Los músculos esqueléticos, comúnmente llamados músculos , son órganos del sistema muscular que en su mayoría están unidos por tendones a los huesos del esqueleto . [1] [2] Las células musculares de los músculos esqueléticos son mucho más largas que en los otros tipos de tejido muscular y, a menudo, se las conoce como fibras musculares . [3] El tejido muscular de un músculo esquelético está estriado y tiene una apariencia rayada debido a la disposición de los sarcómeros .
Músculo esquelético | |
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Detalles | |
Sinónimos | Músculo estriado esquelético / Músculo voluntario estriado |
Sistema | Sistema muscular |
Identificadores | |
latín | muscularis esquelético |
Malla | D018482 |
TH | H2.00.05.2.00002 |
Terminología anatómica [ editar en Wikidata ] |
Los músculos esqueléticos son músculos voluntarios bajo el control del sistema nervioso somático . Los otros tipos de músculos son el músculo cardíaco, también estriado, y el músculo liso, no estriado; Ambos tipos de músculos son involuntarios. [4]
Un músculo esquelético contiene múltiples haces de fascículos musculares de fibras musculares. Las fibras individuales y cada músculo están rodeados por capas de fascias de tejido conectivo . Las fibras musculares se forman a partir de la fusión de mioblastos del desarrollo en un proceso conocido como miogénesis . Las fibras musculares son cilíndricas y tienen más de un núcleo . También tienen múltiples mitocondrias para satisfacer las necesidades energéticas.
Las fibras musculares están compuestas a su vez por miofibrillas . Las miofibrillas están compuestas por filamentos de actina y miosina llamados miofilamentos , repetidos en unidades llamadas sarcómeros, que son las unidades contráctiles funcionales básicas de la fibra muscular necesarias para la contracción muscular . [5]
Estructura
Anatomia asquerosa
Hay más de 650 músculos esqueléticos en el cuerpo humano, lo que representa alrededor del 40% del peso corporal. [6] [7] La mayoría de los músculos se forman en pares colocados bilateralmente para servir a ambos lados del cuerpo.
Aparte de la parte contráctil de un músculo que consta de sus fibras, un músculo contiene una parte no contráctil de tejido conectivo fibroso denso que forma el tendón en cada extremo. Los tendones unen los músculos a los huesos para dar movimiento al esqueleto. La longitud de un músculo incluye los tendones. El tejido conectivo está presente en todos los músculos como fascia profunda . La fascia profunda se especializa dentro de los músculos para encerrar cada fibra muscular como endomisio ; cada fascículo muscular como perimisio y cada músculo individual como epimisio . Juntas, estas capas se llaman misia . La fascia profunda también separa grupos de músculos en compartimentos musculares .
Fibras del músculo esquelético
Las células del músculo esquelético son las células contráctiles individuales dentro de un músculo y, a menudo, se denominan fibras musculares. [2] Un solo músculo, como el bíceps braquial de un hombre adulto joven, contiene alrededor de 253.000 fibras musculares. [8] Las fibras del músculo esquelético son las únicas células musculares multinucleadas . Esto ocurre durante la miogénesis con la fusión de mioblastos, cada uno contribuyendo con un núcleo . [9] La célula del músculo esquelético necesita muchos núcleos para producir las grandes cantidades de proteínas y enzimas necesarias para el funcionamiento normal de la célula.
Otro grupo de células, las células miosatélites, se encuentran entre la membrana basal y el sarcolema de las fibras musculares. [10] Estas células normalmente están inactivas, pero pueden activarse mediante el ejercicio o la patología para proporcionar mionúcleos adicionales para el crecimiento o la reparación muscular.
