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Tipos de fibras musculares

Tema 1.2.2

• El musculo esquelético es un tejido capaz de hacer frente a un amplio rango de demandas funcionales, desde realizar movimientos de gran precisión para los que se requiere poca fuerza, hasta contracciones máximas, pasando por el mantenimiento de la postura del cuerpo.

• La actina es una proteína fribrosa, contráctil, que forma microfilamentos.
• La miosina determina la velocidad de contracción de la célula, miosina es el motor de la contracción.
• La isoforma determina la velocidad de acortamiento de la fibra.

• Fibra tipo I contracción lenta
• Fibra tipo II contracción rápida
• Existen cuatro subtipos más, IIA, IID, IIX, IIB.
• En el ser humano solo se encuentran las fibras tipo I, IIA, IIX.
• Los distintos tipos de fibras se diferencia no solo por la isoforma de la miosina y por su velocidad de contracción, se diferencian en diversos aspectos como su metabolismo, capacidad de almacenamiento de calcio, distribución, etc.

Fibras tipo I, lentas y oxidativas o ST.

• Son de cadena pesada, hidrolizan mas despacio el ATP. para contraerse.
• Este fenómeno determina que la velocidad máxima de acortamiento de las fibras sea la menor dentro de los diferentes tipos de fibras.
• La principal proteína de los filamentos finos es la actina.

Sistema de acoplamiento excitación-contracción:

• Participan: túbulos transversales- retículo sarcoplásmico- proteínas asociadas.
• Los potenciales de acción se transmiten en menor frecuencia en estas unidades motoras, las fibras tienen un periodo de tiempo mas largo para relajarse tras cada contracción, no necesitan relajarse a gran velocidad. Este fenómeno permite ahorrar energía y dar mayor resistencia a la fatiga.

Metabolismo energético

• Las fibras de tipo I obtienen su ATP para la contracción del metabolismo aeróbico de las vías dependientes de O2 en la célula. Para disponer de un mayor aporte se tienen que adaptar, mas irrigadas por capilares anastomosados, lo que les permite aumentar la superficie de intercambio gaseoso y de sustratos energéticos y desechos con la sangre.
• Presenta también elevadas concentraciones de mioglobina que les permiten captar gran cantidad de 02 sanguíneo, este 02 se usa para la oxidación de sustratos energéticos a través del ciclo de Krebs y de la fosforilación oxidativa. Por esta razón se presentan mitocondrias grandes y numerosas en su sarcoplasma AGREGAR una mayor cantidad de mitocondrias es relativo al ejercicio físico, mejora la calidad del musculo esquelético, mejor rendimiento físico y mejor calidad de vida y salud metabólica.

¿La importancia del desarrollo del metabolismo oxidativo que es? Que los sustratos como triglicéridos y carbohidratos disminuyan su almacenamiento.

• Fibras tipo II
• Velocidad de contracción de tres a cinco veces mayor que las fibras de tipo I, se dividen en IIB metabolismo glucolítico, IIA más lentas, pero más oxidativas y IIX o IID con características intermedias.
• Sistema de acoplamiento excitación- contracción, más desarrollado en fibras rápidas, son capaces de almacenar mas cantidad de Ca y liberarlo en el sarcoplasma más rápido, regresa de inmediato al RS y la relajación de la fibra es mas rápida que en fibras de tipo I.

Mtebalismo Energético

• Fibras tipo II: participan en actividades físicas breves e intensas como:
• levantamiento de peso, baloncesto, futbol, 100mt planos.
• La composición y distribución de los distintos tipos de fibras musculares no es igual en todos los músculos de un individuo, siempre hay predominancia
• Soleo: elevado porcentaje de fibras tipo I, braquial anterior: fibras tipo II, los músculos antigravitatorios fibras de tipo I, se encargan de mantener la postura y deben ser poco fatigables.

La composición fibrilar depende de diferentes factores:

• factor genético, patrón de uso de musculo, las fibras musculares son adaptables y capaces de cambiar su fenotipo.
• La electroestimulación crónica de baja frecuencia es una técnica consistente en incrementar la actividad contráctil, estimulando a la vez todas las unidades motoras de forma que consigue inducir los dos tipos de fibras.

