BIOMECANICA DEL MUSCULO ESQUELETICO

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• El sistema muscular consta de tres tipos de musculos: el cardiaco, que compone al corzon; el liso( no estriado o involuntari), que recubre a las vesiculas; y el esqueletico (estriado o involuntario), que une al esqueleto por medio de los tendones. los musculos esqueleticos realiza el trabajo dinamico o isocinetico y el estatico o isometrico. el trabajo dinamico permite la locomocion y el posicionamientode los segmentos corporales en el espacio.

1. COMPOSICION Y ESTRUCTURA DEL MUSCULO ESQUELETICO

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   • La biomecanica de la funcion muscular requiere el conocimiento de la microestructura anatomica y de la funcion de la unidad musculotendinosa, ademas de la microestructura basica y de la composicion quimica de la fibra muscular.
2. ESTRUCTURA Y ORGANIZACION DEL MUSCULO

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   • La fibra muscular, una celula cilindrica larga con muchos cientos de nucleos. las fibras musculares varian en el grosor de 10 a 100um y una longitud de 1 a 30 cm. cada fibra muscular esta compuesta de muchas tiras delicadas, las MIOFIBRILLAS. su estructura y funcion se han estudiado en forma extensa por medio de microscopia electrica, y sus propiedades histoquimicasy bioquimicas. la actina es el componente principal del filamento delgado y tiene la forma de una doble helice y se dispone como dos tiras en espiral una alrededor de otra.
3. BASES MOLECULARES DE LA CONTACCION MUSCULAR

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   • Segun esta teoria, el acortamiento activo de sarcomero, y por lo tanto del musculo,es resultado del movimiento relativo de los filamentos de atina y miosina, pasando uno a otro mientras cada uno retiene su longitud original. dado ue un solo movimiento de un puente cruzado produce solo un pequeño deslizamiento del filamento de actina en relacion con el filamento de miosina, cada puente cruzado se separa a si mismo de un sitio receptor sobre el filamento de actina y se devuelve a unir a otro sitio mas adelante, repitiendo el proceso cinco o seis vecescon una accion similar a un hombre jalando una cuerda avanzando una mano adelante de la otra.
4. LA UNIDAD MOTORA

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   • La unidad funcional del musculo esqueletico es la unidad motora, la cual incluye una motoneurona y todas las fibras musculares inervadas por ella. esta unidad es la parte mas pequeña del musculo que puede hacer una contraccion independiente. el numero de fibras musculares que forman una unidad motora esta estrechamente relacionada con el grado de control requerido del musculo. las fibras de cada unidad motora no son contiguas sino que estan dispersas a lo largo del musculo con fibras de otras unidades.
5. LA UNIDAD MUSCULOTENDINOSA

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   • Los tendonesy los tejidos conjuntivos dentro y alrededor del vientre muscular son estructuras viscoelasticas que ayudan a determinar las caracteristicas mecanicas de todo el musculo durante la contraccion y extension pasiva.
6. MECANICA DE LA CONTRACCION MUSCULAR

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   • La electromiografia es un mecanismo para evaluar y comparar los efectos neuronales sobre el musculo y la actividad conractil del musculo en si. in vitro. se ha aprendido mucho por medio de la electromiografia para estudiar varios aspectos del proceso contractil, controlar su movimiento o mantener su posicion.
7. ACUMULACION DE ESTIMULOS Y CONTRACCION TETANICA

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   • La respuesta mecanica de un musculo ante un solo estimulo de su nervio motor se conoce como contraccion, la cual es la unidad fundamental muscular registrable. este periodo representa el tiempo requerido para que los componentes elasticos se vuelvan a aflojar. algunas fibras se contraen con la velocidad de 10ms, en tanto que otras pueden tardar 100ms o mas. un potencial de accion dura solo cerca de 1 a 2ms. esta es una pequeña fraccion del tiempo requerido para la subsecuencia respuesta mecanica, o contraccion. mientras mayor sea la frecuencia de la estimulacion de las fibras musculares, mayor sera la tension producida en el musculo con un todo. la progresion considerable de la contraccion presentada por todos los musculos se logra por la actividad diferencial de sus unidades motoras.
8. TIPOS DE CONTACCION MUSCULAR

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   • Durante la contaccion, la fuerza ejercida por un musculo contactil sobre la palanca osea a la cual esta unido se conoce como la tension muscular, y la fuerza externa ejercida sobre el musculo se conoce como la resistensistencia o carga. todas las contacciones dinamicas involucran lo que se puede considerar por la fase estatica inicial (isometrica) ya que el musculo primero desarrolla una tension igual a la carga que se espera vencer.
9. PRODUCCION DE FUERZA EN EL MUSCULO

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   • La fuerza total que un musculo puede producir esta influenciada por sus propiedades mecanis, las cuales se pueden describir al examinar las relacions de longitud-tension, carga-velocidad y fuerza-tiempo del musculo y la arquitectura del musculo esqueletico, tal como el angulo de fibras.
10. RELACION LOGITUD-TENSION