Fijación a los tendones
Los músculos se adhieren a los tendones en una región de interfaz compleja conocida como unión miotendinosa , un área especializada para la transmisión primaria de fuerza. [11] En la interfaz músculo-tendón, la fuerza se transmite desde los sarcómeros en las células musculares hasta el tendón. [5] Los músculos y los tendones se desarrollan en estrecha asociación y, después de unirse en la unión miotendinosa, constituyen una unidad dinámica para la transmisión de la fuerza de la contracción muscular al sistema esquelético. [11]
Disposición de las fibras musculares
La arquitectura muscular se refiere a la disposición de las fibras musculares en relación con el eje de generación de fuerza , que va desde el origen de un músculo hasta su inserción . Los arreglos ususales son tipos de músculos paralelos y tipos de músculos pinnados . En los músculos paralelos, los fascículos corren paralelos al eje de generación de fuerza, pero los fascículos pueden variar en su relación entre sí y con sus tendones. [12] Estas variaciones se observan en los músculos fusiformes , en tirante y convergentes . [3] Un músculo convergente tiene una forma triangular o de abanico, ya que las fibras convergen en su inserción y se abren ampliamente en el origen. [12] Un ejemplo menos común de músculo paralelo es un músculo circular como el orbicularis oculi , en el que las fibras están dispuestas longitudinalmente, pero crean un círculo desde el origen hasta la inserción. [13] Estas diferentes arquitecturas pueden provocar variaciones en la tensión que un músculo puede crear entre sus tendones.
Las fibras de los músculos penados corren en ángulo con el eje de generación de fuerza. [13] Este ángulo de separación reduce la fuerza efectiva de cualquier fibra individual, ya que está tirando efectivamente fuera del eje. Sin embargo, debido a este ángulo, se pueden empaquetar más fibras en el mismo volumen muscular, aumentando el área de sección transversal fisiológica (PCSA). Este efecto se conoce como empaquetamiento de fibras y, en términos de generación de fuerza, supera con creces la pérdida de eficiencia de la orientación fuera del eje. La compensación viene en la velocidad general del acortamiento muscular y en la excursión total. La velocidad general de acortamiento del músculo se reduce en comparación con la velocidad de acortamiento de la fibra, al igual que la distancia total de acortamiento. [13] Todos estos efectos se escalan con el ángulo de separación; los ángulos mayores conducen a una mayor fuerza debido al aumento del empaquetamiento de fibra y PCSA, pero con mayores pérdidas en la velocidad de acortamiento y excursión. Los tipos de músculos pennados son unipennados , bipennados y multipennatos . Un músculo unipennado tiene fibras en ángulo similar que están en un lado de un tendón. Un músculo bipinnado tiene fibras en dos lados de un tendón. Los músculos multipinnadas tienen fibras que están orientadas en múltiples ángulos a lo largo del eje generador de fuerza, y esta es la arquitectura más general y más común. [13]
Microanatomia
El músculo esquelético exhibe un patrón de bandas distintivo cuando se observa bajo el microscopio debido a la disposición de los elementos citoesqueléticos en el citoplasma de las fibras musculares. Las principales proteínas citoplasmáticas son la miosina y la actina (también conocidas como filamentos "gruesos" y "delgados", respectivamente) que están dispuestas en una unidad repetitiva llamada sarcómera . La interacción de miosina y actina es responsable de la contracción muscular.
El sarcómero está unido a otros orgánulos, como las mitocondrias, mediante filamentos intermedios en el citoesqueleto. El costamere une el sarcómero al sarcolema. [5]
Cada orgánulo y macromolécula de una fibra muscular está dispuesto para garantizar que cumpla con las funciones deseadas. La membrana celular se llama sarcolema y el citoplasma se conoce como sarcoplasma . En el sarcoplasma están las miofibrillas . Las miofibrillas son haces de proteínas largos de aproximadamente 1 micrómetro de diámetro, cada uno de los cuales contiene miofilamentos . Presionados contra el interior del sarcolema están los inusuales mionúcleos aplanados. Entre las miofibrillas se encuentran las mitocondrias .
