Tema La fuerza y mecanismos de la contracción muscular

La fuerza y mecanismos de contracción muscular 1
Tema
La fuerza y mecanismos de la contracción
muscular
1. Introducción ..................................................................................................... 1
2. Fibra muscular. Organización histiológica ................................................... 2
2.1. Miofibrillas ................................................................................................... 2
2.2. Sarcómero .............................................................................................. 4
2.3. Aspectos fisiológicos del sistema muscular .......................................... 6
2.3.1. Funcionamiento del músculo........................................................... 6
2.3.2. Fundamento fisiológico de la contracción muscular .................. 6
3.2.3. Como se inicia una contracción ..................................................... 8
3. El entrenamiento de la fuerza ....................................................................... 8
3.1.- Métodos de desarrollo de la fuerza ..................................................... 8
3.1.1. Método isotónico ............................................................................... 8
3.1.2. Método isométrico ........................................................................... 11
4. Efectos del trabajo de fuerza sobre el organismo ................................... 12
1. Introducción
"La capacidad de contracción que tiene el músculo estriado ante un
estímulo nervioso, tanto voluntario como reflejo", es la definición de
tensión muscular.
Dentro de esta tensión, según las características del movimiento que
produzca ésta, se puede distinguir:
- Tensión isotónica concéntrica: cuando la contracción muscular
provoca que los dos extremos distales de la articulación se acercan (la
fuerza es mayor que la resistencia).
- Tensión isotónica excéntrica: la resistencia que se opone a la
contracción muscular es superior a la fuerza que ésta ejerce y los
extremos distales de la articulación se alejan.
- Tensión isométrica: la resistencia y la fuerza se igualan y no hay
movimiento. Normalmente ocurre porque la resistencia que se opone a
la contracción muscular es muy grande, y no es posible realizar
movimiento alguno.
Existen otros tipos y clasificaciones de la tensión muscular según diversos
aspectos de la misma, pero pensamos que sería demasiado
complicado y podría llevaros a confusiones en cuanto a los diferentes
conceptos.
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Pero si analizamos el problema desde otro punto de vista, y tomamos
como valores en juego la resistencia a vencer, comparada con el peso
corporal, entonces podemos diferenciar:
- Fuerza muscular absoluta: Es la mayor cantidad de peso que
podemos vencer en un movimiento sin tener en cuenta el peso
corporal. Por ejemplo, soy capaz de levantar 80 kg. de peso sin importar
si yo peso 50 ó 70 kg.
- Fuerza muscular relativa: Es el cociente entre la fuerza absoluta y
el peso corporal. FR = FA / peso. En el ejemplo anterior, no es lo mismo
pesar 50 que 70 kg. ya que tendrá más fuerza muscular relativa aquel
que pese menos de los dos.
2. Fibra muscular. Organización histiológica
La unidad histológica básica del tejido estriado, es la fibra muscular, que
tiene una gran longitud pero escasa anchura.
Cada fibra muscular contiene centenares o millares de miofibrillas que
se disponen en haces. La miofibrilla es la responsable de la imagen
estriada del músculo.
2.1. Miofibrillas
Cada miofibrilla está formada por unos 1500 miofilamentos, que se
dividen en dos grupos:
- Miofilamentos delgados: Se componen de 3 tipos de proteínas y
la fundamental es la Actina
- Miofilamentos gruesos: una proteína: Miosina
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Ambos miofilamentos se interdigitan, (se entrelazan) y esto va a permitir
el acortamiento del músculo.
A los lados de los filamentos de miosina están unas pequeñas
proyecciones (las cabezas), que son quienes se unen a la actina en los
denominados puentes cruzados, de gran importancia en la contracción
muscular.
La linea Z pasa de una miofibrilla a otra, uniendo todas las miofibrillas a
lo largo de todo el músculo. Toda la fibra muscular tiene bandas claras y
oscuras que son las que le confieren el aspecto estriado al músculo.
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2.2. Sarcómero
La porción de una miofibrilla entre dos líneas Z se denomina sarcómero,
y es la base estructural del músculo estriado.
