El sistema muscular es un sistema orgánico que consta de músculo esquelético , liso y cardíaco . Permite el movimiento del cuerpo, mantiene la postura y hace circular la sangre por todo el cuerpo. [1] Los sistemas musculares en los vertebrados están controlados a través del sistema nervioso, aunque algunos músculos (como el músculo cardíaco ) pueden ser completamente autónomos. Junto con el sistema esquelético en el ser humano, forma el sistema musculoesquelético , que es responsable del movimiento del cuerpo . [2]
Existen tres tipos distintos de músculos: músculo esquelético , músculo cardíaco y músculo liso (no estriado) . Los músculos proporcionan fuerza, equilibrio, postura, movimiento y calor para que el cuerpo se mantenga caliente. [3]
En el cuerpo humano de un hombre adulto hay aproximadamente 640 músculos. [4] Cada músculo está formado por un tipo de tejido elástico, que está formado por miles o decenas de miles de pequeñas fibras musculares. Cada fibra está formada por muchos filamentos diminutos llamados fibrillas; los impulsos de las células nerviosas controlan la contracción de cada fibra muscular.
El músculo esquelético es un tipo de músculo estriado , compuesto de células musculares , llamadas fibras musculares , que a su vez están compuestas de miofibrillas . Las miofibrillas están compuestas de sarcómeros , los bloques básicos de construcción del tejido muscular estriado. Tras la estimulación por un potencial de acción , los músculos esqueléticos realizan una contracción coordinada acortando cada sarcómero. El mejor modelo propuesto para comprender la contracción es el modelo de filamento deslizante de la contracción muscular. Dentro del sarcómero, las fibras de actina y miosina se superponen en un movimiento contráctil una hacia la otra. Los filamentos de miosina tienen cabezas de miosina en forma de maza que se proyectan hacia los filamentos de actina, [1] [3] [5] y proporcionan puntos de unión en los sitios de unión para los filamentos de actina. Las cabezas de miosina se mueven en un estilo coordinado; giran hacia el centro del sarcómero, se desprenden y luego se vuelven a unir al sitio activo más cercano del filamento de actina. Esto se llama sistema de accionamiento de tipo trinquete. [5]
Este proceso consume grandes cantidades de trifosfato de adenosina (ATP), la fuente de energía de la célula. El ATP se une a los puentes cruzados entre las cabezas de miosina y los filamentos de actina. La liberación de energía impulsa el giro de la cabeza de miosina. Cuando se utiliza ATP, se convierte en difosfato de adenosina (ADP) y, como los músculos almacenan poco ATP, deben reemplazar continuamente el ADP descargado con ATP. El tejido muscular también contiene un suministro almacenado de una sustancia química de recarga de acción rápida, el fosfato de creatina , que, cuando es necesario, puede ayudar a la rápida regeneración de ADP en ATP. [6]
Los iones de calcio son necesarios para cada ciclo del sarcómero. El calcio se libera desde el retículo sarcoplásmico hacia el sarcómero cuando se estimula la contracción de un músculo. Este calcio descubre los sitios de unión de la actina. Cuando el músculo ya no necesita contraerse, los iones de calcio se bombean desde el sarcómero y se almacenan nuevamente en el retículo sarcoplásmico . [5]
Hay aproximadamente 639 músculos esqueléticos en el cuerpo humano.
El músculo cardíaco es un músculo estriado, pero se diferencia del músculo esquelético porque las fibras musculares están conectadas lateralmente. Además, al igual que los músculos lisos, su movimiento es involuntario. El músculo cardíaco está controlado por el nódulo sinusal, influenciado por el sistema nervioso autónomo . [1] [3]
La contracción del músculo liso está regulada por el sistema nervioso autónomo , las hormonas y las señales químicas locales, lo que permite contracciones graduales y sostenidas. Este tipo de tejido muscular también es capaz de adaptarse a diferentes niveles de estiramiento y tensión, lo que es importante para mantener un flujo sanguíneo adecuado y el movimiento de materiales a través del sistema digestivo .
