Contraccion muscular ii

5.Mecánica de la 5.Mecánica de la contracción muscularcontracción muscular

El músculo esquelético está formado por fibras de distintas características que dependen de :•Abundancia de mitocondrias•Abundancia de mioglobina•Desarrollo del retículo sarcoplásmico•Consecuencias metabólicas de lo anterior: aeróbicas o anaeróbicas.

Y de acuerdo con ello se clasifican en

Propiedades Tipo I Tipo II a Tipo IIb

Color Rojo Rojo Blanco

Miosina-ATPasa Escasa Alta Alta

VelocidadContracción

Lenta(>110 ms)

Rápida Rápida(50 ms)

mitocondrias Abundantes Abundantes Escasas

Fuente ATP Oxidación Oxidación Glucólisis

Ret. Sarcop Poco abundante Intermedio Muy bundante

Vascularizacióncapilar

Abundante Abundante Escasa

Mioglobina Alta Alta Baja

Glucógeno Bajo Medio Alto

Diámetro fibra Pequeño Intermedio Grande

Actividad principal

Mentenimiento Postura

Contracciones medias

Contracciones intensas

Fatiga Lenta Intermedia rápida

Ejercicio resistencia 1500 m 100 m

Diferencias molecularesDiferencias moleculares La característica La característica

molecular más molecular más importante desde importante desde el punto de vista el punto de vista de la rapidez o de la rapidez o lentitud de una lentitud de una fibra es el tipo de fibra es el tipo de miosinas (cabeza) miosinas (cabeza) que tiene y la que tiene y la velocidad a la que velocidad a la que la ATPasa de la la ATPasa de la miosina hidroliza miosina hidroliza el ATPel ATP

Cadena pesada

Cadena ligera

s f s1 f1

Tipo I s s1,s2

Tipo II a fa f1,f2,f3

Tipo II b fb f1,f2,f3

La adaptación a un tipo de ejercicio (resistencia o La adaptación a un tipo de ejercicio (resistencia o velocidad) de un individuo depende de la proporción de velocidad) de un individuo depende de la proporción de fibras que tengan sus músculos. La mayoría de los fibras que tengan sus músculos. La mayoría de los individuos tiene un 45% de lentas frente a un 55% de individuos tiene un 45% de lentas frente a un 55% de rápidas. Los deportistas rápidos (velocistas, saltadores rápidas. Los deportistas rápidos (velocistas, saltadores etc...) pueden llegar a tener un 70% de fibras rápidas, etc...) pueden llegar a tener un 70% de fibras rápidas, en tanto que los individuos que practican deportes de en tanto que los individuos que practican deportes de resistencia pueden tener un 80% de lentas. resistencia pueden tener un 80% de lentas.

La composición de fibras también varía, dentro de un La composición de fibras también varía, dentro de un mismo individuo, entre sus músculos, existiendo mismo individuo, entre sus músculos, existiendo aproximadamente la misma proporción en el miembro aproximadamente la misma proporción en el miembro superior y el inferior; además hay músculos, como el superior y el inferior; además hay músculos, como el sóleo, que están formados casi exclusivamente por sóleo, que están formados casi exclusivamente por fibras lentas. Además con el envejecimiento aumenta la fibras lentas. Además con el envejecimiento aumenta la proporción de fibras lentas.proporción de fibras lentas.

Características Características funcionalesfuncionales

Características Características funcionalesfuncionales

Está demostrado por estudios realizados en gemelos que Está demostrado por estudios realizados en gemelos que la distribución del tipo de fibras viene condicionado la distribución del tipo de fibras viene condicionado genéticamente. Sin embargo, el entrenamiento puede genéticamente. Sin embargo, el entrenamiento puede modificar esta distribución. En general es más fácil modificar esta distribución. En general es más fácil obtener una distribución alta en fibras lentas que en obtener una distribución alta en fibras lentas que en rápidas. rápidas.

