Читать книгу Anatomía del ejercicio y el movimiento - Jo Ann Staugaard-Jones - Страница 8

El cuerpo humano contiene más de 215 pares de músculos esqueléticos, que constituyen aproximadamente el 40% del peso corporal. Los músculos esqueléticos reciben tal nombre porque en su mayoría se insertan en huesos y mueven el esqueleto y porque, por tanto, son responsables del movimiento del cuerpo.

Los músculos esqueléticos cuentan con abundante irrigación e inervación de vasos sanguíneos y nervios que están directamente relacionados con las contracciones musculares, que no son sino la función principal del músculo esquelético. Cada músculo esquelético cuenta por lo general con una arteria principal que aporta nutrientes por medio de la sangre, así como varias venas para eliminar los desechos metabólicos.

La irrigación e inervación suelen llegar a los músculos a través de orificios presentes en ellos, aunque ocasionalmente éstos se encuentren en un extremo y terminen penetrando en el endomisio de cada fibra muscular.

Figura 2.1. Sección transversal de tejido de músculo esquelético.

Existen tres tipos de fibras musculares: fibras rojas de contracción lenta, fibras intermedias de contracción rápida y fibras blancas de contracción rápida. El color de cada una refleja el nivel de mioglobina presente, es decir, su reserva de oxígeno. La mioglobina permite aumentar el ritmo de difusión de oxígeno de modo que las fibras rojas de contracción lenta se contraigan durante largos períodos, lo cual es muy útil en pruebas de fondo. Las fibras blancas de contracción rápida tienen un contenido menor de mioglobina. Como dependen de sus reservas de glucógeno (energía), se contraen con rapidez, pero también se fatigan muy rápido, por lo que son más abundantes en los velocistas o en deportes en que se requieren movimientos rápidos y cortos, como la halterofilia. Los maratonianos de clase mundial poseen hasta un 93-99% de fibras de contracción lenta en su músculo gastrocnemio, mientras que los velocistas de clase mundial sólo poseen en torno a un 25% en ese mismo músculo (Wilmore y Costill, 1994).

Cada fibra de músculo esquelético es una célula muscular o miocito, cilíndrica y rodeada por una membrana plasmática llamada sarcolema. Éste crea orificios específicos que conducen a unos tubos llamados túbulos transversos (T). (El sarcolema conserva un potencial de membrana que permite a los impulsos, específicamente al retículo sarcoplasmático [RS], generar o inhibir las contracciones.)

Un músculo esquelético puede estar integrado por cientos, incluso miles, de fibras musculares que forman haces y están rodeadas por una vaina de tejido conjuntivo llamada epimisio, que confiere al músculo su forma, además de aportar una superficie sobre la que moverse los músculos circundantes. La fascia, el tejido conjuntivo situado fuera del epimisio, rodea y separa los músculos.

Figura 2.2. Cada fibra de músculo esquelético es una célula muscular cilíndrica.

Porciones del epimisio se proyectan hacia dentro y dividen el músculo en compartimientos. Cada compartimiento contiene un haz de fibras musculares; cada uno de estos haces se llama fascículo (en latín, ‘manojo de ramas’) y está rodeado por una capa de tejido conjuntivo llamada perimisio. Cada fascículo se compone de varios miocitos, y dentro del fascículo cada miocito está rodeado por el endomisio, una fina vaina de tejido conjuntivo delicado.

Los músculos esqueléticos adoptan variedad de formas debido a la disposición de sus fascículos, dependiendo de la función del músculo respecto a su posición y acción. Los músculos paralelos presentan sus fascículos paralelos al eje mayor del músculo, por ejemplo, el sartorio. Los músculos penniformes contienen fascículos cortos que se insertan oblicuamente en el tendón y tienen forma de pluma, por ejemplo, el recto femoral. Los músculos convergentes (triangulares) tienen un origen ancho con los fascículos convergiendo en un único tendón, por ejemplo, el pectoral mayor. Los músculos circulares (esfínteres) tienen sus fascículos dispuestos en anillos concéntricos alrededor de un orificio, por ejemplo, el músculo orbicular del ojo.

