M U S C U L A R T E J I D O E S T R U C T U R A TIPOS DE TEJIDO MUSCULAR

Transcripción

1 TIPOS DE TEJIDO MSCLAR Biomecánica del Tejido Muscular Composición y estructura Comportamiento biomecánico Comportamiento bajo carga Contracción muscular Análisis curva tensión/deformación en el tejido muscular Cadenas abiertas y cerradas. T E J I D O M S C L A R Músculo Liso: En órganos internos y paredes de los vasos sanguíneos. Responde exclusivamente al control autonómico. Miocitos uninucleados, fusiformes y no estriados. Músculo Cardiaco: Es estriado, uninucleado y está comandado por el sistema autonómico. Su batería enzimática le proporciona una fuerte resistencia a la fatiga muscular. Músculo Esquelético o Estriado: Formado por miocitos estriados, polinucleados. Bajo control neural autonómico y voluntario. E S T R C T R A Los miofilamentos delgados (actina), gruesos (miosina), elásticos (titina) e inelásticos (nebulina) miofibrillas. La actina y la miosina son la parte contráctil de las miofibrillas unidad básica de la contracción. Las miofibrillas paralelas y en disposición longitudinal, envueltos por el sarcolema fibra muscular (miocito) unidad estructural del músculo. Varios miocitos fascículo muscular. Varios fascículos músculo. Sarcómera unidad funcional del sistema contráctil en el músculo. TEJIDO CONECTIVO Actina; formada por troponina y tropomiosina, que regulan la formación y destrucción de puentes entre la actina y la miosina durante la contracción. En el músculo se organiza en tres niveles: Endomisio; rodea la fibra muscular. Perimisio; envuelve un fascículo. Epimisio; rodea al conjunto de fascículos musculares. El músculo se inserta en el hueso por el tendón. Los tendones no poseen propiedades contráctiles Miosina; compuesta de moléculas individuales (bastoncillo) con una cabeza globular proyectada desde un largo mango o cola. activas, su función es proporcionar el componente elástico y transmitir las fuerzas. 1

2 TEORÍA DE LA CONTRACCIÓN MSCLAR Miosina bandas A (fuertemente anisotrópicas). Los filamentos finos están unidos en cada extremo de la sarcómera a una estructura conocida como la línea Z. El movimiento de los puentes cruzados produce el deslizamiento de los filamentos de actina hacia el centro de la sarcómera. na fibra muscular se contrae cuando todas las sárcomeras se acortan simultáneamente según un modelo todo o nada (contracción). El acortamiento se refleja en la sarcómera tanto con una disminución en la banda I como con una disminución en la zona H a medida que las líneas Z se acercan entre sí; la anchura de la banda A permanece constante. Acortamiento de la sarcómera; resulta del movimiento relativo de los filamentos de actina y miosina (mantienen longitud original). La fuerza de contracción se desarrolla en la región de superposición entre la actina y la miosina (banda A). La contracción muscular se inicia cuando el Ca se pone a disposición de los CARACTERISTICAS FNCIONALES DEL MÚSCLO elementos contráctiles y cesa cuando es retirado. Los mecanismos que regulan la disponibilidad de estos iones están asociados a procesos eléctricos que tienen lugar en la membrana muscular (sarcolema). 1.- Excitabilidad: Habilidad para responder a un estímulo. Sólo el tejido nervioso es más sensible que el músculo esquelético. 2.- Contractilidad: Propiedad del músculo de generar tensión y acortarse frente a un estímulo. Algunos músculos pueden acortarse hasta un 50-70% de su longitud de reposo (promedio 57%). CARACTERISTICAS FNCIONALES DEL MÚSCLO FNCIÓN MSCLAR 3.- Extensibilidad: Capacidad del músculo de alargarse a partir de su posición de reposo. El músculo esquelético por sí sólo no puede producir la elongación, se necesita otro músculo o una fuerza externa. 4.- Elasticidad: Capacidad del tejido para retornar a su longitud de reposo después de una contracción. Propiedad determinada principalmente por el componente conectivo. Producción de movimiento; la acción muscular transmite tensión al hueso movimiento. Mantiene postura y posiciones; posición de la cabeza y permite mantener el peso corporal balanceado sobre los pies. Estabilización articular; por tensión muscular y acción de los tendones que cruzan la articulación (hombro- rodilla). Otras funciones: - Soportan y protegen órganos y tejidos internos. - Contribuye al control de las presiones al interior de las cavidades. - El músculo esquelético contribuye a mantener la temperatura corporal. 2