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    • La tension maxima se produce cuando la fibra muscular esta aproximadamente en su longitud de poco movimiento, o de reposo.  los cambios en la tension cuando la fibra se estira o se acorta se deben, por lo regular, a alteraciones estructurales en el sarcomero. el acortamiento del sarcomero a una longitud menor a la de reposo, disminuye la tension activa porque esto permite la supervision de los filamento delgados de los extremos opuestos del sarcomero.
11. RELACION CARGA-VELOCIDAD

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    • La velocidad de acortamiento de un musculo que se contrae en forma concentrica esta inversamente relacionada con la carga externa aplicada. cuando la carga externa se iguala con la fuerza maxima que el musculo puede ejercer, la velocidad de acortamiento es igual a cero y el musculo se contrae en forma isometrica. la carga-velocidad se revierte a partir de la de un musculo que se contrae en forma concentrica.
12. RELACION FUERZA-TIEMPO

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    • La contraccion mas lenta provoca una mayor produccion de la fuerza porque se permite un tiempo para que la tension producida por los elementos contractiles se trasmita a traves de los componentes elasticos paralelos al tendon. aunque la produccion de tension en el componente contractil puede alcanzar un maximo en tan solo 10 ms. es posinle que se requieran 300 ms. para que se transfiera esa tension a los componenteselasticos.
13. EFECTO PREVIO AL ESTIRAMIENTO

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    • Se ha demostrado que un musculo realiza mas trabajo cuando se acorta inmediatamente despues de haber sido estirado en el estado de contraccion concentrica, que cuando se acorta despues un estado de contraccion isometrica. se ha sugerido que los cambios en las propiedades mecanicas intrinsecas de las microfibrillas son importantes en el aumento de la produccion de trabajo inducido por el estiramiento.
14. EFECTO DE LA TEMPERATURA

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    • Las condiciones ambientales extremas producen cambios en el indice de actividad enzimatica dentro del musculo. el imcremento de la temperatura corporal de 6°C a 34°C ( 42.8°F a 93.2° F, respectivamente) la elevacion de la temperatura tambien provoca una mayor actividadenzimatica de la contraccion muscular. este pre estiramiento aumenta la produccion de fuerza del musculo.
15. EFECTO DE LA FATIGA

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    • La capacidad e un musculo para contraerse y relajarse, depende de una disponibilidad de ATP, si un musculo tiene un adecuado aporte de oxigeno y nutrientes que se pueden degradar para aportar ATP, se puede mantener una serie de respuestas de contraccion de baja frecuencia durante un tiempo prolongado.  durante el ejercicio muy intenso, cuando el ATP se esta degradando con rapidez, la capacidad de la celula para reemplazar el ATP por medio de la fosforilacion oxidativa produce estar limitada, principalmente por una adecuada  liberacion de oxigeno al musculo desde el sistema circulatori.
16. EFECTO DE LA VIBRACION

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    • Un estudio realizado en jugadores de volibol profesional, en el cual fueron expuestos a entrenamientos de vibracion, mostro un aumento significativo en su promedio de velocidad, poder y fuerza cuando se compararon.  la vibracion vertical produjo mayores efectos en la fuerza muscular en el entrenamiento cronico cuando se comparo con el equipo de vibracion oscilatorio. por otro lado, contribuyen que la vibracion oscilatoria produjo un efecto mayor en el entremaniento agudo.
17. DIFERENCIAS DE FIBRAS MUSCULARES

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    • Las fibras musculares individuales presentan diferencias en sus indices de contraccion, desarrollo de suspencion y susceptibilidad a la fatiga. aunque ha habido considerable confusion acerca del metodo y terminologia para clasificar al musculo esqueletico. algunos musculos realizan predominantemente una forma de actividad contractil y a menudo estan compuestos en gran parte de unas fibras musculares.
18. REMODELACION MUSCULAR

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    • Al igual que en estos otros tejido, hay atrofias musculares en respuesta al desuso en inmovilizacion e hipertrofia cuando se sujetan a un mayor uso de lo que es usual.
19. EFECTOS DEL DESUSO Y LA INMOVILIZACION

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    • el efecto del desuso y la inmovilizacion tienen muchos efectos dañinos sobre las fibras musculares, las cuales incluyen perdida de la resistencia y de la producccionde fuerza, asi como atrofias musculares tanto a nivel microestructural como macroestructural. la disminucion de fuerza podria relacionarse tambien con otros factores. encontraron en un estudio realizado con animales, un acotamiento de los filamentos gruesos y delgados, lo cual cambian las propiedades biomecanicas del musculo por la produccion de fuerza.
20. EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO FISICO

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    • La actividad fisica modifica la arquitectura de los musculos y la produccion de fuerza. el tipo de fibras determino geneticamente podria ser el responsable del proceso selectivo natual por el que los atletas son elegido para el deporte para el cual son mas adecuados.