Si bien la fibra muscular no tiene cisternas endoplásmicas lisas, contiene retículo sarcoplásmico . El retículo sarcoplásmico rodea las miofibrillas y contiene una reserva de iones de calcio necesarios para provocar una contracción muscular. Periódicamente presenta sacos terminales dilatados conocidos como cisternas terminales . Estos atraviesan la fibra muscular de un lado a otro. Entre dos cisternas terminales hay un pliegue tubular llamado túbulo transversal (túbulo T). Los túbulos T son las vías por las que los potenciales de acción señalan al retículo sarcoplásmico que libere calcio, provocando una contracción muscular. Juntos, dos cisternas terminales y un túbulo transversal forman una tríada . [14]
Desarrollo
Todos los músculos se derivan del mesodermo paraxial . Durante el desarrollo embrionario en el proceso de somitogénesis, el mesodermo paraxial se divide a lo largo del embrión para formar somitas , que corresponden a la segmentación del cuerpo que se ve más obviamente en la columna vertebral . [15] Cada somita tiene tres divisiones, esclerotomo (que forma las vértebras ), dermatoma (que forma la piel) y miotoma (que forma el músculo). El miotoma se divide en dos secciones, el epímero y el hipómero, que forman los músculos epaxial e hipaxial , respectivamente. Los únicos músculos epaxiales en los seres humanos son el erector de la columna y los pequeños músculos intervertebrales, y están inervados por las ramas dorsales de los nervios espinales . Todos los demás músculos, incluidos los de las extremidades, son hipaxiales e inervados por las ramas ventrales de los nervios espinales. [15]
Durante el desarrollo, los mioblastos (células progenitoras de los músculos) permanecen en el somita para formar músculos asociados con la columna vertebral o migran hacia el cuerpo para formar todos los demás músculos. La migración de mioblastos está precedida por la formación de estructuras de tejido conectivo , generalmente formadas a partir del mesodermo de la placa lateral somática . Los mioblastos siguen señales químicas a las ubicaciones apropiadas, donde se fusionan en células musculares esqueléticas multinucleadas alargadas. [15] La diferenciación en este estado se completa principalmente antes del nacimiento y las células continúan creciendo en tamaño a partir de entonces.
Nombramiento de músculos
Hay una serie de términos que se utilizan para nombrar los músculos, incluidos los relacionados con el tamaño, la forma, la acción, la ubicación, su orientación y el número de cabezas.
- Por tamaño
- brevis significa corto; longus significa largo; longissimus significa más largo; magnus significa grande; mayor significa mayor; maximus significa más grande; menor significa más pequeño y mínimo más pequeño; latissimus significa más ancho y vasto significa enorme. [16] Estos términos se utilizan a menudo después de un músculo en particular, como glúteo mayor y glúteo menor . [17]
- Por forma relativa
- deltoides significa triangular; cuadrado significa que tiene cuatro lados; romboideus significa que tiene una forma romboide ; redondo significa redondo o cilíndrico, y trapecio significa que tiene forma trapezoidal ; [17] serrato significa dientes de sierra; obicularis significa circular; pectinato significa en forma de peine; piriforme significa en forma de pera; platys significa plano y gracilis significa delgado. [16] Algunos ejemplos son el pronador redondo y el pronador cuadrado .
- Por acción
- secuestrador alejándose de la línea media; aductor moviéndose hacia la línea media; depresor moviéndose hacia abajo; ascensor moviéndose hacia arriba; flexor en movimiento que disminuye un ángulo; extensor en movimiento que aumenta un ángulo o se endereza; pronador moviéndose boca abajo ; supinador moviéndose para mirar hacia arriba ; [17] rotador interno que gira hacia el cuerpo; rotador externo que gira alejándose del cuerpo; el esfínter disminuye el tamaño y el tensor da tensión a.
- Por número de cabezas
- bíceps dos; tríceps tres y cuádriceps cuatro. [17]
- Por localizacion
- el nombre de la estructura principal cercana, como el músculo temporal (temporalis) cerca del hueso temporal . [dieciséis]
- Por orientación del fascículo
- En relación con la línea media, recto significa paralelo a la línea media; transversal significa perpendicular a la línea media y oblicuo significa diagonal a la línea media. [16] Relativo al eje de la generación de fuerza - tipos de músculos paralelos y tipos de músculos pinnados .
Función
Contracción
La función principal de un músculo esquelético es la contracción , [2] que se logra mediante la unidad estructural del músculo, la fibra muscular, y también su unidad funcional, la unidad motora . [3] Las fibras musculares son células excitables estimuladas por neuronas motoras . La unidad motora consta de una neurona motora y las muchas fibras con las que hace contacto. Un solo músculo es estimulado por muchas unidades motoras. Las fibras musculares están sujetas a despolarización por el neurotransmisor acetilcolina , liberado por las neuronas motoras en las uniones neuromusculares . [18]
Además de los componentes actina y miosina que constituyen el sarcómero , las fibras del músculo esquelético también contienen otras dos proteínas reguladoras importantes, la troponina y la tropomiosina , que son necesarias para que se produzca la contracción muscular. Estas proteínas están asociadas con la actina y cooperan para prevenir su interacción con la miosina. Una vez que una célula está suficientemente estimulada, el retículo sarcoplásmico de la célula libera calcio iónico (Ca 2+ ), que luego interactúa con la proteína reguladora troponina. La troponina unida al calcio sufre un cambio conformacional que conduce al movimiento de la tropomiosina, exponiendo posteriormente los sitios de unión a la miosina en la actina. Esto permite el ciclo de puente cruzado y el acortamiento del músculo dependiente de ATP de miosina y actina .
