para comprender y describir el movimiento humano. Los temas tratados en este capítulo son los siguientes:
· Estructura y función del músculo esquelético.
· Microestructura del músculo esquelético y contracción muscular.
· Arquitectura muscular.
· Inserciones musculares en el hueso.
· Músculos, palancas y movimiento angular.
· Tipos de contracción muscular (tensión).
· Consideraciones sobre los músculos respecto al movimiento corporal.
· Aprendizaje de los nombres y acciones de los músculos.
Estructura y función del músculo esquelético
Los miocitos son las únicas células capaces de producir tensión activa y contraerse. La contractilidad es la capacidad única del tejido muscular para acortarse. Algunos libros recientes sustituyen «capacidad para generar tensión» por «contractilidad», ya que la tensión generada por los músculos no siempre produce el acortamiento de los músculos (véase Tipos de contracción muscular, pág. 50 para más información). Es esta propiedad de la contractilidad la que genera los movimientos del cuerpo humano, así como permite los movimientos del corazón y otros órganos internos. Hay tres tipos de tejido muscular: músculo liso, músculo cardíaco y músculo esquelético, que aparecen en la tabla 2.1. El músculo liso forma parte de las paredes de los órganos huecos (p. ej., la vejiga urinaria, el útero o el estómago) y de distintos sistemas de tubos (p. ej., en los sistemas circulatorio, digestivo, respiratorio y reproductivo). La contracción de los músculos lisos ayuda a que pasen sustancias por los órganos (como la comida por el estómago) y tubos (como la sangre por las arterias). Bajo un microscopio óptico, las células de músculo liso tienen forma ahusada, larga y estrecha, con un único núcleo central. Las células se alinean muy juntas para formar hojas y, como el nombre sugiere, carecen de estrías transversales. La contracción del músculo liso no depende del control voluntario; de ahí que este tipo de músculo también se llame involuntario. Igualmente tiene capacidad para mantener el tono y contraerse automáticamente, sin estimulación del sistema nervioso.
El músculo cardíaco es el tipo de músculo presente en las paredes del corazón. La contracción del músculo cardíaco sirve para bombear sangre por los vasos sanguíneos, los pulmones y otras partes del cuerpo. Bajo el microscopio óptico, las fibras de músculo cardíaco presentan bandas, llamadas estrías, que atraviesan transversalmente las células. Las fibras de músculo cardíaco también son cortas y ramificadas con uniones singulares, llamadas discos intercalados, en el límite de los extremos de células adyacentes. Las células de músculo cardíaco suelen contener un solo núcleo (uninucleadas) aunque a veces son dos (binucleadas). Parecido al músculo liso, el músculo cardíaco no está bajo control voluntario y, debido a células especializadas (células marcapaso), es capaz de contraerse automáticamente sin estimulación del sistema nervioso.
El músculo esquelético es el tipo de músculo que se inserta en los huesos del esqueleto y genera movimientos en las articulaciones. Aunque varía en función del sexo, el somatotipo y la actividad, el músculo esquelético constituye aproximadamente el 40-45% del peso corporal de los adultos (Hall, 1999). Bajo el microscopio óptico, las células de músculo esquelético son muy largas, estrechas y cilíndricas, con muchas estrías transversales y muchos núcleos (multinucleadas). A diferencia de los músculos liso y cardíaco, que por lo general trabajan con poco control consciente, los músculos esqueléticos se llaman voluntarios porque muchos se controlan a voluntad. A diferencia de los músculos liso y cardíaco, no se pueden contraer de forma automática y dependen de la estimulación de un nervio. Los músculos esqueléticos también son importantes para mantener posturas y gestos, estabilizar las articulaciones, amortiguar choques, sostener y proteger tejidos internos, controlar la presión en las cavidades, y producir calor corporal. Más del 75% de la energía utilizada en las contracciones musculares se libera en forma de calor (McGinnis, 2005). Dada su importancia para el movimiento humano, este libro se centra en el músculo esquelético, y cualquier referencia futura a los músculos se referirá a los músculos esqueléticos.
Propiedades del tejido muscular esquelético
Además de por la contractilidad, el músculo esquelético se caracteriza por las siguientes propiedades: irritabilidad, extensibilidad y elasticidad. La irritabilidad es la capacidad de recibir y responder a un estímulo, generalmente procedente de un nervio asociado. La respuesta clásica del músculo a este estímulo es generar tensión o contraerse. Las propiedades de extensibilidad y elasticidad se entienden mejor si observamos un modelo mecánico del músculo.
Tabla 2.1. Tres tipos de tejido muscular
Modelo mecánico de un músculo
Se ha creado un modelo mecánico compuesto de tres partes para explicar el comportamiento del músculo (figura 2.1). La capacidad del músculo para contraerse depende de estructuras proteicas muy pequeñas presentes en el miocito y de las cuales se habla con más detalle en la siguiente sección de este capítulo. Estas estructuras se denominan componente contráctil (CC) o componente activo del músculo. Sin embargo, el músculo también contiene dos componentes elásticos: el componente elástico en paralelo y el componente elástico en serie. La contribución de estos componentes elásticos no requiere una contracción activa, por lo que también se llaman componentes pasivos. Como el nombre sugiere, el componente elástico en paralelo (CEP) se extiende en paralelo al componente contráctil y se compone de muchas estructuras, como el tejido conjuntivo del músculo, membrana celular (sarcolema) y una proteína elástica estrechamente asociada con las proteínas contráctiles del músculo (titina). Por el contrario, el componente elástico en serie (CES) se distribuye en serie con el componente contráctil y se compone sobre todo de tendón (en torno al 85%), con una contribución mucho menor de algunas estructuras del componente contráctil (Alter, 2004; Enoka, 2002; Kreighbaum y Barthels, 1996; Levangie y Norkin, 2001).
Estos componentes elásticos se pueden representar como un muelle (figura 2.2): la energía mecánica que se almacena en el componente elástico del músculo cuando se aplica un estiramiento se recupera una vez que finaliza éste (deformación recuperable), al igual que un muelle se retrae hasta su posición inicial cuando desaparece la tensión. Estos componentes elásticos confieren al músculo elasticidad. La elasticidad es la capacidad de un músculo para recuperar su longitud en reposo tras haberse estirado. Además, el tejido conjuntivo asociado con el músculo tiene otra propiedad, llamada viscosidad. Las propiedades plásticas o viscosas se suelen representar como un cilindro hidráulico (amortiguador), como aparece en la figura 2.2, que muestra un comportamiento como el de la masilla, donde la elongación producida por una fuerza se mantiene cuando ésta desaparece (deformación permanente). Juntas, estas propiedades elástica y viscosa del tejido conjuntivo se denominan viscoelásticas, y es esta respuesta viscoelástica la que confiere al músculo la propiedad de la extensibilidad, como se aprecia en la figura 2.2. La extensibilidad es la capacidad del músculo para estirarse o aumentar de longitud por encima de su longitud en reposo. Una fibra muscular normal se estira 1,5 veces su longitud en reposo (Hamilton y Luttgens, 2002). El músculo no se puede elongar solo, sino que requiere una fuerza como la gravedad o la contracción de otro músculo para generar esta elongación. Esta característica de la extensibilidad es clave para que los bailarines mejoren la amplitud de movimiento de una articulación, es decir, la flexibilidad.