Efectos en el entrenamiento físico sobre los diferentes tipos de fibras musculares:

• Aunque en un musculo predomine un tipo de fibra, todos los músculos están formados por una mezcla de ambas.
• En los deportistas de elite que practican resistencia como maratón o ciclismo el porcentaje de fibras tipo I supera el 65% ,mientras que en los deportistas de elite que practican fuerza, las fibras de tipo II son superiores al 65%

Fuerza muscular

Tema 1.3

• La fuerza muscular se centra en el efecto externo, producido por la acción muscular, la atracción de la gravedad o la inercia del cuerpo.
• En el sentido que se define la fuerza en mecánica, la fuerza muscular como causa, seria la capacidad de la musculatura para deformar un cuerpo o para modificar la aceleración del mismo: iniciar o detener el movimiento de un cuerpo, aumentar o reducir su velocidad o hacerle cambiar de dirección.

• Desde el punto de vista fisiológico: la fuerza se entiende como la capacidad de producir tensión que tiene el musculo al activarse, es algo interno que puede tener relación con un objeto externo o no.
• Como resultado de la interacción entre estas fuerzas surge otro concepto, fuerza aplicada: resultado de la acción muscular sobre la resistencia externa, que pueden ser el propio peso corporal o cualquier otra resistencia o artefacto ajeno al sujeto.

• La fuerza desde el punto de vista de la mecánica es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo. La fuerza también es la causa capaz de deformar los cuerpos, bien por presión o por estiramiento en tensión, desde el punto de vista mecánico: la fuerza muscular como causa seria la capacidad de la musculatura para deformar un cuerpo o para modificar la aceleración del mismo: incitar o detener el movimiento o aumentar o reducir la velocidad o hacerlo cambiar de dirección.

1.3.1

Tipos de acciones musculares

Tema 1.3.2

• La tensión se produce durante la activación del musculo (contracción), activación.
• Tiene lugar desde que el musculo recibe un impulso eléctrico y se libera la energía necesaria, lo que dará lugar a la unión y desplazamiento de filamentos de actina y miosina en el sentido de acortamiento sarcomérico y elongación tendinosa.
• La activación siempre tiende a acortar las sarcómeras, tanto si el musculo se está acortando (activación concéntrica) como elevando (activación excéntrica).

La activación del musculo puede dar lugar a tres acciones diferentes:

• 1.- acortamiento o acción dinámica concéntrica (cuando se supera la resistencia externa, la fuerza externa actúa en sentido contrario al del movimiento.
• 2.- alargamiento/estiramiento o acción dinámica excéntrica (la fuerza externa actúa del mismo sentido que el movimiento.
• 3.- mantenimiento de su longitud o acción isométrica (la tensión o fuerza muscular es equivalente a la resistencia externa, no existe movimiento ni trabajo mecánico.

Entrenamiento de la fuerza

Tema 1.5

• La mejora de la fuerza muscular comenzó a utilizarse en 1945
• La importancia de conservar ciertos niveles de fuerza muscular para evitar que aparezcan problemas como dolor de espalda, caminar independientemente, osteoporosis, etc.
• La capacidad de actividad física esta relacionada con los filamentos de actina y miosina, la habilidad del sistema nervioso para la máxima y rápida activación de los músculos, el ángulo articular donde se genera la tensión muscular y la longitud inicial de un musculo cuando se activa, la velocidad del movimiento y la producción de tensión en el musculo.

• El sistema neuroendocrino forma una parte muy importante en el complejo de la manifestación y cambios a corto y largo plazo en la producción de fuerza y el sistema neuromuscular. Las hormonas son mensajeros químicos que se sintetizan, almacenan y son liberados por glándulas endocrinas:
• 1.- las hormonas anabolizantes como la testosterona tiene efectos de modelación de fibras musculares a nivel metabólico y celular similar a lo observado en el musculo después de entrenamiento de fuerza.