La determinación del tipo de fibras predominante en un La determinación del tipo de fibras predominante en un individuo se hace mediante individuo se hace mediante biopsia muscularbiopsia muscular . Sin . Sin embargo desde un punto de vista funcional puede hacerse embargo desde un punto de vista funcional puede hacerse una apreciación mediante otras técnicas, por ejemplo , se una apreciación mediante otras técnicas, por ejemplo , se mide el peso máximo que un individuo puede levantar, y mide el peso máximo que un individuo puede levantar, y luego se le hace levantar el 80% de este peso tantas veces luego se le hace levantar el 80% de este peso tantas veces como pueda. Si sólo llegan a siete repeticiones, el como pueda. Si sólo llegan a siete repeticiones, el músculo tiene más del 50% de fibras rápidas. Si llegan a músculo tiene más del 50% de fibras rápidas. Si llegan a 12 o más es que más del 50% son fibras lentas. 12 o más es que más del 50% son fibras lentas.

TIPOS DE FIBRAS DEPENDIENDO DEL DEPORTE

lentas Rápidas

H M H M

Velocistas (gemelo) 24 27 76 73

Fondistas (gemelo) 79 69 21 31

Ciclistas (vasto ext.) 57 51 43 49

No deportistas (gemelo) 47 53

No deportistas (vasto ext.) 52 48

ACCIÓN MUSCULAR: ACCIÓN MUSCULAR: TIPOSTIPOS

Las acciones de los músculos pueden Las acciones de los músculos pueden clasificarse en distintos tipos:clasificarse en distintos tipos:

ISOTÓNICAISOTÓNICA CONCÉNTRICA: acerca los puntos de CONCÉNTRICA: acerca los puntos de

inserción del músculoinserción del músculo EXCÉNTRICA: aleja los puntos de EXCÉNTRICA: aleja los puntos de

insercióninserción ISOMÉTRICA (ESTÁTICA) : no hay ISOMÉTRICA (ESTÁTICA) : no hay

cambio en la longitudcambio en la longitud ISOCINÉTICA ISOCINÉTICA TETÁNICA TETÁNICA

En estas acciones el músculo siempre se En estas acciones el músculo siempre se contrae pero puede o no cambiar de longitudcontrae pero puede o no cambiar de longitud

ISOTÓNICA ISOTÓNICA CONCÉNTRICA : es CONCÉNTRICA : es el tipo más común el tipo más común de contracción. En de contracción. En ella el ejercicio se ella el ejercicio se realiza con una realiza con una carga constante, carga constante, aunque la aunque la resistencia varía resistencia varía dependiendo del dependiendo del ángulo de la ángulo de la articulación.articulación.

EXCÉNTRICA: el músculo genera fuerza pero EXCÉNTRICA: el músculo genera fuerza pero se alarga. La fuerza externa supera a la del se alarga. La fuerza externa supera a la del músculo. El movimiento está controlado . músculo. El movimiento está controlado . Ocurre por ejemplo cuando bajamos un peso. Ocurre por ejemplo cuando bajamos un peso. Los músculos son utilizados como freno Los músculos son utilizados como freno

Es frecuente en:Es frecuente en: EquitaciónEquitación Bajar pendientesBajar pendientes EsquiarEsquiar No lo es: ciclismo, natación.No lo es: ciclismo, natación.

ESTÁTICA : el ESTÁTICA : el músculo genera músculo genera fuerza, pero su fuerza, pero su longitud permanece longitud permanece estática. También se estática. También se llama isométrica. llama isométrica. Ocurre, por ej. , Ocurre, por ej. , cuando sostenemos cuando sostenemos un peso. En este un peso. En este caso la miosina y la caso la miosina y la actina se unen, pero actina se unen, pero no hay movimiento.no hay movimiento.