Figura 2.3. Forma de los músculos: a) paralelo, b) penniforme, c) convergente y d) circular.

Cada fibra muscular se compone de pequeñas estructuras llamadas fibrillas musculares o miofibrillas (mio significa ‘músculo’ en latín). Estas miofibrillas se disponen en paralelo y confieren al miocito su aspecto estriado, porque se componen de miofilamentos alineados según un patrón regular. Los miofilamentos son cadenas de moléculas de proteína que bajo el microscopio parecen bandas que alternan un color más oscuro o claro. Las bandas isotrópicas (I) claras se componen de la proteína actina. Las bandas anisotrópicas (A) oscuras se componen de la proteína miosina. (Se ha identificado una tercera proteína llamada titina, que constituye un 11% del contenido proteico combinado del músculo.) Cuando un músculo se contrae, los filamentos de actina se mueven entre los filamentos de miosina, estableciendo puentes cruzados que provocan el acortamiento y engrosamiento de las miofibrillas. (Ver ‘Fisiología de las contracciones musculares’.)

Figura 2.4. Miofilamentos de una sarcómera, la cual está limitada por ambos extremos por la línea Z; la línea M es el centro de la misma; la banda I se compone de actina; la banda A se compone de miosina.

Por lo general, epimisio, perimisio y endomisio se extienden más allá de la porción carnosa del músculo –el vientre– para formar un tendón grueso y cordiforme o un tejido tendinoso, plano, ancho, igual que una sábana, conocido como aponeurosis. El tendón y la aponeurosis forman inserciones indirectas de los músculos en el periostio de los huesos o en el tejido conjuntivo de otros músculos. Sin embargo, músculos más complejos pueden contar con múltiples inserciones, como el cuádriceps (cuatro inserciones). Así, por lo general, un músculo abarca una articulación y se inserta por ambos extremos en huesos mediante tendones. Uno de los huesos se mantiene relativamente fijo o estable mientras el otro extremo se mueve como resultado de la contracción muscular.

Cada fibra muscular está inervada por una única fibra de un nervio motor, terminando cerca del punto medio de la fibra muscular. Esta única fibra de un nervio motor y todas las fibras musculares que inerva forman lo que se conoce como una unidad motora. El número de fibras musculares inervadas por una sola fibra nerviosa depende del movimiento requerido. Cuando se necesita un grado exacto de movilidad controlada, como los movimientos de los ojos o los dedos, sólo se inervan unas pocas fibras musculares; cuando se requiere un movimiento más grueso, como en los músculos grandes, por ejemplo, el glúteo mayor, pueden estar inervados varios cientos de fibras.

Figura 2.5. Unidad motora de un músculo esquelético.

Las fibras musculares individuales actúan según el principio de ‘todo o nada’, en el cual la estimulación de la fibra causa una contracción completa de dicha fibra o ninguna en absoluto: una fibra no se puede «contraer ligeramente». La contracción general de cualquier músculo implica la contracción de una proporción de fibras en cualquier momento dado, mientras que otras se mantienen relajadas.

Fisiología de las contracciones musculares

Los impulsos nerviosos causan la contracción de las fibras de músculo esquelético donde terminan. La unión entre una fibra muscular y el nervio motor se conoce como unión neuromuscular, y es aquí donde se produce la comunicación entre el nervio y el músculo. Los impulsos nerviosos llegan a las terminaciones del nervio, llamadas terminaciones axónicas, cerca del sarcolema. Estas terminaciones contienen miles de vesículas llenas de un neurotransmisor llamado acetilcolina (ACh). Cuando un impulso nervioso llega a la terminación axónica, cientos de estas vesículas descargan ACh. La ACh abre los canales, que permiten a los iones de sodio (Na+) difundirse por su interior. Una fibra muscular inactiva tiene un potencial en reposo de -95 mV. El influjo de iones de sodio reduce la carga, creando un potencial de placa terminal. Si este potencial alcanza el voltaje liminal (aproximadamente -50 mV), los iones de sodio entran y se crea un potencial de acción en la fibra.

Figura 2.6. El impulso nervioso desencadena un potencial de acción/contracción muscular.