• 2.- durante las diferentes sesiones de entrenamiento de fuerza existe un aumento de las hormonas anabólicas como la T, GH, IGF-1, consecuencia de su mayor uso por el tejido muscular.
• 3.- en la mejora o perdida de entrenamiento/envejecimiento hay un aumento de las tasas basales de hormonas anabólicas T y GH, y un descenso de las tasas hormonales catabólicas como el cortisol.

• La hormona GH actúa directo sobre los tejidos, aumenta y reduce la síntesis de proteínas, estimula el crecimiento de cartílagos o aumenta la retención de nitrógeno, sodio, potasio y fosforo.
• La magnitud de producción de GH depende de intensidad, volumen y tiempo de reposo entre las series de ejercicio, las sesiones que mas aumento de GH tienen son las que usan cargas elevadas, con muchas repeticiones, con varias series y poco descanso entre serie y serie.
• Las sesiones de ejercicio con carga ligera, poca repetición poca serie con 3 min o más de recuperación y con concentración de lactato menor no se acompañan de GH, la Gh reduce envejecimiento, a partir de 70 años

• Cortisol: responde a situaciones de estrés y degrada proteínas del musculo, aumenta cuando las reservas de hidratos de carbono de musculo o hígado están disminuidos, genera atrofia muscular, disminución de fuerza y bajo rendimiento deportivo.

Adaptación estructural: factores musculares y tensión especifica.

• La capacidad de un individuo para desarrollar fuerza depende de factores de tipo estructural, como filamentos y sarcómeros, la longitud de la fibra, y el tipo de fibra muscular.
• Los incrementos de fuerza inducidos por el entrenamiento durante las primeras semanadas son una adaptación en el sistema nervioso ya sea por un aumento en la activación de la musculatura agonista o bien por cambios en los patrones de activación de la musculatura antagonista, sin embargo, a partir de la sexta o séptima semana de entrenamiento, se presenta la hipertrofia muscular.

• El musculo tiene la capacidad de hipertrofiarse después de participar en un programa de entrenamiento de fuerza, siempre y cuando la intensidad, volumen y duración del programa sean adecuados.
• La hipertrofia es el resultado de la acumulación de proteínas debido a un aumento en la síntesis, reducción en la degradación o ambos.
• El pico de síntesis proteica ocurre aprox. 24 horas después de realizar la sesión de entrenamiento y permanece elevado desde 2 o 3 horas después del ejercicio hasta las 36 horas de haber finalizado.

• El daño muscular de tipo mecánico que se produce en las acciones excéntricas es un importante estimulo para el desarrollo de la masa muscular, que por el contrario se atenúa con el entrenamiento a largo plazo de la fuerza muscular. La hipertrofia también se suele acompañar de un aumento proporcional de tamaño y de la fuerza del tejido conectivo.
• Durante la contracción muscular se puede registrar la actividad del musculo por EMG, marca numero de unidades motoras, reclutadas y su frecuencia de estímulo.

Fuentes energéticas en el ejercicio

Tema 2

• Durante el ejercicio el musculo satisface sus demandas energéticas utilizando sustratos que vienen de las reservas del organismo gracias a la ingestión diaria de nutrientes. Los sustratos energéticos de los que el musculo esquelético obtiene la energía para transformarla en energía mecánica o estática son: las grasas y los hidratos de carbono.
• Las proteínas actúan en ocasiones como sustratos energéticos, si bien son muy diferentes sus funciones en el organismo (síntesis de hormonas, de tejidos, de enzimas, etc.). todos ellos deben ceder la energía contenida con sus enlaces químicos para fosforilar el ATP, todo nuestro sistema funciona por transferencia de energía, la energía química se transforma en energía mecánica, gracias al cambio en la estructura molecular de las proteínas contráctiles del musculo, se modifica el sarcómero, acortándolo, flex.

• El calor y los sistemas biológicos: todo es dependiente de la temperatura, los sistemas biológicos son sensibles a pequeños aumentos de temperatura, a partir de 45°C las proteínas se desnaturalizan los elementos contráctiles se destruyen.
• El musculo funciona a 33-44°C el calentamiento previo al ejercicio permite que las reacciones de transformación de energía se realicen a mayor velocidad. El aumento de temperatura debe ser limitado ya que a partir de los 40°C las reacciones musculares comienzan a perder eficiencia.