Contracciones auxotónicas.Contracciones auxotónicas. se combinan contracciones isotónicas con se combinan contracciones isotónicas con

contracciones isométricas. Al iniciarse la contracciones isométricas. Al iniciarse la contracción, se acentúa más la parte isotónica, contracción, se acentúa más la parte isotónica, mientras que al final de la contracción se mientras que al final de la contracción se acentúa más la isométrica.acentúa más la isométrica.

ejemplo : trabajo con "extensores". El extensor ejemplo : trabajo con "extensores". El extensor se estira hasta un cierto punto, el músculo se se estira hasta un cierto punto, el músculo se contrae concéntricamente, mantenemos unos contrae concéntricamente, mantenemos unos segundos estáticamente (isométricamente) y segundos estáticamente (isométricamente) y luego volvemos a la posición inicial con una luego volvemos a la posición inicial con una contracción en forma excéntrica.contracción en forma excéntrica.

ISOCINÉTICA: significa ISOCINÉTICA: significa movimiento constante, y se utiliza movimiento constante, y se utiliza para describir un ejercicio para describir un ejercicio dinámico sobre una articulación en dinámico sobre una articulación en movimiento (ROM = range of movimiento (ROM = range of motion) a velocidad constante. Sólo motion) a velocidad constante. Sólo se pueden hacer con aparatos se pueden hacer con aparatos especiales.especiales.

TETÁNICATETÁNICA

Fuerza y trabajo, medidaFuerza y trabajo, medida FuerzaFuerza: Se denomina fuerza a cualquier acción o : Se denomina fuerza a cualquier acción o

influencia capaz de modificar el estado de influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración modificando su imprimirle una aceleración modificando su velocidad Masa x gravedadvelocidad Masa x gravedad Newton (N): fuerza necesaria para proporcionar Newton (N): fuerza necesaria para proporcionar

una aceleración de 1 m/s2 a una masa de 1 kguna aceleración de 1 m/s2 a una masa de 1 kg Kilopondio (kg-fuerza): fuerza que ejerce la Kilopondio (kg-fuerza): fuerza que ejerce la

Tierra sobre una masa de 1 kg = Masa (1kg) X Tierra sobre una masa de 1 kg = Masa (1kg) X g (9,8 m/sg (9,8 m/s22))

Equivalencia en la Tierra: 1 Kp = 9,8 N.Equivalencia en la Tierra: 1 Kp = 9,8 N.

Energía y trabajoEnergía y trabajo

Energía: Energía: : capacidad para realizar un : capacidad para realizar un trabajo. .

=F x D=F x D Joule (julio, J) Se define como el trabajo realizado Joule (julio, J) Se define como el trabajo realizado

por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de 1 metro= N x metro 1 metro= N x metro

Kg-fuerza-metro (kpm) = 9,8 J.s-1.Kg-fuerza-metro (kpm) = 9,8 J.s-1. 0,24 J= 1 Caloria Es la cantidad de 0,24 J= 1 Caloria Es la cantidad de energía

necesaria para elevar la temperatura de un necesaria para elevar la temperatura de un gramo de de agua de 14,5 a 15,5 de 14,5 a 15,5 Grado Celsius a nivel del a nivel del mar. mar.

1 caloría = 4,184 J (Kcaloría ó Caloría = 1000 1 caloría = 4,184 J (Kcaloría ó Caloría = 1000 calorías)calorías)

PotenciaPotencia

Cantidad de trabajo por unidad de T Cantidad de trabajo por unidad de T = Energía /t= Energía /t Vatio (W) : 1 J /s = 0,24 Vatio (W) : 1 J /s = 0,24

calorías/segundocalorías/segundo

Fuerza muscularFuerza muscular TERMINOLOGÍATERMINOLOGÍA Fuerza muscularFuerza muscular: : es la fuerza máxima en Kg (en realidad es la fuerza máxima en Kg (en realidad

kilopondios = 9,8 N) que un grupo muscular puede generar. kilopondios = 9,8 N) que un grupo muscular puede generar. 1RM:1RM: 1 repetición máxima. 1 repetición máxima. Estática: estática máximaEstática: estática máxima Dinámica: dinámica máximaDinámica: dinámica máxima Explosiva: aceleración de una masa en un Explosiva: aceleración de una masa en un t t brevebreve

