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FISIOLOGIA DE LA
CONTRACCION MUSCULAR EN
EL EJERCICIO.
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1. GENERALIDADES
- A la fuerza, la física la define como el producto
entre la masa y la aceleración. La fisiología describe a la fuerza motriz,
como a la capacidad del sistema neuromuscular de oponerse a una resistencia,
venciéndola (contracción concéntrica), manteniéndola (contracción isométrica)
o cediendo (contracción excéntrica) ante ella.
- Al deportista debe interesarle la mayor fuerza (y aún
mejor, la mayor potencia) con el minino de desarrollo muscular. Con más
frecuencia se ven deportistas con menos masa muscular pero más fuertes y
potentes que otros con más masa.
- La fuerza muscular es importante para:
la actividad y rendimiento deportivo.
la ejecución de actividades cotidianas.
impedir dolores relacionados con lo postural.
razón estética (autoconfianza, personalidad).
- Tipos de contracción muscular:
- ISOMETRICA (estática)
- AUXOTONICA
- ISOTONICA (la resistencia debe variar adaptándose a
la fuerza ejercida sobre ella, para que se produzca una misma tensión muscular
en todo el recorrido articular a velocidad constante). Puede se excéntrica o
concéntrica.
- EXCENTRICA (el músculo se alarga mientras se
desarrolla la tensión).
- CONCENTRICA (el músculo se acorta mientras se
desarrolla la tensión)
- Hay dos formas de graduar o variar la fuerza:
- variando el Nro total de unidades motoras
reclutadas.
- variando la
frecuencia con la cual un Nro dado de unidades motoras son activadas (o sea
variando la frecuencia de contracción de cada unidad motora).
La resistencia de un músculo depende directamente de:
-
Su contenido de mitocondrias
-
Su concentración de glucógeno
-
Su vascularidad
-
Su concentración de mioglobina
2. RELACION
ENTRE EL TIPO DE FIBRA MUSCULAR Y EL EJERCICIO
- El significado funcional de las diferentes características
bioquímicas y funcionales de las FCL y FCR durante el ejercicio, es indicado
por el hecho de que las FCR son reclutadas preferentemente parar
la realización de trabajos de corta duración y alta intensidad y las
FCL son reclutadas preferentemente durante actividades de larga duración y
resistencia.
- Las FCR son capaces de producir mayor tensión
muscular máxima y en un ritmo más rápido de desarrollo de tensión que las
FCL. Las propiedades bioquímicas y fisiológicas relacionadas con esa dinámica
contráctil, son las actividades de la miosina ATPasa y su velocidad de liberación
y captación del Ca++ a partir del retículo sarcoplasmático. Estas dos
propiedades son más nítidas dentro de las FCR que en las FCL.
3. FUNCIONES
DEL COMPONENTE CONJUNTIVO MUSCULAR
- Tanto desde el punto de vista estructural como
funcional, debe considerarse al músculo como un sistema integrado por dos
elementos con
propiedades muy
distintas: el componente contráctil y el conjuntivo. Ambos actúan
conjuntamente y de forma coordinada, con el objeto de asegurar la máxima
eficacia funcional. La activación del componente contráctil produce la
disminución de la longitud del sistema, mientras que el comportamiento mecánico
(elasticidad, resistencia a la tracción, flexibilidad, etc.) es atribuible
principalmente al componente conjuntivo.
- Cuando el sistema muscular esquelético es sometido
a un efecto de estiramiento activo (por contracción de los antagonistas), o
pasivo (como consecuencia de la acción de la gravedad o por el efecto de
fuerzas externas que actúan sobre él, traccionándolo), manifiesta una
respuesta elástica dependiente del componente conjuntivo y que se expresa como
fenómeno mecánico de rebote elástico.