3 TIPOS DE MÚSCLOS COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO Los tendones y los tejidos conectivos dentro y alrededor del vientre muscular son estructuras viscoelásticas El comportamiento mecánico del músculo se puede describir mediante un modelo básico que involucra los elementos elásticos en serie, paralelo y el elemento contráctil. Hill, mostró que los tendones representan un componente elástico a modo de muelle localizado en serie con el componente contráctil representado por la La distensibilidad y elasticidad de los componentes elásticos: actina y miosina; y el endomisio, epimisio, perimisio y sarcolema representan un segundo componente elástico localizado en paralelo con el componente contráctil. - Mantienen al músculo en buena disposición para la contracción. - Aseguran que los elementos contráctiles vuelvan a sus posiciones de reposo cuando cesa la contracción. - Previenen el sobre estiramiento pasivo. - La propiedad viscosa de los componentes elásticos permite absorver la energía proporcional a la tasa de aplicación de fuerza. FACTORES QE DETERMINAN LA TENSIÓN MSCLAR 1. Número de unidades motoras activas: La tensión es directamente proporcional al numero de M activas. 2. Frecuencia de estimulo: A mayor frecuencia de descarga de la alfa motoneurona mayor grado de tensión muscular. 3. Músculos penados: Altamente eficientes en la generación de tensión, la disposición espacial de sus fibras permite un contenido mayor de fibras por unidad de área, en comparación con uno fusiforme. n músculo penado de igual área que uno fusiforme produce mayor tensión. 3

4 4. Área de sección transversal: La tensión del músculo es proporcional a su área de sección transversal. Al aumentar el ángulo de penación es más pequeña la cantidad de fuerza transmitida al tendón. Ej. Gastrocnemio medial sobre la articulación del tobillo está en desventaja cuando la rodilla está en posición de 5. Relación longitud tensión: La tensión que es capaz de realizar una fibra muscular depende de la longitud que este presente al momento de generar la tensión. Cada músculo presenta una longitud específica para alcanzar la máxima tensión. 90, el ángulo de penación de 60 permite sólo la mitad de la fuerza aplicada al tendón. FNCIÓN MECÁNICA DE LOS COMPONENTES DEL MÚSCLO ESTRIADO CONTRACCIÓN MSCLAR La curva fuerza velocidad describe la relación entre la tensión que genera un COMPONENTE CONTRÁCTIL (Energía mecánica) Movimiento Fuerza Presión músculo y la velocidad de contracción muscular. Permite describir tres tipos de contracciones musculares COMPONENTE CONJNTIVO Transmitir fuerzas Favorecer el deslizamiento TIPOS DE CONTRACCIÓN MSCLAR CONTRACCIÓN ISOMÉTRICA ESTÁTICAS Isométricas No existe variación en la longitud muscular externa CONCÉNTRICAS DINÁMICAS Anisométricas o Isotónicas Variación de la longitud muscular EXCÉNTRICAS Velocidad de contracción es cero. No existe variación de la longitud muscular durante su ejecución. No se realiza movimiento ni se desarrolla trabajo mecánico, sí se realiza trabajo muscular (trabajo fisiológico): existe gasto de energía y principalmente se disipa en forma de calor. La tensión generada por el músculo es igual a la resistencia impuesta. Las contracciones isométricas producen mayor tensión que las contracciones concéntricas. 4

