Guía básica de fisioterapia para la recuperación física en pacientes con enfermedad multisistémica. Capítulo 2. Repaso de Fisiología Muscular.

Lina María Ríos Sánchez. Fisioterapeuta. Especialista Pedagogía y didáctica. Certificada en rehabilitación Cardiopulmonar. Aspirante Mg en discapacidad. Docente Investigadora Área enfermedades crónicas no transmisibles- salud pública.

Medellín, Colombia


CAPÍTULO 2. REPASO DE FISIOLOGÍA MUSCULAR.

Explicación Fisiológica para la Realización del Ejercicio

Intervención del sistema nervioso en la contracción muscular

Estructuras transportadoras
La sangre como fuente de energía

Acontecimientos fisiológicos en el músculo

Vía de la Fosfocreatina o Sistema Fosfágeno
Glucólisis Anaeróbica
Glucólisis Aeróbica

Aspectos Internos de la Fibra Muscular para la Elaboración de la Contracción
Tipos de Fibras Musculares


Capítulo 2. Repaso de fisiología muscular.

Recordemos los aspectos importantes dentro de la elaboración del movimiento por parte de los músculos esqueléticos.

Son muchos los factores que influyen en la producción del movimiento, y los sucesos que acontecen durante la actividad física. Nos referiremos a continuación sobre los puntos más relevantes; y en forma amplia, tratando de dar a conocer al lector la importancia de conocer éstos acontecimientos para la prescripción del ejercicio.

El lector debe analizar, antes de iniciar la lectura, qué estructuras, y aconteceres fisiológicos debe tener íntegro nuestro organismo para hacer ejercicio.

Sí ya lo pensó debe haber incluido dentro de su análisis lo siguiente: Quién ordena y medía la ejecución del movimiento. Cuál es el combustible del músculo. Quién lleva ese combustible al músculo. Y Cuáles son los mecanismos internos dentro de la propia fibra muscular que permiten hacer uso del combustible entregado.

De lo anterior deducimos (contestando en orden cada una de las preguntas), que debe existir entonces:

1. Un comando central
2. Unos medios de transporte
3. Un combustible que suministra la energía, y
4. Una organización interna de la estructura que aquí nos referimos, que es el músculo.

En términos didácticos, daremos respuesta a éstos enunciados en nuestras propias palabras, para así, continuar con los términos fisiológicos.

1. el comando central son; el sistema nervioso central y periférico.
2. Los medios de transporte son los sistemas pulmonar, cardiovascular, la sangre, la cual contiene la hemoglobina; y los elementos celulares que permiten que el combustible llegue a su destino: la mitocondria.
3. El combustible está dado a través de la sangre, la cual lleva básicamente glucosa y oxígeno.
4. Los mecanismos internos se dividen en 2 aspectos:

i) Las 3 formas específicas mediante las cuales el músculo utiliza la energía.
ii) Los sucesos mecánicos que ocurren en la sarcómera.


REFLEXIÓN.

De la anterior analogía ya podemos analizar el siguiente caso:

Un paciente con trastornos en

• Sistema nervioso
• Pulmones estropeados por el cigarrillo
• Corazón con una contractilidad disminuida
• Arterias obstruidas
• Hemoglobina en cifras bajas, (anemia)
• Trastornos en el metabolismo de la glucosa (en el caso de los diabéticos)
• Sangre pobre en oxígeno (hipoxemia).

El individuo NO tendrá sus herramientas completas para la realización del ejercicio; en donde:

• El músculo empezará a sufrir una serie de cambios, y
• El organismo afectado empezará a manifestar su limitación física de alguna manera.


EXPLICACIÓN FISIOLÓGICA DEL EJERCICIO.

1. INTERVENCIÓN DEL SISTEMA NERVIOSO EN LA CONTRACCIÓN MUSCULAR.

El movimiento voluntario en el músculo estriado se produce gracias al grupo de neuronas motoras ubicadas en la corteza, las cuales envían un impulso nervioso, que viaja por la médula espinal, continúa por el nervio periférico correspondiente al segmento, y finalmente llega a la placa motora, produciendo la liberación de acetilcolina, la cual se adhiere a los receptores del sarcolema, y la despolariza.