- Como cualquier otro cuerpo elástico, cuando el músculo
esquelético es distendido, acumula energía potencial que podrá manifestarse
en forma de energía mecánica al cesar las fuerzas que actúan sobre él. Este
tipo de efecto se hallan bajo la influencia de factores temporales, de manera
que si transcurre un período de tiempo excesivo entre el final del estiramiento
y la posibilidad de que se manifieste la respuesta elástica, la energía
potencial acumulada se disipa en forma de calor sin que se produzca la respuesta
del acortamiento de
forma espontánea. Además de la respuesta mecánica,
el músculo estirado puede evidenciar también una respuesta refleja de
naturaleza totalmente distinta a la anterior, producida por la estimulación de
los propioceptores musculares de estiramiento (husos musculares y órganos
tendinosos de Golgi). Se desencadenan reflejos medulares miotáticos, cuya
expresión puede verse modificada por el tono muscular y otros factores
moduladores adquiridos (por ejemplo, mediante el entrenamiento).
4. PARTICIPACIÓN
DE LOS EFECTOS ELÁSTICOS EN EL DESARROLLO DE LA FUERZA DE CONTRACCIÓN
- La energía almacenada en el componente elástico
muscular depende de la cuantía de la elongación a la que se vea sometido.
- La energía almacenada en el componente elástico
durante la elongación depende de la longitud alcanzada de estiramiento, así
como de las características de elasticidad propias.
- Debe tenerse en cuenta, que la energía potencial
acumulada en el componente elástico debe ser utilizada en forma de rebote, es
decir, sin que transcurra un período de tiempo excesivo entre su manifestación
y su almacenamiento. Este tipo de efectos es ejercido tanto
por los tendones y elementos de inserción como por el
conjunto de cubiertas conjuntivas.
En lo
relativo a
los tendones y
otros elementos conjuntivos de inserción, existen muchas diferencias en
lo que concierne al comportamiento mecánico, por las diferencias que se
registran en su constitución y estructura. Por ejemplo, el efecto elástico
atribuible al tendón de Aquiles es remarcable y adquiere un protagonismo e
importancia notables en el transcurso de la deambulación, el salto o la
carrera.
5. MODELO MECANICO DEL MUSCULO
- Las propiedades y características elásticas del músculo
son absolutamente imprescindibles para que el movimiento ocurra correctamente y
presentan una gran importancia en lo que concierne a las habilidades manuales y
deportivas. La elasticidad permite conservar la energía potencial acumulada en
el proceso de elongación o estiramiento, provocada por la contracción de la musculatura antagonista, la fuerza
de la gravedad, momento de fuerza del movimiento, resistencia ofrecida por otras
partes del cuerpo, tracción ejercida por otra u
otras personas o dispositivos
mecánicos de entrenamiento
o de rehabilitación, etc.,
que se expresará como energía mecánica cuando las condiciones lo permitan, al
cesar la tracción sobre el correspondiente músculo.
Modelo mecánico del músculo: CC es el componente
contráctil, SEC el componente
elástico en serie y PEC el componente elástico en
paralelo. El total de tensión activa que el sistema puede generar equivale a la
suma de tensión ejercida por el conjunto de sus componentes.
- Por su estructura y sus características
funcionales, debe considerarse al músculo esquelético como un sistema
integrado por tres elementos constituyentes:
a) El componente contráctil (CC), constituido por los
miofilamentos acto-miosínicos que presenta un doble comportamiento: una parte
es capaz de manifestar efectos contráctiles debidos las
interacciones acto-miosínicas, y otra parte evidencia
un comportamiento elástico. Cuando actúa acortando la longitud del sarcómero,
causa una distensión de igual magnitud del componente elástico en serie, hasta
lograr vencer la resistencia que se ofrece al movimiento. Presenta también
comportamiento elástico de manera que, cuando es alongado por un sistema de
fuerzas externo, evidencia una notable tendencia a recuperar su longitud inicial
(de reposo). Esta propiedad, que es independiente de los componentes conjuntivos
elásticos del sistema, se explica por efectos de interacción de índole
molecular no conocidos en detalle, ejercidos tanto por el sistema actomiosínico
como atribuibles al conjunto de elementos de estabilización que cumplen
funciones
decisivas en el mantenimiento de la estructura en
trama reticular de los miofilamentos gruesos y delgados.
