El documento describe las características de las diferentes fibras musculares esqueléticas y su clasificación. Las fibras se dividen en tipo I, tipo IIa y tipo IIb dependiendo de su color, velocidad de contracción, fuente de ATP y otras propiedades. El tipo de fibras predominantes en un músculo determina su aptitud para actividades de resistencia o velocidad. Además, explica los mecanismos de contracción muscular a nivel molecular y la unión neuromuscular.

1. 5.Mecánica de la contracción muscular El músculo esquelético está formado por fibras de distintas características que dependen de : Abundancia de mitocondrias Abundancia de mioglobina Desarrollo del retículo sarcoplásmico Consecuencias metabólicas de lo anterior: aeróbicas o anaeróbicas. Y de acuerdo con ello se clasifican en

2. Propiedades Tipo I Tipo II a Tipo IIb Color Rojo Rojo Blanco Miosina-ATPasa Escasa Alta Alta Velocidad Contracción Lenta (>110 ms) Rápida Rápida (50 ms) mitocondrias Abundantes Abundantes Escasas Fuente ATP Oxidación Oxidación Glucólisis Ret. Sarcop Poco abundante Intermedio Muy bundante Vascularización capilar Abundante Abundante Escasa Mioglobina Alta Alta Baja Glucógeno Bajo Medio Alto Diámetro fibra Pequeño Intermedio Grande Actividad principal Mentenimiento Postura Contracciones medias Contracciones intensas Fatiga Lenta Intermedia rápida Ejercicio resistencia 1500 m 100 m

3. Diferencias moleculares La característica molecular más importante desde el punto de vista de la rapidez o lentitud de una fibra es el tipo de miosinas (cabeza) que tiene y la velocidad a la que la ATPasa de la miosina hidroliza el ATP Cadena pesada Cadena ligera s f s1 f1 Tipo I s s1,s2 Tipo II a fa f1,f2,f3 Tipo II b fb f1,f2,f3

4. La adaptación a un tipo de ejercicio (resistencia o velocidad) de un individuo depende de la proporción de fibras que tengan sus músculos. La mayoría de los individuos tiene un 45% de lentas frente a un 55% de rápidas. Los deportistas rápidos (velocistas, saltadores etc...) pueden llegar a tener un 70% de fibras rápidas, en tanto que los individuos que practican deportes de resistencia pueden tener un 80% de lentas. La composición de fibras también varía, dentro de un mismo individuo, entre sus músculos, existiendo aproximadamente la misma proporción en el miembro superior y el inferior; además hay músculos, como el sóleo, que están formados casi exclusivamente por fibras lentas. Además con el envejecimiento aumenta la proporción de fibras lentas. Características funcionales

5. Características funcionales Está demostrado por estudios realizados en gemelos que la distribución del tipo de fibras viene condicionado genéticamente. Sin embargo, el entrenamiento puede modificar esta distribución. En general es más fácil obtener una distribución alta en fibras lentas que en rápidas. La determinación del tipo de fibras predominante en un individuo se hace mediante biopsia muscular . Sin embargo desde un punto de vista funcional puede hacerse una apreciación mediante otras técnicas, por ejemplo , se mide el peso máximo que un individuo puede levantar, y luego se le hace levantar el 80% de este peso tantas veces como pueda. Si sólo llegan a siete repeticiones, el músculo tiene más del 50% de fibras rápidas. Si llegan a 12 o más es que más del 50% son fibras lentas.

6. TIPOS DE FIBRAS DEPENDIENDO DEL DEPORTE lentas Rápidas H M H M Velocistas (gemelo) 24 27 76 73 Fondistas (gemelo) 79 69 21 31 Ciclistas (vasto ext.) 57 51 43 49 No deportistas (gemelo) 47 53 No deportistas (vasto ext.) 52 48

7. ACCIÓN MUSCULAR: TIPOS Las acciones de los músculos pueden clasificarse en distintos tipos: ISOTÓNICA CONCÉNTRICA: acerca los puntos de inserción del músculo EXCÉNTRICA: aleja los puntos de inserción ISOMÉTRICA (ESTÁTICA) : no hay cambio en la longitud ISOCINÉTICA TETÁNICA En estas acciones el músculo siempre se contrae pero puede o no cambiar de longitud

8. ISOTÓNICA CONCÉNTRICA : es el tipo más común de contracción. En ella el ejercicio se realiza con una carga constante, aunque la resistencia varía dependiendo del ángulo de la articulación.