Este nuevo impulso viaja hacia la célula muscular, en donde estimula al retículo sarcoplásmico para la liberación del calcio, el cual en últimas se une a la cabeza de la miosina y continúa a unirse a la troponina.

Finalmente, se liberan ambos filamentos, de actina y miosina los cuales debido a la presencia de ATP realizan un deslizamiento, dando lugar al estrechamiento de la zona H; momento en el cual se produce la contracción.

2. ESTRUCTURAS TRANSPORTADORAS.

Sabemos que la entrada de oxígeno a los pulmones determinará la presión alveolar de dicho gas, momento crucial para la difusión del oxígeno hacia la sangre arterial, donde es expulsada hacia los músculos a través del corazón izquierdo. No me referiré más ampliamente a éste acontecimiento, debido a que ya fue manejado en el capítulo 1.

Al llegar al músculo la célula debe igualmente cumplir unos requisitos que garanticen su aprovechamiento, así: Igual que lo sucedido en el alvéolo, la célula también utiliza la difusión como medio de entrada del oxígeno unido a la hemoglobina, hasta llegar a la mitocondria y ser utilizado como medio de producción de energía.

3. LA SANGRE, COMO FUENTE DE ENERGÍA.

La capacidad de oxígeno llevado en la sangre, a través de las arterias, y al finalmente al músculo, está determinado básicamente por la presión arterial de oxígeno, la presión alveolar de O2, la difusión entre el alvéolo y el capilar, la relación V/Q, y el porcentaje de hemoglobina.

Otros factores que influencian su transporte son la temperatura, el pH, y la Presión de CO2.

4. ACONTECIMIENTOS FISIOLÓGICOS EN EL MÚSCULO.

4.1. OBTENCIÓN DE ENERGÍA A TRAVÉS DE LOS ALIMENTOS:

Existen 3 maneras por las cuales el músculo obtiene la energía, la cual proviene de los alimentos.

Dos de éstas vías son denominadas anaeróbicas, debido a que no utilizan el oxígeno para la producción de la energía, dentro de éstas dos vías tenemos que una de ellas no produce ácido láctico, por lo que se denomina vía láctica ó sistema de fosfocreatina, ó sistema fosfágeno.

La otra vía sí produce ácido láctico, así que es llamada vía láctica ó sistema de la glucólisis anaeróbica.

La tercera vía, de la cual me referiré en varias ocasiones del texto es la denominada vía aeróbica, debido a que utiliza el oxígeno como fuente de energía; es llamada también sistema de fosforilación oxidativa ó glucólisis aeróbica.

4.1.1. VÍA DE LA FOSFOCREATINA O SISTEMA FOSFÁGENO.

La fosfocreatina es un compuesto químico, que se encuentra en el músculo en bajas cantidades.
La característica principal es la rapidez con que el músculo puede utilizarla, así que interviene en la realización de esfuerzos repentinos cortos, y que exigen una intensidad alta.

Este sistema es utilizado por el organismo al comienzo de un esfuerzo, el cual puede mantener por un tiempo de 10 a 15 segundos.

4.1.2. GLUCÓLISIS ANAERÓBICA.

Esta vía consiste en la degradación del glucógeno (glucosa), en ausencia de oxígeno para obtener energía, la cual le permita al músculo volver a sintetizar el ATP.

Este sistema tiene una producción de ATP de 1 a 1,2 moles, energía que es utilizada en esfuerzos de intensidad alta en un tiempo de 30 segundos a 2 minutos

4.1.3. GLUCÓLISIS AERÓBICA.

Consiste en un conjunto de reacciones metabólicas, en donde la glucosa es desdoblada en otros compuestos, produciendo finalmente agua, y CO2, de donde toma energía para formar 39 moles de ATP (aclarando que esto sólo se hace en presencia de oxígeno suficiente).

Este sistema brinda mucha más energía al músculo que los dos anteriores; y es utilizado para mantener esfuerzos de una intensidad variable durante un tiempo de 3 a 30 minutos.

Sí la actividad muscular supera los 30 minutos, el organismo en vez de utilizar glucógeno, toma las grasas y en algunas circunstancias proteínas para continuar produciendo energía.

