Tipos y Estructura de Músculos

Tipos de Músculos

• Los músculos esqueléticos están unidos al esqueleto y producen movimiento
• Los músculos lisos operan sin control consciente
• El músculo cardíaco comparte características tanto del músculo esquelético como del liso

Clasificación Adicional de Músculos

• Más de 700 músculos están coordinados en todo momento
• Los músculos axiales se encuentran sobre el eje del cuerpo y facilitan el movimiento del tronco y la postura
• Los músculos proximales están cerca del eje y facilitan la postura y la locomoción
• Los músculos distales están lejos del eje y facilitan la locomoción y movimientos específicos
• El estudio de un movimiento requiere la comprensión de las sinergias y cadenas musculares

Estructura del Músculo Esquelético

• Las motoneuronas alfa y gama controlan el músculo esquelético
• La unidad motora consta de una motoneurona y las fibras musculares que inerva
• La placa motora o unión neuromuscular es donde ocurre la sinapsis y el potencial de acción
• El epimisio es el tejido conectivo que rodea todo el músculo
• El perimisio rodea cada fascículo (paquete de fibras)
• El endomisio cubre cada fibra muscular
• Las miofibrillas son los elementos contráctiles dentro del músculo
• El sarcómero es la unidad funcional mínima de una miofibrilla

Sarcómeros

• El sarcómero es la unidad funcional básica de una miofibrilla y la unidad contráctil básica de un músculo
• Cada miofibrilla consta de sarcómeros delimitados y unidos por discos Z
• Un sarcómero incluye el contenido entre cada par de discos Z, incluyendo una banda I y una banda A
• El sarcómero se acorta durante la contracción
• La actina y la miosina se deslizan una sobre la otra sin modificar su longitud

Filamentos del Sarcómero

• Filamentos delgados contiene sólo actina
• Filamentos gruesos sólo miosina
• La miosina es la proteína básica del filamento grueso
• Dos filamentos de proteínas se pliegan para formar la cabeza globular de la miosina
• Las moléculas de actina son proteínas globulares que se unen para formar filamentos
• Dos filamentos se enrollan formando una estructura helicoidal

Proteínas Reguladoras

• La tropomiosina es una proteína en forma de tubo que se enrolla alrededor de los filamentos de actina
• La troponina es una proteína más compleja que se une a los filamentos de actina y a la tropomiosina
• La tropomiosina y la troponina regulan el proceso de contracción mediante el acoplamiento de actina-miosina
• Estas impiden que el músculo se contraiga constantemente en presencia de ATP

Roles de la Nebulina y la Titina

• La nebulina es una proteína de anclaje para la actina que se extiende a lo largo del filamento delgado
• Facilita la interacción entre la actina y la miosina
• La titina es la proteína más grande conocida, extendiéndose desde el disco Z hasta la línea M
• La titina proporciona elasticidad y recuperación de la longitud

Mecanismo de Contracción

• La estructura de la cabeza de miosina provoca el "golpe de movimiento"
• La miosina actúa como una enzima ATPasa, hidrolizando el ATP para generar energía
• La contracción muscular requiere potencial de acción que pueda transmitirse por la fibra muscular
• Los iones de calcio y el neurotransmisor acetilcolina son necesarios para la contracción muscular
• La acetilcolina liberada llega a los receptores en la membrana de las fibras musculares
• Los canales de la membrana se abren, iniciando el proceso contráctivo
• El Túbulo T permite la transmisión del impulso nervioso liberando Ca+
• Los iones de Ca2+ se unen a la troponina, lo que hace que las moléculas de tropomiosina se retiren de los sitios de unión de miosina en las moléculas de actina
• La contracción muscular es la unión de Actina - Miosina
• Ca+ libera el punto de unión
• ATP une el punto de unión

