Introducción al aparato locomotor: los músculos

En este artículo repasamos el sistema muscular que, junto al sistema osteoarticular, forma parte del aparato locomotor.

El músculo es el elemento motor del sistema musculoesquelético. Se trata de un órgano formado por fibras contráctiles.

El cuerpo está formado por unos 650 músculos que representan entre el 30% y el 50% del peso corporal, dependiendo de la edad y el sexo. Los músculos mantienen el esqueleto en posición vertical y facilitan el movimiento.

Hombre haciendo dominadas sobre la barra

Foto: Kate Trysh en Unsplash

Clasificación de los músculos

La clasificación de los músculos puede hacerse por su forma, por su función y por el tipo de tejido que los componen.

El tejido muscular está formado por células denominadas miocitos o fibras musculares que suelen disponerse en paralelo formando haces o láminas.

Según el aspecto y la organización de sus células, el tejido muscular se divide en dos tipos: liso y estriado. El músculo estriado se subdivide en músculo estriado cardíaco y músculo estriado esquelético.

Músculo liso

También denominado involuntario o plano. Este tipo de músculo se halla en estructuras corporales sin movimiento voluntario, como las vías respiratorias o el aparato digestivo. La organización de sus células se adapta a su funcionalidad y las contracciones son movimientos involuntarios causados por impulsos que viajan por el sistema nervioso autónomo al tejido muscular.

Músculo estriado cardíaco

El músculo cardíaco o miocardio forma las paredes del corazón y es el encargado de bombear la sangre por el sistema circulatorio mediante la contracción de las paredes del corazón, que está controlada por el sistema nervioso autónomo.

El músculo cardíaco está formado por cardiomiocitos. Al igual que las células del músculo esquelético, estas células también tienen aspecto estriado aunque su estructura es más corta y gruesa. Por esta razón al músculo cardíaco se le denomina músculo estriado de contracción involuntaria.

Músculo estriado esquelético

Este tejido muscular está inervado por fibras nerviosas que parten del sistema nervioso central. El movimiento es voluntario.

Este tejido está formado por:

    • células musculares estriadas esqueléticas, llamadas fibras musculares o miocitos
    • tejido conectivo
    • vasos sanguíneos

Los músculos esqueléticos están generalmente conectados a los huesos directamente o más comúnmente a través de los tendones, a excepción de algunos como los del ojo, los de la parte superior del esófago o la lengua.

La apariencia estriada de las fibras musculares es debido a la disposición de las miofibrillas que se organizan en haces paralelos al eje principal de la célula.

Las células musculares están regidas por neuronas motoras o motoneuronas, un tipo especializado de células cerebrales ubicadas dentro de la médula espinal y el cerebro. Cada motoneurona puede inervar a varias células musculares.

El conjunto de células musculares inervadas por un mismo axón, más el propio axón, se denomina unidad motora.

En función de la precisión que necesite cada músculo, la unidad motora será más grande – más de 100 células inervadas por un mismo axón – o más pequeña. A mayor precisión, la unidad motora será menor.

La actividad normal de un músculo esquelético depende de su inervación. Cada fibra muscular esquelética está en contacto con una terminación nerviosa que regula su actividad. Las fibras nerviosas motoras transmiten a los músculos las órdenes emitidas por el sistema nervioso central.

Estructura anatómica del músculo esquelético

El entramado de fibras musculares compuestas por miofilamentos proteicos de actina y miosina constituyen la fibra muscular, unidad contráctil del músculo.

Cada una de estas fibras musculares está envuelta en una capa de tejido conectivo, el endomisio.

Varias fibras forman un fascículo. Cada fascículo también está envuelto por una capa de tejido conectivo, el perimisio.

El conjunto de todo ello está recubierto por el epimisio, la capa más gruesa de tejido conjuntivo que se prolonga formando el tendón, cuya función es unir el músculo al hueso.

Las distintas capas de tejido conjuntivo, las aponeurosis, carecen de elasticidad, sujetan las células y están unidas a los tendones que conectan los músculos a los huesos. La rotura de la aponeurosis provoca una hernia muscular.

La vascularización a través de los vasos sanguíneos es esencial para el funcionamiento del músculo. Las arterias proporcionan el oxígeno y los nutrientes necesarios. Las venas siguen el trayecto inverso y la circulación de retorno sirve para eliminar los residuos del trabajo muscular.

Propiedades funcionales del músculo

    • Excitabilidad. Facultad de percibir el estímulo y responder al mismo
    • Contractibilidad. Capacidad de contraerse con fuerza ante el estímulo apropiado
    • Elasticidad. Esta propiedad física es la capacidad que poseen las fibras musculares para acortarse y recuperar su longitud después
    • Extensibilidad. Es la base del estiramiento. Las fibras musculares, que se acortan al contraerse, cuando se relajan pueden estirarse más allá que la longitud de descanso
    • Plasticidad. El músculo modifica su estructura en función del trabajo que realiza, adaptándose al esfuerzo que demanda el uso

Tipos de fibras musculares

Distinguimos dos grandes tipos de fibras musculares:

  • fibras musculares de contracción lenta
  • fibras musculares de contracción rápida

Fibras tipo I de contracción lenta

Son más pequeñas que las fibras de contracción rápida y de color más oscuro debido a la mayor concentración de mioglobina. El tejido muscular lento contiene una red más extensa de capilares y un suministro de oxígeno mucho más alto.

