Sistema Osteoartromuscular: Los Músculos.El sistema muscular está compuesto por dos importantes estructuras, los músculos y los tendones. La especie humana posee más de seiscientos músculos. Entre otras funciones, el sistema muscular hace posible el desplazamiento del cuerpo, protege a los órganos internos y permite la movilidad de las vísceras. Junto con los sistemas óseo, articular y nervioso, el sistema muscular forma parte del sistema locomotor.
¿Cómo están formados los músculos? Todo músculo está formado por haces de fibras. Cada fibra constituye una célula muscular rodeada por tejido conectivo, cuya propiedad más destacada es la contractilidad. Gracias a la facultad de contraerse, producto de una orden emitida por el sistema nervioso de cada fibra muscular, los músculos se acortan y tiran de los huesos o tensan los órganos de los que forman parte y, acabado el trabajo, recuperan su posición de reposo.
Características Generales del Músculo Esquelético
El cuerpo humano posee unos 650 músculos de acción voluntaria. Tal riqueza muscular nos permite realizar innumerables movimientos. Hay músculos planos como el recto del abdomen, con forma de huso como el bíceps y muy cortos como los interóseos del metacarpo. Algunos músculos son muy grandes, como el dorsal en la espalda, mientras que otros son muy potentes como el cuadriceps del muslo.
Además de conferir movilidad al cuerpo, los músculos, junto con los huesos protegen a los órganos internos, dan forma al organismo y confieren expresividad al rostro.
Los músculos tienen nombres que aluden a su forma, función e inserciones: por ejemplo, el músculo trapecio del dorso se llama de este modo porque se parece a la figura geométrica de este nombre, el músculo masetero (del griego, masètèr, ‘masticador’) de la cara debe su nombre a su función masticatoria.
Formas Musculares
Estructura de un Músculo Esquelético
Los músculos esqueléticos son órganos formados por tejido muscular estriado. Este tejido está compuesto por conjuntos de células alargadas llamadas fibras musculares. Las fibras se organizan formando haces que a su vez están rodeados de una vaina conjuntivas que se prolongan formando los tendones, con lo que se unen a los huesos. Su forma es variable. La más típica es la forma de huso muy alargado, gruesos en el centro y finos en los extremos.
Su misión esencial es permitir el movimiento de las diversas partes del cuerpo. También intervienen en la regulación de la temperatura corporal al producir calor mediante su movimiento e intervienen en el desplazamiento forzado de la sangre en las venas.
El músculo esquelético estriado se caracteriza por ser voluntario, es decir que se halla bajo control consciente.
Fibras Musculares
haces de fibras. Cada fibra constituye una célula muscular (rodeada por tejido conectivo), cuya propiedad más destacada es la contractilidad. Gracias a la facultad de contraerse de cada fibra muscular - producto de una orden emitida por el sistema nervioso- los músculos se acortan y tiran de los huesos o tensan los órganos de los que forman parte y, acabado el trabajo, recuperan su posición de reposo.
Las fibras musculares estriadas contienen unidades menores, las miofibrillas, que por su parte están formadas por miofilamentos de actina y miosina, que son dos proteínas contráctiles. Esos filamentos están dispuestos en forma paralela a la dirección del movimiento celular durante la contracción, formando una unidad denominada sarcómero. Solo las fibras estriadas (esqueléticas y cardiacas) poseen sarcómeros.
Tejido Muscular Estriado Esquelético
El Tejido Muscular Estriado Esquelético está formado por células multinucleadas que presentan estriaciones longitudinales y transversales. En la fibra muscular se distinguen el sarcolema o membrana plasmática, el sarcoplasma o citoplasma, y gran cantidad de núcleos. El músculo contiene tejido conectivo que lleva los vasos sanguíneos y linfáticos, y los nervios. Cada fibra muscular estriada está inervada por un filete nervioso. Corresponde a la movilidad voluntaria y representa grandes masas musculares unidas a los huesos del cuerpo, por lo que se llama músculo esquelético.
Tejido Muscular Liso
El Tejido Muscular Liso o Visceral está formado por haces o fascículos de fibras musculares rodeadas por vainas de tejido conectivo. La fibra muscular lisa relajada es fusiforme y alargada, de tamaño variable de acuerdo al órgano donde se encuentre. Se disponen en forma alternada; así la región central de una fibra se halla en contacto con el extremo ahusado de las fibras vecinas. Posee un solo núcleo central y no forma sarcómeros. La inervación está a cargo del sistema nervioso autónomo, por lo que la contracción es involuntaria. Forma parte de las paredes de las vísceras y de los vasos sanguíneos. Produce la constricción de los vasos sanguíneos y de las vías respiratorias, la propulsión de los alimentos por el tubo digestivo y la contracción de la vejiga.
