El documento describe la anatomía y propiedades de los músculos esqueléticos. Existen tres tipos de músculos según sus fibras: cardíaco, liso y esquelético. El músculo esquelético es voluntario y participa en los movimientos. Está compuesto de filamentos de actina y miosina que generan contracción. Los músculos penniformes pueden generar más fuerza que los fusiformes debido a su mayor área de sección transversal fisiológica, aunque las fibras individuales contribuyan menos.

1. Arquitectura
Muscular

3. Existen tres tipos de músculos en el cuerpo,
según el tipo de fibras: músculo cardíaco
(propio del corazón), músculo liso
(órganos) y músculo estriado o esquelético.
Los músculos cardíaco y liso son de tipo
involuntario, mientras que el músculo
esquelético es controlado voluntariamente
desde el sistema nervioso central. A
continuacion, solo se va a estudiar el
músculo estriado o esquelético, debido a
que es el único que participa de manera
voluntaria en los movimientos articulares
del cuerpo.

4. Composición
Elementos contráctiles
El aparato contráctil de cada fibra muscular se
subdivide en miofibrillas, formados por haces de
filamentos gruesos y finos, y que orientados
longitudinalmente están compuestos por proteínas
contráctiles. Los filamentos finos son de actina (La
actina es una familia de proteínas globulares que
forman los microfilamentos, uno de los tres
componentes fundamentales del citoesqueleto de
las células de los organismos eucariotas.
Corresponde al 5% de las proteínas celulares. Junto
con la miosina, genera la contracción muscular
activa), mientras que los gruesos, son de miosina
(proteína fibrosa, cuyos filamentos tienen una
longitud de 1,5 micrometros y un diámetro de 15
nm, y está implicada en la contracción muscular,
por interacción con la actina. La miosina es la
proteína más abundante del músculo esquelético.
Representa entre el 60% y 70% de las proteínas
totales y es el mayor constituyente de los
filamentos gruesos). A la estructura situada entre
dos discos Z consecutivos se la conoce con el
nombre de Sarcómera, la cual debe considerarse
como la unidad de acción contráctil.

5. Composición
Elementos pasivos
Todo el músculo está rodeado por vainas o
fascias de tejido conjuntivo (colágeno I,
principalmente). El epimisio rodea el
músculo y se extiende dentro del mismo
formando perimisio, que a su vez divide el
músculo en una serie de fascículos, cada
uno de los cuales contiene varias fibras
musculares. Dentro del fascículo, las fibras
musculares están separadas unas de otras
por el endomisio. Todos estos elementos,
con proporciones variables de colágeno y
fibras reticulares y elásticas, constituyen el
componente elástico paralelo a las fibras

6. Propiedades mecánicas
Los indicadores biomecánicos fundamentales que caracterizan la actividad del músculo son:
 La fuerza que se registra en su extremo (esta fuerza se denomina tensión o fuerza de tracción muscular).
 La velocidad de variación de la longitud.
Cuando el músculo se excita, varía su estado mecánico; estas variaciones son denominadas contracción
muscular. La contracción se manifiesta en la variación de la tensión o de la longitud del músculo (o de
ambas), así como de otras de sus propiedades mecánicas (elasticidad, rigidez, etc.). Cuando el músculo se
encuentra en estado de Reposo, existe solapamiento moderado de los puentes cruzados de miosina sobre
actina.
En estado de elongación, el
solapamiento disminuye y puede
llegar a ser nulo. Finalmente,
durante la contracción, el
solapamiento o superposición es
máximo.
El límite de solapamiento queda
dado por el contacto entre los
filamentos gruesos y los discos Z.

7. Tensión vs. Longitud muscular
El comportamiento global del músculo es debido tanto a los componentes activos como
pasivos. La tensión activa, representa la tensión desarrollada por los elementos
contráctiles del músculo.
La tensión pasiva refleja la tensión
desarrollada cuando un músculo
sobrepasa su longitud de reposo y la
parte no contráctil del vientre
muscular se estira. Cuando el vientre
muscular se contrae, la combinación
de las tensiones activas y pasivas
produce la tensión total ejercida