Acoplamiento excitación-contracción
El acoplamiento excitación-contracción es el proceso por el cual un potencial de acción muscular en la fibra muscular hace que las miofibrillas se contraigan. En el músculo esquelético, el acoplamiento de excitación-contracción se basa en un acoplamiento directo entre proteínas clave, el canal de liberación de calcio del retículo sarcoplásmico (SR) (identificado como el receptor de rianodina , RyR) y los canales de calcio de tipo L dependientes de voltaje (identificados como receptores de dihidropiridina, DHPR). Las DHPR están ubicadas en el sarcolema (que incluye el sarcolema superficial y los túbulos transversales ), mientras que las RyR residen a través de la membrana SR. La estrecha aposición de un túbulo transversal y dos regiones SR que contienen RyR se describe como una tríada y es predominantemente donde tiene lugar el acoplamiento excitación-contracción. El acoplamiento excitación-contracción ocurre cuando la despolarización de la célula del músculo esquelético da como resultado un potencial de acción muscular, que se extiende a través de la superficie celular y hacia la red de túbulos T de la fibra muscular, despolarizando así la porción interna de la fibra muscular. La despolarización de las porciones internas activa los receptores de dihidropiridina en las cisternas terminales, que están muy cerca de los receptores de rianodina en el retículo sarcoplásmico adyacente . Los receptores de dihidropiridina activados interactúan físicamente con los receptores de rianodina para activarlos a través de los procesos del pie (que implican cambios conformacionales que activan alostéricamente los receptores de rianodina). A medida que se abren los receptores de rianodina, Ca2+
se libera del retículo sarcoplásmico al espacio de unión local y se difunde en el citoplasma voluminoso para provocar una chispa de calcio . Tenga en cuenta que el retículo sarcoplásmico tiene una gran capacidad amortiguadora de calcio debido en parte a una proteína de unión al calcio llamada calsequestrina . La activación casi sincrónica de miles de chispas de calcio por el potencial de acción provoca un aumento de calcio en toda la célula que da lugar a la subida del transitorio de calcio . El Ca2+
liberado en el citosol se une a la troponina C por los filamentos de actina , para permitir el ciclo del puente cruzado, produciendo fuerza y, en algunas situaciones, movimiento. El sarco / retículo endoplásmico calcio-ATPasa (SERCA) bombea activamente Ca2+
de vuelta al retículo sarcoplásmico. Como Ca2+
vuelve a los niveles de reposo, la fuerza disminuye y se produce la relajación.
Generación de fuerza
La fuerza muscular es proporcional al área de sección transversal fisiológica (PCSA) y la velocidad muscular es proporcional a la longitud de la fibra muscular. [19] El torque alrededor de una articulación, sin embargo, está determinado por una serie de parámetros biomecánicos, incluida la distancia entre las inserciones musculares y los puntos de pivote, el tamaño del músculo y la relación de engranajes arquitectónicos . Los músculos normalmente se colocan en oposición de modo que cuando un grupo de músculos se contrae, otro grupo se relaja o alarga. [20] El antagonismo en la transmisión de impulsos nerviosos a los músculos significa que es imposible estimular completamente la contracción de dos músculos antagonistas al mismo tiempo. Durante los movimientos balísticos como el lanzamiento, los músculos antagonistas actúan para "frenar" los músculos agonistas a lo largo de la contracción, particularmente al final del movimiento. En el ejemplo del lanzamiento, el pecho y la parte frontal del hombro (deltoides anterior) se contraen para tirar del brazo hacia adelante, mientras que los músculos de la parte posterior y posterior del hombro (deltoides posterior) también se contraen y experimentan una contracción excéntrica para ralentizar el movimiento. para evitar lesiones. Parte del proceso de entrenamiento es aprender a relajar los músculos antagonistas para aumentar la entrada de fuerza del pecho y el hombro anterior.