Tejido Muscular Cardiaco
El tejido muscular cardíaco o miocardio es un caso especial de músculo estriado pero de contracción involuntaria.
Las células que lo forman presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas y difieren del músculo esquelético en la posición central de su único núcleo y en la ramificación e interconexión de las fibras.
Forma la mayor parte del corazón de los vertebrados. Su control es involuntario. Está inervado por el sistema nervioso autónomo, aunque los impulsos procedentes de él sólo aumentan o disminuyen su actividad sin ser responsables de la contracción rítmica característica del miocardio vivo. El mecanismo de la contracción cardiaca se basa en la generación y transmisión automática de impulsos a través de unas uniones intercelulares llamadas Uniones GAP.
El músculo cardíaco contiene una enorme cantidad de fibras musculares cuya principal característica es su gran contractilidad.
Al observar la fibra muscular miocárdica al microscopio electrónico se pueden reconocer, igual que en la fibra muscular estriada, miofibrillas dispuestas en paralelo. Éstas poseen estriaciones transversales, con bandas obscuras y claras, que alternan entre sí, formadas por dos tipos de filamentos: unos gruesos de miosina y otros finos de actina, tropomiosina y troponina. La actina y la miosina son las proteínas efectoras de la contracción, mientras que la tropomiosina y la troponina son las proteínas moduladoras. La unidad funcional contráctil de la miofibrilla es el sarcómero.
Fisiología de la Contracción Muscular -La Respuesta a la Estimulación Sensorial: La Contracción Muscular
Los músculos están accionados por nervios motores que regulan la contracción voluntaria y nervios sensitivos que informan al cerebro del estado e intensidad de la contracción. En el músculo esquelético, la contracción y la relajación se producen rápidamente, no así el músculo liso que lo hace más lentamente.
Después de un estímulo se observan en el músculo tres periodos diferentes que son:
Latencia que es el espacio comprendido entre la excitación y el principio de la contracción.
Contracción en el que las fibras musculares se acortan y,
Relajación en el que las fibras tienden a regresar a su posición inicial.
La contracción muscular depende directamente en su intensidad, de la fuerza, velocidad de aplicación y duración del estímulo, así como la fuerza de oponente a la contracción y la temperatura.
A la contracción del músculo corresponde un cambio de forma, seguido de una serie de reacciones químicas donde se absorben ciertos elementos necesarios y se eliminan los productos de desecho. En dicha función, el tejido muscular, tiene la capacidad de conservar cierto grado de contracción sin fatigarse, de uno o un grupo de músculos, propiedad que recibe el nombre de tono muscular, que se presenta por impulsos nerviosos pequeños y permanentes. Podemos observar esta acción, al mantener nuestra postura erecta o cuando entrecerramos la mano.
El tono muscular disminuye durante el sueño permitiendo la firmeza de los tejidos en el organismo. La ausencia de fatiga es debida a que los estímulos nerviosos sólo excitan a una parte de las fibras de un músculo, mientras las otras descansan. El tono muscular se puede alterar cuando se presentan fracturas de huesos, presencia de dolor, la lesión de un nervio motor, etc.
La contracción muscular se acompaña de reacciones químicas complejas, en las cuales intervienen iones de Ca, K, Na y Cl, producidas por la liberación de energía a partir de la destrucción de la molécula de ATP. Otras reacciones químicas producen la energía para que el ATP se forme nuevamente.
Uno de los productos de las reacciones químicas que se generan durante la contracción muscular es el ácido láctico, el que en presencia de dióxido de carbono y ante estímulos repetidos, origina una contracción muscular más débil progresivamente hasta llegar a no obtenerse respuesta, provocando la fatiga muscular y puede llegar a la tetanización (calambre). Un ejemplo claro, es cuando realizamos demasiado ejercicio cuando no se esta acostumbrado a hacerlo.
Como ya dijimos antes, cada músculo esquelético está constituido por fibras musculares -células largas, multinucleadas- unidas por tejido conectivo. Cada fibra está rodeada por una membrana celular externa, el sarcolema. Cada célula muscular contiene entre 1.000 y 2.000 filamentos pequeños, las miofibrillas, que corren paralelas a la longitud de la célula. Cada miofibrilla está rodeada por un retículo endoplasmático especializado, el retículo sarcoplasmático, y es atravesado por túbulos transversales -el sistema T- que están formados por una invaginación del sarcolema.
