Editado por Dr. Gianfranco De Angelis
Es "descorazonador ver a instructores y entrenadores personales en gimnasios dando explicaciones" empíricas "sobre varios temas: masa muscular (hipertrofia), aumento de fuerza, resistencia, etc., sin siquiera tener un conocimiento aproximado de la estructura histológica y fisiología de los músculos. .
Pocos tienen solo un conocimiento más o menos profundo de la anatomía macroscópica, como si fuera suficiente saber dónde está el bíceps o el pectoral, desconociendo la estructura histológica y menos aún la bioquímica y fisiología de los músculos. Hacer una breve y sencilla discusión del tema, accesible incluso para los profanos de las ciencias biológicas.
Estructura histológica
El tejido muscular se diferencia de otros tejidos (nervioso, óseo, conectivo) por una característica obvia: la contractilidad, es decir, el tejido muscular es capaz de contraerse o acortar su longitud. Antes de ver cómo se acorta y para qué mecanismos, hablemos de su estructura. Tenemos tres tipos de tejido muscular, diferentes tanto histológica como funcionalmente: tejido de músculo estriado esquelético, tejido de músculo liso y tejido de músculo cardíaco. La principal diferencia funcional entre el primero y los otros dos es que mientras el primero se rige por la voluntad, los otros dos son independientes de la voluntad. El primero son los músculos que mueven los huesos, los músculos que entrenamos con pesas, mancuernas y máquinas. El segundo tipo lo dan los músculos de las vísceras, como los músculos del estómago, intestinos, etc. que, como vemos todos los días, no están controlados por la voluntad.El tercer tipo es el cardíaco: el corazón también está formado por músculos, de hecho es capaz de contraerse; en particular, el músculo cardíaco también es estriado, por lo tanto similar al esquelético, sin embargo, una diferencia importante, su contracción rítmica es independiente de la voluntad.
El músculo estriado esquelético es el responsable de las actividades motoras voluntarias, por lo tanto de las actividades deportivas. El músculo estriado está formado por células, como todas las demás estructuras y sistemas del organismo; la célula es la unidad más pequeña capaz de tener vida autónoma. En el organismo humano hay miles de millones de células y casi todas tienen una parte central llamada núcleo, rodeado por una sustancia gelatinosa llamada citoplasma. Las células que componen el músculo se denominan fibras musculares: son elementos alargados, dispuestos longitudinalmente al eje del músculo y agrupados en bandas. Las principales características de la fibra muscular estriada son tres:
- Es muy grande, la longitud puede alcanzar algunos centímetros, el diámetro es de 10-100 micrones (1 micrón = 1/1000 de mm.) Las otras células del organismo son, salvo excepciones, de dimensiones microscópicas.
- Tiene muchos núcleos (casi todas las células tienen solo uno) y, por lo tanto, se denomina "sincitio polinuclear".
- Es estriado transversalmente, es decir, presenta una alternancia de bandas claras y oscuras. La fibra muscular tiene formaciones alargadas en su citoplasma, dispuestas longitudinalmente al eje de la fibra y por tanto también al del músculo, denominadas miofibrillas, podemos considerarlas como cordones alargados colocados dentro de la célula. De las vetas de toda la fibra.
Tomemos una miofibrilla y estudiémosla: tiene bandas oscuras, llamadas bandas A, y bandas claras llamadas I, en el medio de la banda I c "es una línea oscura llamada línea Z. El espacio entre una línea Z y la otra se llama sarcómero, que representa el elemento contráctil y la unidad funcional más pequeña del músculo; en la práctica, la fibra se acorta porque sus sarcómeros se acortan.
Ahora veamos cómo se fabrica la miofibrilla, eso es lo que se llama ultraestructura del músculo. Está formada por filamentos, unos grandes llamados filamentos de miosina, otros delgados llamados filamentos de actina. Los grandes encajan con los delgados de tal manera que la banda A está formada por el filamento grande (por eso es más oscuro), el banda I, en cambio, está formada por la parte del filamento delgado que no está adherida al filamento pesado (al estar formada por el filamento delgado, es más liviana).