Filamentos
gruesos
(miosina)
Línea Z
Filamentos
delgados
(actina)
Línea Z
Banda I
Banda M
Banda A
Línea Z
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Viendo las figuras anteriores, es fácil explicar la contracción muscular
como un proceso que supone:
- Deslizamiento de los filamentos delgados sobre los gruesos
- Acortamiento del músculo por reducción de la longitud del
sarcómero
- Acortamiento general del músculo como resultado de la unión
de todos los acortamientos de los sarcómeros
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2.3. Aspectos fisiológicos del sistema muscular
2.3.1. Funcionamiento del músculo
La musculatura del organismo podemos dividirla como ya hemos visto al
principio del tema, según el tipo de estímulo que precise para
contraerse.
Musculatura lisa: Músculo de contracción involuntaria. Se contrae sin
que nosotros podamos controlarlo. La musculatura del estómago, que
con sus movimientos peristálticos nos permite realizar la digestión.
Musculatura estriada: Músculo de contracción voluntaria. Tipo de
músculo que forma el tejido muscular esquelético. El bíceps y el tríceps
nos permiten la flexión y la extensión del brazo.
Para que se realice un movimiento voluntario es necesario que se
mande las señales al cerebro después de haber recibido la información
del medio externo, para que éste de las órdenes pertinentes.
Musculatura cardiaca: Posee características de las dos anteriores.
Aspecto de músculo estriado pero contracción involuntaria.
2.3.2. Fundamento fisiológico de la contracción muscular
La contracción muscular se debe a la disminución de la longitud de la
fibra muscular. La causa es el acortamiento de los sarcómeros, producto
del deslizamiento telescópico entre los filamentos gruesos y los
filamentos delgados.
Por ello, las líneas Z vecinas se acercan entre sí, lo que produce el
acortamiento de la fibra muscular.
La disposición de los miofilamentos hace que pueda existir también
elongación (estiramiento).
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a) Mecanismo de la contracción
El sistema nervioso central (cerebro), es el que envía los impulsos
nerviosos a los músculos a través de la médula espinal y los nervios
motores en sus vías eferentes para que se produzca la contracción
muscular.
La fibra nerviosa está formada por pequeñas células que se denominan
neuronas, y que tienen la particularidad de que son capaces de
conectarse unas con otras y transmitir mensajes.
Las neuronas, conexionan el pie cilindro-axil con el cuerpo neuronal de
la siguiente. Las dendritas se encargan de recoger la sustancia que
libera la neurona que le precede y que se denomina acetil-colina. Esta
acetil-colina provoca un cambio de polaridad en la siguiente neurona
que hace que al llegar al pie cilindro-axil se vuelva a liberar acetil-colina
y continúe el proceso.
Para que se pueda transmitir este cambio de polaridad dentro de la
misma célula, el axón se encuentra recubierto de mielina.
Cuando la última neurona llega al músculo, en vez de tener un pie
cilindro-axil, forma una placa motriz, que es quien excita de forma
directa al músculo, y que hace que el impulso nervioso se transforme en
movimiento al producirse la contracción muscular.
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3.2.3. Como se inicia una contracción
Cuando existe un estímulo suficiente, transmitido por el cilindro-eje, que
en este caso es la placa motora hacia la fibra muscular, hace que
cambie la polaridad eléctrica de la membrana muscular.
Esta inversión de potencial ocurre porque entra Ca y sale Na. Una vez
producida la inversión de potencial en la membrana muscular, ésta se
propaga, y es cuando se produce la contracción muscular. Es entonces
cuando interaccionan la actina y la miosina y se produce el
acortamiento del sarcómero.
3. El entrenamiento de la fuerza
La fuerza se desarrolla con la aplicación progresiva de tensiones
musculares bien dosificadas y combinadas con los adecuados periodos
de recuperación.
3.1.- Métodos de desarrollo de la fuerza
Como existen tensiones musculares isométricas e isotónicas se pueden
ver dos métodos de trabajo diferentes:
3.1.1. Método isotónico
Podemos denominar así a todo trabajo en el que exista movimiento
articular, distinguiendo el trabajo isotónico concéntrico y el trabajo
isotónico excéntrico.
a. Trabajo isotónico concéntrico
Es todo aquel tipo de trabajo en el cual hay una aproximación de los
extremos distales de la articulación. Este, por supuesto, es un término
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muy amplio en el que caben distintos métodos y sistemas, entre los que
destacan:
a.1. Trabajo con sobrecarga
Es el método más común del trabajo de fuerza. Es importante antes de
abordar un trabajo serio con pesas efectuar un trabajo de sobrecarga
más ligero con el propio cuerpo y con compañero, lo que nos dará una
base muscular adecuada para empezar el entrenamiento con pesas.