8. Relaciones de fuerza y velocidad
Influencia de la arquitectura muscular: En función del la inclinación de las fibras musculares, existen
dos tipos de músculos: longitudinal o fusiforme y peniforme u oblicuos. Para comprender mejor sus
diferencias, es necesario introducir los términos de área de sección transversal fisiológica (ASTF o PCSA
en inglés) y área de sección transversal anatómica (ASTA o ACSA en inglés). La ASTF se define como el
área de la sección transversal que es perpendicular a la dirección de las fibras musculares, mientras que
la ASTA corresponde al área de sección transversal perpendicular a la línea de acción del músculo

9. Relaciones de fuerza y
velocidad
Se ha demostrado que entre dos
músculos de igual volumen y cuyas
fibras actúan con la misma tensión
(fuerza/superficie), el penniforme
con un ángulo relativamente pequeño
(como es lo usual), puede ejercer más
fuerza que el de fibras paralelas debido
a su mayor ASTF. Así, se concluye que
los músculos de fibras paralelas son
músculos más rápidos, mientras que
aquellos de fibras oblicuas son
músculos más fuertes.

10. Relación carga – velocidad: Un músculo contrae
con mucha rapidez cuando la carga es baja. No
obstante cuando se incrementa la carga, la
velocidad de contracción disminuye, siendo
cada vez más lenta cuanto más grande sea la
carga. Cuando la carga se iguala a la tensión
que el músculo puede soportar, la velocidad se
hace cero, es decir, el músculo se contrae
isométricamente. Cuando la carga se
incrementa todavía más, el músculo se alarga
excéntricamente. Este alargamiento es más
rápido con mayor carga.
Periodo de latencia: Al aumentar la carga, se incrementa el periodo de latencia. Este periodo de tiempo
está relacionado con el tiempo que se necesita para lograr distender los componentes elásticos hasta que la
fuerza de la tracción sobrepase la magnitud de la resistencia.

11. Relación tiempo – fuerza:
La fuerza ejercida por un músculo
es mayor cuando el tiempo de
contracción es más largo, debido a
que se requiere tiempo para que
la tensión sea transferida desde
los componentes elásticos
paralelos al tendón.

12. Organización en serie y en paralelo:
Considere un músculo formado por tres fibras musculares, con dos organizaciones
posibles, serie o paralelo:
 Disposición en serie: favorece un mayor rango de movimiento y una mayor
velocidad de acortamiento. Cuando el músculo es activado, cada fibra muscular
experimenta un cambio de longitud Δl en respuesta a la activación. En este tipo
músculo, el cambio total de la longitud será igual a la suma de las
longitudes individuales, ΔL= 3Δl. La que tensión que puede llegar a desarrollar es
igual a la media de las tensiones generadas por las tres fibras.
 Disposición en paralelo: optimiza la máxima tensión que un músculo puede generar.
La tensión es igual a la suma de las tensiones individuales de cada fibra. Sin embargo,
la longitud y velocidad de acortamiento del músculo serán igual al promedio del
acortamiento de cada una de sus fibras.

13. Ejemplo: Producción de fuerza en un músculo
fusiforme vs penniforme
Suponga dos volúmenes iguales de dos músculos,
uno fusiforme (o longitudinal) y otro pennado (u
oblicuo). Calcule la tensión máxima que podrá
generar cada uno, asumiendo la fuerza de una fibra
como 10N.
Solución:
•Fuerza del músculo longitudinal: F=9*10N=90N
•Fuerza del músculo pennado: F=14*cos(30º)*10N=121.2N
Observación: Aunque las fibras del músculo
penniforme contribuyen en menor medida a la fuerza total (se
multiplica por el coseno de un ángulo) respecto al músculo
longitudinal, en el músculo penniforme se pueden ubicar más
fibras que en el longitudinal en el mismo volumen (14 fibras
comparado con 9), por tanto, el músculopenniforme está
diseñado para producir fuerza, mientras que el longitudinal,
velocidad.

14. Resumen de conceptos importantes
•Músculo=tejido contráctil activo + tejido elástico pasivo
•Contracción: capacidad de generar tensión
•Tensión total= tensión activa + pasiva
•A mayor fuerza, menor velocidad
•ASTF: área perpendicular a la línea de acción de las fibras musculares
•ASTA: área perpendicualr a la línea de acción del músculo
•Músculos fusiformes: buenos para velocidad
•Músculos penniformes: buenos para fuerza