Secuencia de la Contracción Muscular

• Generación del potencial de acción a través de la motoneurona
• El terminal del axón libera Acetil-colina, abriendo canales iónicos
• Liberación de Ca+ al interior del citosol
• Los iones de Ca+ se unen a la troponina - unión actina-miosina
• La actina y la miosina, en presencia de ATP, llevan a cabo la contracción
• "Calsecuestrina" devuelve los iones de Ca+ al retículo
• Demasiado Ca+ causa el estado de rigor

Tipos de Fibras Musculares

• Tipo I (rojas): Lentas y resistentes a la fatiga
• Tienen motoneuronas pequeñas y menor velocidad de potencial de acción
• Sostienen la actividad tónica, con capacidad aeróbica
• Tipo IIa (blancas): Rápidas y resistentes a la fatiga
• Combinan propiedades de los tipos I y IIX, con capacidad aeróbica y resistencia a la fatiga
• Tipo IIX: Rápidas y fatigables
• Tienen motoneuronas grandes y gran velocidad de potencial de acción
• Generan mucha fuerza en poco tiempo y usan un sistema anaeróbico
• Rompen glucógeno y acumulan ácido láctico
• Las fibras tipo II tienen una actividad ATPasa de la miosina más rápida y un retículo sarcoplasmático más desarrollado
• Las motoneuronas reclutan más fibras.
• Un mismo músculo esquelético contiene diferentes tipos de fibras
• Esto permite diferentes velocidad de acortamiento
• Esto permite distinta capacidad para generar tensión

Características Diferenciales de Fibras Musculares

• Las fibras lentas (Tipo I) tienen un diámetro intermedio, grosor de línea Z ancho y bajo contenido de glucógeno
• Las fibras intermedias (Tipo IIA) tienen diámetro grande, grosor de línea Z intermedio y contenido de glucógeno intermedio
• Las fibras rápidas (Tipo IIX) tienen diámetro pequeño, grosor de línea Z estrecho y alto contenido de glucógeno

Factores que Influyen en el Tipo de Fibra

• Entrenamiento anaeróbico puede convertir fibras tipo I en tipo II
• Entrenamiento aeróbico puede convertir fibras tipo II en tipo I
• La estimulación eléctrica que reproduce patrones de descarga fisiológica puede modificar el fenotipo de las fibras
• Atletas de velocidad muestran nervios motores con mayor velocidad de conducción y mayor expresión de la ATPasa miosínica rápida
• Los atletas de resistencia muestran músculos con mayor capacidad metabólica aeróbica
• El entrenamiento puede modificar el fenotipo de las unidades motoras en adultos

Envejecimiento y Fibras Musculares

• Envejecimiento causa la pérdida de fibras musculares
• Envejecimiento causa especialmente la pérdida de fibras de tipo II
• Envejecimiento también causa la atrofia de las fibras musculares

Tipos de Acciones Musculares

• Contracción isotónica implica tensión variable
• Las contracciones concéntricas y excéntricas combinan contracciones isotónicas e isométricas
• Contracción isométrica es la velocidad igual durante todo el movimiento

Tipos de Contracción

• Contracción concéntrica causa acortamiento muscular
• En la contracción estática, el músculo genera tensión sin variar su longitud
• La contracción excéntrica produce movimiento articular y dinámica
• Los filamentos delgados se arrastran lejos del centro del sarcómero y se estiran

Factores que Afectan la Fuerza Muscular

• La fuerza muscular depende de la cantidad y tipo de unidades motoras activadas
• La fueraza depende de la frecuencia de estimulación de cada unidad motora
• La fuerza depende del tamaño del músculo, la longitud del sarcómero y la composición de la fibra muscular
• La fuerza depende de la velocidad de contracción

Unidades Motoras y Fuerza

• Se puede generar más fuerza activando más unidades motoras
• Las unidades motoras tipo II generan más fuerza que las tipo I
• Los músculos grandes tienen más fibras musculares y producen más fuerza

Control de la Tensión: Frecuencia de Disparo

• Una unidad motora puede ejercer niveles variables de fuerza según la frecuencia de estimulación
• Un único estímulo eléctrico de una unidad motora se llama contracción simple
• Una serie rápida de estímulos antes de la relajación completa resulta en sumación
• La estimulación continua a altas frecuencias produce tétanos
• El tétanos resulta en la máxima fuerza o tensión de la fibra muscular o unidad motora

