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La composición de los diferentes sistemas del cuerpo humano resulta tan compleja como maravillosa. Nuestra estructura muscular, en conjunto con nuestro sistema óseo, nos permite mantenernos de pie y realizar movimientos que serían imposibles si no contáramos con ellos. Conocer el funcionamiento, la anatomía, los grados de libertad, entre otras características propias de estos sistemas, permite evitar lesiones y aprovecharlos al máximo. Los profesionales en áreas relacionadas con el deporte tienen pleno conocimiento en esto, y aprovechan esta información a su favor.
Estructura y función
La membrana plasmática de las células musculares se conoce como sarcolema. Cada músculo está formado por haces de estas células (que forman fibras musculares), incrustadas en una matriz de tejido conectivo conocida como endomisio. El haz de fibras con su endomisio está rodeado por una vaina de tejido conectivo más fibroso conocida como perimisio. El compuesto del perimisio y su contenido se conoce como fascículo. Un músculo completo consta de numerosos fascículos rodeados por una capa externa gruesa de tejido conectivo conocida como tabiques perimisiales.
La traducción de la actividad contráctil de las fibras musculares individuales en movimiento anatómico tiene lugar a través de este sistema continuo de tejidos conectivos y vainas. Estos finalmente se fusionan con los tendones. Dentro del sarcolema se encuentra el sarcoplasma (citoplasma), que contiene todos los elementos subcelulares habituales más miofibrillas prominentes y largas. Cada miofibrilla está compuesta por haces de proteínas contráctiles filamentosas, algunas de las cuales se extienden de un extremo a otro en la célula.
Las miofibrillas son los elementos más conspicuos en las miofibras esqueléticas que constituyen aproximadamente el 60% de la proteína de las miofibras. Una sola miofibrilla se compone de muchas unidades estructurales cortas, conocidas como sarcómeros, que se disponen de extremo a extremo. Las proteínas en las uniones entre los sarcómeros forman la línea Z. Por lo tanto, un sarcómero se extiende a lo largo de una miofibrilla desde una línea Z hasta la siguiente línea Z. Los sarcómeros están compuestos principalmente por filamentos delgados de actina y filamentos gruesos de miosina.
Los sarcómeros representan la unidad contráctil mínima de un músculo. Es la contracción y elongación coordinadas de millones de sarcómeros en un músculo lo que da lugar a la actividad mecánica esquelética.
Fibras
La generación de fuerza depende del tamaño y la composición del tipo de fibra del músculo esquelético. Cuatro tipos de fibras musculares (dentro de dos tipos principales de fibras) dominan el músculo esquelético. A saber, fibras de contracción lenta (tipo I) y de contracción rápida (tipo II) que contienen los subtipos IIA, IIB y IIX. Se reconoce que el patrón de especialización en fibras de tipo II depende de los patrones de expresión de las isoformas de cadenas pesadas de miosina durante la histogénesis (Rubinstein y Kelly, 2004).
Fenotípicamente, el músculo de contracción lenta o tipo I está altamente vascularizado y saturado de mitocondrias y mioglobina que exhiben altas mitocondrias y mioglobina. Contenido de enzimas oxidativas con baja actividad glucolítica. Las fibras de contracción lenta son resistentes a la fatiga, y dependen del metabolismo oxidativo para obtener energía, mientras que se contraen durante largos períodos con poca fuerza generada. Las fibras de tipo Ifibers se encuentran más abundantemente en atletas de resistencia de élite (por ejemplo, nadadores).
El músculo de contracción rápida o tipo II, exhibe tiempos de contracción más rápidos, mantiene breves ráfagas anaeróbicas de actividad, fatigando más fácilmente que las fibras de tipo I. Las fibras de tipo II tienen una alta capacidad glucolítica que garantiza la generación adecuada de ATP para compensar la tasa acelerada de hidrólisis de ATP. Por esta razón, se puede observar una mayor proporción de fibras de tipo II en atletas de élite de fuerza y potencia (por ejemplo, velocistas, levantadores de pesas). De los tres subtipos principales (IIA, IIX y IIB), que varían tanto en la velocidad contráctil como en la generación de fuerza. Las fibras IIA son similares a las de contracción lenta en el sentido de que tienen más mioglobina y dependen más del metabolismo oxidativo.
