Mecanismos musculares

Mecanismos musculares

Figura 1. Relación entre el arreglo de los fascículos y la estructura del músculo

Figura 2. Sistemas de palanca

Además de los factores intrínsecos de los músculos y el tejido muscular en relación con la fuerza y la velocidad con la que pueden actuar hay dos factores adicionales que influyen en su capacidad para ello:

1.- El patrón de disposición de los fascículos (racimos de fibras musculares).

2.- Los sistemas de palanca utilizados entre músculos y huesos.

Veamos algunas características importantes de estos dos temas.

Arreglo de los fascículos

Todos los músculos esqueléticos están constituidos por fascículos, pero la disposición de los fascículos varía resultando en músculos con diferente forma y capacidad de trabajo. Los patrones de disposición más comunes de los fascículos son:

1.- Paralelos: en esta disposición los ejes longitudinales de los fascículos corren paralelos al eje longitudinal del músculo. Estos músculos pueden tener la forma de una tira o tirante o bien la forma de huso. Los últimos están clasificados por algunos autores de forma distinta como músculos fusiformes (Ejemplo, el bíceps braquial). Vea la figura 1 a la derecha.

2.- Pinados: en este caso los fascículos son cortos y se acoplan de forma oblicua a un tendón que corre a lo largo del músculo. Si los fascículos se insertan a un solo lado del tendón se conocen como unipinados (Ejemplo, el Extensor largo de los dedos), si lo hacen a ambos lados opuestos del tendón, recordando una pluma de ave, como bipinados. También los hay multipinados (Ejemplo, el Deltoides) los que parecen como plumas colocadas lado con lado y con el raquis (nervio central) insertado en un amplio tendón.

3.- Convergentes: estos músculos tienen un origen amplio y sus fascículos convergen hacia un tendón único de inserción (Ejemplo, el Pectoral mayor). Usualmente tienen una forma triangular o de aspa de ventilador.

4.- Circulares: el arreglo circular se produce cuando los fascículos se extienden como círculos concéntricos, generalmente alrededor de aberturas del cuerpo, las que cierran cuando se contraen y es común que reciban el nombre de esfínters. Los músculos con fascículos arreglados circularmente se denominan orbiculares (u orbicularis), de esta forma un músculo que rodea la boca se llama orbicular de la boca u orbicularis oris.

En general la disposición de los fascículos en el músculo determinan su capacidad de acortamiento y su poder, y debido a que las fibras musculares se pueden contraer hasta un 70 % de su longitud en reposo, es fácil darse cuenta que aquellos músculos de fibras largas y mas o menos paralelas son lo que más pueden acortarse, sin embargo, no son usualmente muy poderosos. La fuerza del músculo depende del número total de células musculares que tiene, de forma tal que a más células mas fuerza. Los robustos músculos bipinados y multipinados que apiñan la mayoría de las fibras musculares se acortan poco pero son muy poderosos.

Sistemas de palancas

El trabajo de los músculos esqueléticos generalmente incluye el uso de palancas que pueden conformar diferentes sistemas de apalancamiento (figura 2).

Una palanca es una barra rígida que permite tomar ventajas mecánicas en dependencia de como se use. Esta barra rígida, para que sea una palanca, debe formar parte de un sistema que tiene tres elementos:

1.- Un punto de apoyo donde puede pivotar, también llamado fulcro.

2.- Una fuerza aplicada, que denominaremos esfuerzo.

3.- Una fuerza de resistencia al movimiento de la palanca que denominaremos carga.

En nuestro cuerpo las articulaciones son los fulcros (centros de pivote), los huesos son las palancas y los músculos producen los esfuerzos en el punto de inserción al hueso, a fin de poder mover los tejidos y las cargas exteriores adicionales que pueden estar descansando sobre ese hueso (la palanca) en particular.

Un sistema de palanca permite aumentar la capacidad de la fuerza aplicada (esfuerzo) para mover grandes cargas sacrificando el espacio recorrido por la carga y su velocidad de traslación en relación con los del esfuerzo, y vice versa, es decir, lograr una gran velocidad y espacio recorrido por la carga utilizando un pequeño movimiento del punto donde se aplica un esfuerzo, en este caso grande.

Dependiendo de la ubicación relativa de los elementos fulcro, esfuerzo y carga del sistema de palanca el sistema pertenece a una de tres clases diferentes:

1.- Primera clase: el esfuerzo se aplica en un extremo de la palanca y la carga está en el otro extremo con el pivote en algún lugar entre ambos extremos, lo que recuerda un "sube y baja" o "cachumbambé". En este caso si el fulcro está más cerca de la carga que del esfuerzo, esta se mueve menos distancia y a menor velocidad con un esfuerzo menor y de más amplio movimiento. En caso contrario, cuando el esfuerzo está mas cerca del fulcro que la carga el esfuerzo debe ser mayor y de desplazamiento y velocidad menores que los de la carga. En el primer caso se le llama palanca de fuerza (amplifica la magnitud del esfuerzo) y en el segundo palanca de velocidad (amplifica la velocidad de la carga). Este sistema de primera clase es el que se usa para oscilar la cabeza hacia adelante y hacia atrás en relación al pecho (vea la parte superior de la figura 2).

2.- Segunda clase: el esfuerzo se aplica a un extremo de la palanca y el fulcro está en el otro extremo con la carga en algún punto intermedio. No es común en la anatomía, pero es el método utilizado para levantar todo el cuerpo sobre la punta de los pies.

3.- Tercera clase: ahora el esfuerzo se aplica en algún punto entre la carga y el pivote, y éste siempre será mas lento y de magnitud mayor que los de la carga. Este es el método mas utilizado de movimiento por los músculos esqueléticos y un ejemplo es la flexión del antebrazo usando el codo como pivote. Esta tercera clase de movimiento permite al músculo insertarse en el hueso muy cerca de la articulación a través de la cual se hará el movimiento, lo que a su vez permite hacer movimientos amplios y rápidos con una pequeña contracción del músculo. Los músculos involucrados en el accionamiento de tercera clase tienden a ser gruesos y poderosos.

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