No se produce ningún cambio visible en la fibra muscular durante el potencial de acción (e inmediatamente después). Este período, llamado período latente, dura de 3 a 10 milisegundos. Antes de terminar el período latente, la enzima acetilcolinesterasa descompone ACh en la unión neuromuscular, los canales del sodio se cierran y se despeja el terreno para la llegada de un nuevo impulso nervioso. El potencial en reposo de la fibra se restablece mediante el flujo de salida de iones de potasio. El breve período necesario para restablecer el potencial en reposo se llama período refractario.

¿Cuánto se acorta una fibra muscular? La mejor explicación es la teoría de los filamentos deslizantes (Huxley y Hanson, 1954), que propone que las fibras musculares reciben un impulso nervioso (ver anteriormente) que causa la liberación de calcio almacenado en el retículo sarcoplasmático (RS). Para que los músculos trabajen con eficacia, se requiere energía, que se consigue con la descomposición de ade-nosintrifosfato (ATP). Esta energía permite a los iones de calcio ligarse a los filamentos de actina y miosina, y formar un enlace magnético, lo cual causa el acortamiento de las fibras y genera una contracción. La acción muscular prosigue hasta que se agota el calcio, punto en que éste se bombea de nuevo al RS, donde se almacena hasta que llega otro impulso nervioso.

Reflejos musculares

Los músculos esqueléticos contienen unidades sensitivas especializadas que perciben la elongación muscular (estiramiento). Estas unidades sensitivas se llaman husos musculares y órganos tendinosos de Golgi, y son importantes para detectar, responder y modular los cambios en la longitud del músculo.

Los husos musculares se componen de cordones espirales llamados fibras intrafusales y terminaciones nerviosas, ambas encerradas en una vaina de tejido conjuntivo, que controlan la velocidad a la que se elonga un músculo. Si se elonga con rapidez, las señales de las fibras intrafusales enviarán información a través de la médula espinal al sistema nervioso de modo que un impulso nervioso vuelva y cause la contracción del músculo elongado. Las señales aportan información continua de ida y vuelta al músculo sobre su posición y potencia (propiocepción).

Figura 2.7. Anatomía de un huso muscular y un órgano tendinoso de Golgi.

Además, cuando un músculo se elonga y mantiene así, prolongará la respuesta contráctil siempre y cuando se mantenga extendido. Esta capacidad se conoce como arco reflejo de estiramiento. Los husos musculares se mantienen estimulados mientras dura el estiramiento.

El ejemplo clínico clásico del reflejo de estiramiento es la prueba del reflejo rotuliano, que consiste en la activación de los receptores del estiramiento del tendón, lo cual causa la contracción refleja del músculo insertado, es decir, el cuádriceps.

Mientras los husos musculares monitorizan la longitud de un músculo, los órganos tendinosos de Golgi (OTG) presentes en el tendón muscular son tan sensibles a la tensión en el complejo tendinoso que responden a la contracción de una sola fibra muscular. Los OTG son de naturaleza inhibidora y realizan funciones protectoras y reducen el riesgo de lesión. Cuando se estimulan, los OTG inhiben los músculos que se contraen (agonistas) y excitan los músculos antagonistas.

Mecánica musculoesquelética

La mayoría de los movimientos coordinados requieren que la inserción de un músculo esquelético se mantenga relativamente estática mientras se mueve la inserción en el otro extremo. La inserción proximal, más fija, se conoce como origen, mientras que la más distal y que se mueve se conoce como inserción. (Sin embargo, inserción es el término preferido porque reconoce que los músculos a menudo trabajan de modo que cualquiera de sus extremos puede estar fijo mientras el otro se mueve.)

La mayoría de los movimientos requieren la aplicación de fuerza muscular, que a menudo ejercen los agonistas (movilizadores principales), que son sobre todo responsables del movimiento y aportan la mayoría de la fuerza requerida para el movimiento; los antagonistas se elongan para permitir el movimiento producido por los agonistas y ejercen un papel protector; los sinergistas (más específicamente llamados estabilizadores, ver página 21) ayudan a los agonistas y a veces intervienen en el ajuste de la dirección del movimiento. Un ejemplo sencillo es la flexión del codo, que requiere acortar los músculos braquial y bíceps braquial (agonistas), y relajar el tríceps braquial (antagonista). El músculo braquiorradial actúa de sinergista ayudando al braquial y al bíceps braquial.