TrabajoTrabajo: fuerza x distancia : fuerza x distancia PotenciaPotencia:: Fuerza x distancia /t (W). Si dos individuos levantan Fuerza x distancia /t (W). Si dos individuos levantan

el mismo peso pero uno lo hace en la mitad de tiempo que otro, el mismo peso pero uno lo hace en la mitad de tiempo que otro, el primero tiene el doble de potencia que el segundo. Este el primero tiene el doble de potencia que el segundo. Este parámetro es muy importante en rendimiento deportivo. La parámetro es muy importante en rendimiento deportivo. La velocidad cambia poco con el entrenamiento.velocidad cambia poco con el entrenamiento.

Resistencia muscularResistencia muscular (fuerza resistencia): (fuerza resistencia): capacidad para capacidad para repetir acciones musculares, o para mantener una acción repetir acciones musculares, o para mantener una acción estática. Cambia con el entrenamiento. estática. Cambia con el entrenamiento.

ElasticidadElasticidad: Capacidad de recuperar la forma original de un : Capacidad de recuperar la forma original de un cuerpo cuando ha sido sometido a una deformacióncuerpo cuando ha sido sometido a una deformación

El músculo esquelético humano El músculo esquelético humano independientemente del sexo genera independientemente del sexo genera una fuerza de 16 a 30 N / cmuna fuerza de 16 a 30 N / cm2 2 de de sección.sección. La fuerza generada por hombres y La fuerza generada por hombres y

mujeres por cmmujeres por cm22 de sección muscular es de sección muscular es la misma.la misma.

Las diferencias sexuales se deben a que Las diferencias sexuales se deben a que los hombres tienen más masa muscular : los hombres tienen más masa muscular : factores hormonales.factores hormonales.

Generación de fuerzaGeneración de fuerza

Generación de fuerzaGeneración de fuerza Depende de :Depende de :

Número de unidades motoras activadasNúmero de unidades motoras activadas Tipo de unidades motoras activadasTipo de unidades motoras activadas Tamaño del músculoTamaño del músculo Longitud del músculo al iniciar el movimiento: Longitud del músculo al iniciar el movimiento:

máxima alrededor de un 20 % más que en la máxima alrededor de un 20 % más que en la posición de reposo. La base molecular es que en posición de reposo. La base molecular es que en esta situación el número de puentes cruzados que esta situación el número de puentes cruzados que se puede formar es máximo.se puede formar es máximo.

Ángulo de la articulación (p.ej., bíceps braquial = Ángulo de la articulación (p.ej., bíceps braquial = 100º)100º)

Velocidad de acción del músculo. Depende del tipo Velocidad de acción del músculo. Depende del tipo de esfuerzo. Para un movimiento concéntrico la de esfuerzo. Para un movimiento concéntrico la fuerza máxima decrece a velocidades altas. Para un fuerza máxima decrece a velocidades altas. Para un movimiento excéntrico aplica lo contrario. movimiento excéntrico aplica lo contrario.

Relación Relación longitud/tensiónlongitud/tensión

Medida de la fuerza Medida de la fuerza muscularmuscular

Historia: Historia: USA 1840: levantadores de pesasUSA 1840: levantadores de pesas

MétodosMétodos IsométricosIsométricos

TensiometríaTensiometría DinamometríaDinamometría

Isotónicos: resistencia constanteIsotónicos: resistencia constante Repetición Repetición Análisis por metodos computadorizadosAnálisis por metodos computadorizados

Isocinéticos: movimientos (bicicleta) en los cuales el Isocinéticos: movimientos (bicicleta) en los cuales el usuario fija una velocidad y la máquina ajusta la carga usuario fija una velocidad y la máquina ajusta la carga (resistencia) necesaria para mantener esa velocidad(resistencia) necesaria para mantener esa velocidad

