos o gastrocnemios que levantan el talón, el sóleo que también eleva el talón y extiende el pie, los gemelos y el sóleo culminan en el tendón de Aquiles y por último, los flexores y extensores de los dedos que flexionan y extienden los dedos. 13 ENFERMEDADES U TRASTORNOS DEL SISTEMA MUSCULAR •Calambre y contractura muscular: un calambre muscular es la repentina contracción dolorosa de un músculo y la incapacidad para relajarlo. No comporta ningún peligro, es una lesión benigna en la práctica deportiva. La contractura muscular es la contracción persistente e involuntaria de un músculo. Es también un problema benigno que no tiene mayor peligro. Lo más frecuente es que ambas puedan ser causadas por un esfuerzo intenso y prolongado o por deficiencias minerales o deshidratación (la primera también puede conducir a las otras dos). El calentamiento previene estos problemas. Las diferencias entre calambre y contractura son: - La duración: el calambre es ocasional y puntual, siendo la contractura más duradera (el calambre oscila entre segundos y horas, y la contractura suele durar varios días). - El dolor: ambos presentan tensión, el músculo se pone duro "como una piedra", aunque el calambre presenta dolor muy intenso y localizado en un músculo y la contractura presenta dolor no agudo, pero sí constante, localizado en un músculo; en la contractura el dolor puede calmarse, pero no cede totalmente. 14 •Agujetas o dolor muscular tardío: son microlesiones musculares ocasionadas por un trabajo para el que las fibras musculares no están preparadas (por haber ejercitado un músculo por encima del nivel de esfuerzo al que está acostumbrado, o por volver al entrenamiento tras un periodo sin ejercitarse). A pesar de no considerarse una lesión deportiva el dolor producido puede llegar a ser incapacitante. El dolor aparece entre 12-24 horas después de haber realizado el ejercicio, llegando a su pico máximo entre 24-48 horas después. Suele durar 2-3 días. Existe la creencia popular de que las agujetas provienen de la acumulación de cristales de ácido láctico, que quedan entre las fibras musculares produciendo el referido dolor, como de "agujas". Esto NO es así ya que el ácido láctico no se cristaliza a temperatura corporal (ni siquiera en una nevera) y, como es obvio, nadie lo ha visto jamás en una biopsia muscular; además no se acumula en ningún sitio porque se reutiliza rápidamente por todos los tejidos corporales. El calentamiento no previene las agujetas. •Tirones musculares, distensiones o desgarros: el tirón muscular es un alargamiento brusco del músculo, rebasando los límites fisiológicos. Es el paso previo a una distensión o a una rotura fibrilar (desgarro o rotura de fibras musculares). Algunos utilizan los 3 términos indistintamente (como sinónimos) pero no es lo más correcto. Suelen producirse por golpes (accidentes) o por un sobreesfuerzo del músculo (un ejercicio o movimiento brusco). La distensión sería el paso siguiente a un tirón. En la distensión, las microrroturas apenas son apreciables por lo que se pueden agravar al seguir con la actividad. El dolor y la inmovilidad aumentan desde el tirón (se puede mover pues no duele tanto) hasta el más grave que son las roturas fibrilares o desgarros. En las roturas fibrilares se distinguen 3 grados dependiendo de la gravedad (ver imagen). Si con un tirón o con una distensión se sigue la actividad se corre el riesgo de agravar la lesión. El calentamiento previene estos problemas. •Tendinitis: Es una inflamación del tendón. Causa dolor y dificultad para mover la articulación. Suele deberse a sobreactividad (sobrecarga de ese tendón, ya sea por la repetición de un movimiento, por malas posturas o por un exceso de ejercicio físico). Un ejemplo muy conocido es el llamado “codo de tenista". Requiere reposo. HABITOS SAUDABLES PARA EL APARATO LOCOMOTOR Para mantener el sistema esquelético y el sistema muscular en perfectas condiciones se recomiendan seguir los siguientes hábitos saludables. •Hacer ejercicio físico de manera regular: es la mejor manera de mantener los huesos, ligamentos, tendones y músculos en perfecto estado. Recuerda que el ejercicio estimula la renovación del hueso, evita la atrofia muscular (por ejemplo si los músculos de la espalda están débiles sujetan menos la columna y aumenta más la probabilidad de deformaciones por malas posturas) y refuerza tendones y ligamentos. •Hacer calentamiento y estiramientos: calentar incluyendo estiramientos antes del ejercicio previene lesiones, los ligamentos de tus articulaciones estarán flexibles y elásticos, aumentará el flujo sanguíneo hacia los músculos (llega más oxígeno y glucosa necesarios para el 15 músculo activo), se tonifican los músculos (aumenta el tono muscular) y aumenta el rendimiento deportivo. Es muy importante que el ejercicio físico comience de manera gradual. Los movimientos bruscos sin haber calentado son causa común de lesiones. En ejercicios intensos, estirar al finalizarlos previene el acortamiento muscular. Los estiramientos después del ejercicio relajan los músculos (aceleran la disminución del tono muscular) y aumentan el flujo sanguíneo que facilita la recuperación (el tejido muscular se recupera y crece mientras descansas ya sea después de tu rutina de entrenamiento o en el período de sueño) . Los estiramientos deben ser suaves y sostenidos, evitando los rebotes y nunca estirar hasta sentir dolor. •Cuidar la postura del cuerpo: al sentarse, dormir, caminar, levantar objetos pesados y transportarlos… las malas posturas pueden provocar deformaciones permanentes en los huesos y daños en articulaciones, tendones, ligamentos y músculos. •Dieta sana: una dieta variada y equilibrada te proporcionará las sales de calcio que tus huesos necesitan, los minerales perdidos en el sudor, recuperas las reservas de glucógeno gastadas durante el ejercicio, te aportará proteínas para el crecimiento y reparación muscular, vitaminas… •Otros: seguir las normas de seguridad y utilizar el equipo adecuado para cada actividad: ropa y calzado adecuado, guantes, casco y otras protecciones que puedan requerirse. 16 17