La sangre es el elemento más abundante que hay en nuestro cuerpo, y cumple funciones vitales para alcanzar un equilibrio correcto en todas nuestras funciones fisiológicas: permite el transporte de nutrientes, oxígeno, agua, agentes inmunológicos e incluso remover desechos. Probablemente les surja la pregunta ¿Y cómo logra eso la sangre?, la respuesta la encontramos al analizar los componentes que ella presenta, observemos en primera instancia su composición a nivel "Tisular":
La sangre se divide en dos componentes: uno netamente Celular llamado "Elementos Figurados" (parte roja de la imagen)y uno Extracelular llamado Plasma (parte amarilla de la imagen).
Elementos Figurados
Agrupa todos los elementos tanto los Leucocitos (Glóbulos blancos o también llamados Serie Blanca) y los Eritrocitos (Glóbulos rojos o también llamados Serie Roja), este último es medido a través de un examen llamado Hematocrito (HCT) el cuál mide el % QUE OCUPAN LOS GLOBULOS ROJOS EN EL VOLUMEN SANGUINEO a través de su conteo y medición de tamaño, por lo que su función cumple un rol clínico de análisis de posibles patologías más que un indicador efectivo para medir la capacidad aeróbica de un sujeto.
Plasma
90-92% Agua: Debido al porcentaje que ocupa otorga la mayor parte del volumen sanguíneo (volemia).
7-8% Proteínas Plasmáticas: Albúmina (la más abundante, permite el transporte de ácidos grasos), Fibrinógeno (que permite la coagulación), Anticuerpos y algunas Linfocitos T y B.
<1%: Sales (HCO3-), Gases (CO, CO2 y O2) y nutrientes (ácidos grasos, glucosa y aminoacidos).
El agua como bien sabemos es uno de los elementos más abundantes en el planeta, pero curiosamente también es el elemento más abundate en nuestro cuerpo, ¿Por qué? a pesar de su "simpleza" molecular, cumple múltiples funciones únicas. Analizaremos algunas propiedades que el agua y su adecuada ingesta ejercen en nuestro cuerpo:
Mantener un volumen adecuado de la sangre.Efecto: Reduce la presión y mejora la hemodinamia.
Mantiene un adecuado Gasto Cardiaco. Efecto: Ocurre gracias a que al existir una cantidad adecuada de agua en la sangre, el flujo sanguíneo será el correcto por lo que podrá distribuirse de mejor manera la sangre a través del cuerpo.
Disuelve electrolitos.Efecto: Permite una concentración ideal de los iones que participan en funciones celulares tales como el potencial de acción neuromuscular y reducir la concentración de los iones de desechos fisiológicos como ocurre en la orina con el NH4+ y el H+.
Mantener las funciones Celulares. Efecto: Permite mantener las funciones celulares correctas como el transporte de sustancias; es regulada a través de diversos mecanismos como la Osmosis.
Enfriar el cuerpo.Efecto: Es necesario aportar agua en estado líquido para poder liberar calor en forma de vapor, como ocurre en la sudoración.
Como bien hemos visto, el agua es vital para poder mantener los procesos fisiológicos adecuados; por lo que debemos identificar las vias ingesta y egreso que tiene el agua en nuestro cuerpo.
Ingresos:
-Bebidas -Alimentos -Agua Metabólica (Fosforilación Oxidativa, se produce gracias a la unión de H+, los electrones y el O2 que participan en este proceso) -Aparato Digestivo (reabsorción de agua presente en los alimentos, ocurre en el intestino delgado)
-Orina (1,5 litros diarios) -Intestinos (cerca de 2 litros diarios) -Sudor -Perspiración (pérdida de agua al respirar; generalmente es visible cuando hay dias frios por el vapor que emana de nuestra boca)
Distribución del Agua
El agua se distribuye a través de nuestro cuerpo en diversos tejidos, para ello se han identificado los principales lugares donde se aloja. Los siguientes % están calculados en base al peso corporal, vale decir que el porcentaje mencionado equivaldria a calcular ese valor por el peso corporal del sujeto
¿Que significa cada valor?
Agua Corporal Total: Es el total de agua que existe dentro de nuestro cuerpo, no existe un valor fijo definido, ya que depende de la composición corporal y de los hábitos alimenticios e hidricos de cada sujeto. En promedio este valor es de 60%.