Mecanismo de contracción
Ahora que conocemos la estructura histológica y la ultraestructura, podemos insinuar el mecanismo de contracción. En la contracción los filamentos ligeros fluyen entre los filamentos pesados, de modo que las bandas I disminuyen de longitud; por lo tanto, el sarcómero también disminuye en longitud, es decir, la distancia entre una banda Z y la otra: por lo tanto, la contracción se produce no porque los filamentos se hayan acortado, sino porque han disminuido la longitud del sarcómero por deslizamiento. longitud de las miofibrillas, por lo tanto como las miofibrillas constituyen la fibra, la longitud de la fibra disminuye, en consecuencia el músculo, que está hecho de fibras, se acorta. Obviamente, para que estos filamentos fluyan se necesita energía y esta viene dada por una sustancia: l "ATP ( trifosfato de adenosina), que constituye la moneda de energía del organismo. El ATP se forma a partir de la oxidación de los alimentos: la energía que tienen los alimentos se pasa al ATP que luego la transfiere a los filamentos para hacerlos fluir. se produce la contracción también se necesita otro elemento , el ión Ca ++ (calcio). La célula muscular mantiene grandes reservas en su interior y lo pone a disposición del sarcómero cuando debe producirse la contracción.
Contracción muscular desde un punto de vista macroscópico
Hemos visto que el elemento contráctil es el sarcómero, ahora examinemos todo el músculo y estudiémoslo desde un punto de vista fisiológico, pero macroscópico. Para que un músculo se contraiga debe llegar un estímulo eléctrico: este estímulo proviene del motor. nervio, a partir de la médula espinal (como ocurre naturalmente), o puede provenir de un nervio motor resecado y estimulado eléctricamente, o estimulando directamente el músculo eléctricamente. en este punto lo estimulamos eléctricamente; el músculo se contraerá, es decir, se acortará al levantar el peso; esta contracción se llama contracción isotónica. Si, por el contrario, atamos el músculo con ambos extremos a dos soportes rígidos, al estimularlo aumentará la tensión del músculo sin acortarse: a esto se le llama contracción isométrica. En la práctica, si levantamos la barra del suelo y la levantamos, será una contracción isotónica; si lo cargamos con un peso muy pesado y, mientras intentamos levantarlo, por tanto mientras contraemos los músculos al máximo, no lo movemos, a esto se le llamará contracción isométrica. En la contracción isotónica, hemos realizado trabajo mecánico (trabajo = fuerza x desplazamiento); en contracción isométrica el trabajo mecánico es cero, ya que: trabajo = fuerza x desplazamiento = 0, desplazamiento = 0, trabajo = fuerza x 0 = 0
Si estimulamos el músculo con una frecuencia muy alta (es decir, numerosos impulsos por segundo), desarrollará una fuerza muy alta y permanecerá contraído al máximo: se dice que el músculo en esta condición está en tétanos, por lo tanto, la contracción tetánica significa máxima y contracción continua. Un músculo se puede contraer poco o mucho, a voluntad; esto es posible a través de dos mecanismos: 1) Cuando un músculo no se contrae un poco, solo se contraen algunas fibras; aumentando la intensidad de la contracción, se agregan otras fibras 2) Una fibra puede contraerse con menor o mayor fuerza dependiendo de la frecuencia de descarga, es decir, el número de impulsos eléctricos que llegan a los músculos en la unidad de tiempo. Modulando estas dos variables, el sistema nervioso central controla la fuerza con la que debe contraerse el músculo. Cuando ordena una contracción fuerte, casi todas las fibras del músculo no solo se acortan, sino que todas se acortan con mucha fuerza: cuando ordena una contracción débil solo se acortan unas pocas fibras y con una fuerza menor.
Abordemos ahora otro aspecto importante de la fisiología muscular: el tono muscular. El tono muscular se puede definir como un estado continuo de ligera contracción muscular, que se produce independientemente de la voluntad. ¿Qué factor provoca este estado de contracción? Antes del nacimiento los músculos tienen la misma longitud que los huesos, luego, a medida que se desarrollan, los huesos se estiran más que los músculos, de modo que estos últimos se estiran. Cuando un músculo se estira, debido a un reflejo espinal (reflejo miotático) se contrae, por lo que el estiramiento continuo al que se somete el músculo determina un estado continuo de contracción leve pero persistente. La causa es un reflejo y dado que la característica principal de los reflejos es la no voluntariedad, el tono no se rige por la voluntad. El tono es un fenómeno de reflejo nervioso, por lo que si corto el nervio que va del sistema nervioso central al músculo, se vuelve flácido, perdiendo por completo su tono.
La fuerza de contracción de un músculo depende de su sección transversal y es igual a 4-6 kg.cm2. Pero el principio es válido en principio, no existe una relación de proporcionalidad directa precisa: en un atleta, un músculo que es ligeramente más pequeño que el de otro atleta puede ser más fuerte. Un músculo aumenta su volumen si se entrena. Con una resistencia creciente (esto es el principio en el que se basa la gimnasia de peso), cabe destacar que el volumen de cada fibra muscular aumenta, mientras que el número de fibras musculares se mantiene constante, fenómeno que se denomina hipertrofia muscular.