Fibras de contracción
Las fibras de contracción lenta son resistentes a la fatiga, y dependen del metabolismo oxidativo para obtener energía, mientras que se contraen durante largos períodos con poca fuerza generada. Las fibras de tipo Ifibers se encuentran más abundantemente en atletas de resistencia de élite (por ejemplo, nadadores). El músculo de contracción rápida o tipo II, exhibe tiempos de contracción más rápidos, mantiene breves ráfagas anaeróbicas de actividad, fatigando más fácilmente que las fibras de tipo I.
Las fibras de tipo II tienen una alta capacidad glucolítica que garantiza la generación adecuada de ATP para compensar la tasa acelerada de hidrólisis de ATP. Por esta razón, se puede observar una mayor proporción de fibras de tipo II en atletas de élite de fuerza y potencia (por ejemplo, velocistas, levantadores de pesas). De los tres subtipos principales (IIA, IIX e IIB), que varían tanto en la velocidad contráctil como en la generación de fuerza.
Las fibras IIA son similares a las de contracción lenta en el sentido de que tienen más mioglobina y dependen más del metabolismo oxidativo. Fisiológicamente, la diferencia entre los músculos de contracción rápida y lenta se basa en diferencias en su cinética de calcio, mecanismos de CEC y actividad motora molecular, que gobierna los parámetros básicos de contracción (tiempo hasta la tensión máxima y tiempo de relajación media).
Fibras rápidas
Las fibras rápidas exhiben parámetros de contracción más cortos y una rápida contracción del sarcómero. Permiten la generación de transitorios de calcio grandes y rápidos, contribuidos por una menor cantidad de Ca2 + libre sistólico, una menor entrada de Ca2 + desde el espacio extracelular y una mayor abundancia de bombas RYR y SERCA (Reggiani y Te Kronnie, 2006).
Las fibras rápidas están dotadas de una potente maquinaria contráctil principalmente debido a las diferentes isoformas de miosina (MYH2 en IIA, MYH4 en IIB y MYH1 en IIX fibers, respectivamente) que exhiben una rápida velocidad de acortamiento sarcomérico y mayor potencia mecánica. Las fibras lentas se contraen mucho más lentamente, generando menos energía mecánica con menor gasto de ATP, lo que las hace (subtipos de fibra) metabólicamente diversas (Rivero, Talmadge y Edgerton, 1998).
Genéticamente, cada tipo de fibra muscular es igualmente diversa con diferentes isoformas de filamento grueso y delgado expresado en músculo lento y rápido. Por ejemplo, MYH7, MYL2 / 3, MYBL2, TNNT1 / I1 / C1, TPM3, TMOD1, ATP2A2 y CASQ2 representan isoformas de fibra lenta, mientras que MYL1, MYBP2, TNNT3 / I1 / C2, TPM1, TMOD4, ATP2A1, CASQ1 todos representan fibras isoformas rápidas.
Inervación
La unión neuromuscular (NMJ) es la sinapsis química responsable de la transmisión de impulsos eléctricos desde la neurona motora que inerva a las fibras musculares inervadas. La complejidad y distribución de los NMJ en la superficie de las fibras musculares difiere mucho dentro y entre las fibras musculares en la salud y la enfermedad (Hall y Sanes, 1993; Hughes, Kusner y Kaminski, 2006; Sanes y Lichtman, 1999). El NMJ se compone de tres regiones principales: (a) la región pre sináptica, que comprende la célula de Schwann que envuelve la terminal nerviosa que contiene el neurotransmisor; (b) el espacio sináptico revestido por la membrana basal; y (c) la región post sináptica que contiene el sarcoplasma de unión y la membrana post sináptica que contiene receptores para el neurotransmisor.
El camino indicado
Para los profesionales enfocados en el área de deporte la información contenida en este artículo es oro. Ellos mejor que nadie deben conocer en su totalidad el funcionamiento de este sistema. Para ello, durante toda su carrera se preparan y estudian el comportamiento del mismo en diversas situaciones. A pesar de ser esta una información bastante completa, siempre hay algo más por aprender y, con mayor razón teniendo en cuenta que cada organismo responde diferente a las situaciones.
TECH Universidad Tecnológica busca implementar metodologías de estudio totalmente óptimas para aquellos profesionales que desean especializarse en los diversos campos existentes. Su Facultad de Ciencias del Deporte por ejemplo, brinda la oportunidad de conocer a fondo temáticas especializadas en especializaciones tales como el Máster en Neuroeducación y Educación Física y el Máster en Entrenamiento y Programación de la Fuerza para el Rendimiento Deportivo.
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