El movimiento muscular se puede descomponer en tres tipos de contracciones: concéntricas, excéntricas y estáticas (isométricas). En muchas actividades, como correr, Pilates y yoga, los tres tipos de contracción producen movimientos armónicos y coordinados.

Figura 2.8. Flexión del codo, en la cual los músculos braquial y bíceps braquial actúan de agonistas, el tríceps braquial de antagonista y el braquiorradial de sinergista.

Los músculos esqueléticos se clasifican a grandes rasgos en dos tipos:

1.Los estabilizadores*, que esencialmente estabilizan una articulación. Se componen de fibras de contracción lenta, aptas para la tolerancia física, y ayudan a mantener las posturas. Se dividen a su vez en estabilizadores primarios, con inserciones muy profundas, situados cerca del eje de rotación de la articulación, y estabilizadores secundarios, que son músculos poderosos con capacidad de absorber mucha fuerza. Los estabilizadores trabajan contra la gravedad y tienden a debilitarse y alargarse con el tiempo (Norris, 1998). Son ejemplos los multífidos, el transverso del abdomen (primario), el glúteo mayor y el aductor mayor (secundarios).

2.Los movilizadores* son responsables del movimiento. Tienden a ser más superficiales, aunque menos poderosos, que los estabilizadores, pero generan un movimiento de mayor amplitud. Tienden a cruzar dos articulaciones, y se componen de fibras de contracción rápida que generan potencia, pero carecen de mucha tolerancia física. Los movilizadores ayudan con movimientos rápidos o balísticos y generan mucha fuerza. Con el tiempo y el uso, tienden a adquirir rigidez y a acortarse. Son ejemplos los isquiotibiales, el piriforme y el romboides.

La principal acción de un músculo es su acortamiento, en el cual las inserciones del músculo se aproximan, y recibe el nombre de contracción concéntrica. Como se genera movimiento articular, las contracciones concéntricas también se consideran contracciones dinámicas. Un ejemplo es sostener un objeto, en el que el bíceps braquial se contrae concéntricamente, la articulación del codo se flexiona y la mano sube y se mueve hacia el hombro.

Un movimiento se considera que es una contracción excéntrica cuando el músculo ejerce fuerza mientras se elonga. Al igual que las contracciones concéntricas, en las que se genera movimiento, también se consideran contracciones dinámicas. Los filamentos de actina experimentan más tracción desde el centro de la sarcómera y se estiran con más eficacia.

Figura 2.9. Un ejemplo de contracción excéntrica es la acción del bíceps braquial cuando el codo está extendido para bajar una carga pesada. El bíceps braquial está controlando el movimiento y se elonga de forma gradual para oponer resistencia a la fuerza de la gravedad.

Cuando un músculo actúa sin moverse, se genera fuerza pero su longitud se mantiene inalterada. Esto se conoce como contracción estática (isométrica).

Figura 2.10. Ejemplo de contracción estática (isométrica), en el que se sostiene un gran peso con el codo estático y flexionado 90º.

Palancas

Una palanca es una herramienta que transmite fuerza (no la crea) y consiste en una barra rígida que se mueve sobre un punto fijo (fulcro). Más específicamente, una palanca se compone de una fuerza, una resistencia, una palanca rígida y un fulcro. Los huesos, articulaciones y músculos forman un sistema de palancas corporales en el que las articulaciones actúan de fulcro, los músculos generan la fuerza o esfuerzo y los huesos soportan el peso de la porción del cuerpo que se mueve. Las palancas se clasifican según la posición del fulcro, la resistencia (carga) y el esfuerzo entre sí.

En una palanca de primer orden, la fuerza y la resistencia se localizan en lados opuestos del fulcro. En una palanca de segundo orden, la fuerza y la resistencia se localizan en el mismo lado del fulcro, situándose la resistencia entre el fulcro y la fuerza. Finalmente, en una palanca de tercer orden, la fuerza y la resistencia se localizan en el mismo lado del fulcro, pero el esfuerzo se sitúa entre el fulcro y la resistencia, y es éste el tipo más habitual de palanca en el cuerpo humano.