Sistemas energéticos en el ejercicio

Tema 2.1

• La célula muscular dispone de tres mecanismos para sintetizar ATP, procesos exergónicos que liberan la energía necesaria para sintetizar ATP, estos mecanismos son:
• 1. La resíntesis de atp a partir de la fosfocreatina,
• 2. Mediante el proceso de glucolisis anaeróbica con la transformación del glucógeno muscular en lactato y
• 3. A partir de la fosforilación oxidativa. Los dos primeros se llevan a cabo en condición anaeróbica, sin la presencia de oxigeno procedente de aire atmosférico, todas las reacciones tienen lugar en el citosol celular.
• Por el contrario, la fosforilación oxidativa es un proceso complejo en el cual es imprescindible la presencia de oxígeno, es aeróbico, tiene lugar al interior de la mitocondria, genera combustión de macronutrientes como carbohidratos, grasas y proteínas. El metabolismo celular puede ser aeróbico y anaeróbico.

El músculo decide que tipo de sistema utilizar en función de diversos factores, existen 4 sistemas energéticos:

• Metabolismo de los fosfógenos (sustratos de ATP y fosfocreatina)
• Proporciona la energía necesaria para la contracción muscular al inicio de la actividad y durante ele ejercicio explosivo, breve y de elevada intensidad. Por ejemplo: contracción isométrica de cuádriceps.
• El ATP es la fuente de energía más rápida e inmediata, la fosfocreatina, el atp se gasta continuamente y se encuentra en concentraciones pequeñas para mantener su función, el atp se resintetiza con fosfocreatina, la hidrolisis de la fosfo creatina (creatinina o creatin kinasa) se utiliza para formar atp a partir de ADP.

• Metabolismo de los hidratos de carbono
• La glucosa es el único sustrato que la célula es capaz de utilizar para obtener energía con o sin O2, para que las células obtengan energía de la glucosa necesitan convertirla en glucolisis, el producto final es el lactato.
• La glucosa es fuente de energía y esqueleto en la síntesis de aa.

• Para la glucosa es importante la hormona pancreática insulina, cuando tras la ingesta de hidratos de carbono se produce una elevación de glucemia el páncreas aumenta la producción y liberación de insulina a la sangre de manera que la glucosa tendera a entrar en la célula volviéndose a normalizar.
• El hepatocito y la célula muscular funcionan como almacén de hidratos de carbono en forma de glucógeno, pero su almacenaje es limitad. La finalidad del glucógeno hepático es mantener los niveles de glucemia, almacén de 100gr para un sujeto de talla y peso promedio.
• Los riñones también almacenan.
• El cerebro, glóbulos rojos, corazón.

• Metabolismo de las grasas
• Los lípidos representan la reserva principal de energía y son fuente inacabable de energía durante el ejercicio físico. Los ac grasos pueden obtenerse de triglicéridos almacenados en el tejido adiposo o el propio musculo, la tasa lipolítica depende de la capacidad de la sangre de transportar ácidos grasos y de la concentración sérica de albumina.
• Aproximadamente la mitad de los ácidos grasos oxidados en el musculo durante el ejercicio procede de ácidos grasos circulantes, la otra mitad de los triglicéridos almacenados.

• Metabolismo de las proteínas
• Algunos aa son parte de los procesos metabólicos, se han descrito al menos 6 aa que se utilizan como combustible, alanina, aspartato, glutamato, valina, leucina e isoleucina. La célula no es capaz sola de realizar la combustión de estos aa, se requiere la producción de amonio para hacerlo. Lo produce a partir del aspartato durante el ejercicio de corta duración, este aspartato, se convierte en fumarato y en amonio al final – ciclo de las purinas.
• Aumento de amonio en cicloergómetro, dos modalidades de trabajo, mas desgaste.
• Ejercicio y duración progresiva a intensa.