Las uniones neuromusculares son el punto focal donde una neurona motora se une a un músculo. La acetilcolina (un neurotransmisor utilizado en la contracción del músculo esquelético) se libera desde la terminal del axón de la célula nerviosa cuando un potencial de acción alcanza la unión microscópica llamada sinapsis . Un grupo de mensajeros químicos atraviesa la sinapsis y estimula la formación de cambios eléctricos, que se producen en la célula muscular cuando la acetilcolina se une a los receptores en su superficie. El calcio se libera de su área de almacenamiento en el retículo sarcoplásmico de la célula. Un impulso de una célula nerviosa provoca la liberación de calcio y produce una contracción muscular única y corta llamada espasmo muscular . Si hay un problema en la unión neuromuscular, puede producirse una contracción muy prolongada, como las contracciones musculares que resultan del tétanos . Además, una pérdida de función en la unión puede producir parálisis . [5]
Los músculos esqueléticos están organizados en cientos de unidades motoras , cada una de las cuales incluye una neurona motora, unidas por una serie de estructuras delgadas similares a dedos llamadas terminales axónicas . Estas se adhieren a haces discretos de fibras musculares y las controlan. Una respuesta coordinada y afinada a una circunstancia específica implicará controlar el número preciso de unidades motoras utilizadas. Si bien las unidades musculares individuales se contraen como una unidad, el músculo entero puede contraerse de forma predeterminada debido a la estructura de la unidad motora. La coordinación, el equilibrio y el control de la unidad motora con frecuencia están bajo la dirección del cerebelo del cerebro. Esto permite una coordinación muscular compleja con poco esfuerzo consciente, como cuando uno conduce un automóvil sin pensar en el proceso. [5] [7]
Un tendón es un trozo de tejido conectivo que conecta un músculo a un hueso. [8] Cuando un músculo se intersecta, tira del esqueleto para crear movimiento. Un tendón conecta este músculo a un hueso, lo que hace posible esta función.
En reposo, el cuerpo produce la mayor parte de su ATP de forma aeróbica en las mitocondrias [9] sin producir ácido láctico ni otros subproductos que producen fatiga. Durante el ejercicio, el método de producción de ATP varía según la condición física del individuo, así como la duración e intensidad del ejercicio. En niveles de actividad más bajos, cuando el ejercicio continúa durante un período prolongado (varios minutos o más), la energía se produce de forma aeróbica combinando oxígeno con carbohidratos y grasas almacenadas en el cuerpo. [6] [10]
Durante una actividad de mayor intensidad, con una posible duración que disminuye a medida que aumenta la intensidad, la producción de ATP puede cambiar a vías anaeróbicas, como el uso del fosfato de creatina y el sistema de fosfágenos o la glucólisis anaeróbica . La producción aeróbica de ATP es bioquímicamente mucho más lenta y solo se puede utilizar para ejercicios de baja intensidad y larga duración, pero no produce productos de desecho fatigantes que no se puedan eliminar inmediatamente del sarcómero y el cuerpo, y da como resultado una cantidad mucho mayor de moléculas de ATP por molécula de grasa o carbohidrato. El entrenamiento aeróbico permite que el sistema de suministro de oxígeno sea más eficiente, lo que permite que el metabolismo aeróbico comience más rápido. La producción anaeróbica de ATP produce ATP mucho más rápido y permite un ejercicio de intensidad casi máxima, pero también produce cantidades significativas de ácido láctico que hacen que el ejercicio de alta intensidad sea insostenible durante más de varios minutos. El sistema de fosfágenos también es anaeróbico. Permite realizar los niveles más altos de intensidad de ejercicio, pero las reservas intramusculares de fosfocreatina son muy limitadas y solo pueden proporcionar energía para ejercicios que duran hasta diez segundos. La recuperación es muy rápida y las reservas de creatina se regeneran por completo en cinco minutos. [6] [11]
Múltiples enfermedades pueden afectar al sistema muscular.
La distrofia muscular es un grupo de trastornos asociados con la debilidad muscular progresiva y la pérdida de masa muscular. Estos trastornos son causados por mutaciones en los genes de una persona. [12] La enfermedad afecta a entre 19,8 y 25,1 por cada 100.000 personas-año en todo el mundo. [13]
Existen más de 30 tipos de distrofia muscular. Según el tipo, la distrofia muscular puede afectar el corazón y los pulmones del paciente, y/o su capacidad para moverse, caminar y realizar actividades cotidianas. Los tipos más comunes incluyen:
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