Liquido Intracelular: Es el liquido que está presente al interior de las células de nuestro cuerpo, su función es mantener una concentración adecuada de electrolitos, pero lamentablemente no se puede determinar, ya que no existe un marcador especifico para cuantificarlo por lo que sólo se puede estimar por ecuaciones.
Liquido Extracelular: Es el líquido que baña a las celulas, vale decir que se encuentra en el exterior de ellas, su función es mantener una concentración adecuada de electrolitos.
Liquido Intersticial: Es el líquido que se encuentra entremedio de las celulas, vale decir entre el exterior de la celula y la membrana celular. Su función permite un balance correcto entre rigidez y fluidez, con el fin de preservar una mecánica correcta.
Plasma: Es la parte líquida de la sangre, su composición es entre un 90-92% de agua, y debido al trayecto que recorre por el cuerpo es el principal agente de transporte de agua para los tejidos.
El cerebro combina dos mecanismos de control para regular la fuerza de un músculo aislado, estos son a través del Reclutamiento y la Frecuencia de Descarga que ahora analizaremos:
Frecuencia de Descarga
Se refiere a la cantidad de Potenciales de Acción que envía el cerebro hacia el músculos en función al tiempo, con el fin de generar contracciones musculares; un Potencial de Acción que Excita una célula muscular y esta se contrae se define como una Sacudida (Twitch en inglés), esta sólo produce un 20% aproximado de la tensión máxima posible.
Ahora si dos Potenciales de Acción relativamente cercanos en cuanto a tiempo ocurren, estos se sumarán y lograrán aumentar la tensión producida; si se siguen uniendo más Potenciales de Acción se producirá el Tétanos,que significa la máxima capacidad de producción de Tensióny que por ende será lo que ocurre frente a una contracción muscular.
Eje X = Tiempo en micro segundos (ms) Eje Y = Tensión
Figura I: Sumación de Sacudidas producto de sucesivos potenciales de acción, aún el estímulo no precisa de una frecuencia de descarga para un tétanos
Figura II: Tétanos en la curva más grande y una curva más pequeña que indica una Sacudida Simple, donde podemos ver la diferencia que existe en la producción de Tensión
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Observa la diferencia entre la Frecuencia de Descarga (en la línea debajo de cada gráfico) que tienen estas diferentes sacudidas, mientras los Potenciales de Acción se produzcan más cercanos entre sí mayor será la Frecuencia, en función a la demanda del estímulo externo (una carga por ejemplo) se sumarán más Sacudidas hasta llegar al Tétanos.
Reclutamiento
Eje X = Número de Unidades Motoras reclutadas Eje Y = Fuerza
El reclutamiento funciona de acuerdo a la demanda del estímulo externo (carga o resistencia), ¿Recuerdan los umbrales de exitación de las diferentes fibras? Bueno, acá se ve representado la influencia de esta variable; a medida que la demanda de fuerza aumenta se van reclutando Unidades Motoras, las que inervan fibras lentas son las primeras en responder debido a su bajo umbral de excitabilidad, si las fibras lentas (Ia) generan fuerza insuficiente a la necesaria se reclutarán las fibras intermedias (IIa) y si aún no es suficiente se reclutarán las fibras Rápidas (IIx). Observa la representación que aparece acá abajo de este fenómeno, el gráfico es conocido como "Patrón de Reclutamiento de Costill"
ST= Fibras lentas Ia FTa = Fibras Rápidas-Resistentes a (IIa) (Intermedias) FTb = Fibras Rápidas (IIx)
Entonces surge una pregunta: ¿Es posible reclutar todas las Fibras Musculares de un grupo muscular? La respuestas es Si, de hecho se le llama Fuerza Máxima Absoluta, pero sólo se puede ocupar en situaciones donde esté en peligro nuestra vida (Mecanismo Lucha o Huida, o Fight or Fly); pero de manera voluntaria sólo se puede reclutar un 60-70% del total de fibras musculares.
Relación con la Hipertrofia
Recordemos que a medida aumente la carga se irán sumando fibras Ia, IIa y IIx respectivamente, ¿Que ocurre si yo busco mejorar la fuerza aumentando la carga como lo hacen los Culturistas? Si bien la fuerza máxima aumenta al trabajar con grandes cargas, reclutaré todas las fibras en el orden antes señaladoy como efecto de esto la Hipertrofia de las fibras será igual en el mismo orden como se ve en la imagen. Por otro lado, si privilegio la aceleración por sobre la masa puedo reclutar de manera aislada las Fibras IIx debido a la Velocidad de Contracción que debo generar; a efecto de esto la hipertrofia ocurrirá en este tipo de fibras.