La bioquímica del músculo.
Abordemos ahora el problema de las reacciones que ocurren en los músculos. Ya hemos dicho que se necesita energía para que se produzca la contracción; la célula conserva esta energía en el llamado ATP (trifosfato de adenosina) que, cuando da energía al músculo, se transforma en ADP (difosfato de adenosina) + Pi (fosfato inorgánico): la reacción consiste en eliminar un fosfato. Entonces, la reacción que tiene lugar en el músculo es ATP → ADP + Pi + energía. Sin embargo, las reservas de ATP son pocas y es necesario volver a sintetizar este elemento. Por tanto, para que el músculo se contraiga, también debe producirse la reacción inversa (ADP + Pi + energía> ATP), de modo que el músculo siempre tenga ATP disponible. La energía para hacer que se produzca la resíntesis de ATP nos la dan los alimentos: estos, una vez digeridos y absorbidos, llegan al músculo a través de la sangre, donde liberan su energía, precisamente para formar ATP.
La sustancia energética por excelencia la dan los azúcares, en particular la glucosa. La glucosa se puede descomponer en presencia de oxígeno (en aerobiosis) y, como se dice incorrectamente, se "quema"; la energía que se libera es absorbida por el ATP, mientras que todo lo que queda de glucosa es agua y dióxido de carbono. Se obtienen 36 moléculas de ATP a partir de una molécula de glucosa. Pero la glucosa también puede ser atacada en ausencia de oxígeno, en cuyo caso se convierte en ácido láctico y solo se forman dos moléculas de ATP; Luego, el ácido láctico, que pasa a la sangre, pasa al hígado, donde se transforma nuevamente en glucosa.Este ciclo del ácido láctico se llama ciclo de Cori. ¿Qué pasa prácticamente cuando el músculo se contrae? Al principio, cuando el músculo comienza a contraerse, el ATP se agota inmediatamente y, dado que no se han producido las adaptaciones cardiocirculatorias y respiratorias que se producirán posteriormente, el oxígeno que llega al músculo es insuficiente, por lo que la glucosa se descompone en ausencia de oxígeno formando ácido láctico. En un segundo tiempo podemos tener dos situaciones: 1) Si el esfuerzo continúa a la ligera, el oxígeno es suficiente, entonces la glucosa se oxidará en agua y dióxido de carbono: el ácido láctico no se acumulará y el ejercicio puede durar horas (este tipo de esfuerzo, por lo tanto, se denomina aeróbico; por ejemplo, carrera a campo traviesa). 2) Si el esfuerzo continúa siendo intenso, a pesar de que llega mucho oxígeno al músculo, una gran cantidad de glucosa se dividirá en ausencia de oxígeno; por lo tanto mucho ácido láctico que provocará fatiga (hablamos de esfuerzo anaeróbico; por ejemplo una carrera rápida, como 100 metros) Durante el reposo, el ácido láctico, en presencia de oxígeno, se volverá a convertir en glucosa. Al principio, incluso en el esfuerzo aeróbico, nos falta oxígeno: hablamos de deuda de oxígeno, que se pagará cuando descansemos; este oxígeno se utilizará para resintetizar la glucosa del ácido láctico; de hecho, inmediatamente después del esfuerzo consumimos más oxígeno de lo normal: estamos saldando la deuda. Como puede ver, hemos citado la glucosa como ejemplo de combustible, porque representa el más importante del músculo, de hecho, aunque las grasas tengan una mayor cantidad de energía, para oxidarlas siempre se necesita una cierta cantidad de glicidas y mucho más oxígeno, en ausencia de estos se producen alteraciones considerables (cetosis y acidosis). Las proteínas se pueden utilizar como combustible, sin embargo, al ser las únicas que se utilizan para entrenar los músculos, en ellas predomina la función plástica.Los lípidos tienen la característica de que, por el mismo peso, tienen más energía que los azúcares y las proteínas: idealmente se utilizan como almacenamiento. Entonces, los glicidos son el combustible, las proteínas son las materias primas, los lípidos son las reservas.
En este artículo sobre fisiología muscular he intentado ser lo más claro posible, sin descuidar en lo más mínimo el rigor científico: creo que habré logrado un resultado excelente si he estimulado a los profesionales del fitness a interesarse más seriamente por la fisiología, porque Creo que las nociones fundamentales de fisiología y anatomía deben ser un patrimonio cultural indispensable para intentar comprender de alguna manera este maravilloso cuerpo humano.