Los músculos contraídos producen vibración y sonido. [21] Las fibras de contracción lenta producen de 10 a 30 contracciones por segundo (de 10 a 30 Hz). Las fibras de contracción rápida producen de 30 a 70 contracciones por segundo (30 a 70 Hz). [22] La vibración se puede presenciar y sentir al tensar mucho los músculos, como cuando se cierra el puño con firmeza. El sonido se puede escuchar presionando un músculo muy tenso contra la oreja; de nuevo, un puño firme es un buen ejemplo. El sonido generalmente se describe como un sonido retumbante. Algunas personas pueden producir voluntariamente este sonido retumbante al contraer el músculo tensor del tímpano del oído medio. El sonido retumbante también se puede escuchar cuando los músculos del cuello o de la mandíbula están muy tensos. [ cita requerida ]
Vías de transducción de señales
El fenotipo de tipo de fibra de músculo esquelético en animales adultos está regulado por varias vías de señalización independientes. Estos incluyen vías implicadas con las Ras / mitogen-activated proteína quinasa ( MAPK ) vía, la calcineurina, calcio / calmodulina proteína quinasa dependiente de IV, y el proliferador de peroxisomas γ coactivador 1 (PGC-1). La vía de señalización Ras / MAPK une las neuronas motoras y los sistemas de señalización, acoplando la excitación y la regulación de la transcripción para promover la inducción dependiente de nervios del programa lento en la regeneración muscular. La calcineurina , una fosfatasa activada por Ca 2+ / calmodulina implicada en la especificación del tipo de fibra dependiente de la actividad nerviosa en el músculo esquelético, controla directamente el estado de fosforilación del factor de transcripción NFAT , lo que permite su translocación al núcleo y conduce a la activación de -proteínas musculares de tipo en cooperación con proteínas del factor potenciador de miocitos 2 ( MEF2 ) y otras proteínas reguladoras. La actividad de la proteína quinasa dependiente de Ca2 + / calmodulina también está regulada positivamente por la actividad de la motoneurona lenta, posiblemente porque amplifica las respuestas generadas por calcineurina de tipo lento al promover las funciones transactivadoras de MEF2 y mejorar la capacidad oxidativa a través de la estimulación de la biogénesis mitocondrial .
Los cambios inducidos por la contracción en el calcio intracelular o las especies reactivas del oxígeno proporcionan señales a diversas vías que incluyen las MAPK, la calcineurina y la proteína quinasa IV dependiente de calcio / calmodulina para activar los factores de transcripción que regulan la expresión génica y la actividad enzimática en el músculo esquelético.
PGC1-α ( PPARGC1A ), un coactivador transcripcional de receptores nucleares importantes para la regulación de varios genes mitocondriales involucrados en el metabolismo oxidativo, interactúa directamente con MEF2 para activar sinérgicamente genes musculares selectivos de contracción lenta (ST) y también sirve como objetivo para señalización de calcineurina. Una vía transcripcional mediada por el receptor activado por proliferador de peroxisoma δ ( PPARδ ) está involucrada en la regulación del fenotipo de la fibra del músculo esquelético. Los ratones que albergan una forma activada de PPARd muestran un fenotipo de "resistencia", con un aumento coordinado de las enzimas oxidativas y la biogénesis mitocondrial y una mayor proporción de fibras ST. Así, a través de la genómica funcional, la calcineurina, la quinasa dependiente de calmodulina, PGC-1α y PPARδ activado forman la base de una red de señalización que controla la transformación del tipo de fibra del músculo esquelético y los perfiles metabólicos que protegen contra la resistencia a la insulina y la obesidad.
La transición del metabolismo aeróbico al anaeróbico durante el trabajo intenso requiere que varios sistemas se activen rápidamente para asegurar un suministro constante de ATP para los músculos que trabajan. Estos incluyen un cambio de combustibles basados en grasas a carbohidratos, una redistribución del flujo sanguíneo de músculos que no trabajan a músculos en ejercicio y la eliminación de varios de los subproductos del metabolismo anaeróbico, como el dióxido de carbono y el ácido láctico. Algunas de estas respuestas están gobernadas por el control transcripcional del fenotipo glucolítico de contracción rápida (FT). Por ejemplo, la reprogramación del músculo esquelético de un fenotipo glucolítico ST a un fenotipo glucolítico FT implica el complejo Six1 / Eya1, compuesto por miembros de la familia de proteínas Six. Además, el factor 1-α inducible por hipoxia ( HIF1A ) se ha identificado como un regulador maestro para la expresión de genes implicados en respuestas hipóxicas esenciales que mantienen los niveles de ATP en las células. La ablación de HIF-1α en el músculo esquelético se asoció con un aumento en la actividad de las enzimas limitantes de la velocidad de las mitocondrias, lo que indica que el ciclo del ácido cítrico y el aumento de la oxidación de los ácidos grasos pueden compensar la disminución del flujo a través de la vía glucolítica en estos animales. Sin embargo, las respuestas de HIF-1α mediadas por hipoxia también están relacionadas con la regulación de la disfunción mitocondrial a través de la formación de especies de oxígeno reactivas excesivas en las mitocondrias.