Actúan en movimientos prolongados y en el mantenimiento de la postura. Poseen más y mayores mitocondrias, que les confieren gran resistencia aeróbica, y una menor reserva de glucógeno.

Fibras tipo II de contracción rápida

Son fibras de mayor tamaño y de color más claro por la menor presencia de mioglobina. Contienen miofibrillas densas y grandes reservas de glucógeno. Las mitocondrias son escasas y están poco vascularizadas puesto que su principal vía para obtener energía es la glucolítica.

Son capaces de generar mucha energía en un periodo corto de tiempo y se fatigan rápidamente ya que el sistema energético anaeróbico se gasta de inmediato.

Son de contracción rápida debido a que están inervadas por una neurona que tiene una banda más ancha y la transmisión del impulso se hace a gran velocidad.

Se dividen en dos subtipos:

    • fibras IIa: tienen características anaeróbicas y aeróbicas. Poseen un tamaño y metabolismo intermedio y son capaces de generar fuerzas considerables
    • fibras IIb: estrictamente anaeróbicas. Se activan en ejercicios con pesas o en un sprint y se fatigan rápidamente

La contracción muscular

El músculo bajo el microscopio

Las células musculares son cilíndricas y alargadas y pueden tener centenares de núcleos.

La fisiología de la célula muscular es la siguiente:

    • la membrana celular se denomina sarcolema. Es la superficie externa de la fibra muscular
    • el citoplasma recibe el nombre de sarcoplasma. Es un material semifluido que contiene proteínas solubles, partículas de glucógeno, grasa y mitocondrias
    • el retículo endoplasmático se conoce como retículo sarcoplasmático. Este orgánulo citoplasmático está formado por un sistema de membranas simples que rodea a cada miofibrilla. Cada segmento de retículo sarcoplasmático empieza y termina en una cisterna terminal que, junto a la invaginación de la membrana celular llamada túbulo transverso o túbulo T conforma una de las estructuras llamadas triadas. El retículo sarcoplasmático actúa como almacén de calcio de la célula.

En el interior de cada fibra encontramos más de mil miofibrillas, estructuras intracelulares encargadas de la contracción muscular; las miofibrillas están dispuestas en sentido longitudinal y formadas por filamentos de grandes moléculas proteicas: actina (filamentos delgados) y miosina (filamentos gruesos).

La disposición de filamentos delgados y gruesos a lo largo de la miofibrilla genera un patrón de bandas oscuras y claras que se repite y recibe el nombre de sarcómero.

En el sarcómero observamos:

    • una zona clara ocupada solamente por filamentos delgados [Banda I].
    • una zona más oscura [Banda A] que ocupa toda la longitud de los filamentos gruesos yen la que se incluye una zona en la que se superponen con los filamentos delgados.
    • una zona central compuesta solamente por filamentos gruesos [Zona H].
    • puntos de inserción de los filamentos gruesos [línea M] y delgados [discos Z]. El sarcómero comprende el segmento entre dos discos Z.
    • proteínas accesorias gigantes con la función de dar elasticidad y estabilizar los filamentos gruesos y mantener unidos y alineados los filamentos delgados.

La contracción muscular se explica por la teoría del deslizamiento de los filamentos: a medida que el músculo se contrae, se produce un deslizamiento unos sobre otros de filamentos delgados y gruesos, acercando los discos Z.

Cómo se lleva a cabo la contracción del músculo esquelético

Hemos indicado que el tejido muscular esquelético está inervado por fibras nerviosas que parten del sistema nervioso central (SNC). El elemento de conexión entre el SNC y el músculo es la placa motora. Es donde se realiza la transmisión del impulso nervioso gracias al neurotransmisor acetilcolina.

El impulso llega a las invaginaciones y éstas vibran generando la liberación de iones de calcio en el sarcoplasma.

La contracción muscular se inicia cuando los iones de calcio almacenados en el retículo sarcoplasmático son liberados y entran en contacto con las miofibrillas.

La contracción ocurre porque las cabezas de la miosina se insertan en los filamentos delgados de ambos extremos del sarcómero y caminan sobre ellos, tirando progresivamente de los filamentos delgados hacia la línea M.

El papel del calcio iónico que contienen las células musculares es fundamental para que se dé el deslizamiento. Los filamentos finos, además de actina, también contienen troponina y tropomiosina. La tropomiosina es un polímero que se ubica envolviendo al filamento de actina y bloquea parcialmente los sitios de unión de la miosina dando lugar a la relajación muscular. La troponina es una proteína fijadora de calcio que controla la posición de la tropomiosina.

La palabra músculo es un diminutivo. Está formada sobre el término latino mus, muris, que significaba ratón. La forma músculus era ratoncito. Los romanos dieron este nombre a los movimientos de la parte superior de la pierna. Con el tiempo, paso a denominar a todos los músculos del cuerpo. Para los de la parte superior de la pierna se reservó la palabra muslo.