Entonces ¿Cómo debo entrenar? La respuesta es simple, depende de la especialización deportiva o simplemente lo que quieres lograr.
Como vimos anteriormente según las características del movimiento o la fuerza que ejerce la resistencia, la longitud, velocidad y la fuerza que generará. Pero no todas las Unidades Motoras tienen las mismas características fisiológicas, ya que según el tipo de estímulo recibido se necesitará imprimir Fuerza, Velocidad distintas al movimiento y a su duración; por lo que se diferencian dos grandes tipos de Unidades Motoras: las Unidades Motoras Lentas (ST = Slow Type, también conocidas como ROJAS debido a su alta Irrigación) y las Unidades Motoras Rápidas (FT Fast Type, también conocidas como PÁLIDAS debido a su escasa Irrigación).
** Pueden encontrarse agrupadas en la literatura como FT y ST tanto como unidad motora o como fibras, lo cual es correcto; sólo que al hablar de FT y ST se habla de una agrupación de fibras de caracteristicas similares de cada tipo; pero es mucho más riguroso el análisis por Tipo de Fibra (Ia, IIa, IIx)
ANALISIS POR TIPO DE UNIDAD MOTORA
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Analiza y compara las siguientes características: Diámetro, Mitocóndrias, Capilarización, Umbral de Excitabilidad, Velocidad de Conducción del Axón, Actividad predominante, Fuerza Máxima, Velocidad de Contracción, Duración de Contracción y Fatigabilidad.
Si te das cuenta hay una gran diferencia entre ellas; y como bien sabemos las Unidades Motoras están compuestas por una motoneurona que inerva Fibras Musculares de las mismas características; pero existen muchos tipos de fibras musculares; pero en la Fisiología del ejercicio se destaca la participación de 3: las Ia (Lentas), las IIa ("Intermedias") y las IIx (Rápidas).
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Consideraciones:
-Gráfico Superior Mide Tiempo (Eje X) vs Tensión (Eje Y)
-Gráfico Inferior mide duración Tétanos (Eje X) vs Índice de Fatigabilidad (Eje Y)
**Fibras FR = Fast - Resistance (Rápidas Resistentes) (intermedias)
ANALISIS POR TIPO DE FIBRA
Abajo hay un cuadro que también explica cada tipo de fibra y sus características
Fibras Ia (S = Slow):
Tienen las caracteristicas mencionadas en el cuadro anterior de las Unidades Motoras ST, Si observamos el gráfico de la esquina superior izquierda observamos que genera poca fuerza, pero pueden mantener la tensión durante más tiempo y en el gráfico inferior se observa que también se fatiga más tardíamente que el resto de las Fibras. Utiliza la vía energética del Cíclo de Krebs, se asocia a la Cualidad Física de la Resistencia, su estimulación logra mejorar la capacidad aeróbica de los sujetos.
Fibras IIa (FR = Fibras Rápidas Resistentes):
Comparten caracteristicas de las Unidades Motoras ST y FT; tanto su nivel de irrigación sanguínea como su resistencia son superiores a IIx pero inferior a Ia, pero en Velocidad de Conducción del Axón, Umbral de Excitabilidad, Velocidad de Contracción y Fuerza es inferior a IIx pero superior a Ia. Su principal sustrato viene de la vía Glucolítica Aeróbica y Anaeróbica. Se denominan que son fibras rápidas resistentes; vale decir que logran niveles de tensión relativamente altos y mantenerlos (resistir) durante un tiempo medianamente considerable.
Fibras IIx (FF = Fast Fybers, Fibras Rápidas):
Posee las características de las Unidades Motoras FT, su principal sustrato Energético proviene de la Fosfocreatina (PCr). Si observamos el gráfico de la esquina superior izquierda observamos que genera mucha fuerza, pero pueden mantener la tensión durante poco tiempo y en el gráfico inferior se observa que también se fatiga más rápidamente que el resto de las Fibras.
Aca adjunto un cuadro donde salen diferenciadas las propiedades de cada fibra, es importante asi que es recomendable estudiarlo:
**Fibras IIb son Fibras IIx
Tipos de Fibra Asociados a Deporte:
Ia: Deportes de Fondo (Maratón por ejemplo)
IIa: Deportes Colectivos y Combate (Fútbol, Basketball, Karate, etc)
Ya hemos definido el funcionamiento del músculo y como este logra generar fuerza ahora analizaremos las propiedades mecánicas que posee este tejido.
