Estructura y Función Muscular

Estructura y Función Muscular

• Tema 2 analiza la estructura y función del músculo en fisioterapia.
• Los temas incluyen tipos musculares, estructura esquelética y contracción, tipos de fibras, concepto de fuerza y entrenamiento.

Tipos de Músculos

• Los músculos esqueléticos se unen al esqueleto y producen movimiento.
• El músculo liso no está bajo control consciente directo.
• El músculo cardíaco comparte características de los músculos esqueléticos y lisos.
• Más de 700 músculos están coordinados en todo momento.
• Axial: Se encuentra sobre el eje del cuerpo, relacionado con el movimiento y la postura del tronco.
• Proximal: Se encuentra cerca del eje, involucrado en la postura y la locomoción.
• Distal: Se encuentra alejado del eje, relacionado con movimientos específicos durante la locomoción.
• Un movimiento no se puede estudiar de forma aislada sin comprender las sinergias y cadenas musculares.

Estructura del músculo esquelético

• El músculo está controlado por motoneuronas alfa y gamma, más fibras.
• Unidad motora: la vía final común para la contracción muscular.
• El epimisio es el tejido conectivo que rodea todo el músculo.
• El perimisio es la vaina de tejido conectivo que rodea cada fascículo (paquete de fibras).
• El endomisio es la vaina de tejido conectivo que cubre cada fibra muscular.
• La miofibrilla es el elemento contráctil del músculo.
• El sarcómero es la unidad funcional mínima de una miofibrilla.
• Sarcómero es la unidad funcional básica de una miofibrilla y la unidad contráctil básica.
• Cada miofibrilla consta de una serie de sarcómeros delimitados y unidos por discos Z.
• Cada sarcómero incluye contenido entre discos Z con una banda I y una banda A.

Función del músculo esquelético

• El filamento delgado se compone de actina, tropomiosina y troponina.
• La miosina es la proteína básica del filamento grueso, consta de dos filamentos proteicos que se pliegan y forman una cabeza globular.
• Las moléculas de actina son proteínas globulares unidas para generar filamentos, enrollándose en una estructura helicoidal.
• La tropomiosina es una proteína tubular que envuelve los filamentos de actina.
• La troponina es una proteína compleja unida a los filamentos de actina y la tropomiosina.
• Regulan la contracción a través del acoplamiento actina-miosina e impiden la contracción constante en presencia de ATP.
• La neblina es una proteína de anclaje para la actina que se extiende a lo largo de la actina y participa en las interacciones actina-miosina.
• La tinina es la proteína más grande conocida, va desde el disco Z hasta la línea M, proporcionando elasticidad y recuperación.
• La estructura de la cabeza de miosina provoca el "golpe de movimiento" actuando como ATPasa para la hidrólisis.
• El potencial de acción depende de iones de calcio y acetilcolina (Ach).
• La acetilcolina se une a receptores, abriendo canales de membrana para contraer y relajar las fibras musculares.
• El túbulo T es una extensión del sarcolema que transmite impulsos nerviosos liberando Ca+.
• Los iones de Ca2+ se unen a la troponina, provocando que la tropomiosina se retire de los sitios de unión de la miosina en la actina.
• Contracción muscular: Unión de actina y miosina.
• Ca+ libera el punto de unión.
• ATP une los filamentos.
• Generación de potencial de acción a través de la motoneurona.
• Liberación de acetilcolina (abre canales iónicos).
• Liberación de Ca+ en el citosol.
• Los iones de Ca+ se unen a la troponina para la unión de la actina y la miosina.
• La actina y la miosina, en presencia de ATP, realizan la contracción.
• La "calsecuestrina" devuelve los iones de Ca+ al retículo.
• El exceso de Ca+ da como resultado rigor.