Longitud de las Fibras Musculares

• Cada fibra muscular tiene una longitud óptima para generar fuerza
• Asegura un solapamiento óptimo de los filamentos gruesos y delgados
• La interacción de los puentes cruzados se maximiza
• Si un sarcómero se estira o acorta por completo, la fuerza generada es mínima o inexistente

Velocidad de Contracción y Fuerza

• La capacidad para generar fuerza depende de la velocidad de contracción muscular
• Durante las acciones concéntricas, el desarrollo de la fuerza máxima disminuye a velocidades más altas
• Si un levanta una carga pesada lentamente, se maximiza la fuerza
• Con acciones excéntricas, fuerza rápida permite la máxima aplicación de la fuerza

Fuerza Máxima y Factores Musculares

• La fuerza máxima de una fibra muscular es proporcional a su área de sección transversal (AST) y la composición de las fibras
• Las fibras tipo IIA y IIX tienen mayor capacidad para generar energía por unidad de AST
• Una mayor longitud del fascículo mejora la relación longitud-tensión y la producción de fuerza
• Un ángulo de pennación creciente aumenta el número de sarcómeros en paralelo y mejora la fuerza muscular
• Esto se traduce en mayor hipertrofia y un mayor ángulo de pennación

Elementos Clave para la Producción Máxima de Fuerza

• Disponibilidad de unidades motoras de alto umbral (Tipo II)
• Mayor tasa de impulsos neuronales y activación simultánea de múltiples unidades motoras
• Sistema neurológico eficaz y coordinación intermuscular

Propiedades Mecánicas

• La fuerza máxima es el potencial máximo para desarrollar fuerza en condiciones dinámicas o estáticas
• RFD (tasa de desarrollo de fuerza por unidad de tiempo) y capacidad del sistema neuromuscular para desarrollar fuerza rápidamente
• La potencia mecánica es la capacidad del sistema neuromuscular para realizar trabajo en la unidad de tiempo

Evaluación Dinámica de la Fuerza Máxima

• Prueba directa de 1 RM requiere que un individuo levante la mayor carga posible, siguiendo una técnica estandarizada
• Las repeticiones máximas estiman la carga máxima mediante una ecuación de predicción, realizando repeticiones hasta el fallo
• Las pruebas de carga-velocidad utilizan dispositivos tecnológicos para registrar la velocidad de ejecución del movimiento
• Esto genera una gráfica de la relación lineal entre fuerza y velocidad.

Evaluación Estática de la Fuerza Máxima

• Las pruebas de contracción isométrica evalúan el potencial máximo de fuerza de un músculo o grupo muscular utilizando plataformas de fuerza, dinamómetros isocinéticos, galgas de fuerza o dinamómetros manuales

Evaluaciones Avanzadas de RFD y Potencia

• Las pruebas de fuerza-tiempo utilizan plataformas de fuerza en entornos de laboratorio para valorar la curva de fuerza-tiempo
• Esto diferencial perfiles deportivos enfocados al rendimiento y patrones de movimiento
• Medición Isométrica activa voluntariamente músculo máxima contra una fuerza que no se puede superar
• El pico máximo de fuerza de puede medir (FIM)
• Medición Excéntrica - Concéntrica mide Fuerza Máxima y Fuerza Explosiva Máxima
• Peso Libre (el más utilizado, suele medir en kg y en peso vertical normalmente)
• 1 RM (Repetición Máxima)
• Plataforma de fuerza es otra opción