En el entrenamiento con pesas jugamos siempre con varios factores,
que según como los distribuyamos obtendremos unos u otros resultados;
estos son:
- nº de repeticiones de cada ejercicio
- nº de series de cada ejercicio
- nº de ejercicios por grupo muscular
- nº de ejercicios totales
- porcentaje de carga
- velocidad de ejecución
- descanso entre series y ejercicios
Si analizamos las tres clases de fuerza, sacamos la siguiente conclusión:
FUERZA PURA
F. EXPLOSIVA
F-RESISTENCIA
Nº REPETIC.
1-4
6-8
12-20
Nº SERIES
3-4
3-4
4-6
Nº EJERC. POR
GRUPO MUSC.
2-3
Nº EJERCICIOS
TOTALES
10-12
10-12
15-20
PORCENTAJE
90-100%
60-80%
30-50%
VELOCIDAD
LENTA
ALTA
ALTO Y UNIFORME
DESCANSO
COMPLETO O CASI
COMPLETO O CASI
MÍNIMO
2-3
3-4
Todo esto, en términos generales, ya que no siempre se utilizan los
mismos porcentajes en cada ejercicio, ni es igual el método de
progresión empleado, así podemos destacar para iniciarse en el trabajo
de fuerza los siguientes sistemas:
Sistema de progresión lineal o única: Se efectúan series de 6 a 10
repeticiones con un porcentaje que nos permita llegar justo a
ellas. Cuando vemos que éstas se realizan ya con facilidad
aumentamos la carga.
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Sistema de doble progresión: Se empieza trabajando con un
porcentaje que nos permita llegar a las 8 repeticiones. Cuando las
hacemos ya fácilmente se aumenta hasta 10-12 repeticiones y
una vez que alcanzamos éstas con facilidad, se aumenta la
carga y se vuelve a bajar a 8 repeticiones.
Es importante, al iniciar un trabajo de fuerza, hacernos aconsejar de
personas que dominen verdaderamente el tema y sobre todo que estén
acostumbrados a trabajar con gente de vuestra edad y tengan muy
claro los peligros que un defectuoso trabajo puede acarrear para un
organismo en pleno crecimiento como el vuestro.
En regla general tener en cuenta los siguientes aspectos:
- Empezar por ejercicios de trabajo con el propio cuerpo como carga
- Trabajar siempre la fuerza resistencia antes que cualquier otra clase de
fuerza
- No acometáis trabajos sistemáticos de fuerza explosiva hasta que
vuestro sistema muscular no esté bien acondicionado
- No trabajar la fuerza pura hasta no haber terminado el crecimiento
a.2. Circuit-training
Es un método de trabajo de la fuerza resistencia en el cual cabe
cualquier tipo de ejercicio, con o sin sobrecarga. Se trata de organizar
una serie de estaciones (ejercicios), colocados de forma circular de
manera que se efectúen sin interrupción desde el primero hasta el
último.
Hay dos formas básicas de circuitos:
- Tiempo fijo - repeticiones variables
- Repeticiones fijas - tiempo variable
El tiempo de ejecución de cada ejercicio oscilará entre los 30 y 45", o
bien 25-40 repeticiones, la carga no será más del 30-40% y la velocidad
de ejecución será la máxima que nos permita nuestro organismo. NO
hay descanso entre ejercicios, sólo el justo para cambiar de estación.
El circuito constará de 6 a 12 estaciones, respetando el principio de
alternancia, y en una sesión se efectuarán 2-3 circuitos con 2-5´ de
descanso entre ellos.
Efectuado correctamente, es un método de trabajo muy indicado en
vuestro entrenamiento, ya que con él vamos a mejorar la fuerza
resistencia y al mismo tiempo la resistencia aeróbica.
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a.3. Entrenamiento específico de la potencia
Aparte de lo que hemos visto anteriormente del trabajo de potencia
con pesas, existe una forma específica dentro del método isocinético,
que se resume principalmente en:
- Multisaltos: Es un método de trabajo específico para desarrollar
la potencia del tren inferior. Se trata de efectuar series de saltos
con o sin obstáculos de tal forma que la caído de un salto sirva
como batida para el salto siguiente.
