Músculo esquelético y ejercicio

A. ¿Cómo estudiamos el músculo esquelético?

Históricamente, el estudio del tejido muscular se realizaba en animales de experimentación. En la actualidad, disponemos de técnicas que permiten extraer músculo incluso en condiciones de ejercicio activo.

• Biopsia muscular de un vientre muscular:
  • Anestesia local: Uso de lidocaína.
  • Escisión: Realización de una incisión con bisturí de 0.5 cm.
  • Extracción: Empleo de una aguja con émbolo para obtener una pequeña muestra (10-100 mg).
  • Procesamiento: Limpieza, conservación y tinción de la muestra.

B. Fibras musculares de contracción lenta y de contracción rápida

Existen dos tipos principales de fibras musculares:

• Fibras de contracción lenta (ST): Constituyen aproximadamente el 50% del músculo y requieren 110 ms para alcanzar su máxima tensión.
• Fibras de contracción rápida (FT): Requieren 50 ms para alcanzar su máxima tensión. Se subdividen en:
  • Fibras FTa: Son las más movilizadas de las FT (25% del músculo).
  • Fibras FTb: Representan el 20% del músculo.
  • Fibras FTc: Son las menos movilizadas (1-5% del músculo).

Existe una enorme variabilidad en cuanto a la distribución de estas fibras según el músculo, la edad y el sexo.

Características de las fibras ST vs. FT

a. Enzima miosina ATP-asa

Mediante tinción se identifican formas intermedias:

• Fibras ST: Forma lenta (tinción oscura).
• Fibras FT: Forma rápida (tinción clara).

b. Retículo sarcoplasmático

• Fibras ST: Poco desarrollado y con una liberación de Ca²⁺ lenta.
• Fibras FT: Muy desarrollado y con una liberación de Ca²⁺ rápida.

c. Unidades motoras

• Fibras ST: Neurona motora pequeña; una neurona inerva entre 10 y 180 fibras.
• Fibras FT: Neurona motora grande; una neurona inerva entre 300 y 800 fibras.

Distribución de los tipos de fibras y ejercicio

• Fibras ST:
  • Elevada resistencia aeróbica.
  • Eficientes en la producción de ATP a partir de glucosa y grasas.
  • Esto explica su mayor movilización en pruebas de larga duración y baja intensidad.
• Fibras FT:
  • Elevado rendimiento anaeróbico.
  • FTa: Mayor fuerza que las ST pero menor resistencia (ideales para pruebas de 1500m).
  • FTb: Mayor fuerza que las FTa pero menor resistencia (ideales para pruebas de 100m).

(Información complementaria sobre distribución):

• Fibras ST: Elevada resistencia aeróbica, eficientes en producción de ATP (glucosa/grasas), mayor movilización en larga duración.
• Fibras FT: Elevado rendimiento anaeróbico. FTa (fuerza > ST, resistencia < ST; ej. 1500m) y FTb (fuerza > FTa, resistencia < FTa; ej. 100m).

C. Movilización de fibras musculares

• Estimulación: La neurona debe alcanzar una intensidad mínima o umbral para activar la fibra muscular.
• Ley del todo o nada: Si se supera el umbral, se produce una acción máxima.
• Graduación de la fuerza: A mayor activación de fibras musculares, mayor es la fuerza generada. Existe una movilización selectiva según la intensidad:
  • Baja intensidad = ST.
  • Aumento de intensidad = FTa.
  • Necesidad de fuerza máxima = FTb.
• Esfuerzo máximo: No se movilizan todas las fibras simultáneamente como mecanismo de prevención de lesiones.

E. Utilización de los músculos

Cada movimiento coordinado requiere la aplicación de fuerza muscular específica:

• Músculos agonistas: Principales responsables del movimiento.
• Músculos antagonistas: Músculos que se oponen al movimiento.
• Músculos sinergistas: Ayudan a los agonistas principales.

Nota: Identificar estos músculos en el movimiento de flexión de codo.

Tipos de acción muscular

• Acción concéntrica:
  • Refiere a la acción principal del músculo: el acortamiento.
  • Se consideran acciones dinámicas.
• Acción estática (isométrica):
  • La longitud del músculo no varía.
  • Existe tensión muscular sin movimiento visible.
  • Formación de puentes cruzados que se reciclan sin deslizamiento.
• Acción excéntrica:
  • Producción de fuerza durante el alargamiento muscular.
  • Es una acción dinámica.
  • Los filamentos de actina son arrastrados en dirección contraria al centro del sarcómero (ej. cuando se manejan cargas superiores a las que el músculo puede vencer).

Generación de fuerza

El desarrollo de la fuerza muscular depende de los siguientes factores:

Unidades motoras y tamaño muscular

• A mayor número de unidades motoras implicadas, mayor fuerza.
• Músculos más grandes producen mayor fuerza.
• Músculos con mayor proporción de fibras FT generan más fuerza.

Longitud de los músculos

• El músculo y los tejidos conectivos poseen capacidad elástica.
• La fuerza máxima se alcanza con una elongación del +20% respecto a la longitud de reposo.
• Aumentar o disminuir excesivamente esta longitud reduce la fuerza (ej. una elongación del doble de su longitud de reposo reduce la fuerza a ~0 N).

Ángulo de la articulación

• Los músculos ejercen fuerza a través de palancas óseas.
• La fuerza del músculo es transferida al hueso mediante el tendón.
• Existe un ángulo óptimo para la transmisión (ej. en el bíceps braquial es de 100º).

Velocidad de acción

• Acciones concéntricas: La capacidad de producir fuerza máxima disminuye a alta velocidad.
• Acciones excéntricas: La capacidad de producir fuerza máxima incrementa a alta velocidad.