9. EXCÉNTRICA: el músculo genera fuerza pero se alarga. La fuerza externa supera a la del músculo. El movimiento está controlado . Ocurre por ejemplo cuando bajamos un peso. Los músculos son utilizados como freno Es frecuente en: Equitación Bajar pendientes Esquiar No lo es: ciclismo, natación.

10. ESTÁTICA : el músculo genera fuerza, pero su longitud permanece estática. También se llama isométrica. Ocurre, por ej. , cuando sostenemos un peso. En este caso la miosina y la actina se unen, pero no hay movimiento.

11. Contracciones auxotónicas. se combinan contracciones isotónicas con contracciones isométricas. Al iniciarse la contracción, se acentúa más la parte isotónica, mientras que al final de la contracción se acentúa más la isométrica. ejemplo : trabajo con "extensores". El extensor se estira hasta un cierto punto, el músculo se contrae concéntricamente, mantenemos unos segundos estáticamente (isométricamente) y luego volvemos a la posición inicial con una contracción en forma excéntrica.

12. ISOCINÉTICA: significa movimiento constante, y se utiliza para describir un ejercicio dinámico sobre una articulación en movimiento (ROM = range of motion) a velocidad constante. Sólo se pueden hacer con aparatos especiales.

13. TETÁNICA

14. Fuerza y trabajo, medida Fuerza : Se denomina fuerza a cualquier acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración modificando su velocidad Masa x gravedad Newton (N): fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1 m/s2 a una masa de 1 kg Kilopondio (kg-fuerza): fuerza que ejerce la Tierra sobre una masa de 1 kg = Masa (1kg) X g (9,8 m/s 2 ) Equivalencia en la Tierra: 1 Kp = 9,8 N.

15. Energía y trabajo Energía: : capacidad para realizar un trabajo . =F x D Joule (julio, J) Se define como el trabajo realizado por la fuerza de 1 newton en un desplazamiento de 1 metro= N x metro Kg-fuerza-metro (kpm) = 9,8 J.s-1. 0,24 J= 1 Caloria Es la cantidad de energía necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5 a 15,5 Grado Celsius a nivel del mar. 1 caloría = 4,184 J (Kcaloría ó Caloría = 1000 calorías)

16. Potencia Cantidad de trabajo por unidad de T = Energía /t Vatio (W) : 1 J /s = 0,24 calorías/segundo

17. Fuerza muscular TERMINOLOGÍA Fuerza muscular : es la fuerza máxima en Kg (en realidad kilopondios = 9,8 N) que un grupo muscular puede generar. 1RM: 1 repetición máxima. Estática: estática máxima Dinámica: dinámica máxima Explosiva: aceleración de una masa en un t breve Trabajo : fuerza x distancia Potencia : Fuerza x distancia /t (W). Si dos individuos levantan el mismo peso pero uno lo hace en la mitad de tiempo que otro, el primero tiene el doble de potencia que el segundo. Este parámetro es muy importante en rendimiento deportivo. La velocidad cambia poco con el entrenamiento. Resistencia muscular (fuerza resistencia): capacidad para repetir acciones musculares, o para mantener una acción estática. Cambia con el entrenamiento. Elasticidad : Capacidad de recuperar la forma original de un cuerpo cuando ha sido sometido a una deformación

18. El músculo esquelético humano independientemente del sexo genera una fuerza de 16 a 30 N / cm 2 de sección. La fuerza generada por hombres y mujeres por cm 2 de sección muscular es la misma. Las diferencias sexuales se deben a que los hombres tienen más masa muscular : factores hormonales. Generación de fuerza

19. Generación de fuerza Depende de : Número de unidades motoras activadas Tipo de unidades motoras activadas Tamaño del músculo Longitud del músculo al iniciar el movimiento: máxima alrededor de un 20 % más que en la posición de reposo. La base molecular es que en esta situación el número de puentes cruzados que se puede formar es máximo. Ángulo de la articulación (p.ej., bíceps braquial = 100º) Velocidad de acción del músculo. Depende del tipo de esfuerzo. Para un movimiento concéntrico la fuerza máxima decrece a velocidades altas. Para un movimiento excéntrico aplica lo contrario.

