TEMA 2. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MUSCULAR

Transcripción

1 TEMA 2. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA MUSCULAR LA CÉLULA La célula es la base de la vida. Se trata de la estructura más pequeña del cuerpo que tiene capacidad de realizar las funciones vitales: movimiento, respiración, digestión, reproducción, conducción nerviosa, aunque de forma específica. PARTES DE LA CÉLULA Citoplasma (sarcoplasma en células musculares). Es un fluido acuso y gelatinoso que contiene todos los orgánulos y está rodeado por la membrana celular. Núcleo. Es el centro de control de la célula, en él están las instrucciones de las actividades propias de la célula. Está rodeado por la membrana nuclear que es porosa para permitir el paso de sustancias entre el núcleo y el citoplasma. Nucléolo. Es un pequeño corpúsculo que está dentro del núcleo y tiene un importante papel en la síntesis proteica, pues forma los ribosomas. Ribosomas. Se encuentran en el retículo endoplasmático, o libres por el citoplasma. Son los encargados de fabricar proteínas. Retículo endoplasmático. Es un sistema de túbulos y cavidades que se comunican con el exterior de la célula a través de un orificio situado en la membrana celular. Es el responsable de producir algunas sustancias, que luego va segregar, como las proteínas, anticuerpos o enzimas. Mitocondria. Son las centrales energéticas de la célula. Tienen una membrana exterior lisa y otra interior plegada, en las que sucede la respiración celular, es decir, la oxidación aeróbica de azúcares y grasas y se produce energía en forma de ATP. En las células musculares están situadas paralelamente entre las miofibrillas. Las células que requieren mucha energía poseen gran cantidad de mitocondrias, como las del hígado o las de los músculos. El ejercicio aeróbico aumenta el número de mitocondrias. Miofibrillas. Se encuentran sólo en la fibra muscular. Son filamentos fibrosos y enfrentados paralelamente, con la capacidad de unirse unos con otros, mediante puentes transversales que pueden acortarse y atraer a la otra miofibrilla, a fin de hacer contraer a la célula muscular. Aparato de Golgi. Está formado por vesículas aplastadas y apiladas. Procesa las proteínas del retículo endoplasmático rugoso y las embolsa en unas vesículas para poder pasar la membrana celular y liberar su contenido fuera de la célula. Es más extenso en las células secretoras, como las del páncreas o las que liberan enzimas digestivas. Lisosoma. Es una vesícula de membrana simple que contiene gran cantidad de enzimas digestivas y tiene por misión la destrucción de partículas extrañas o inutilizables por la célula. Para lo cual rodea las rodea con su membrana y la repliega hacia el interior donde la digiere. Por ejemplo los glóbulos blancos capturan bacterias que destruyen en sus lisosomas. 1º TCAFDMN 1

2 CLASIFICACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR El tejido muscular está formado por células especializadas en la contractilidad, desempeñando funciones de movimiento y soporte. Se encuentra en la musculatura esquelética, forma el corazón, envuelve vasos sanguíneos y cavidades digestivas, se entrelaza con la dermis e incluso mueve los pelos. - Tejido muscular estriado. Se denomina así porque visto al microscopio presenta una serie de estrías que denotan la presencia del aparato contráctil de la célula. Es responsable de los movimientos voluntarios. Forma el músculo esquelético y es contracción voluntaria. Está formado por células polinucleadas muy alargadas (hasta 30 cm.) que se agrupan en haces de fibras. - Cardíaco. Es estriado pero de contracción involuntaria. Se encuentra en el corazón. Está constituido por fibras estriadas mononucleadas, que están ramificadas y unidas entre sí formando una malla. Poseen una gran facilidad para la conducción nerviosa. - Tejido muscular liso. Al microscopio carece de estrías visibles y es de contracción involuntaria. Está formado por células fusiformes uninucleadas. Este tejido conforma las paredes de diversos órganos como el tubo digestivo, el estómago, intestino y de las paredes de los vasos sanguíneos y demás vísceras. ESTRUCTURA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO. El músculo esquelético es el responsable del movimiento humano, ya que al contraerse consigue el desplazamiento de las palancas óseas, siempre bajo el ordenamiento y control del sistema nervioso. 1º TCAFDMN 2