5 CONTRACCIÓN ANISOMÉTRICA CONCÉNTRICA CONTRACCIÓN ANISOMÉTRICA EXCÉNTRICA Se describe una velocidad de contracción en sentido del alargamiento del Existe una velocidad de contracción, la cual se describe en sentido del acortamiento del músculo, se produce un trabajo positivo. La resistencia es menor a la tensión o torque generado. músculo, el trabajo es negativo y la resistencia es mayor a la tensióntorque generada por el músculo. Fuerza externa mayor a fuerza interna generada. Este tipo de contracción es la que genera más altos niveles de tensióntorque. Fuerza interna mayor a fuerza externa. COMPORTAMIENTO ELÁSTICO MSCLAR Efectos de la velocidad sobre la elongación: Debido a su comportamiento viscoelástico el músculo presta mayor o menor rigidez (stiffness) de acuerdo a la velocidad de elongación. En la unidad músculo tendinosa, el comportamiento elástico está determinado principalmente por los componentes conectivos y elementos contráctiles. La interacción de estos elementos con la deformación determina la curva longitud- tensión elástica del músculo. Efectos de la temperatura sobre la elongación: La temperatura del músculo determina su capacidad de elongación. n aumento de la temperatura aumenta la elasticidad y disminuye el stiffness. Efectos de la edad en la elongación Con el transcurso de los años el colágeno aumenta su rigidez por formación de puentes cruzados entre las cadenas de colágeno, lo que conlleva a una disminución progresiva de la flexibilidad muscular y articular. Las propiedades mecánicas del músculo pueden describirse mediante las relaciones: Longitud/tensión. Carga/velocidad. Fuerza/tiempo. 5

6 RELACIÓN LONGITD/TENSIÓN RELACIÓN CARGA/VELOCIDAD La fuerza o tensión que un músculo ejerce depende de la longitud a la cual se mantiene cuando se estimula. Las fibras musculares no pueden generar altas tensiones en estado acortado (superposición de los filamentos). En un músculo elongado las fibras son incapaces de generar tensión (puentes cruzados son traccionados y separados). La mayor tensión en la fibra puede ser generada cuando el músculo es activado a partir de una longitud levemente superior a Representa la velocidad de movimiento del brazo de palanca en relación a la carga externa (CE). Cuando la CE impuesta sobre el músculo es leve, el músculo se contrae concéntricamente con velocidad máxima. Si la CE aumenta el músculo se acorta más lentamente. Cuando la CE iguala la fuerza máxima que el músculo puede ejercer, el músculo deja de acortarse (velocidad cero) y se contrae isométricamente. Cuando la CE se incrementa más, el músculo se alarga excéntricamente. Este alargamiento es más rápido con mayor carga. la longitud de reposo (entre el 80% al 120% de la longitud de reposo). RELACIÓN FERZA/TIEMPO Carga igual a Fmax, velocidad cero contracción isométrica. Cuando la carga se incrementa, el músculo se contrae excentricamente, de menor a mayor velocidad. En condiciones concéntricas, relación inversamente proporcional; en la medida que la velocidad aumenta la fuerza generada por el músculo es menor. En condiciones excéntricas, relación directamente proporcional entre fuerza y velocidad de contracción en elongación. La fuerza o tensión generada por un músculo es proporcional al tiempo de contracción. La fuerza es mayor cuando el tiempo de contracción es mayor. Se requiere tiempo para que la tensión realizada por los componentes contráctiles se transfiera al componente elástico paralelo. CICLO ESTIRAMIENTO Y ACORTAMIENTO (CEA) EFECTOS DE LA ARQITECTRA DEL MÚSCLO ESQELÉTICO Activación de un músculo mediante una fase excéntrica, para pasar enseguida a activar la fase concéntrica, que se consigue de forma natural, componente de facilitación neural (reflejo miotático). La fuerza que el músculo puede producir es proporcional al ASTF de la miofibrilla. El estiramiento del músculo provoca acumulación de energía potencial elástica en los componentes elásticos en serie del músculo. La acción concéntrica resultante es capaz de generar más fuerza. Se debe aplicar en el periodo de tiempo más corto posible (evita la perdida de energía potencial La velocidad y la excursión (rango de trabajo) que el músculo puede producir son proporcionales a la longitud de la miofibrilla. elástica como calor). 6

7 En el movimiento en CADENA CINÉTICA ABIERTA se produce fijación de los segmentos proximales y el movimiento se genera a nivel distal. Son de una articulación. tilizan un número limitado de grupos musculares. Se denominan movimientos de aislamiento. En el movimiento en CADENA CINÉTICA CERRADA se produce una fijación del segmento distal y se desplaza el segmento proximal. Produce intensa coaptación articular. Suelen ser movimientos multiarticulares. Involucra a muchos grupos musculares. 7