20. Relación longitud/tensión

21. Medida de la fuerza muscular Historia: USA 1840: levantadores de pesas Métodos Isométricos Tensiometría Dinamometría Isotónicos: resistencia constante Repetición Análisis por metodos computadorizados Isocinéticos: movimientos (bicicleta) en los cuales el usuario fija una velocidad y la máquina ajusta la carga (resistencia) necesaria para mantener esa velocidad

22. Métodos computadorizados Plataformas Cicloergómetros Dinamométros isocinéticos

23. Medida de la fuerza Tensiometria: cables. Contracción isométrica de grupos musculares. Variación de los ángulos de tensión para analizar distintos músculos Dinamometría: medida fuerza manos, espalda, piernas.

24. Medida de la fuerza 1-RM 1-RM (una repetición máxima): se hace el ejercicio, por ejemplo levantar pesas con peso creciente (1 -5 kg), hasta el máximo. Tiempo de descanso 1-5 min. Peligros: En estos casos se hace prueba submáxima Niños Cardiópatas Hipertensos

25. Cálculo Formula submáxima: en general el valor para 7-10 RM es del 68% de 1-RM en personas no entrenadas y del 79% en entrenadas. No entrenado: 1RM (Kg)=1,554 x 7-10RM (kg)-5,181 Entrenado 1RM (Kg)=1,172 x 7-10RM (kg)+7,704 Ejemplo: una persona entrenada que evanta 10 veces 70 kgs, tendrá una fuerza (1-RM) de : 1,172 x 70 +7,704 = 89,7 kg.

26. Fuerza muscular relativa ¿quién tiene más fuerza un hombre de 95 kg que levanta 114 kg o una mujer de 60 que levanta 70. Respuesta: Fuerza absoluta : hombre, pues elvanta 44 kg (62%) más que la mujer Fuerza relativa: hombre Hombre = 114/95= 1,2 kg/kg peso c. Mujer = 70/60 = 1,17 Diferencia 2,5%

27. Calculos trabajo W= F X D F= resistancia D= pedaleos *6 W= F*D (desplazamiento verical)= F.sen  *distancia= F.sen  *Velocidad*.tiempo W= F*D (desplazamiento vertical) 

28. Cambios con la edad Disminución progresiva de masa musculo esquelético y de fuerza (“sarcopenia”) Hombres perdida más rápida de los 40 a los 60 años Mujeres a partir de los 60 Se pierden más las fibras rápidas de tipo II Aumento de la grasa

29. Disminución de la síntesis de proteínas Factores hormonales Disminución testosterona y disminución de la sensibilidad del músculo a esta hormona Disminución GH, disminución IGF1 ¿tratamiento sustitutivo? Cambios con la edad

30. Inervación muscular: unidad motora Nervio motor ↓ Motoneurona α (milínica) ↓ Unidad motora

31. Unión neuro-muscular (placa motora, unión mioneural)

32. 1. Llegada del potencial de acción al terminal del nervio motor : se abren canales para calcio dependientes de voltaje en la membrana presináptica, aumenta el calcio y esto estimula la liberación de acetil-colina (AC) en la hendidura sináptica. ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora.

33. 2. La AC liberada se une a receptores (receptores nicotínicos) en la membrana postsináptica (membrana de la célula muscular). Este receptor es un canal de cationes (Na + , K + +) que se abre por la AC produciéndose la despolarización local de la membrana. Como el paso (conductancia) de Na + es mucho mayor que el de K + , la placa motora se despolariza (potencial de placa morora o EPP “ en plata potential”) ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora.

34. 3. La despolarización local de la membrana (abre nuevos canales dependientes de voltaje, propagándose el potencial de acción por toda la membrana, incluyendo los túbulos T ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora.

35. 4. Los túbulos T conectan directamente con el retículo sarcoplásmico, de forma que cuando los primeros se despolarizan se abren canales de Ca+ dependientes de voltaje del segundo, esto provoca que el Ca2+ salga del retículo sarcoplásmico al sarcoplasma. Esto dispara la contracción. Como la señal (potencial de acción) se propaga en milisegundos a través de los túbulos T, a cada sarcómero de la célula, todas las miofibrillas se contraen al mismo tiempo ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora.

36. ACOPLAMIENTO EXCITACIÓN-CONTRACCIÓN : Placa motora. 5. La acetilcolina es degradada en la hendidura sináptica por la acción de la acetilcolina esterasa 6. El calcio es devuelto al retículo sarcoplásmico por la ATPasa de Ca2+.