En biología, los músculos son estructuras o tejidos existentes en el ser humano y en la mayoría de los animales que tienen la capacidad de generar movimiento al contraerse y relajarse. El tejido que forma el músculo se llama tejido muscular y está formado por células especializadas llamadas miocitos que tienen la propiedad de aumentar o disminuir su longitud cuando son estimuladas por impulsos eléctricos procedentes del sistema nervioso.
Existen tres tipos de tejido muscular:
En el cuerpo humano y en todos los vertebrados, los músculos estriados están unidos al esqueleto por medio de los tendones y son los responsables de la ejecución de los movimientos corporales voluntarios. El músculo cardíaco y el músculo liso se contraen de forma automática por los impulsos que reciben a través del sistema nervioso autónomo.
La unidad funcional y estructural del músculo esquelético es la fibra muscular o miocito, varias fibras musculares se agrupan para formar un fascículo, varios fascículos se reúnen y forma el músculo completo que está envuelto por una membrana de tejido conjuntivo llamada fascia. El cuerpo humano contiene aproximadamente 650 músculos estriados.
La palabra músculo proviene del diminutivo latino musculus, formado por mus (ratón) y la terminación diminutiva -culus, porque en el momento de la contracción, los romanos lo comparaban con un pequeño ratón, debido a la forma que adquiere durante este proceso.
El tejido muscular está formado por células llamadas miocitos y tiene cuatro propiedades principales que lo diferencian del resto de los tejidos:
Si se compara el tejido muscular con otros tejidos como el tejido óseo que forma los huesos, puede comprenderse fácilmente la importancia de estas cuatro propiedades. El tejido óseo no es excitable eléctricamente, tampoco tiene capacidad de contraerse o variar de forma. No es extensible, si sufre un alargamiento se rompe provocando una fractura.
Es el encargado del movimiento de los esqueletos axial y apendicular, y del mantenimiento de la postura o posición corporal. Gracias al músculo estriado podemos realizar los movimientos voluntarios, mover el tronco y las extremidades, andar, saltar, correr, levantar objetos, masticar y mover los ojos en todas direcciones. Cada músculo estriado o esquelético se fija en los huesos por medio de prolongaciones fibrosas llamadas tendones y está rodeado por una membrana que recibe el nombre de aponeurosis.
La unidad fundamental que constituye el músculo esquelético es la fibra muscular. Cada una de ellas es en realidad una célula de forma cilíndrica muy larga que posee numerosos núcleos situados en su periferia. Un grupo de fibras se agrupan para formar un fascículo, varios fascículos se unen y originan el músculo completo.
El tejido muscular liso a diferencia del esquelético no participa en los movimientos voluntarios. Se encuentra en la pared de las estructuras internas huecas, incluyendo la pared del tubo digestivo, vesícula biliar, vasos sanguíneos, vías aéreas, bronquios, uréteres, vejiga urinaria y útero. También existe músculo liso en la piel asociado a los folículos pilosos y en el ojo donde tiene la función de contraer y dilatar la pupila y permitir el enfoque variando la forma del cristalino. Recibe su nombre porque si se observa al microscopio una muestra de tejido, no son visibles estriaciones, razón por la que se le llama liso. Los músculos lisos del organismo realizan funciones de gran importancia y se contraen o relajan de manera automática en respuesta a estímulos nerviosos generados por el sistema nervioso autónomo.
Las fibras musculares lisas son más cortas que las esqueléticas y poseen un único núcleo, cuentan con filamentos internos que son de dos tipos: gruesos y finos. Estos filamentos no tienen una distribución compacta por lo que no existen estriaciones visibles. La contracción de la fibra lisa se basa en los mismos principios que en el músculo esquelético, pero tiene algunas propiedades particulares, es de inicio más lento pero de mayor duración que en el músculo esquelético y además las fibras puede estirarse o acortarse en un grado mucho mayor sin perder su capacidad contráctil.
La musculatura lisa del útero es la que hace posible el proceso del parto, durante el mismo el útero se contrae periódicamente con intensidad creciente que alcanza su máximo durante el periodo expulsivo.
Es de naturaleza estriada modificada y de control involuntario. Está presente únicamente en el corazón y genera los movimientos por los que este órgano impulsa la sangre a través del sistema circulatorio. El 75% del volumen total del corazón es músculo. El tejido muscular cardíaco tiene algunas características especiales, las células que lo componen están ramificadas y disponen de unas estructuras llamadas discos intercalares que unen los extremos de dos miocitos colindantes, de tal forma que el órgano se contrae de forma sincronizada. La regulación de la fuerza y velocidad de contracción es involuntaria y se realiza a través del sistema nervioso autónomo. El sistema nervioso simpático tiene una acción positiva aumentando la frecuencia de las contracciones, mientras que el estímulo del sistema nervioso parasimpático tiene la acción contraria.
La contractibilidad es la propiedad que tienen las fibras musculares para acortarse y hacerse más gruesas. Ello es posible porque cada célula contiene numerosos filamentos que están formados de dos proteínas diferentes llamadas actina y miosina, ambos tipos tienen aspecto diferente, los filamentos de actina son delgados y de color claro, mientras que los de miosina son de color oscuro y gruesos. Se alternan entre sí, imbricados como cuando se entrelazan los dedos de las manos.
