Las fibras musculares, las contracciones, y la hipertrofia
Los procesos parecen complejos pero son parte de una máquina sinérgica perfecta llamada cuerpo humano
Las células musculares llamadas fibras tienen la capacidad de moverse; y el movimiento; una de las propiedades más sorprendentes de la materia viviente. Cuando hablamos del término «músculo» nos referimos a un conjunto de células musculares organizadas, unidas por tejido conectivo; el cuerpo humano hay tres tipos de músculos: el músculo estriado, voluntario o esquelético, el músculo liso, involuntario, y el músculo cardiaco.
Las fibras musculares
Una única fibra muscular puede ser contenida por hasta 80% de miofibrillas. Cada fibra muscular puede contener decenas y hasta centenas de millares de miofibrillas; Las miofibrillas están constituidas por miofilamentos de dos tipos: miofilamentos gruesos o miosina, que a su vez está subdividida en meromiosina ligera y meromiosina pesada, y los miofilamentos finos que son denominados actina.
Las fibras musculares pueden ser clasificadas mediante su propiedad contráctil y por su coloración. Existen tres tipos de fibras musculares, anteriormente se hablaban solo de las fibras blancas o de contracción rápida y de las fibras rojas o de contracción lenta. Actualmente se acepta que hayan otros tipos de fibras intermediarias, susceptibles a la transformación por medio del entrenamiento de uno u otro tipo.
Lo que se puede asegurar es que una presencia mayor de un tipo de fibra determinará por ejemplo si una persona será velocista o fondista. En el entrenamiento con pesas, las personas con predominancia de fibras blancas ganarán masa muscular y fuerza con mayor facilidad, ya que las fibras se hipertrofian antes. Por la misma razón aquellos con mayor cantidad de fibras rojas serán mas resistentes.
Las fibras blancas se hipertrofian bajo la aplicación de entrenamientos de velocidad y de fuerza en presencia de estímulos con gran sobrecarga, y reducido número de repeticiones. La hipertrofia de las fibras rojas, se dan bajo el estímulo caracterizado con baja sobrecarga y un alto volumen de repeticiones.
La contracción muscular
La maquinaria contráctil de la fibra muscular está formada por cadenas proteicas que se deslizan para acortar la fibra muscular. Entre ellas hay la miosina y la actina, que constituyen los filamentos gruesos y finos, respectivamente. Cuando un impulso llega a través de una fibra nerviosa, el músculo se contrae.
Cuando una fibra muscular se contrae, se acorta y ensancha. Su longitud disminuye a 2/3 o a la mitad y se deduce que la amplitud del movimiento depende de la longitud de las fibras musculares. El periodo de recuperación del músculo esquelético es tan corto que el músculo puede responder a un segundo estímulo cuando todavía perdura la contracción correspondiente al primero. La superposición provoca un efecto de agotamiento superior al normal.
Después de la contracción, el músculo se recupera, consume oxígeno y elimina bióxido de carbono y calor en proporción superior a la registrada durante el reposo, determinando el periodo de recuperación.
El hecho de que consume oxígeno y libera bióxido de carbono sugiere que la contracción es un proceso de oxidación pero, aparentemente, no es esencial, ya que el músculo puede contraerse en la ausencia de oxígeno, como en períodos de acción violenta; pero, en esos casos, se cansa más rápido y pueden aparecer calambres.
Teoría de la contracción muscular
Un potencial de acción viaja a lo largo de un nervio motor hasta sus terminaciones en las fibras musculares; en cada terminación, el nervio secreta una pequeña cantidad de sustancia neurotransmisora, «la acetilcolina», que actúa sobre una área localizada en la membrana de la fibra muscular, abriendo muchos canales acetilcolina-dependientes dentro de moléculas protéicas en la membrana de la fibra muscular.
La apertura de estos canales permite que una gran cantidad de iones de sodio, fluya hacia dentro de la membrana de la fibra muscular, al punto terminal neural. Eso desencadena un potencial de acción en la fibra muscular. El potencial de acción cruza a lo largo de la membrana de la fibra muscular de la misma forma como el potencial de acción cruza por las membranas neurales.
El potencial de acción despolariza la membrana de la fibra muscular y también pasa hacia la profundidad de la misma, donde hace que el retículo sarcoplasmático libere hacia las miofibrilas gran cantidad de iones de calcio, que estaban almacenados en el interior del retículo sarcoplasmático. Los iones de calcio provocan grandes fuerzas atractivas entre los filamentos de actina y miosina, haciendo que ellos se deslicen entre sí, lo que constituye el proceso contractil.
- Después de una fracción de segundo, los iones de calcio son bombeados de vuelta hacia el retículo sarcoplasmático, donde permanecen almacenados hasta que un nuevo potencial de acción llegue.