Existen diversos tipos de contracción, estos responden a las necesidades que requiere el estímulo externo, también definido como la resistencia que el músculo debe enfrentar y en función a ella este modificará su Longitud, Velocidad de contracción y la Fuerza necesaria para ejecutar el movimiento.
Tipos de Contracciones:
Contracción Dinámica ("Isotónica"):
Implica movilización de los músculos donde habrá diferencias en el ángulo articular que afectarán la tensión (hecho por el término correcto es Dinámico), según la fuerza que ejerza la resistencia (o carga) el músculo se acortará o se estirará por lo que se identifican dos fases de contracción durante el recorrido del movimiento:
1- Contracción Concéntrica: El músculo agonista se contrae acortando sus puntos de inserción y es capaz de generar una tensión que logra superar la resistencia y levantarla, logrando una Fase Positiva de Movimiento.
2-Contracción Excéntrica: Se logra cuando la tensión generada por el músculo no logra superar la fuerza que ejerce la resistencia y el músculo cede a esta, alejando los puntos de inserción del músculo agonista, se le denomina Fase Negativa de Movimiento.
Contracción Isométrica:
Se logra cuando se iguala la tensión generada por el músculo agonista a la fuerza que genera la resistencia por lo que no se genera movimiento y se mantiene la posición; en el músculo se observa que el vientre muscular aumenta su diámetro.
Contracción Isocinética:
Es un tipo de contracción que logra mantener la velocidad de ejecución y niveles de fuerza constantes durante todo el recorrido del movimiento (en las fases positivas y negativas), eso quiere decir que si genero 10 Newtons de Fuerza concéntrica, deberé ejercer 10 Newtons de Fuerza Excéntrica en la fase negativa; aunque este tipo de contracciones sólo es posible realizarlas en el agua o en maquinas especiales (una de estas puede ser el sistema Yo-Yo).
Como describimos recientemente, la tensión que se genera depende del ángulo articular y por ende de la longitud que logra el músculo durante su contracción entonces nos podemos preguntar ¿Cuál es la longitud correcta para generar la mayor cantidad de fuerza?
Observa el siguiente gráfico:
La tensión óptima se obtiene aproximadamente a una longitud sarcomérica entre 2,0 a 2,2 micras (µ.); por lo que si el músculo está demasiado contraido o demasiado estirado no generará la máxima cantidad de Fuerza. Entonces podemos inferir que para generar mayor cantidad de fuerza en un músculo agonista durante una contracción concéntrica existe un ángulo de ejecución óptimo.
Ahora surge la duda: ¿Cuál es el tipo de contracción que genera más Fuerza? La respuesta la tiene este gráfico:
Eje X Longitud Muscular relativa (en función a los 2,0-2,2 micras de la contracción concéntrica)
Eje Y % Fuerza Activa (Concéntrica) Máxima
En la primera curva observamos que la máxima cantidad de fuerza activa (concéntrica) se obtiene al 100% de la longitud óptima. Pero paralelamente se desarrolla otra curva de "Tensión Pasiva", que logra generar 200% de fuerza máxima activa a 135% de longitud relativa ¿Que significa esto? Podemos deducir que la tensión pasiva refiere al segmento NO CONTRACTIL del músculo se estira, vale decir los Elementos Elásticos (Fascias, Titina, etc) comienzan a elongarse y almacenan energía que aporta a la contracción desde el 90% de la longitud óptima. Pero a medida que la Longitud se va alargando y sobrepasa la óptima la fuerza la Fuerza activa va disminuyendo pero LA TENSION PASIVA AUMENTA, y al sumarse a las tensiones da una fuerza total bastante superior a la Activa debido al protagonismo del componente elástico. Entonces podemos deducir que la Contracción Excéntrica (donde se alejan los puntos de inserción y el músculo agonista se estira cediendo a la carga) podría generar mayor cantidad de Fuerza.
¿Y si combino estos dos tipos de contracciones, que sucede?
Si comienzo desde una fase excéntrica y posteriormente ejecuto una concéntrica estaré aprovechando la energía elástica almacenada de la fase negativa del movimiento y al ejercer la fuerza en dirección contraria el elemento elástico hará un efecto resorte y aumentará la tensión total generada.