Según el modelo del filamento deslizante, en situación de reposo la fibra muscular presenta un grado moderado de solapamiento entre los filamentos de actina y miosina, en estado de contracción el solapamiento aumenta, mientras que si se produce una elongación muscular el solapamiento disminuye y puede llegar a ser nulo.
Los músculos esqueléticos están unidos por sus extremos a los huesos mediante tendones. Por ello existe una resistencia que el músculo debe vencer para poder acortarse. Cuando la resistencia es superior a la tensión que se establece en el músculo activado, este no se puede acortar y no se produce movimiento, mientras que cuando la resistencia es inferior a la tensión generada se produce un acortamiento que será más rápido cuanto menor sea la carga. El término contracción se utiliza aquí para designar el desarrollo de tensión en el músculo, pero no implica necesariamente que este se acorte, pues ello depende de la resistencia externa que exista. Con base en lo expuesto pueden existir varios tipos de contracciones, dependiendo de si generan o no movimiento:
Pueden definirse otros tipos de contracciones que en realidad no son más que la combinación de las tres básicas anteriormente reseñadas:
La fibra muscular estriada es una célula alargada de forma cilíndrica. Mide 50 micras de diámetro y puede alcanzar una longitud de varios centímetros. Es el resultado de la fusión de varias células, por lo que presenta numerosos núcleos situados en su periferia (célula multinucleada). Está envuelta por una membrana que se llama sarcolema, mientras que la región interior (citoplasma) se denomina sarcoplasma.
El sarcoplasma contiene numerosas estructuras longitudinales (miofibrillas) que están dispuestas de forma compacta y se forman por la alternancia de dos tipos de filamentos: Los filamentos gruesos compuestos por moléculas proteicas de miosina y los filamentos delgados que están compuestos por moléculas proteicas de actina. Ambos tipos de filamentos se alternan entre sí formando una estructura perfectamente ordenada que es la responsable de la contracción muscular. La miofibrilla está cortada regularmente por unas estrías de color oscuro que se llaman estrías Z. La región existente entre dos estrías Z sucesivas recibe el nombre de sarcómero. El sarcómero es la unidad básica de contracción muscular. Cada fibra muscular contiene gran cantidad de sarcómeros dispuestos en un conjunto ordenado con perfecta regularidad.
Existen dos tipos de fibras musculares esqueléticas que se diferencian por su actividad funcional y algunos aspectos de su estructura: fibras musculares tipo I, denominadas también rojas o de contracción lenta y fibras musculares tipo II, llamadas también blancas o de contracción rápida. Dentro de un músculo suelen existir fibras de ambos tipos, aunque según el tipo de movimiento habitualmente realizado predominan los de uno de ellos. Las fibras rojas predominan en los músculos posturales (músculos del tronco) cuya actividad es continua y las blancas en los músculos relacionados con el movimiento (músculos de las extremidades) que necesitan contraerse con mayor rapidez.
Se entiende por sistemas energéticos las vías metabólicas que el organismo emplea para obtener energía. Esta energía se utiliza para realizar un trabajo, por ejemplo la contracción muscular.
Las fibras individuales del músculo estriado están cubiertas por una capa de tejido conjuntivo que se llama endomisio. Varias fibras se agrupan y forma una estructura mayor denominada fascículo muscular que está cubierto por el perimisio. Por último varios fascículos unidos forman el músculo completo, el cual se encuentra cubierto por el epimisio. La mayor parte de los músculos se insertan en el hueso mediante tendones que están formados por tejido fibroso y sólido con cierto grado de elasticidad. Lo habitual es que existan 2 tendones uno en cada extremo del músculo.
La forma de los músculos es muy variable dependiendo de su función y localización, la mayor parte son alargados o fusiformes como el bíceps braquial, otros son planos como el músculo recto abdominal, algunos tienen forma de abanico como el pectoral mayor. Determinados músculos tienen formas especiales con una abertura en el centro para adaptarse a una cavidad, entre ellos el orbicular de los labios y el orbicular de los ojos.
Son diferentes dependiendo del tipo de músculo: estriado, cardíaco o liso.
En biología, la fuerza se define como la capacidad que tienen los músculos para contraerse venciendo una resistencia. Es necesaria para la mayor parte de las actividades cotidianas, pues todos los movimientos están originados por una fuerza, tanto los necesarios para realizar desplazamientos como aquellos destinados a mover objetos más o menos pesados. Dentro del concepto de fuerza se incluyen tres aspectos diferentes:
La fuerza que puede alcanzar un individuo determinado se relaciona con diversos factores, uno de ellos es la sección transversal del músculo. Un músculo puede generar de 3 a 4 kg de fuerza por cm² de sección transversal. Por lo tanto los músculos de mayor sección son los que desarrollan mayor fuerza, aunque no siempre el incremento en el tamaño del músculo se acompaña con aumento de la fuerza que puede desarrollar.
El músculo esquelético está formado por un 75% de agua y un 20 % de proteínas. El 5% restante corresponde a otras sustancias como grasas, glucógeno, sodio, potasio, calcio y fósforo.
Las enfermedades y trastornos de la musculatura son variadas y de diversas etiologías.
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