1. La Fibra Muscular

Como hemos mencionado, la fibra muscular es la unidad básica funcional y estructural del músculo. Sus propiedades principales son la excitabilidad, contractibilidad, elasticidad y tonicidad. Al igual que otras células, las fibras musculares constan de:

• Membrana plasmática celular o Sarcolema: con función protectora y de intercambio de sustancias nutritivas y deshechos.
• Citoplasma o Sarcoplasma: es el medio interno celular, donde encontramos múltiples núcleos y, sobre todo, las proteínas contráctiles, agrupadas en miofibrillas compuestas de filamentos de actina y miosina, que ocupan el 90% del volumen del sarcoplasma. Además, también se encuentra el retículo sarcoplasmático, donde se almacena el calcio, fundamental para la contracción muscular, y diversas sustancias como fosfocreatina y ATP, mioglobina, enzimas y mitocondrias, entre otras.

Con estas características comunes, y en función de la tasa de utilización de ATP (es decir, de la velocidad de contracción y capacidad para generar ATP por los diferentes sistemas energéticos), podemos referirnos a diferentes tipos de fibras, principalmente:

Fibras Rojas, de Contracción Lenta o de Tipo I

• Son altamente oxidativas, con alta capacidad para utilizar el sistema aeróbico y escasa actividad glucolítica anaeróbica (sistema ácido láctico).
• Por lo tanto, tienen un ritmo lento de desdoblamiento de ATP, con lo que la velocidad de deslizamiento de los filamentos es menor, resultando en una velocidad de contracción lenta.
• Estas fibras se caracterizan por:
  • Grandes y numerosas mitocondrias, con alta concentración de enzimas mitocondriales.
  • Gran capilarización.
  • Presencia de mioglobina, que da a estas fibras su color rojizo.
• En consecuencia, son fibras resistentes a la fatiga y muy apropiadas para el ejercicio aeróbico prolongado.

Fibras Blancas, de Contracción Rápida o de Tipo II

• Son poco oxidativas, pero hidrolizan muy pronto el ATP, con agotamiento relativamente rápido del combustible, principalmente PC y glucógeno.
• Estas fibras tienen un diámetro mayor, siendo así capaces de producir grandes tensiones, pero durante poco tiempo.
• Por tanto, generan energía rápidamente en contracciones rápidas y potentes.
• Estas fibras se caracterizan por:
  • Contienen poca cantidad de mioglobina, por lo que se les llama fibras blancas.
  • Poseen poca capilarización, pocas mitocondrias, pero contienen gran cantidad de glucógeno almacenado, necesario para su consumo a gran velocidad.
• En consecuencia, son fibras que se activan generalmente en actividades de velocidad a corto plazo.

Llegados a este punto, podemos afirmar que hemos analizado la estructura general del músculo, así como su unidad básica funcional, la fibra muscular. Al respecto, solo nos queda analizar el nivel más inferior referido al estudio de las proteínas musculares presentes en el sarcoplasma, las miofibrillas, cómo interactúan entre ellas y las estructuras que configuran.

2. Las Miofibrillas

Las miofibrillas constituyen el elemento contráctil de la célula muscular. En cada fibra o célula muscular existen muchas miofibrillas dispuestas de forma paralela entre sí. Estas miofibrillas están compuestas a su vez por miofilamentos contráctiles, compuestos básicamente por dos proteínas contráctiles: Miosina y Actina.

La interacción básica entre estas proteínas consiste en que una miosina interactúa con seis actinas a través de seis puentes cruzados (cada 43 mm), con una angulación entre cada tres actinas de 120°. Así, los miofilamentos que están compuestos por miosina reciben el nombre de miofilamentos gruesos, debido precisamente a su mayor grosor con respecto a los de actina. Por contrapartida, los que están compuestos por la actina se denominan miofilamentos delgados, y están compuestos en menor medida por otras dos proteínas de carácter regulador que regulan el efecto de contracción: la troponina y la tropomiosina.

