Propiedades fisiológicas básicas del tejido muscular
Absolutamente todos los tipos de tejido muscular poseen tres propiedades fisiológicas fundamentales que garantizan su normal funcionamiento y su respuesta ante estímulos externos o internos. Estas propiedades son:
- Excitabilidad: la capacidad del tejido de pasar al estado de actividad fisiológica en respuesta a la acción de un estímulo.
- Conductividad: la capacidad de propagar el potencial de acción generado (excitación) a lo largo de la membrana celular.
- Contractilidad: la propiedad específica del tejido muscular consistente en la capacidad del músculo de acortarse y de aumentar su tensión (tono) ante la aplicación de un estímulo umbral o supraumbral.
Funciones de la musculatura esquelética
Los músculos esqueléticos cumplen una serie de tareas vitales en el organismo que no se limitan exclusivamente a garantizar el movimiento. Se distinguen cuatro funciones principales:
- Motora. Se encarga del desplazamiento directo de todo el cuerpo, así como de sus partes individuales en el espacio tridimensional.
- Estática (postural). Garantiza el mantenimiento del equilibrio corporal en diversas posiciones espaciales y durante el movimiento. Esta función se realiza mediante el mantenimiento constante del tono muscular basal.
- Termorproducción. Los músculos desempeñan un papel fundamental en los procesos de termorregulación del organismo. La producción de calor aumenta notablemente tanto durante la contracción muscular intencionada como por el temblor muscular involuntario en condiciones de frío.
- De bomba. Las contracciones rítmicas de los músculos esqueléticos ejercen presión mecánica sobre los vasos sanguíneos que los atraviesan, lo que favorece activamente el flujo linfático en el organismo.
La ley del «todo o nada» y el reclutamiento de fibras
En fisiología normal existe la ley del «todo o nada», sin embargo, su aplicabilidad al tejido muscular depende de si consideramos una célula aislada o el órgano en su conjunto.
Una fibra muscular individual cumple estrictamente con esta ley: al alcanzar la fuerza de estímulo umbral, responde con la máxima contracción posible, y con un estímulo subumbral no se contrae en absoluto.
A diferencia de una fibra aislada, un músculo esquelético entero no obedece la ley del «todo o nada». Esto se debe a su estructura heterogénea y a los principios de su inervación:
- El músculo contiene una enorme cantidad de fibras y cada una de ellas posee su propio umbral de excitación.
- A medida que aumenta la intensidad del estímulo aplicado, se produce el reclutamiento: un número cada vez mayor de fibras musculares con umbrales más altos se involucra en el proceso de excitación y posterior contracción.
- Una consecuencia directa de este mecanismo es que la amplitud de la contracción general del músculo aumenta de forma gradual y proporcional a la intensidad del estímulo.
Parámetros clave de la respuesta muscular
Al evaluar el estado funcional y las características de la respuesta del músculo esquelético ante un estímulo, los fisiólogos analizan varios parámetros básicos. Entre ellos se encuentran:
- Duración: el tiempo que dura el ciclo de contracción y relajación.
- Frecuencia: la cantidad de estímulos que llegan al músculo por unidad de tiempo.
- Amplitud: el grado de acortamiento del músculo que, como se mencionó anteriormente, depende de la cantidad de fibras reclutadas.
- Fuerza: la tensión desarrollada por el músculo durante su contracción.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué tipos de contracciones musculares se distinguen según la frecuencia de estimulación?
Dependiendo de la frecuencia de estimulación, se distinguen los siguientes tipos de contracciones musculares:
- Contracciones simples: ocurren con impulsos poco frecuentes (baja frecuencia), en los que cada ciclo finaliza con una relajación completa.
- Contracciones tetánicas (tétanos): contracciones fusionadas que aparecen al aumentar la frecuencia de estimulación. Estas incluyen:
- Tétanos imperfecto o dentado: ocurre cuando el impulso siguiente llega durante la fase de relajación de la contracción anterior.