Se puede emplear cualquier tipo de saltos (con un pie, con dos,
alternando pierna, etc.).
Es un tipo de trabajo muy intenso y que requiere una preparación
muscular adecuada para evitar lesiones.
- Trabajo con balón medicinal: Es un trabajo para desarrollar la
potencia general sobre todo del tren superior.
Generalmente se trabaja por parejas mediante lanzamientos de
todo tipo.
Se puede comenzar a trabajar con este tipo de trabajo desde bastante
pronto ya que no tiene mucho riesgo de lesión, siempre u cuando el
peso del balón sea adecuado y nuestro sistema muscular esté en
condiciones.
b. Trabajo isotónico excéntrico
Es todo aquel tipo de trabajo en el cual la resistencia aplicada excede
a la fuerza de forma que se produce un distanciamiento de los extremos
distales de las articulaciones. Se denomina también trabajo negativo.
El método más conocido y más utilizado es la pliometría, que consiste en
realizar caídas desde una altura e inmediatamente después realizar un
salto de gran intensidad.
3.1.2. Método isométrico
La isometría consiste en mantener una tensión constante sin que se
realice movimiento.
Fue un método empleado en principio para la rehabilitación de
convalecientes de procesos traumáticos, así como para el
mantenimiento de los niveles de fuerza de aquellas personas que tenían
que estar cierto tiempo en lugares de poca movilidad (naves
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espaciales, submarinos,...) y más adelante pasó al campo deportivo
como método de entrenamiento de la fuerza pura.
Básicamente el método consiste en analizar la acción concreta de un
grupo muscular y mantener una tensión en el movimiento que lo afecta,
trabajando en tres ángulos distintos. Se recomienda trabajar a 135º, 90º
y 45º.
Las tensiones recomendadas son de 6 a 10" con una magnitud del 8090% del máximo. Se efectúan normalmente de 3 a 6 repeticiones por
cada grupo muscular.
No es un método recomendado para vosotros, a no ser para mantener
o mejorar el nivel de fuerza de una zona lesionada.
4. Efectos del trabajo de fuerza sobre el organismo
Ante un estímulo como el entrenamiento de fuerza, el organismo
ofrecerá unas respuestas y unos cambios fundamentales, que pueden
ser positivos o negativos.
Efectos positivos:
- Hipertrofia de las fibras musculares. Aumento del grosor de la
fibra muscular.
- Mejora de la irrigación sanguínea y del metabolismo muscular.
Acelera el transporte del O2 en el interior de la célula, por lo que
aumenta la capacidad y duración del trabajo.
- Aumento de la duración de la contracción y de la amplitud de
dicha contracción.
- Crece de manera considerable la aportación de O2 y sustancias
energéticas.
- Aumento de tejido conjuntivo y conectivo del músculo.
- La cantidad de glucógeno del músculo entrenado aumenta.
- El músculo se vuelve más sensible al influjo nervioso.
- Perfecciona la coordinación específica.
- se puede trabajar con mayores cargas.
Efectos negativos:
- El peso disminuye por la pérdida de agua y grasa, para
posteriormente aumentar.
- Aumento de peso:
- se puede tener problemas en rendimiento máximo. En la
velocidad del movimiento.
- No mejora en general el rendimiento cardiovascular:
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- existe un detrimento de la resistencia. Hay que alternar las
actividades y dentro del entrenamiento de fuerza se
aconseja el trabajo dinámico y con cargas del 70-80%.
- Pérdida de velocidad y de rapidez del gesto, motivado por el
aumento de masa muscular al principio.
- Problemas físicos:
- cambios en el sistema óseo:
. osificación prematura
. impide el crecimiento
- problemas de ligamentos y tendones
- agotamiento y aparición de la fatiga crónica
Cuando se trabaja con jóvenes hacerlo correctamente,
observando el principio de progresión de la carga y la localización y
ejecución correcta del ejercicio.
Consejos para el trabajo de fuerza:
- No trabajar nunca sin antes haber calentado bien.
- Tener en cuenta las características físicas propias. Es mejor no
llegar que pasarse.
- Si se trabaja con cargas cuida la técnica, evita lesiones.
- Presta atención a todos los grupos musculares.
- No realizar siempre los mismos ejercicios: varía.
- No se consigue todo en un día.
- Después de trabajar fuerza trabaja los estiramientos (flexibilidad).