Métodos Métodos computadorizadoscomputadorizados

PlataformasPlataformas CicloergómetrosCicloergómetros Dinamométros isocinéticosDinamométros isocinéticos

Medida de la fuerzaMedida de la fuerza

Tensiometria: cables. Tensiometria: cables. Contracción isométrica de grupos Contracción isométrica de grupos

musculares.musculares. Variación de los ángulos de tensión Variación de los ángulos de tensión

para analizar distintos músculospara analizar distintos músculos Dinamometría: medida fuerza Dinamometría: medida fuerza

manos, espalda, piernas.manos, espalda, piernas.

Medida de la fuerzaMedida de la fuerza1-RM1-RM

1-RM (una repetición máxima): se hace el 1-RM (una repetición máxima): se hace el ejercicio, por ejemplo levantar pesas con ejercicio, por ejemplo levantar pesas con peso creciente (1 -5 kg), hasta el máximo. peso creciente (1 -5 kg), hasta el máximo. Tiempo de descanso 1-5 min.Tiempo de descanso 1-5 min. Peligros: En estos casos se hace prueba Peligros: En estos casos se hace prueba

submáximasubmáxima NiñosNiños CardiópatasCardiópatas HipertensosHipertensos

CálculoCálculo

Formula submáxima: en general el valor Formula submáxima: en general el valor para 7-10 RM es del 68% de 1-RM en para 7-10 RM es del 68% de 1-RM en personas no entrenadas y del 79% en personas no entrenadas y del 79% en entrenadas.entrenadas. No entrenado:No entrenado:

1RM (Kg)=1,554 x 7-10RM (kg)-5,1811RM (Kg)=1,554 x 7-10RM (kg)-5,181

EntrenadoEntrenado 1RM (Kg)=1,172 x 7-10RM (kg)+7,7041RM (Kg)=1,172 x 7-10RM (kg)+7,704

Ejemplo: una persona entrenada que evanta 10 veces 70 Ejemplo: una persona entrenada que evanta 10 veces 70 kgs, tendrá una fuerza (1-RM) de :kgs, tendrá una fuerza (1-RM) de : 1,172 x 70 +7,704 = 89,7 kg.1,172 x 70 +7,704 = 89,7 kg.

Fuerza muscular relativaFuerza muscular relativa

¿quién tiene más fuerza un hombre de ¿quién tiene más fuerza un hombre de 95 kg que levanta 114 kg o una mujer 95 kg que levanta 114 kg o una mujer de 60 que levanta 70.de 60 que levanta 70.

Respuesta:Respuesta: Fuerza absoluta : hombre, pues elvanta 44 Fuerza absoluta : hombre, pues elvanta 44

kg (62%) más que la mujerkg (62%) más que la mujer Fuerza relativa: hombreFuerza relativa: hombre

Hombre = 114/95= 1,2 kg/kg peso c.Hombre = 114/95= 1,2 kg/kg peso c. Mujer = 70/60 = 1,17Mujer = 70/60 = 1,17 Diferencia 2,5%Diferencia 2,5%

Calculos trabajo Calculos trabajo W= F X D

F= resistancia

D= pedaleos *6

W= F*D (desplazamiento verical)= F.sen*distancia= F.sen *Velocidad*.tiempo

W= F*D (desplazamiento vertical)

Cambios con la edadCambios con la edad

Disminución progresiva de masa Disminución progresiva de masa musculo esquelético y de fuerza musculo esquelético y de fuerza (“sarcopenia”)(“sarcopenia”) Hombres perdida más rápida de los 40 Hombres perdida más rápida de los 40

a los 60 añosa los 60 años Mujeres a partir de los 60Mujeres a partir de los 60 Se pierden más las fibras rápidas de Se pierden más las fibras rápidas de

tipo II tipo II Aumento de la grasaAumento de la grasa

Disminución de la síntesis de Disminución de la síntesis de proteínasproteínas Factores hormonalesFactores hormonales

Disminución testosterona y disminución de Disminución testosterona y disminución de la sensibilidad del músculo a esta hormonala sensibilidad del músculo a esta hormona

Disminución GH, disminución IGF1Disminución GH, disminución IGF1 ¿tratamiento sustitutivo?¿tratamiento sustitutivo?

