Biofísica MuscularEl ser humano es un sistema locomotor que constituye una estructura que desde un punto de vista mecánico, está compuesto por unidades contráctiles que son los músculos, los cuales ejercen fuerza de tracción mediante cuerdas que son los tendones sobre un sistema de palancas articuladas que son los huesos y las articulaciones.

Los tipos de músculos son los siguientes:

Músculos liso: El musculo visceral o involuntario está compuesto de células con forma de huso con un núcleo central, que carecen de estrías transversales aunque muestren débiles estrías longitudinales. El estimulo para la contracción de los músculos lisos esta mediado por el sistema nervioso vegetativo. El musculo liso se localiza en la piel, órgano interno, aparato reproductor, grande vasos sanguíneos y aparato excretor.

Los tipos de músculos son los siguientes: Tejido muscular Esquelético o

Estriado. Este tipo de musculo está compuesto por fibras largas rodeadas de una membrana celular, el sarcolema. Las fibras son células alargadas que contienen muchos núcleos y en las que se observa con claridad estrías longitudinales y transversales.

Los tipos de músculos son los siguientes: Músculo Cardiaco: Este tipo de tejido muscular forma

la mayor parte del corazón de los vertebrados. Las células presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas difieren del músculo esquelético sobre todo en la posición central de su núcleo y en la ramificación e interconexión de las fibras. El músculo cardiaco carece de control voluntario. Esta inervado por el sistema nervioso vegetativo, aunque los impulsos procedentes de él solo aumentan o disminuyen su actividad sin ser responsables de la contracción rítmica. El mecanismo de la contracción cardiaca se basa en la generación y transmisión automático de impulsos.

Propiedades mecánicas del músculo esquelético El Músculo esquelético es

elástico a la tracción, es decir, que al ejercérsele una fuerza extrínseca como al levantar un cubo de agua no se rompe sino que se estira gracias al tendón realizando así satisfactoriamente el movimiento que queremos realizar.

Músculo en actividad El Músculo se puede poner

de manifiesto por un acortamiento, por el desarrollo de la fuerza de tracción o por ambas cosas. Este proceso recibe el nombre de contracción muscular, y el paso del estado de actividad al reposo se llama relajación.

Las contracciones en un músculo aislado pueden ser: Simple: ocurre cuando al musculo le llega

un solo potencial de acción y como consecuencia produce una contracción – relajación (sacudida muscular).

Tetánica: sucede cuando al musculo le llega un tren de potenciales de acción, como consecuencia hay una contracción mantenida. En el movimiento hay un código de frecuencias de potenciales de acción con sus pausas para que eso sea ordenado.

Tipos de contracción muscular

Contracción isométrica: es cuando el musculo se contrae y su longitud no varia.

Contracción isotónica: en esta el musculo cambia su longitud, pero mantiene constante la fuerza que ejerce durante toda la contracción.

Tipos de contracción muscular Contracción Auxotonica: durante

esta contracción varia la longitud y la fuerza.

Contracción a Poscarga: esta contracción esta compuesta por una parte isométrica y una parte isotónica.

En este modelo se observa que la tensión o el acortamiento desarrollada por la contracción tetánica es mayor que la producida por la sacudida simple.

Modelo Equivalente

Existen varias razones que inducen a admitir la existencia, en el musculo, de un elemento elástico además del mecanismo contráctil.

El tendón constituye un elemento elástico en serie con el mecanismo contráctil pero su comportamiento esta bien estudiado en forma independiente. Por lo tanto además del tendón debe existir en la estructura de la fibra muscular un elemento elástico en serie cuya naturaleza no se haya aun bien definida.

Elemento Contráctil Y Elemento Elástico En Serie

Además del elemento elástico en serie, existe uno en paralelo que presenta otras estructuras, como el tejido conectivo y el sarcolema.