Figura 2.11. Ejemplos de palancas en el cuerpo humano: a) palanca de primer orden; b) palanca de segundo orden, y c) palanca de tercer orden.

Generación de fuerza

La fuerza del músculo esquelético se refleja en su capacidad para generar fuerza. Si un halterófilo es capaz de levantar 75 kilogramos, sus músculos son capaces de generar suficiente fuerza como para levantar 75 kilogramos. Incluso cuando no tratan de levantar una pesa, los músculos tienen que seguir generando suficiente fuerza para mover los huesos en los que se insertan. Varios factores influyen en su capacidad para generar fuerza, como el número y tipo de unidades motoras activadas, el tamaño del músculo y el ángulo de la articulación.

Inhibición recíproca

La mayoría de los movimientos implican el esfuerzo combinado de dos o más músculos, de los cuales uno actúa de agonista. La mayoría de los músculos agonistas suelen contar con un músculo sinergista que les ayuda. Además, la mayoría de los músculos esqueléticos tienen uno o más antagonistas que realizan la acción opuesta. Un buen ejemplo podría ser la abducción de la cadera, en la que el músculo glúteo medio actúa de agonista, siendo el tensor de la fascia lata el que actúa sinergísticamente y los aductores de la cadera actúan de antagonistas, inhibiéndose recíprocamente por la acción de los agonistas.

La inhibición recíproca (IR) es un fenómeno fisiológico en que hay una inhibición automática de un músculo cuando su antagonista se contrae. En circunstancias específicas, tanto el agonista como el antagonista se pueden contraer juntos, lo cual se conoce como cocontracción.

Músculos implicados en la respiración

La respiración es vital para la vida y el deporte, y desempeña un papel importante en Pilates y yoga. Por eso vale la pena fijarse en los principales músculos esqueléticos implicados.

1. Diafragma

El diafragma es el principal músculo de la inspiración. Su contracción hace que la cúpula del diafragma descienda, aumentando las dimensiones del tórax en todas direcciones. El diafragma contribuye a la estabilidad vertebral al aumentar la presión intraabdominal y, junto con el músculo transverso del abdomen, trabaja continuamente para controlar el movimiento del tronco y mejorar el patrón respiratorio durante los movimientos, sobre todo los de las extremidades.

2. Músculos intercostales

La capa más externa de los músculos intercostales es responsable de la expansión lateral del pecho y de la estabilización de las costillas durante la inspiración. A nivel profundo de ellos, los intercostales internos desempeñan la acción opuesta en la espiración forzada durante el ejercicio. Los músculos intercostales mantienen una estrecha relación anatómica con los músculos oblicuos internos y externos del abdomen.

3. Músculos abdominales

Éste es el principal grupo de músculos implicados en la espiración forzada. Estos músculos alteran la presión intraabdominal y ayudan a vaciar los pulmones y transmitir la presión generada por el diafragma. La presión intraabdominal es la presión creada dentro del tronco, en el cilindro cerrado del diafragma, el suelo de la pelvis y la pared abdominal. Una mayor presión proporciona estabilidad al tronco y la pelvis.

4. Músculos del suelo de la pelvis

Son un grupo de músculos y tejidos blandos que forman la base de la cavidad abdominal-pélvica. Intervienen en el mantenimiento de la presión intraabdominal y la transferencia de la estabilidad creada por la respiración. No obstante, sus funciones principales son sostener los órganos internos de la pelvis y ayudar a mantener la continencia.

5. Otros grupos de músculos

Otros grupos de músculos trabajan de forma activa junto con los principales músculos de la respiración, pero se activan cuando el ejercicio o los asanas son exigentes, o cuando hay un cambio de posición durante el ejercicio o asana. Son necesarios para estabilizar las partes del cuerpo y mejorar la acción respiratoria.

Los músculos escalenos ayudan a la respiración profunda fijando la primera y segunda costillas durante la espiración contra la contracción de los músculos abdominales. El músculo esternocleidomastoideo eleva el esternón y aumenta la dimensión anterior y posterior del pecho durante la inspiración moderada a honda si la columna cervical se mantiene estable. El músculo serrato anterior ayuda a la inspiración para expandir lateralmente la caja torácica si las escápulas están estabilizadas.