Tipos de Fibras

• Tipo I: Lentas y resistentes a la fatiga (rojas).
  • Motoneuronas pequeñas con menor velocidad de potencial de acción, actividad tónica constante.
  • Alta capacidad aeróbica con alta actividad mitocondrial, mioglobina y almacenamiento de triglicéridos.
• Tipo IIa: Rápidas y resistentes a la fatiga (blancas).
  • Combina propiedades de los tipos I y IIX, con capacidad aeróbica, resiste la fatiga en varios minutos.
• Tipo IIX: Rápidas y fatigables.
  • Motoneuronas grandes y alta velocidad de potencial de acción, mucha fuerza en poco tiempo.
  • Utiliza el sistema anaeróbico, rompiendo el glucógeno y acumulando ácido láctico.
• Actividad ATPasa de la miosina más rápida.
• Retículo sarcoplásmico más desarrollado.
• Unidad motora: Los reclutan más motoneuronas.
• Un mismo músculo esquelético contiene fibras con diferentes velocidades de acortamiento y capacidad para generar tensión.
• El entrenamiento anaeróbico transforma el tipo I en tipo II.
• El entrenamiento aeróbico transforma el tipo II en tipo I.

Factores que inciden en el tipo de Fibra

• La estimulación eléctrica de los nervios/músculos puede modificar el fenotipo de las fibras musculares.
• Los atletas entrenados en aceleración/potencia (100 m lisos) muestran nervios motores con mayor velocidad de conducción.
• Los atletas de resistencia (maratón) muestran músculos con mayor capacidad metabólica aeróbica.
• El envejecimiento provoca una disminución de las fibras musculares, especialmente el tipo II, y atrofia.

Tipos de fuerza y acciones

• Isométrica: Tensión variable, contracciones isotónicas e isométricas.
• Velocidad isocinética constante durante todo el movimiento.
• Las contracciones isotónicas pueden ser concéntricas o excéntricas.
• Concéntricas: el músculo se acorta.
• Excêntrica: el músculo se alarga.
• Concéntricas: Acortamiento muscular, los filamentos delgados se deslizan sobre los gruesos.
• Estática: El músculo genera tensión pero la longitud no varía, los puentes cruzados de miosina se forman y reciclan.
• Excéntrica: produce movimiento articular, los filamentos delgados son arrastrados fuera del centro del sarcómero.
• La cantidad de fuerza muscular depende de varios factores:
  • Número y tipo de unidades motoras activadas.
  • Frecuencia de estimulación de cada unidad motora.
  • Tamaño del músculo.
  • Longitud del sarcómero.
  • Tipo de fibra muscular.
  • Velocidad de contracción.
• Se puede generar más fuerza activando más unidades motoras.
• Las unidades motoras tipo II generan más fuerza que las unidades tipo I.
• Los músculos grandes tienen más fibras musculares.
• Un solo unidad motora puede ejercer niveles variables de fuerza en función de la frecuencia de estimulación.
• Un solo estímulo eléctrico de una unidad motora se denomina contracción simple.
• La estimulación continua a frecuencias más altas puede conducir al tétanos, lo que da como resultado la máxima fuerza o tensión.
• Cada fibra muscular tiene una longitud óptima para generar fuerza.
• La longitud en la que se produce un solapamiento óptimo de los filamentos gruesos y delgados.
• Así se maximiza la interacción de los puentes cruzados.
• La capacidad de generar fuerza depende de la velocidad de contracción muscular.
• Las contracciones concéntricas disminuyen a medida que aumenta la velocidad.
• Las contracciones excéntricas rápidas permiten una máxima aplicación de la fuerza.
• La fuerza máxima es proporcional al área de la sección transversal (AST) y la composición de las fibras musculares.
• Las fibras tipo IIA y IIX tienen una mayor capacidad para generar energía por unidad de AST.
• Importantes tasas de impulsos neuronales y activación simultánea de múltiples unidades motoras.
• Un sistema neurológico eficaz y una coordinación intermuscular también ayudan.

Valoración de la fuerza

• La fuerza máxima es el potencial máximo para desarrollar fuerza en dinámicas o estáticas.
• RFD (tasa de desarrollo de fuerza): la capacidad funcional del sistema neuromuscular para desarrollar fuerza rápidamente.
• Potencia mecánica: la capacidad del sistema neuromuscular para realizar trabajo mecánico por unidad de tiempo.
• Test directos de 1RM dinámicos: el individuo intenta levantar la mayor carga posible.