Elemento Elástico En Paralelo

En la sacudida simple el elemento contráctil no ha llegado a estirar el elemento elástico hasta ejercer toda la tensión que es capaz, antes de que eso ocurra, el estado activo ya ha comenzado a decaer, es decir, el mecanismo contráctil deja de actuar y la tensión declina nuevamente.

Durante el tétanos por el contrario, el mecanismo contráctil puede estirar el elemento elástico al máximo pues dispone de tiempo para hacerlo.

Comparación Entre La Sacudida Simple Y El Tétanos.

El estado de activación es el estado en que se encuentra la fibra cuando el mecanismo contráctil ejerce fuerza de tracción.

Intensidad del estado activo en un instante, es la fuerza máxima que el sistema contráctil es capaz de ejercer en ese momento.

Activación

Al comienzo de la contracción de la fuerza contráctil no ejerce su máxima acción hasta que ha alargado la longitud de vida el elemento elástico en serie, esto puede lograrse si al momento de que la activación comienza se aplica un estiramiento que lleve el elemento elástico en serie a dicha longitud, es decir, a un estiramiento que no se desplaza. Si el musculo esta unido a un transductor de fuerza puede comprobarse que el sistema contráctil ejerce su máxima atracción, para decaer de inmediato si se ha aplicado un solo estimulo o mantenerse si se provoca una contracción tetánica.

Iniciación De La Activación

Si se provoca una sacudida simple el estado activo mantiene su intensidad máxima y luego declina gradualmente hasta desaparecer.

Declinación De La Activación

Trabajo Muscular

La presencia de un elemento elástico en serie hace que, por mas que los extremos del musculo se fijen para obtener una contracción isométrica, siempre el elemento contráctil puede acortarse a expensas del elástico. En consecuencia, en la contracción Isométrica el mecanismo contráctil realiza trabajo, aunque éste no sale al exterior.

Trabajo Interno

La entalpia es el calor liberado o absorbido en un proceso a presión constante.

El calor es posible definirlo como energía transferida entre dos cuerpos o sistemas, se puede asociar al movimiento molecular y otras partículas que forman la materia

Entalpia y Calor

Además del calor que desprende el musculo como consecuencia de su metabolismo de reposo, disipa una cantidad de calor extra cuando se contrae.

Esta cantidad de calor puede ser dividida en 2 fracciones:

1. El calor Inicial2. El calor de Recuperación

Fracciones Del Calor

Calor Inicial: Éste Se Desprende Durante La Contracción Y Su Tasa De Producción Es Relativamente Elevada…

Calor Inicial

Calor De Recuperación: Se Registra Una Vez Que La Contracción Ha Terminado Su Cantidad Es Del Mismo Orden Que La Del Inicial Pero Su Producción Se Extiende Durante Varios Minutos.

Calor de Recuperación

Calor de Activación, Calor de Mantenimiento, Calor de Acortamiento

CalorDeActivación

Calor de Mantenimiento

Calor de Acortamiento

Si Al Contraerse El Musculo Levanta Un Peso Y Una Vez Elevado Este Se Sujeta Con Un Soporte, Al Relajarse El Musculo Libera Una Cierta Cantidad De Calor Proveniente De Sus Estructuras Elásticas.

Calor De Relajación

Provisión De Energía Libre

El Trabajo Que Realiza El Musculo Es Efectuado A Presión Y Temperatura Constantes Y Constituye Trabajo Útil. En Consecuencia Debe Realizarse Con Consumo De Energía Libre Y La Reacción Exergónica Que La Provee En Forma Directa Es La Hidrolisis Del ATP.

Energía Libre Y Trabajo Muscular

La Energía Libre De La Hidrolisis Del ATP Es Aprovechada Por El Mecanismo Con Una Eficiencia Con El Orden Del 90% Pero Durante La Contracción Se Producen Otros Procesos Como El Transporte Activo De Calcio Por El Retículo Sarcoplásmico Que Ocurre Con Una Deficiencia De 50% Y Que No Se Traducen Precisamente En Trabajo Mecánico.

Eficiencia