Un ejemplo:
El primer salto parte desde los 90º y anula la fase negativa del movimiento y por ende los componentes elásticos se estiran, el segundo parte desde arriba y debe bajar la cadera a nivel de tobillos lo que es la Fase Negativa del Movimiento, para luego saltar desde esta posición (Fase Positiva) y por efecto de los componentes elásticos el salto logra mayor altura.
Lo subí a mediafire para que lo puedan descargar, es el del año pasado que me pidió subir el profesor; ahora si hay modificaciones lo arreglaré y avisare por acá mismo.
Ya hemos Analizado completamente la estructura del músculo esquelético, y ahora comprenderemos cómo este logra producir fuerza.
A grandes rasgos debemos comprender el impulso motor como un fenómeno que se origina en el sistema nervioso (marcado de color rosado en la imagen), y que posteriormente ocurrirá una transformación de la energía eléctrica proveniente de la sinápsis hasta un proceso de energía química almacenada en los enlaces de ATP en este caso, y cómo la ruptura de estos varios de estos enlaces en los sarcómeros libera una cantidad de energía tan inmensa que al transformarse en Energía Mecánica que permite ejercer la fuerza necesaria para realizar uan tarea tal como la locomoción. En primer lugar definiremos la unidad neuromuscular responsable de la contracción: La Unidad Motora
La Unidad Motora:
(Pincha para agrandar la imagen)
Se define como un conjunto de Fibras Musculares que comparten las mismas propiedades Fisiológicas, y están inervadas por el mismo axón neuronal.
Observa la imagen de abajo sigue compara los números y los procesos que ocurren allí.
La unión neuromuscular permite al potencial de acción proveniente del cerebro viajar hasta el espacio sináptico donde se vaciará el neurotransmisor Acetilcolina (Ach) almacenándolo en vesículas, que se anclarán en los receptores específicos (también llamados Ligando) de esta sustancia en el Sarcolema de la Fibra Muscular [1]. A consecuencia de esto la permeabilidad iónica de la membrana, originando potenciales de acción, que viajarán por toda la fibra muscular a través del sarcolema, para ingresar por los Túbulos T (Invaginaciones o continuaciones en hendidura de la fibra muscular) [2], donde el potencial de acción activará canales de voltaje que estimularán el Retículo Sarcoplásmico, donde se almacenan los iones de calcio para que sean liberados y comience la contracción muscular [3]. En este punto la energía eléctrica se transforma en procesos de energía química que veremos en la llamada "Teoría del Deslizamiento".
Contracción Muscular y Teoría del Deslizamiento
Como observamos en la imagen, en este momento analizamos lo ocurrido a nivel del Sarcómero. Cuando el Calcio es liberado al interior de la fibra muscular, la Troponina C debido a su alta afinidad capta el Calcio [4], esta a su vez Inhibe a la Troponina I (que inhibe en reposo a la Troponina T), al inhibirse esta inhibición se produce una Activación (entiéndase como las propiedades de la multiplicación, - x - = +) de la Troponina T y esta ahora expondrá los sitios activos de la Actina, de esta manera las cabezas de la Miosina podrán unirse estas [5]. Una vez se produce la interacción Actina-Miosina, un ATP se unirá al cuello cabeza de la miosina en su sitio ATPasa, la cabeza de miosina Rotará a 90º y traccionará la actina hacia el medio de la célula, este fenómeno es llamado el "Golpe de Fuerza" y es el responsable de la producción de Fuerza neta en el músculo; a consecuencia de esto se rompe el enlace de ATP y queda en ADP + Pi (fósforo inorgánico) y la cabeza de miosina se separa del sitio activo, el calcio es vaciado por una bomba de calcio (que consume ATP) [6], el Complejo Troponinico vuelve a su estado original escondiendo los sitios Activos de la Actina; como consecuencia sarcómero vuelve a estar en "reposo" [7].
Les dejo acá un par de videos explicativos, para que vean mejor como se produce este fenómeno; el primero muestra desde el inicio del impulso nervioso hasta la teoría del deslizamiento
El siguiente video a pesar de que se muestra como funciona el músculo cardiaco, muestra excelentemente la teoría del deslizamiento.
Y el último video, donde también aparece todo el proceso correctamente explicado:
Espero les haya servido, recuerden cualquier duda escribir o agregar a msn: machine182@hotmail.com
La sangre se divide en dos componentes: uno netamente Celular llamado "Elementos Figurados" (parte roja de la imagen) y uno Extracelular llamado Plasma (parte amarilla de la imagen).