- Esa eliminación de iones de calcio de la población de las miofibrilas, ponen fin a la contracción.
- Con el lugar de conexiones de ATP (adenosina trifosfato) libre, la miosina se conecta fuertemente a la actina.
- Cuando una molécula de ATP se conecta la miosina, la conformación de la miosina y el lugar de conexión se hacen inestables liberando la actina.
Cuando la miosina libera la actina, el ATP es parcialmente hidrolisado transformándose en ADP (adenosina difosfato) y la cabeza de la miosina se inclina hacia el frente. La religación de la actina provoca la liberación de ADP y la cabeza de la miosina se altera nuevamente, volviendo a la posición de inicio, lista para otro ciclo.
Glosario relacionado:
- Sinapsis: unión entre dos neuronas.
- Mielina: sustancia grasosa que aísla la membrana celular.
- Potencial de acción: es una despolarización rápida y sustancial de la membrana de la neurona.
- Retículo sarcoplasmático: sistema longitudinal de túbulos (tubos muy pequeños) que está asociado a las miofibrillas y almacena calcio para acción muscular.
- Actina: filamento proteico fino que actúa con filamentos de miosina para producir la acción muscular.
- Miofibrila: elemento contractil del músculo esquelético.
- Adenosina trifosfato (ATP): compuesto de fosfato de alta energía, con base en el cual el organismo obtiene su energía.
Las células satélites y la hipertrofia
La célula satélite se encuentra en la adyacencia de la fibra muscular, más específicamente entre el músculo y el tejido fibroso que reviste ese músculo. Durante el proceso de regeneración, las células satélites contribuyen como donantes de núcleos adicionales para la fibra muscular damnificada, a fin de aumentar la síntesis proteica, una especie de reconstrucción del área lesionada, proveyendo al tejido muscular una increíble capacidad de adaptación en condiciones de crecimiento (hipertrofia) y regeneración (lesión).
El proceso de microlesión es benéfico, pues tras este, la musculatura se recupera más fuertemente que antes, así, está preparada para nuevos estímulos y con mayor resistencia. De ahí la importancia de un descanso adecuado tras el entrenamiento de musculación, ya que este proceso regenerativo puede durar de 24 horas hasta 72 horas, dependiendo del grado de la microlesión o el apoyo nutricional de suplementación para recuperación.
La ganancia de masa muscular auxilia en la ejecución de las actividades cotidianas, protege las articulaciones, ocasionando un menor riesgo de lesiones, proporciona mayor estabilidad y equilibrio corporal, aumenta la autoestima por los beneficios estéticos proporcionados, aumenta el gasto calórico, y mejora la postura, de entre otros beneficios.
Independiente del protocolo de entrenamiento, el ejercicio de fuerza provoca un daño en la microestructura de la fibra, por ello se debe buscar una orientación profesional para dosificar ese estímulo, prevenir lesión y alcanzar la ganancia de masa muscular con mayor intensidad y en menor tiempo.
Las hormonas, las células y la hipertrofia
De entre los procesos que gobiernan el mecanismo de hipertrofia muscular debemos resaltar la acción de las hormonas. El perfil hormonal durante la fase anabólica evoluciona con una mayor relación insulina/glucagon, testosterona/cortisol, concentraciones elevadas de IGF (factor de crecimiento semejante la insulina) y MGF (factor de crecimiento inducido por estrés mecánico) y concentraciones reducidas de miostatina. Estas hormonas actúan en las células a través de sus receptores específicos, induciendo varias adaptaciones celulares causando la hipertrofia muscular.
Es poco conocido, como las respuestas adaptativas al ejercicio son iniciadas y mantenidas al nivel molecular. Actualmente, los científicos creen que son puntos de control intracelular para la síntesis proteica de algunas proteínas. Es por ello que cuando se conozcan los reales mecanismos por los cuales el músculo esquelético se adapta en el nivel molecular tendremos en el futuro una gran herramienta para la práctica clínica, visando el tratamiento de enfermedades y mejora de la calidad de vida. Además, el uso de la terapia genética en el mundo deportivo podrá traer mejores resultados a los atletas, cuando la manipulación de los diversos factores que modulan la ganancia de masa muscular podrán ser utilizados por estos profesionales.
De hecho, a través de la ingeniería genética los atletas podrán volverse más fuertes, ágiles, rápidos, flexibles, es decir, más competitivos. Obviamente, los supuestos efectos que adviene con esa tecnología generan muchas polémicas sobre cuestiones éticas que van desde la salud del atleta hasta los principios deportivos, debiendo ser exhaustivamente discutidos por la sociedad, pero en la realidad las empresas más grandes del mundo que trabajan con las organizaciones sanitarias internacionales y esto permite recepcionar permanentemente nuevos productos que además de seguros, mejoran la performance en el entrenamiento, y la capacidad genética del practicante de ejercicios.
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