Otras vías también influyen en el carácter de los músculos adultos. Por ejemplo, la fuerza física dentro de una fibra muscular puede liberar el factor de transcripción del factor de respuesta sérica de la proteína estructural titina, lo que conduce a un crecimiento muscular alterado.
Significación clínica
Las enfermedades del músculo esquelético se denominan miopatías , mientras que las enfermedades de los nervios se denominan neuropatías . Ambos pueden afectar la función muscular o causar dolor muscular y caen bajo el paraguas de la enfermedad neuromuscular . La causa de muchas miopatías se atribuye a mutaciones en las diversas proteínas musculares asociadas. [5] [23]
Hipertrofia
Independientemente de las medidas de fuerza y rendimiento, se puede inducir el crecimiento de los músculos mediante una serie de factores, que incluyen la señalización hormonal, factores de desarrollo, entrenamiento de fuerza y enfermedades. Contrariamente a la creencia popular, la cantidad de fibras musculares no se puede aumentar con el ejercicio . En cambio, los músculos crecen a través de una combinación de crecimiento de células musculares a medida que se agregan nuevos filamentos de proteínas junto con masa adicional proporcionada por células satélite indiferenciadas junto con las células musculares existentes. [24]
Los factores biológicos como la edad y los niveles hormonales pueden afectar la hipertrofia muscular. Durante la pubertad en los hombres, la hipertrofia se produce a un ritmo acelerado a medida que aumentan los niveles de hormonas estimulantes del crecimiento producidas por el cuerpo. La hipertrofia natural normalmente se detiene en el crecimiento completo a finales de la adolescencia. Como la testosterona es una de las principales hormonas de crecimiento del cuerpo, en promedio, los hombres encuentran la hipertrofia mucho más fácil de lograr que las mujeres. La ingesta adicional de testosterona u otros esteroides anabólicos aumentará la hipertrofia muscular.
Los factores musculares, espinales y neurales afectan el desarrollo muscular. A veces, una persona puede notar un aumento en la fuerza en un músculo dado aunque solo su opuesto haya estado sujeto a ejercicio, como cuando un culturista encuentra su bíceps izquierdo más fuerte después de completar un régimen que se enfoca solo en el bíceps derecho. Este fenómeno se llama educación cruzada . [ cita requerida ]
Atrofia
Durante las actividades de la vida cotidiana, entre el 1 y el 2 por ciento del músculo se descompone y se reconstruye a diario. La inactividad y el hambre en los mamíferos conducen a la atrofia del músculo esquelético, una disminución de la masa muscular que puede ir acompañada de una menor cantidad y tamaño de las células musculares, así como un menor contenido de proteínas. [25] La atrofia muscular también puede resultar del proceso de envejecimiento natural o de una enfermedad.
En los seres humanos, se sabe que los períodos prolongados de inmovilización, como en los casos de reposo en cama o astronautas volando en el espacio, provocan debilitamiento y atrofia muscular. La atrofia es de particular interés para la comunidad de vuelos espaciales tripulados, porque la ingravidez experimentada en los resultados de los vuelos espaciales es una pérdida de hasta un 30% de masa en algunos músculos. [26] [27] Estas consecuencias también se observan en pequeños mamíferos en hibernación como las ardillas terrestres de manto dorado y los murciélagos marrones. [28]
Durante el envejecimiento, hay una disminución gradual en la capacidad para mantener la función y la masa del músculo esquelético, lo que se conoce como sarcopenia . Se desconoce la causa exacta de la sarcopenia, pero puede deberse a una combinación de la falla gradual en las "células satélite" que ayudan a regenerar las fibras del músculo esquelético, y una disminución en la sensibilidad o la disponibilidad de factores críticos de crecimiento secretados que son necesario para mantener la masa muscular y la supervivencia de las células satélite. La sarcopenia es un aspecto normal del envejecimiento y, en realidad, no es un estado patológico, pero puede estar relacionado con muchas lesiones en la población anciana, así como con la disminución de la calidad de vida. [29]
También hay muchas enfermedades y afecciones que causan atrofia muscular. Los ejemplos incluyen el cáncer y el SIDA , que inducen un síndrome de desgaste corporal llamado caquexia . Otros síndromes o afecciones que pueden inducir atrofia del músculo esquelético son la cardiopatía congestiva y algunas enfermedades del hígado .