La zona delimitada o comprendida entre dos líneas Z vecinas se denomina Sarcómero, que constituye la unidad estructural de la fibra muscular y también la unidad contráctil del músculo. De esta manera, en caso de contracción se reproduce un acortamiento del sarcómero, mientras que en un estiramiento muscular se reproduce un alargamiento longitudinal del mismo. Estos mecanismos de contracción y estiramiento del sarcómero se producen gracias al deslizamiento relativo entre filamentos delgados y gruesos, proporcionales a la magnitud de la contracción.

La Contracción Muscular: Tipos de Contracción

El fenómeno de la contracción muscular comienza con la llegada del estímulo nervioso a la fibra muscular a través de la unión neuromuscular o placa motora. Esta obedece a la «ley de todo o nada», según la cual un estímulo efectivo produce la liberación del neurotransmisor que excitará a todas las fibras musculares a las que inerva. Por ello, la relación nervio-músculo es muy importante, ya que va a determinar la función específica que tenga que realizar dicho músculo. Así, cuanto mayor sea el número de fibras musculares por célula nerviosa, menor será la precisión pero mayor será la fuerza.

Este impulso origina una emisión de Ca (Calcio) desde unas vesículas especiales de almacenamiento del retículo sarcoplásmico hacia el sarcoplasma, a favor de un importante gradiente de concentración. El calcio se difunde libremente hacia las miofibrillas, quedando activado entonces el proceso de contracción. A continuación, el Ca se fija a la troponina, lo que provoca que esta actúe sobre la tropomiosina para desbloquear los centros activos que tiene la actina. Este proceso permite que se establezcan libremente los puentes cruzados de unión actomiosínica mediante la fijación de la cabeza de miosina a esos lugares o centros activos ya libremente expuestos y desbloqueados.

Estos fenómenos se producen y repiten de forma cíclica mientras se mantenga la estimulación del músculo, de manera que los filamentos delgados se deslizan más allá de los gruesos, produciéndose entonces el acortamiento del músculo. Para que cese la contracción y se relaje el músculo, es necesario extraer todo el calcio difundido y reintroducirlo en el retículo sarcoplásmico. Para ello, cuando cesa la llegada del estímulo, se pone en marcha un sistema de transporte activo en contra del gradiente de concentración (bomba de Ca), con gasto de ATP. Esto permite restablecer la posición inicial de la troponina y tropomiosina, bloqueándose los lugares activos de la actina.

Una vez analizado el fenómeno de la contracción muscular, estamos en disposición de abordar sus tipos. Al respecto, la mayoría de los autores se refieren a su longitud, distinguiendo:

• Contracciones Isotónicas: son aquellas en las que la fibra muscular, además de contraerse, modifica su longitud. Dentro de este tipo diferenciamos:
  • Contracción isotónica concéntrica: en las que la longitud del músculo disminuye. Se da en movimientos de aceleración o impulso.
  • Contracción isotónica excéntrica: en las que la longitud del músculo aumenta. Se da en movimientos de frenado.
• Contracciones Isométricas: en este caso, la fibra muscular no modifica su longitud. No hay movimiento. En realidad, el componente muscular se acorta y el elástico se alarga, lo que provoca que el músculo no cambie su longitud.
• Contracciones Auxotónicas: resultan de la combinación de contracciones isotónicas e isométricas. Como ejemplo podemos referirnos al trabajo con gomas, una pelota entre las piernas, etc.

Funciones del Sistema Muscular

Desde un punto de vista más específico, los músculos cumplen diferentes funciones. Así, distinguimos funciones de flexión, extensión, abducción, aducción, rotación, depresores y esfínteres, que hemos visto con detalle en la asignatura «Educación Física: Complementos de Formación».

Por último, debemos referirnos a las funciones específicas del músculo en movimiento. Al respecto, debemos señalar que, aunque cada músculo posee individualidad funcional y anatómica, ninguno actúa solo en un movimiento corporal, por simple que este sea. Así, los músculos, en base a la función que realizan en un acto motor, se clasifican en:

• Motores o Agonistas: son aquellos músculos responsables directamente del movimiento. Dentro de los músculos agonistas, podemos distinguir entre:
  • Primarios: son los que realizan el movimiento en su mayor porcentaje.
  • Secundarios o accesorios: completan o colaboran en la acción de los motores primarios.
• De emergencia: actúan en condiciones extremas.
• Antagonistas: son los músculos que llevan a cabo la función contraria al músculo agonista. Potencialmente, un músculo extensor es antagonista de un músculo flexor. Por ejemplo: el bíceps braquial es antagonista del tríceps braquial en la extensión del codo.
• Fijadores o estabilizadores: son aquellos que hacen que determinadas partes del cuerpo se afirmen y sirvan de base para que otros grupos musculares realicen su función técnica. Son músculos que fijan algunos segmentos corporales para que pueda desarrollarse la acción principal. Básicamente realizan contracciones isométricas.
• Sinergistas o Neutralizadores: Se denomina sinergia a la participación simultánea de grupos musculares para que el movimiento se realice en la dirección deseada. También cuando un músculo con función antagonista a la del grupo muscular motor se contrae simultáneamente para anular movimientos no deseados. Tienen gran importancia en los movimientos de precisión.

Desarrollo Muscular y Diferencias por Edad y Sexo

• Desde el punto de vista estructural, el menor tamaño, tanto absoluto como relativo, de la musculatura infantil viene determinado por el menor volumen de sus fibras musculares. Con el crecimiento, se produce un aumento del músculo, a pesar de la menor superficie de las fibras musculares, por sucesiva adición de sarcómeros.
• Así, durante la pubertad, el tamaño muscular aumenta considerablemente en los niños, como consecuencia de la influencia positiva ejercida por los andrógenos. En las niñas, este aumento del tamaño se produce en mucha menor cuantía.
• A nivel metabólico, existen importantes diferencias entre los músculos del niño/a y del adulto. De esta manera, el poder anaeróbico es menor en el niño, alcanzando valores muy bajos de lactacidemia y lactato muscular después de ejercitar a máxima potencia. Los valores de deuda de oxígeno también son muy diferentes entre el niño y el adulto. Por el contrario, el comportamiento aeróbico es similar al del adulto.
• Por otro lado, no podemos dejar pasar la gran influencia que tiene este sistema muscular en relación con los niveles de fuerza de los niños/as. Al respecto, debemos señalar que a medida que el niño crece y se desarrolla, la fuerza va aumentando de forma natural, debido a su mayor peso corporal y también a su desarrollo óseo-articular y muscular. No obstante, se ha constatado que la fuerza aumenta de forma más rápida que este desarrollo. Esto es debido a la maduración del sistema nervioso y a la mejora de la destreza y coordinación motriz, sobre todo a partir de los 7-8 años.
• Hasta la llegada de la pubertad (10-11 años en chicas y 12-13 en chicos), el aumento de fuerza es progresivo, en función del crecimiento del cuerpo y del aumento del peso. Por contrapartida, a partir de la pubertad, la fuerza experimenta un rápido aumento por influencia hormonal en el desarrollo muscular (testosterona) y también por ese mayor crecimiento y peso corporal. Así, y a modo de ejemplo, a los 16 años el peso de los músculos supone un 35% del total corporal, y a los 19 años ya alcanza el 44%.
• A partir de la pubertad y hasta los 16-17 años, los valores de fuerza se duplican, y a partir de los 19-20 años, el aumento es más suave y menos acusado, alcanzándose el máximo hacia los 26-30 años, dependiendo de los sujetos, actividad laboral, entrenamiento, etc. Por tanto, el desarrollo del sistema muscular está más condicionado por la edad biológica que cronológica.
• Que la fuerza se mantenga a partir de los 30 años depende en gran medida de las características personales del entrenamiento, pero puede decirse que a partir de esta edad comienza la involución de un 1% por año.
• Debemos destacar además que la evolución del sistema muscular en los distintos grupos musculares no sigue una marcha paralela y que presenta unas diferencias intersexuales acusadas. Al respecto, estas diferencias comienzan a manifestarse a partir de la pubertad por la mencionada influencia hormonal. Como datos numéricos a modo de orientación, podemos destacar que después de la pubertad, los niños pueden superar a las niñas en un 40% de fuerza. Por contrapartida, su descenso es paralelo en niños y niñas, aunque desde un punto de vista absoluto, la del niño siempre se mantiene más elevada.

Etiquetas: contracción muscular, fibra muscular, mecanismo de contracción, miofibrilla, sarcómero, tipos de fibras