b) El componente conjuntivo dispuesto en paralelo
respecto al CC (PEC) está formado
por el epimisio, perimisio, endomisio y la propia membrana plástica de
la fibra muscular. Estas estructuras presentan una elevada tendencia elástica y
son las responsables primarias de la capacidad
de generar la tensión que el músculo soporta después de ser
sometido a un efecto de estiramiento.
c) El componente conjuntivo situado en serie respecto
al CC (SEC)
está formado por el tendón y otros elementos de inserción ósea,
caracterizados por su comportamiento elástico limitado, dado el gran predominio
de tejido fibroso, y cuyas funciones se desarrollan esencialmente con el
mantenimiento de la necesaria solidez, tolerando fuerzas elevadas de tracción
sin romperse,
capacidad de
transmisión de
la fuerza, etc.
- En el transcurso de la contracción, el
comportamiento del conjunto de estos componentes puede esquematizarse así:
a) Durante
la contracción muscular se produce el acortamiento del sarcómero, con
disminución de la longitud total del sistema (en el caso de las contracciones
concéntricas) o sin que éste se vea modificado (como ocurre en las isotérmicas).
La disminución de longitud del CC, actúa distendiendo el SEC, en grado
variable, en función de la intensidad de la contracción y de la magnitud de la
resistencia a vencer.
b) En el curso de la relajación muscular, una vez
cesado el efecto contráctil, el músculo recupera su longitud inicial, siempre
que no existan fuerzas externas que lo impidan, por ejemplo, las contracción de
los antagonistas o el propio peso corporal. Interviene en ello la elasticidad
del sistema muscular, representado por el moderado efecto de rebote elástico
debido al estiramiento
del tendón, junto a la influencia que pueda asimismo
desempeñar la propia tendencia elástica atribuible al CC, y
la dependiente de la
compresión que se registre en el PEC cuya importancia y participación en el
proceso es poco conocida.
c) Cuando el sistema muscular es estirado,
se produce la elongación
del conjunto de elementos que lo integran, tanto los situados en serie como los
que se disponen en paralelo. Esta acción es especialmente significativa para el
PEC por presentar una alta capacidad de almacenamiento, de energía potencial,
dada la destacada presencia de fibras elásticas. El
PEC no es el exclusivo
responsable de la elasticidad muscular y, por tanto,
de la capacidad de rebote elástico frente al estiramiento del sistema muscular,
aunque juegue un importante papel y, en algunos movimientos, pueda ser el
responsable principal. El músculo, en estas condiciones, tenderá a recuperar
la longitud de reposo y, por tanto, "contraerse" (disminución de la
longitud del sistema cuando las
circunstancias lo
permitan, esto es, cuando cese la acción elongante. Este efecto es muy variable
respecto del tiempo, si transcurre un período temporal excesivo entre la
producción del efecto de estiramiento y la posibilidad de que se manifieste el
efecto elástico de rebote, la energía potencial almacenada en el curso
de la elongación no llega a manifestarse cinéticamente y se pierde como
calor.
d) En el transcurso de una contracción muscular excéntrica en la que coexisten el efecto de
interacciones acto-miosínicas con los derivados de la acción de estiramiento
del componente elástico muscular, se adicionan ambos efectos y, por ello, en
las contracciones de este tipo, la fuerza alcanzable máxima (tal como más
adelante se comenta) deberá ser sensiblemente superior.
Dado que, por este motivo, es posible alcanzar mayores
niveles de generación de fuerza, la inmensa mayoría de movimientos fisiológicos
en los que sea necesario alcanzar una fuerza de impulsión grande se ven
precedidos por un efecto de estiramiento muscular previo, buscando el
"rebote" para poder, de esta manera, alcanzar los máximos niveles de
generación de tensión.
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