Las miofibrillas están constituidas por unidades llamadas sarcómeros, que consisten en filamentos delgados y gruesos alternados. La contracción ocurre cuando los filamentos se deslizan unos sobre otros.
La contracción muscular es el proceso fisiológico por el que los músculos realizan la fuerza para desplazar el contenido de la cavidad a la que recubren (músculo liso) o mueven el organismo a través del medio o a otros objetos (músculo estriado).
El músculo estriado puede estar en estado de relajación o de contracción. En estado de relajación, al observar el sarcómero, los extremos de los filamentos de actina en la zona A, apenas se superponen entre sí, mientras que se superponen casi al completo a los filamentos de miosina. En el estado de contracción, los filamentos de actina, se han desplazado sobre los filamentos de miosina y sobre ellos mismos, de tal manera que se entrelazan entre sí en mayor extensión, ocupando mayor espacio de la zona A. Por lo tanto, la contracción muscular es un mecanismo de deslizamiento de filamentos.
Placa Motora o Unión Neuromuscular entre una neurona motora y una fibra muscular.
A nivel molecular, los filamentos de actina se deslizan hacia adentro entre los filamentos de miosina debido a fuerzas de atracción resultantes de fuerzas mecánicas, químicas y electrostáticas generadas por la interacción de los puentes cruzados de los filamentos de miosina con los filamentos de actina.
En reposo, las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina están inhibidas, pero cuando un estímulo nervioso viaja por la membrana de la fibra muscular, provoca la liberación de grandes cantidades de iones calcio hacia el sarcoplasma que rodea a las miofibrillas. Estos iones calcio activan las fuerzas de atracción en los filamentos, y comienza la contracción.
En todo este proceso también se necesita energía para mantener la contracción muscular, que proviene de los enlaces ricos en energía del adenosín trifosfato (ATP), que se desintegra en adenosín difosfato (ADP) y fósforo inorgánico para proporcionar la energía requerida
Relación entre el Sistema Nervioso y el Músculo Esquelético – La Placa Motora o Unión Neuromuscular
Una neurona motora típicamente tiene una sola prolongación llamada axón que se ramifica al llegar al músculo. Al final, el axón se inserta en un surco en la superficie de una fibra muscular, formando la placa motora o unión neuromuscular.
En la comunicación entre neurona y fibra muscular, la señal para comenzar la contracción (sinapsis), pasa a través de la unión neuromuscular por medio de una sustancia química generada por la neurona, denominada neurotransmisor.
Los Sarcómeros en la Fibra Estriada
El sarcómero representa la unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla. Son las estructuras que se forman entre dos membranas Z consecutivas. Contiene los filamentos de actina y miosina (formada por una banda A y media banda I en cada extremo de la banda A). Un conjunto de sarcómeros forman una miofibrilla. Los componentes del sarcómero (entre las líneas Z) son, la Banda I (zona clara), Banda A (zona oscura), Zona H (en el medio de la Banda A), el resto de la Banda A y una segunda Banda I. Estas bandas corresponden a la disposición y solapamiento de los filamentos.
Cómo se Produce la Contracción Muscular
Cuando se produce el acortamiento de cada fibra muscular, las actinas de un sarcómero se acercan a las actinas del otro sarcómero, aproximando entre sí las líneas Z. Esto ocurre siguiendo ciertos pasos:
a) En primer término, la miosina se une al ATP formando un complejo estable miosina-ATP.
b) Cuando llega el estímulo para la contracción, éste se transmite desde la membrana plasmática receptora (sarcolema) al retículo endoplasmático liso (retículo sarcoplasmático) el cuál libera Ca2+ acumulado en sus cisternas.
c) En presencia de Ca2+, el complejo miosina ATP se inestabiliza y se une a la actina.
d) Posteriormente se produce la hidrólisis del ATP y la liberación de energía que se emplea para desplazar la porción globular de la miosina, que a su vez desliza el filamento de actina unido a ella, produciendo la contracción.
e) Para que se rompan los enlaces entre ambos filamentos es necesario un nuevo gasto de energía. De esta manera la actina se separa y se restablece el complejo miosina-ATP.
f) Si el Ca2+ se reincorpora a las cisternas del retículo sarcoplasmático, se produce la relajación de la fibra muscular, si el Ca2+ persiste en el citoplasma recomienza el proceso de contracción.
Ampliar información en el siguiente vínculo:
http://www.fm.unt.edu.ar/ds/Dependencias/ExperienciaClinicaPrecoz/PRIMER/fisiologia_correlacion_clinica_contraccion_muscular_y_maniobras.pdf