Pruebas de Campo para Evaluar Potencia Mecánica

• Las pruebas de campo, como saltos, lanzamientos y sprints, ofrecen versatilidad y se utilizan ampliamente en deportes y salud
• Ofrecen bajo riesgo de lesión y fatiga y son accesibles para los evaluadores
• Son sensibles a la motivación y carecen de explicación sobre las causas del rendimiento
• Test de potencia-carga realiza test de potencia con cargas
• Esto obtiene información completa de la capacidad de generar potencia a diferentes cargas incrementales
• Aporta información sobre su zona máxima de generación de potencia mecánica
• Test del perfil de fuerza-velocidad permiten definir los déficits para ambas variables, acercándose al perfil óptimo de fuerza-velocidad.
• Utiliza un batería de cargas incrementales para el ejercicio en que se evalúa
• En el caso del salto vertical se valora rendimiento (altura) y variables antropométricas
• Esto permite individualización.
• El salto vertical con contramovimiento (CMJ) utiliza la energía elástica de una flexión-extensión rápida de las piernas
• El salto vertical sin contramovimiento (SJ) se puede hacer con peso y medir el centro de gravedad y el equilibrio

Puntos Clave para la Prescripción del Entrenamiento de Fuerza

• Los profesionales de la salud deberían promover el entrenamiento de fuerza
• El entrenamiento de fuerza confiere beneficios únicos al sistema musculoesquelético en trastornos comunes y en personas sanas
• La aplicación de carga mecánica debe ser específica para obtener la adaptación positiva deseada

Recomendaciones de Entrenamiento de Fuerza

• Para personas no entrenadas, seguir protocolos específicos
• Utilizar mucho peso y pocas repeticiones para la fuerza máxima (70-80% RM, 8-12 repeticiones)
• Utiliza menos peso y más repeticiones para la fuerza resistencia (50-60% RM, 15-20 repeticiones)
• Para personas con baja condición física, permitir 5 repeticiones de ejercicio resistencia y comenzar con 1 serie
• Para personas con media condición física, permitir 10 repeticiones de ejercicio resistencia y comenzar con 1 serie
• Para personas con buena condición física, permitir 15-20 repeticiones de ejercicio resistencia y comenzar con 2 series

Recomendaciones ACMS

• Sesiones superiores a 60 mins se recomienda abandonar
• Entrenar dos días por semana aumenta fuerza y coordinación muscular

Beneficios del Ejercicio en Adultos Mayores y Cáncer

• El ejercicio reduce el número de caídas en un 23%
• El ejercicio reduce las caídas si involucró equilibrio y entrenamiento funcional
• Programas que involucran múltiples tipos de ejercicio probablemente redujeron las caídas
• El Tai Chi también puede reducir las caídas
• Comenzar el entrenamiento progresivo de cargas al 50%
• La progresión del aumento depende de múltiples factores, estilo de vida e individualización
• El ejercicio aeróbico y de resistencia combinado de intensidad moderada realizado dos o tres veces por semana durante 12 semanas mejora la calidad de vida
• El ejercicio aeróbico y de resistencia sobre ejerce un efecto antitumoral al reducir el riesgo de la enfermedad al mejorar la inmunidad

Efectos del Ejercicio en la Salud

• El ejercicio de fuerza es un elemento clave para controlar el dolor y la discapacidad
• Junto con la educación, la pérdida de peso, el aumento de la masa magra y la mejora de la capacidad aeróbica
• La carga mecánica induce al flujo dinámico y contribuye al remodelación ósea
• El aumento de la masa de tejido óseo aumenta la resistencia estructural y mejor la protección contra fracturas
• El programa de ejercicio de caminar es inisuficiente con una densidad mineral ósea
• Entrenamiento combinado de resistencia progresiva con carga alta mejora densidad mineral ósea
• El tendón almacena, retrocede y libera energía a la vez que mantiene la eficiencia en la producción de energía y transmite fuerza
• La carga mecánica excesiva causa tendinopatía
• El aumento de carga y el peso disminuyen el riesgo de lesiones en atletas deportivos
• Lo cambios significativos en los tejidos musculoesqueléticos generalmente son evidentes después de 8 a 12 semanas
• El entrenamiento de fuerza reduce el riesgo de lesiones en jugadores jóvenes de fútbol de élite