4.2. ASPECTOS INTERNOS DE LA FIBRA MUSCULAR PARA LA ELABORACIÓN DE LA CONTRACCIÓN.

Ya hemos entendido que el músculo realiza su contracción mediante el ATP, el cual es a su vez un determinante para bombear calcio, y bombear iones de sodio y potasio dentro de la célula muscular.

Veremos a continuación las estructuras que participan en el aprovechamiento del ATP que ha sido dado a través de los mecanismos nombrados anteriormente; y de ésta manera tendremos una visión más clara del funcionamiento de nuestro gran objeto de estudio: el músculo esquelético.

El sarcolema es la membrana que recubre la fibra muscular.
Las miofibrillas, son como su nombre lo dice, fibras musculares de poco diámetro, (10 y 80 micrómetros), las cuales unidas en centenares forman una fibra muscular, ó célula muscular.

Cada miofibrilla posee 1500 filamentos de miosina y 3000 de actina.

Los filamentos de actina y miosina se encuentran intercalados unos con otros en su ubicación en la sarcómera, pero éstos pueden reconocerse gracias a que los filamentos de actina se presentan como bandas claras y los de miosina como bandas oscuras.

La miosina posee a los lados de sus filamentos unas pequeñas prolongaciones, las cuales forman unos puentes, quienes al interactuar con la actina producen la contracción.
Igualmente los filamentos de actina, en sus extremos se unen a un disco denominado Z.
Por lo tanto una fibra muscular situada entre dos discos Z se denomina sarcómero.

El sarcoplasma, o matriz es la estructura donde se encuentran suspendidas las fibras musculares, consiste en un líquido compuesto por todas las estructuras celulares, con características especiales; poseen un número elevado de mitocondrias, de potasio, magnesio, y fosfato.

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES.

Los músculos esqueléticos no son todos idénticos, existen diferencias significativas de acuerdo a su ubicación, función, y longitud. Es así como los seres humanos poseemos aproximadamente 50% de fibras de tipo I y 50% de fibras musculares tipo II.

Ahora bien, dentro de ésta diferenciación encontramos que las fibras tipo II presentan diferencias en términos de resistencia a la fatiga; de donde viene la división entre fibras tipo IIa (resistentes a la fatiga casi como las I), y las fibras tipo IIb, fatigables muy rápidamente.

Las fibras tipo I, según Rood son llamadas también fibras rojas y se encuentran predominantemente en los músculos tónicos, (grupos extensores), y las fibras tipo II son llamadas fibras blancas ó músculos fásicos (se encuentran principalmente en los grupos flexores).

Los músculos pueden tener de ambos tipos de fibras, e incluso con el entrenamiento intenso pueden convertirse de IIb a IIa, ó de IIa a I, lo cual es afirmado por varios autores y a la vez controvertido por especialistas de diferentes áreas, como en el campo de la medicina deportiva.

Los músculos con predominio de fibras tipo I se encuentran predominantemente en los miembros inferiores, espalda y pelvis, son difícilmente fatigables y su forma de producción de energía es aeróbica.
En cambio los tipo II predominan mayoritariamente en miembros superiores, ellos toleran intensidades altas por pocos minutos y responden con celeridad, pero son rápidamente fatigables, su vía de producción de energía es de tipo anaeróbico.

A continuación un cuadro comparativo entre ambos tipos.

FIBRAS TIPO I

Conducen lentamente el impulso nervioso
Son llamadas fibras rojas
Predominan en los músculos extensores relacionados con el mantenimiento de la postura
Utiliza la vía aeróbica para su contracción
Posee numerosas mitocondrias
Soportan trabajo en tiempo prolongado
Son tardíamente fatigables
Son llamados tónicos

FIBRAS TIPO II

Son de acción rápida
Se denominan fibras blancas
Predominan en los músculos flexores, largos de acciones elaboradas
Utilizan las vías anaeróbicas para realizar su trabajo
Posee pocas mitocondrias
Poseen agilidad y rapidez al iniciar la contracción muscular
Se fatigan rápidamente
Son llamados fásicos