Unidades motoras

Índice de inervación y precisión de la función muscular

La cantidad de fibras musculares que corresponden a una unidad motora varía considerablemente según la función que realice el músculo en cuestión. Esta relación se denomina índice de inervación.

Existe una regla fisiológica estricta: cuanto más precisos y finos deban ser los movimientos realizados por un músculo, mayor será el número de unidades motoras en su composición y, por lo tanto, menor será la cantidad de fibras musculares que formen parte de cada una de ellas.

• Precisión milimétrica: En los músculos extrínsecos del ojo, una sola motoneurona inerva apenas 3–4 fibras musculares (índice 1:3). Esto le permite al ojo realizar micromovimientos de máxima precisión.
• Fuerza bruta: En los músculos grandes, como el músculo dorsal ancho, una sola motoneurona es capaz de inervar hasta 300 fibras (índice 1:300), ya que aquí lo importante es la potencia y no la regulación fina.

El conjunto de todas las fibras musculares que forman parte de una unidad motora se denomina unidad muscular. Su característica más importante es la homogeneidad histoquímica. Esto significa que todas las fibras bajo el control de una neurona pertenecen siempre al mismo tipo (por ejemplo, solo I, solo IIA o solo IIB). A su vez, todas las motoneuronas que controlan un músculo en su totalidad forman el grupo de motoneuronas (pool).

Clasificación de los tipos de unidades motoras

Según el tamaño de la motoneurona, la velocidad de conducción del impulso y las características de las propias fibras musculares, todas las unidades motoras (UM) se dividen en tres tipos principales.

1. Tipo I (tipo S: Slow — lentas y resistentes a la fatiga) Es la base de nuestra resistencia física y estática. La motoneurona tiene un cuerpo (soma) pequeño y un axón delgado, por lo que la velocidad de conducción de la excitación es baja. Las fibras musculares son rojas, de pequeño diámetro. Pertenecen al tipo oxidativo, por lo que son sumamente ricas en mitocondrias y mioglobina. El umbral de excitación del tipo S es el más bajo: se activan primero ante un estímulo débil. Se contraen lentamente, desarrollan poca fuerza, pero son capaces de trabajar durante horas sin fatigarse.

2. Tipo IIA (tipo FR: Fast Fatigue-Resistant — rápidas y resistentes a la fatiga) Ocupan una posición intermedia. El tamaño de la neurona y el grosor del axón son medianos. Las fibras pertenecen al tipo oxidativo-glucolítico. Tienen un umbral de excitación medio y una amplitud de contracción media. Trabajan más rápido que las unidades lentas y muestran una resistencia moderada a la fatiga durante cargas de corta duración.

3. Tipo IIB (tipo FF: Fast Fatigable — rápidas y fatigables) (En la literatura moderna a menudo se denominan IIX). Son responsables de la potencia máxima y "explosiva". Una motoneurona grande posee un axón grueso que proporciona una velocidad de conducción de la señal muy alta. Inerva fibras blancas (pálidas) de gran diámetro (tipo glucolítico), que contienen mucho glucógeno y poca mioglobina. El umbral de excitación es muy alto: se activan en último lugar, únicamente ante estímulos muy potentes. La contracción ocurre a la velocidad del rayo y la amplitud es máxima, pero estas unidades se agotan con extrema rapidez.

Regulación del tono muscular

El tono muscular es necesario para mantener la postura del cuerpo en el espacio. Esta función se lleva a cabo principalmente mediante la actividad de las «fibras musculares rojas» (tipo I). En los seres humanos, evolutivamente hay una mayor cantidad de estas fibras en los músculos extensores, los cuales actúan como músculos antigravitatorios que mantienen la postura vertical.

Las fibras rojas se caracterizan por un alto contenido de mioglobina, una baja velocidad de propagación de la excitación y un desarrollo de la contracción lento y continuo. En la formación y regulación continua del tono interviene un complejo aparato receptor, el cual incluye:

1. Husos musculares.
2. Órganos tendinosos (de Golgi).
3. Receptores de la cápsula articular.

Principio de tamaño de Henneman

Una ley fisiológica fundamental del funcionamiento del aparato neuromuscular es el principio de tamaño de Henneman (Henneman's Size Principle), o ley de reclutamiento de unidades motoras.

Al aumentar la fuerza de la contracción muscular, la incorporación de las unidades motoras ocurre en un orden estricto e invariable: desde las más pequeñas hasta las más grandes. UM-I $\rightarrow$ UM-IIA $\rightarrow$ UM-IIB

Significado fisiológico: Este principio garantiza una fluidez perfecta de los movimientos y el máximo ahorro de energía por parte del organismo. Las neuronas pequeñas de baja frecuencia (tipo I) presentan una mayor resistencia de entrada. Gracias a esto, se despolarizan mucho más rápido incluso con un estímulo sináptico débil. Al mismo tiempo, las neuronas grandes de alta frecuencia (tipo IIB) requieren una estimulación muy potente y prolongada para alcanzar el umbral de activación y enviar una señal a sus fibras blancas.

En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema

Preguntas de clases y exámenes

Qué más repasar sobre el tema

• Características histoquímicas y metabólicas de las fibras musculares (tipos de metabolismo oxidativo y glucolítico).
• Mecanismos de funcionamiento del aparato receptor: husos musculares y órganos de Golgi.
• Dependencia entre la velocidad de conducción de la excitación y el diámetro del axón de la motoneurona.
• Fisiopatología de las unidades motoras en las enfermedades de la médula espinal.

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Material preparado por los profesores de WhiteCoat Pro según el plan de estudios de las facultades de medicina. De carácter educativo.