3 Si damos un corte transversal al músculo vemos que está distribuido en paquetes, cada vez más pequeños de fibras musculares. Estas son las células consideradas como la unidad estructural del tejido muscular, es decir es la célula base para conformar el tejido muscular. Cada paquete está rodeado de una vaina o cubierta fibrosa de tejido conjuntivo que sirven para conseguir una direccionalidad de acortamiento y para facilitar el deslizamiento entre diferentes partes del músculo, además le confiere mayor resistencia a todo el conjunto. Con frecuencia estas vainas se prolongan hasta unirse y dar lugar al tendón del músculo. Encontramos por tanto, que el músculo está formado por células o fibrasmusculares, cada célula está rodeada por el ENDOMISIO, las fibras se reúnen en paquetes de fibras denominados haces o fascículos, que están envueltos por el PERIMISIO y rodeando todo esto, es decir al músculo, se encuentra el EPIMISIO. A todos estos componentes conjuntivos se les conoce como elemento elástico del músculo. 1º TCAFDMN 3

4 LA FIBRA MUSCULAR. La fibra muscular es la unidad estructural del tejido muscular, son células polinucleadas que tienen forma de huso. En su interior contiene todos los elementos típicos de las células, (sarcoplasma, mitocondrias, retículo sarcoplasmático, núcleos, etc.), pero además un elemento exclusivo y característico de este tipo de célula, el denominado elemento contráctil. Este permite el acortamiento de la fibra y por tanto la contracción del músculo. Está formado por MIOFIBRILLAS que, a su vez, están constituidas por MIOFILAMENTOS de ACTINA y de MIOSINA. Ambos son de naturaleza proteica y se diferencian en su estructura, la miosina es más gruesa y presenta unos salientes o puentes transversales. La actina a su vez se compone de moléculas de actina, tropomiosina y troponina, esta última es el lugar donde se adhiere con la miosina. Estos miofilamentos se disponen enfrentados unos al lado de los otros, en forma de parrilla que se va repitiendo a lo largo de todo la fibra. Por esta razón se conoce al tejido muscular esquelético como musculatura estriada. Ya que al microscopio se observan estas estrías de alternancia de zonas claras y obscuras. 1º TCAFDMN 4

5 MECÁNICA DE LA CONTRACCIÓN. La contracción muscular se explica por la teoría del filamento deslizante. Ésta nos explica cómo los puentes transversales de la miosina tienen la capacidad para flexionarse y que esto se produce una vez que se ha adherido a los filamentos de actina, de esta manera se produce un deslizamiento de unos miofilamentos sobre los otros, con el resultado de un acortamiento de todo el sarcómero. Claro al producirse el efecto en todos los sarcómeros, el efecto es que la célula muscular se acorta y por tanto el músculo también. FASES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR FASE 1. Estado del músculo en reposo, donde los miofilamentos están separados. FASE 2. Llegada de la orden de contracción: un estímulo eléctrico invade la fibra, esto propicia la adhesión de la miosina a la actina. FASE 3. Se necesita energia, se descompone ATP y se libere energía, ésta permitirá que se entrelacen la activa y la miosina y por tanto el sarcómero se acorta mínimamente. FASE 4. En este punto y si queremos más contracción, llegaría otra molécula de ATP que permitirá más unión entre las activa y miosina, de esta forma la llegada sucesiva de impulsos proporciona acortamientos cada vez mayores de los sarcómeros y por tanto del músculo al completo. Si no llegara una nueva orden de contracción, la activa y miosina se separan, con lo que el músculo vuelve a su estado de reposo. COMPORTAMIENTO ELÁSTICO DEL MÚSCULO. El músculo tiene dos propiedades una contráctil y otra elástica, la primera se atribuye al aparato contráctil propio de la célula muscular, y la segunda se debe a otros dos factores: - A la elasticidad intrínseca de los filamentos de actina y miosina. - A la elasticidad propia del componente conjuntivo del sistema muscular, tendones, y membranas que envuelven al músculo, endomisio, perimisio y epimisio. 1º TCAFDMN 5

6 TIPOS DE CONTRACCIÓN. En función del desplazamiento producido entre los extremos del músculo distinguimos: CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA.- Es aquella en la que no se produce desplazamiento del origen e inserción del músculo. Aunque sí existe un acortamiento y una intensificación de la tensión de los sarcómeros. CONTRACCIÓN ANISOMÉTRICA.- En la que existe desplazamiento de los extremos musculares, que según el sentido en que se produzca nos va a dar lugar a dos tipos de contracción: - Contracción excéntrica.- En este caso se produce un alejamiento de los extremos musculares, a pesar de la contracción muscular en sentido contrario. Por eso se entiende que existe un trabajo negativo. - Contracción concéntrica.- En la que los extremos del músculo se acercan, disminuyendo así la longitud del músculo. Se dice que hay un trabajo positivo. TRANSMISIÓN DEL IMPULSO NERVIOSO A LA FIBRA MUSCULAR. Existen unos nervios especializados en llevar las órdenes nerviosas hasta los músculos, son las α- motoneuronas. Al conjunto formado por una motoneurona y todas las fibras o células musculares que controla se le denomina UNIDAD MOTORA. CONTROL DE FUERZA Y VELOCIDAD DE CONTRACCIÓN El que un músculo pueda contraerse con mayor o menor fuerza, va a depender básicamente de la capacidad del sistema nervioso para activar el número de unidades motoras necesarias para alcanzar cada nivel de fuerza requerido. Es decir cuantas más unidades motoras se activen mayor grado de fuerza va a ejercer el músculo en su contracción. En este caso la sumatoria de unidades motrices nos da el grado de fuerza. 1º TCAFDMN 6