Cambios con la edadCambios con la edad

Inervación muscular: Inervación muscular: unidad motoraunidad motora

Nervio motor

↓

Motoneurona α (milínica)

↓

Unidad motora

Unión Unión neuro-neuro-

musculamuscular (placa r (placa motora, motora, unión unión

mioneurmioneural)al)

1. Llegada del potencial de acción al 1. Llegada del potencial de acción al terminal del nervio motor : se abren terminal del nervio motor : se abren canales para calcio dependientes canales para calcio dependientes de voltaje en la membrana de voltaje en la membrana presináptica, aumenta el calcio y presináptica, aumenta el calcio y esto estimula la liberación de acetil-esto estimula la liberación de acetil-colina (AC) en la hendidura colina (AC) en la hendidura sináptica.sináptica.

ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-

CONTRACCIÓN : Placa motora.

2.2.La AC liberada se une a receptores La AC liberada se une a receptores (receptores nicotínicos) en la membrana (receptores nicotínicos) en la membrana postsináptica (membrana de la célula postsináptica (membrana de la célula muscular). Este receptor es un canal de muscular). Este receptor es un canal de cationes (Nacationes (Na++, K, K+++) que se abre por la AC +) que se abre por la AC produciéndose la despolarización local de produciéndose la despolarización local de la membrana. Como el paso (conductancia) la membrana. Como el paso (conductancia) de Nade Na++ es mucho mayor que el de K es mucho mayor que el de K++, la , la placa motora se despolariza (potencial de placa motora se despolariza (potencial de placa morora o EPP “placa morora o EPP “en plata potential”)en plata potential”)



3.3. La despolarización local de la La despolarización local de la membrana (abre nuevos canales membrana (abre nuevos canales dependientes de voltaje, dependientes de voltaje, propagándose el potencial de acción propagándose el potencial de acción por toda la membrana, incluyendo por toda la membrana, incluyendo los túbulos Tlos túbulos T



4.4. Los túbulos T conectan directamente Los túbulos T conectan directamente con el retículo sarcoplásmico, de forma que con el retículo sarcoplásmico, de forma que cuando los primeros se despolarizan se cuando los primeros se despolarizan se abren canales de Ca+ dependientes de abren canales de Ca+ dependientes de voltaje del segundo, esto provoca que el voltaje del segundo, esto provoca que el Ca2+ salga del retículo sarcoplásmico al Ca2+ salga del retículo sarcoplásmico al sarcoplasma. Esto dispara la contracción. sarcoplasma. Esto dispara la contracción. Como la señal (potencial de acción) se Como la señal (potencial de acción) se propaga en milisegundos a través de los propaga en milisegundos a través de los túbulos T, a cada sarcómero de la célula, túbulos T, a cada sarcómero de la célula, todas las miofibrillas se contraen al mismo todas las miofibrillas se contraen al mismo tiempotiempo

ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-EXCITACIÓN-

CONTRACCIÓN : Placa CONTRACCIÓN : Placa motora.motora.

ACOPLAMIENTO ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-EXCITACIÓN-

CONTRACCIÓN : Placa CONTRACCIÓN : Placa motora.motora.

5.5. La acetilcolina es degradada en la La acetilcolina es degradada en la hendidura sináptica por la acción hendidura sináptica por la acción de la acetilcolina esterasade la acetilcolina esterasa

6.6. El calcio es devuelto al retículo El calcio es devuelto al retículo sarcoplásmico por la ATPasa de sarcoplásmico por la ATPasa de Ca2+.Ca2+.

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Contraccion muscular ii