- Tétanos perfecto o liso: ocurre a alta frecuencia, cuando los impulsos llegan durante la fase de acortamiento, haciendo que la contracción sea fusionada y continua.
Si la frecuencia aumenta de manera excesiva, puede aparecer una falta de respuesta a cada impulso (transformación del ritmo) o un péCimum.
¿Qué tipos de fibras musculares componen los músculos esqueléticos?
Los músculos esqueléticos están compuestos por diferentes tipos de fibras musculares:
- Fásicas: generan un potencial de acción propagado completo; entre ellas se distinguen las rápidas (blancas, glucolíticas) y las lentas (rojas, oxidativas).
- Tónicas: no son capaces de generar un potencial de acción completo.
- Según la clasificación histoquímica, se distinguen fibras rojas de tipo I, blancas de tipo II y intermedias.
- Asimismo, se distinguen fibras intrafusales, ubicadas dentro del huso muscular, y extrafusales, que son las fibras de dicho músculo que no forman parte del huso muscular.
- Dentro de las unidades motoras: las unidades S lentas contienen fibras de tipo I; las unidades FF rápidas fatigables contienen fibras de tipo IIB; las unidades FR rápidas resistentes a la fatiga contienen fibras de tipo IIA.
¿Cuáles son los principales regímenes de contracción muscular?
Se distinguen tres regímenes principales de contracción muscular, basados en los cambios de longitud y tono del músculo:
- Contracción isométrica: aumenta la tensión (tono), pero la longitud del músculo no varía.
- Contracciones isotónicas: el músculo se acorta (la longitud cambia), pero el tono (tensión) permanece constante.
- Contracción auxotónica (mixta): cambian tanto la longitud como la tensión del músculo. En condiciones naturales, lo más frecuente es encontrar contracciones mixtas.
¿Cuál es el mecanismo de contracción muscular según la teoría de los filamentos deslizantes?
El mecanismo de contracción muscular se basa en el desplazamiento mutuo de los filamentos de actina y miosina sin modificar su propia longitud. El proceso incluye el ciclo de los puentes cruzados, que utiliza la energía de la hidrólisis del ATP:
- Durante la excitación aumenta la concentración de iones de calcio, los cuales se unen a la troponina. La troponina cambia su conformación y deja libres los sitios de unión en la actina.
- El puente cruzado (cabeza de miosina) se une a la actina.
- Se libera fosfato inorgánico y la cabeza de miosina efectúa un golpe de fuerza («power stroke»), desplazando el filamento de actina hacia el centro del sarcómero.
- La unión de una nueva molécula de ATP provoca la separación del puente cruzado respecto a la actina.
- La energía de la hidrólisis del ATP devuelve a la miosina a su conformación de alta energía para un nuevo ciclo.
Para memorizar las funciones principales de los músculos esqueléticos, utilice la frase «El Movimiento Crea una Bomba Térmica»: Motora, Estática, Termorproducción, De bomba.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué un músculo entero no obedece a la ley del «todo o nada»?
Porque un músculo entero consta de múltiples fibras musculares, cada una con su propio umbral de excitación individual. Al aumentar la intensidad del estímulo, se excita una mayor cantidad de fibras, lo que provoca un incremento gradual en la amplitud de la contracción.
¿Qué se entiende por contractilidad en fisiología?
La contractilidad es la capacidad del tejido muscular de modificar su longitud (acortarse) y aumentar su tono bajo la acción de un estímulo umbral o supraumbral.
¿De qué manera participan los músculos en el flujo linfático?
La musculatura esquelética cumple una función de bombeo. Durante la contracción, los músculos se engruesan y comprimen los vasos linfáticos, impulsando la linfa hacia adelante.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismos de reclutamiento de las fibras musculares ante el aumento de la intensidad del estímulo
- Influencia de los parámetros del estímulo (duración, frecuencia, amplitud, intensidad) en el patrón de contracción
- Papel del tono muscular en la realización de la función estática (postural)
- Diferencias entre el estímulo umbral y supraumbral en el tejido muscular
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