Test de repeticiones dinámicas

• Estima el valor máximo con una ecuación de predicción.
• Sin embargo, debe realizarse hasta el fallo con una carga determinada y cerca del 1RM para mayor precisión.
• Carga-velocidad: el movimiento de ejecución se registra tecnológicamente con cargas crecientes.
• Las pruebas estáticas evalúan el potencial de fuerza máxima de los músculos y grupos musculares utilizando plataformas, dinamómetros y galgas extensométricas.
• El test de fuerza-tiempo valora la curva de fuerza-tiempo en un laboratorio, que sirve para diferenciar los perfiles deportivos.

Métricas de Fuerza

• La medición isométrica implica una activación muscular voluntaria máxima contra una fuerza insalvable, midiendo el pico máximo de fuerza (FIM).
• La medición excéntrica-concéntrica con CEA incluye fuerza máxima y fuerza explosiva con 1 RM (repetición máxima).
• Las pruebas de campo incluyen saltos, lanzamientos y carreras de velocidad para evaluar la potencia mecánica.
• Realiza test de potencia según las cargas.
• El test del perfil fuerza-velocidad define déficits para ambas variables, acercándose al perfil óptimo de fuerza velocidad-

Valoración de saltos verticales

• Salto vertical con contramovimiento (CMJ): flexión y extensión rápida de las piernas, utilizando energía elástica.
• Salto vertical sin contramovimiento (SJ).

Prescripción de entrenamiento de fuerza

• El entrenamiento de fuerza ofrece beneficios únicos al sistema musculoesquelético en trastornos comunes y personas sanas.
• La aplicación de carga mecánica debe ser específica para obtener la adaptación positiva deseada.
• Los profesionales de la salud deben promover el entrenamiento de fuerza debido a sus beneficios musculoesqueléticos.
• El entrenamiento de fuerza beneficia condiciones multisistémicas como cáncer, depresión, problemas de cartílago daño muscular.
• Los protocolos para principiantes enfatizan el peso alto con pocas repeticiones para la fuerza máxima, o bajo peso con más repeticiones para la fuerza-resistencia.

Ejemplo de programas de entrenamiento

• Tabla 2 recomienda un entrenamiento general de fuerza utilizando el peso corporal.
• Tabla 2 recomienda comenzar un bajo número de series, series de intervalo y ejercicio de resistencia/repetición mientras proporciona la cantidad de descanso necesaria
• Las recomendaciones de ACSM sugieren sesiones más cortas de 60 minutos y entrenamiento, aumenta/mejora la fuerza y coordina los dos días musculares por semana.
• Ejercicios para adultos reducen el número de caídas, afectan el equilibrio y promueven la ejercicios funcionales.
• Comienza progresivamente y aumenta según sea progresivo para las vidas individuales.

Cuadro 1 para la fuerza general recomendar:

• Adultos sedentarios: 8-10 ejercicios, de 70 y 80 % de la RM y solo 1 para dos o tres días.
• Los adultos mayores/con alguna condición deben 8 a 10 ejercicios, de 50 y 70% de la RM y deben completar 1 serie para 2 días.
• Guías clínicas, reducir el dolor y la discapacidad.
• Mejorar el volumen del cartílago.
• El entrenamiento combinado de fuerza con una carga del 80-85% de 1RM puede mejorar la DMO columna y cadera - En las mujeres posmenopáusicas que pierden masa ósea.
• Aumenta la fuerza máxima, rigidez, módulo de Young y área de la sección transversal del tendón.
• Contrarresta la debilidad muscular, la fragilidad, la alteración de la función y el riesgo de caídas relacionadas con la edad.
• Se recomienda entrenamiento individualizado durante 70-85 % por serie 1RM, 2-3 por semana.
• Lesiones deportivas, disminuyen las lesiones distensionales musculares en un 50 % por el fortalecimiento.
• Demostró efectividad de tipos específicos de ejercicios de dosis como el ejercicio aeróbico o de resistencia 2-3 veces por semana en una población de diagnóstico oncológico, mejora la función, la fatiga, la ansiedad y la calidad de vida en general.
• Los ejercicios estimulan el aumento de hormonas liberadas (epiniefrina)
• Liberando metabolitos derivados de los músculos con mejor inmunidad.
• Alrededor de 8 y/o 12 semanas muestran cambios significativos.
• El ejercicio de fuerza ha sido probado como eficaz y se debe adquirir el conocimiento y aplicar clínicamente.