Los músculos pectorales actúan durante la inspiración forzada para elevar las costillas, aunque haya que estabilizar las escápulas mediante la acción del trapecio y el serrato anterior con el fin de impedir el aleteo de la escápula. El músculo dorsal ancho interviene en la inspiración y espiración forzadas. El músculo erector de la columna ayuda a la respiración extendiendo la columna torácica y elevando la caja torácica. El músculo cuadrado lumbar estabiliza la XII costilla para impedir su elevación durante la respiración.

Articulaciones sinoviales

Los capítulos 3 a 10 describen con detalle la función de los grupos musculares y articulaciones sinoviales en relación con el movimiento. Las articulaciones desempeñan dos funciones: mantener juntos los huesos y dotar de movilidad al esqueleto rígido. Las articulaciones inamovibles (sinartrosis) y ligeramente móviles (anfiartrosis) se encuentran sobre todo en el esqueleto axial, donde la estabilidad articular es importante para proteger los órganos internos. Las articulaciones sinoviales se mueven con libertad (diartrosis) y por eso se encuentran sobre todo en las extremidades, donde se requiere un mayor grado de movilidad. Dichas articulaciones sinoviales presentan varias características distintivas: el cartílago articular (hialino) que cubre los extremos de los huesos que forman la articulación; una cavidad articular llena de líquido sinovial lubricante (un líquido resbaladizo que crea una película que reduce la fricción); ligamentos colaterales o accesorios que refuerzan y aportan resistencia; bolsas llenas de líquido que amortiguan; vainas tendinosas que envuelven los tendones sometidos a fricción para protegerlos. Hay discos articulares (meniscos) en algunas articulaciones sinoviales (p. ej., la rodilla) que actúan de amortiguadores. Hay seis tipos de articulaciones sinoviales:

Articulaciones anfiartrodiales

El movimiento ocurre donde dos superficies, por lo general planas o ligeramente curvas, se deslizan una sobre otra. Son ejemplos las articulaciones acromioclavicular y sacroilíaca.

Articulaciones trocleares

El movimiento ocurre en sólo un eje (transverso), como la bisagra de la tapa de una caja; el plano es sagital. La protrusión de un hueso se acomoda en la superficie articular cóncava o cilíndrica de otro hueso, permitiendo flexión y extensión. Ejemplos: las articulaciones interfalángicas, el codo y la rodilla.

Articulaciones trocoideas

El movimiento ocurre en un eje vertical, como la bisagra de una puerta. Una superficie articular más o menos cilíndrica de un hueso sobresale y gira dentro de un anillo formado por hueso o ligamento. Ejemplo: la articulación entre el radio y el cúbito en el codo.

Articulaciones esferoideas

Se componen de una ‘esfera’ formada por la cabeza esférica o semiesférica de un hueso que gira dentro de la cavidad cóncava de otro hueso, permitiendo flexión, extensión, aducción, abducción, circunducción y rotación. Por tanto, son articulaciones multiaxiales y capaces de la mayor movilidad entre articulaciones. Ejemplos: las articulaciones del hombro y la cadera.

Articulaciones condiloideas

Presentan una superficie articular esférica o elipsoide que encaja en una concavidad. Permiten flexión, extensión, abducción y aducción, que se combinan para crear circunducción. Ejemplo: la muñeca, las articulaciones metacarpofalángicas de los dedos (pero no el pulgar).

Articulaciones sellares

Las superficies articulares presentan áreas convexas y cóncavas, y se parecen a dos ‘sillas de montar’ que se unen acomodando la superficie cóncava de una a la convexa de la otra. Permiten incluso más movimiento que las articulaciones condiloideas; por ejemplo, permiten la ‘oposición’ del pulgar con los dedos. Ejemplo: la articulación carpometacarpiana del pulgar.

*Hay que destacar que todos los músculos esqueléticos son estabilizadores y movilizadores, ello depende del movimiento y de la posición del cuerpo, así como de los músculos que reaccionan al mismo tiempo.