Fundamentos generales sobre la estructura de una célula (muscular) y funciones de sus componentes subcelulares
Como se puede ver en la figura 30, la célula está recubierta de una membrana celular (que corresponde al sarcolema de la fibra muscular). Su permeabilidad selectiva para las sustancias orgánicas y electrólitos y su capacidad para asociarse a otras células caracterizan a la célula como una estructura biológica compleja, altamente especializada. Los procesos vinculados con el transporte activo se localizan en la membrana celular (p. ej., bomba de sodio-potasio en la fase de repolarización de la membrana celular después del descenso de un potencial de acción) (Buddecke, 1971, 389).
El citoplasma (que corresponde al sarcoplasma de la célula muscular), un líquido que contiene electrólitos y proteínas, es el lugar donde se obtiene la energía anaeróbica (glucólisis), donde se sintetiza el glucógeno (el glucógeno es la forma de almacenamiento intracelular de la glucosa [azúcar]), donde se degrada el glucógeno y donde se sintetizan los ácidos grasos (más detalles v. pág. 83). En el citoplasma se encuentran también los diferentes acumuladores energéticos como, por ejemplo, los gránulos de glucógeno y las vacuolas lipídicas. El retículo endoplasmático (su equivalente en la célula muscular es el retículo sarcoplasmático) se extiende por todo el citoplasma partiendo desde la membrana celular y constituye un sistema de transporte intracelular que presenta, en algunas zonas, unas partículas de forma esférica denominadas ribosomas. Una de las funciones del retículo endoplasmático y de los ribosomas es la síntesis de proteínas. En la célula muscular, el retículo sarcoplasmático desempeña un papel importante para la transmisión de la excitación desde la superficie hasta el aparato de fibrillas contráctiles.
El núcleo de la célula contiene el material genético y tiene la capacidad de desdoblamiento idéntico (determina, p. ej., el modelo de la síntesis de proteínas). Comparte, pues, con los ribosomas antes mencionados un papel importante en la síntesis de proteínas. Entre todos permiten, a través de la multiplicación de las estructuras proteicas, el aumento de tamaño (hipertrofia) de la célula muscular durante el crecimiento y con el entrenamiento corporal. Finalmente, las mitocondrias son las “centrales térmicas” de la célula, pues en ellas tiene lugar la combustión oxidativa del sustrato energético. En ellas se encuentran las enzimas del ciclo del ácido cítrico y de la cadena respiratoria (más detalles v. pág. 85). En ellas se produce también la fosforilación y la producción de energía por oxidación.
La célula muscular presenta –como ya hemos indicado– las mismas estructuras subcelulares que la célula corporal antes mencionada, pero por su función específica se distingue en varios aspectos del prototipo de célula corporal representado esquemáticamente en la figura 31.
El músculo esquelético (fig. 31, arriba) se compone de una gran cantidad de fibras musculares. Estas fibras, que pueden tener una longitud de varios centímetros y presentar muchos núcleos marginales, coinciden con la célula muscular. La fibra muscular a su vez se compone de miofibrillas, rodeadas de un sarcoplasma que contiene mitocondrias y otras estructuras subcelulares.
Por su parte, las miofibrillas están formadas de filamentos contráctiles: actina (delgado) y miosina (grueso).
En el estado de no contracción de las fibras musculares, las cabezas de la molécula de miosina sobresalen en vertical de los filamentos (según estudios de radiación sincrotrónica de Holmes [1978, 1]). Estas cabezas se unen a los filamentos de actina ante una señal nerviosa, disocian el combustible ATP (una parte del ATP se encuentra en el sarcoplasma, pero su concentración es especialmente elevada en el ámbito de las líneas Z de la miofibrilla [Jakovlev, 1977, 24]) y se pliegan en una posición de 45°. Al hacerlo tiran de los filamentos de actina. En esta fase se transforma la energía química en trabajo mecánico (acoplamiento electromecánico). Después de este movimiento de remo, las cabezas de la miosina se separan de la actina, vuelven con un movimiento oscilante a su posición de partida y los filamentos de actina descienden suavemente entre los filamentos de miosina. De esta manera se produce el acortamiento muscular visible desde el exterior.
La unidad funcional mínima de la miofibrilla, la sarcómera, se encuentra entre dos líneas Z. Tiene una longitud de 2 μm (1 μm = 1 millonésima parte de un metro) en la contracción se puede acortar hasta la mitad y en el estiramiento se puede prolongar hasta 2,5 μm.
Los diferentes tipos de fibras musculares
Otra particularidad de la célula o de la fibra muscular es la existencia de diferentes tipos de fibras (Nöcker, 1971, 15; Mellerowicz/Meller, 1972, 3; Saltin, 1973, 139; Karlson, 1975, 358, entre otros).
Simplificando, podemos distinguir dos tipos principales de fibras musculares:
1.La fibra blanca (clara), gruesa y “rápida”, en lo sucesivo mencionada como fibra FT (fast twitch = fibra de contracción rápida). Interviene sobre todo en esfuerzos musculares intensos y de fuerza rápida.
2.La fibra roja, delgada y “lenta”, en lo sucesivo mencionada como fibra ST (slow twitch = fibra de contracción lenta). Este tipo de fibra se somete a carga con trabajo muscular de menor intensidad.
Para el análisis actual, muy detallado, de los efectos del entrenamiento sobre los diferentes tipos de fibra muscular, esta clasificación sencilla resulta ya insuficiente.
Para evaluar de forma precisa los diferentes efectos del entrenamiento se ha establecido una nueva subdivisión entre los tipos de fibras, particularmente entre las fibras FT, de contracción rápida. Distinguimos por tanto cuatro tipos de fibras musculares del hombre:
1.Las fibras ST ya mencionadas, que se denominan también fibras de tipo I.
Siguen tres tipos diferentes de fibras, o subcategorías de las fibras FT antes mencionadas, denominadas también fibras de tipo II; en concreto:
2.fibras IIb,
3.fibras IIa y
4.fibras IIc, denominadas también fibras intermedias.
Como muestran las figuras 32, 33 y 34, estos tipos de fibras se diferencian no sólo por su morfología, sino también por su funcionalidad. La figura 32 muestra las diferencias básicas morfológicas y funcionales de los diferentes tipos de fibras FT o de tipo II.
Las figuras 33 y 34 muestran que las principales divergencias morfológicas y funcionales antes indicadas se explican por la presencia variable de las llamadas cadenas pesadas y ligeras. Dependiendo de la combinación de cadenas, obtenemos los diferentes tipos de fibras del tipo II.
Como indicaremos en los correspondientes capítulos (v. págs. 136, 223, 359), dependiendo del estímulo de entrenamiento se consigue focalizar el trabajo sobre un tipo determinado de fibra muscular. Utilizando de forma selectiva métodos y contenidos de entrenamiento determinados se puede entrenar de forma muy específica los tipos de fibras musculares relevantes para un determinado rendimiento deportivo. En general no se da la transformación de fibras del tipo II en fibras del tipo I –esto supondría una transformación de las cadenas pesadas–, pero sí considerables desplazamientos dentro del espectro de las fibras del tipo II, lo cual va asociado a un “nuevo equipamiento” y a una combinación específicos de “cadenas ligeras” (cf. Howald, 1982, 2, y 1984, 5; Rapp/ Weicker, 1982, 58; Tidov/Wiemann, 1993, 92 s. y 136 s., entre otros).
Figura 31. Representación de la estructura del músculo esquelético.
Figura