Enfermedad
Las enfermedades neuromusculares son aquellas que afectan a los músculos y / o su control nervioso. En general, los problemas con el control nervioso pueden causar espasticidad o parálisis , según la ubicación y la naturaleza del problema. Una gran proporción de trastornos neurológicos , que van desde el accidente cerebrovascular ( accidente cerebrovascular) y la enfermedad de Parkinson hasta la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob , pueden provocar problemas con el movimiento o la coordinación motora .
Los síntomas de las enfermedades musculares pueden incluir debilidad , espasticidad, mioclonías y mialgias . Los procedimientos de diagnóstico que pueden revelar trastornos musculares incluyen la prueba de los niveles de creatina quinasa en la sangre y la electromiografía (medición de la actividad eléctrica en los músculos). En algunos casos, se puede realizar una biopsia muscular para identificar una miopatía , así como pruebas genéticas para identificar anomalías del ADN asociadas con miopatías y distrofias específicas .
Se está experimentando una técnica de elastografía no invasiva que mide el ruido muscular para proporcionar una forma de monitorizar la enfermedad neuromuscular. El sonido producido por un músculo proviene del acortamiento de los filamentos de actomiosina a lo largo del eje del músculo. Durante la contracción , el músculo se acorta a lo largo de su eje longitudinal y se expande a lo largo del eje transversal , produciendo vibraciones en la superficie. [30]
Investigar
Las miopatías se han modelado con sistemas de cultivo celular de músculo a partir de biopsias de tejido sano o enfermo . Otra fuente de músculo esquelético y progenitores la proporciona la diferenciación dirigida de células madre pluripotentes . [31] La investigación sobre las propiedades del músculo esquelético utiliza muchas técnicas. La estimulación muscular eléctrica se utiliza para determinar la fuerza y la velocidad de contracción a diferentes frecuencias de estimulación, que están relacionadas con la composición del tipo de fibra y la mezcla dentro de un grupo muscular individual. Las pruebas musculares in vitro se utilizan para una caracterización más completa de las propiedades musculares.
La actividad eléctrica asociada con la contracción muscular se mide mediante electromiografía (EMG). La EMG es una técnica común utilizada en muchas disciplinas dentro de las Ciencias del Ejercicio y la Rehabilitación. El músculo esquelético tiene dos respuestas fisiológicas: relajación y contracción. [32] Los mecanismos por los cuales ocurren estas respuestas generan actividad eléctrica medida por EMG. Específicamente, la EMG puede medir el potencial de acción de un músculo esquelético, que se produce por la hiperpolarización de los axones motores a partir de impulsos nerviosos enviados al músculo (1). La EMG se utiliza en la investigación para determinar si se está activando el músculo esquelético de interés, la cantidad de fuerza generada y un indicador de fatiga muscular . [33] Los dos tipos de EMG son EMG intramuscular y el más común, EMG de superficie. Las señales de EMG son mucho mayores cuando un músculo esquelético se contrae en lugar de relajarse. Sin embargo, para los músculos esqueléticos más pequeños y profundos, las señales de EMG se reducen y, por lo tanto, se consideran una técnica menos valorada para medir la activación. [34] En la investigación que usa EMG, comúnmente se realiza una contracción voluntaria máxima (MVC) en el músculo esquelético de interés, para tener datos de referencia para el resto de los registros de EMG durante la prueba experimental principal para ese mismo músculo esquelético. [35]
La investigación ha demostrado que el músculo esquelético funciona como un órgano endocrino al secretar citocinas y otros péptidos , ahora conocidos como mioquinas . Se cree que las mioquinas, a su vez, median los beneficios para la salud del ejercicio . [36]
Ver también
- Modelo muscular de Hill
- Pruebas musculares in vitro
- Lesión musculoesquelética
Referencias
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