7 El nivel de acortamiento muscular se produce por la sumatoria de impulsos nerviosos, es decir para conseguir un mayor acortamiento, el sistema nervioso, lo que hace es ir sumando impulsos uno tras otro y a cada impulso se produce un nuevo acortamiento que va sumándose al anterior y consiguiendo el acortamiento muscular requerido. Por otro lado la velocidad de acortamiento del músculo vendrá dada por la frecuencia de impulso es decir, la velocidad con la que se repitan esos impulsos, de forma que, a mayor frecuencia de impulso mayor velocidad de contracción. Debemos indicar aquí que la capacidad de velocidad de contracción de un músculo dependerá también del tipo de fibras musculares que compongan ese músculo. RECEPTORES PROPIOCEPTIVOS. La contracción muscular está controlada por el SCN, y este control necesita de un feedback que le indique en todo momento el grado de acortamiento, de tensión, o de posición de cada segmento corporal. Esto es posible gracias a los órganos de los sentidos, pero también a los receptores propioceptivos, que envían este tipo de información al sistema nervioso central de forma continuada. Existen en los músculos dos tipos de receptores propioceptivos, que están íntimamente relacionados con el control de la contracción del músculo. EL HUSO MUSCULAR.- Se sitúa entre las fibras musculares y detecta el grado de estiramiento de un músculo, de forma que es excesivo hace que se contraiga todo el músculo a fin de protegerlo y evitar una rotura mayor. EL ÓRGANO TENDINOSO DE GOLGI.- Este se encuentra en la unión del músculo con el tendón, capta la tensión allí producida, y cuando detecta que ésta es muy grande y puede romper el músculo, inhibe o paraliza la contracción del propio músculo activando la contracción del antagonista, a fin de protegerlo y evitar la rotura del mismo. MOVIMIENTOS REFLEJOS Estos receptores propioceptivos van a tener una especial importancia en el control del movimiento reflejo. - EL REFLEJO MIOTÁTICO.- Es el responsable de los reflejos tendinosos, como el reflejo rotuliano. Su receptor periférico es el huso muscular, sensible al estiramiento de la fibra muscular. En este caso, el huso registra el estiramiento producido por la comunicación de una fuerza sobre el tendón rotuliano, acto seguido envía una orden de contracción al músculo, mediante un arco reflejo, como medida de prevención. 1º TCAFDMN 7

8 - REFLEJO MIOTÁTICO INVERSO.- Su receptor periférico es el órgano tendinoso de Golgi. Es el responsable de que la contracción muscular se efectúe con la intensidad adecuada a la resistencia del tendón, de forma que inhibe la motoneurona alfa, si se detecta un grado de contracción demasiado grande en esa zona tendinosa. MIOTIPOLOGIA En el músculo esquelético podemos encontrar varios tipos de fibras musculares cada una con unas características diferenciales. Estas son básicamente las siguientes: FIBRAS DE CONTRACCIÓN LENTA. Estas son las fibras que más lentamente se contraen, de ahí su nombre, también se conocen como fibras de TIPO I; Fibras ST, siglas del inglés Slow Twich o Fibras Rojas, debido a que tienen una gran irrigación sanguínea. La fuente de energía que utilizan es la vía aeróbica, por lo que son idóneas para la realización de ejercicios aeróbicos, pruebas de fondo, de gran duración a baja velocidad. FIBRAS DE CONTRACCION RAPIDA. Estas pueden realizar su contracción a gran velocidad, se conocen como TIPO II, o con las siglas del inglés como FT (Fast Twist); también se denominan Fibras blancas, debido a que tienen poca irrigación sanguínea. La fuente energética es la anaeróbica y son utilizadas en ejercicios de alta intensidad y corta duración, como sprints, lanzamientos, saltos, y demás pruebas de velocidad. Existen varios tipos de fibras tipo II. Fibra tipo IIa.- Es llamada intermedia, porque aunque es de contracción rápida, con el entrenamiento puede tener una buena capacidad anaeróbica. Fibra tipo IIb.- Es el típico ejemplo de fibra tipo II con fuerte capacidad anaeróbica. 1º TCAFDMN 8