Factores que afectan la función muscular

Un número de factores que afectan la función muscular. Es bien sabido que estos factores incluyen el estado de la formación y el grado de fatiga del músculo. Las adaptaciones específicas del músculo al entrenamiento y la relación de la fatiga con la función muscular se tratan en secciones posteriores. En esta sección de la interacción de otros factores musculares, nerviosas, y mecánicos que afectan la función muscular se discute. El lector también se refiere al capítulo 5, de Evaluación de Derechos Humanos, la función muscular.

FACTORES 1 .- MUSCULAR

Sección transversal

El tamaño muscular es uno de los factores más evidentes que afectan a la fuerza. En los músculos aislados, así como intacta, la fuerza máxima está relacionado con el área transversal del músculo. Esta relación probablemente se relaciona con las cantidades mayores de la actina y la miosina, y por lo tanto mayor número de puentes cruzados que pueden activarse para producir la fuerza cuando el músculo es más grande. Los músculos pueden producir 10 a 20 N/cm2 de área transversal (15).Numerosos estudios han demostrado cambios en el área de sección cruzada muscular que se producen en relación con los cambios de la fuerza producida por el entrenamiento de resistencia o de desentrenamiento. Sin embargo, la fuerza y el área de sección cruzada muscular no cambian en paralelo. Es evidente que el área transversal del músculo no se tienen en cuenta plenamente las diferencias en la fuerza entre los individuos.

Tipo de fibra muscular

Como se describió anteriormente, la fuerza máxima y la generación de energía de un músculo está relacionado con el porcentaje de fibras de contracción rápida. En otras palabras, el músculo que tiene un alto porcentaje de fibras de contracción rápida que generará una mayor fuerza máxima que el músculo del mismo tamaño con un menor porcentaje de estas fibras (16).

NEURAL FACTORES

Aprendizaje motor y Reclutamiento

La importancia de los factores que afectan a los nervios en la fuerza muscular ha sido reconocido a través de la disociación entre los cambios en fuerza y tamaño muscular durante un programa de entrenamiento de fuerza. El aumento de la fuerza durante las primeras semanas de esa formación se producen sin ningún cambio en el tamaño muscular (17,18). El consenso general es que estos primeros cambios reflejan adaptaciones neurales que incluyen la activación muscular y la mejora de rendimiento en la tarea de mejorar el aprendizaje motor y la coordinación (19).

Los reflejos inhibitorios

Factores neuronales también pueden desempeñar un papel en la inhibición de la contracción muscular. Un mecanismo reflejo de protección se cree que operan a través de los órganos tendinosos de Golgi, que pueden ser de particular importancia cuando grandes cantidades de fuerza se están generando (20,21). Reflejo

la inhibición de la contracción muscular también puede dar lugar a través de otras terminaciones nerviosas sensoriales. Por ejemplo, se ha demostrado que la inhibición del músculo cuádriceps es mediado a través de la actividad aferente de los receptores intracapsular (22). También es probable que la contracción del músculo se inhibe a través de los reflejos del dolor (23,24,25).Mecanismos reflejos de protección también se cree que participar en lo que se ha llamado el déficit bilateral. La fuerza desarrollada durante la contracción bilateral de un grupo muscular determinado es menor que la suma de las fuerzas desarrolladas por cada miembro de forma independiente (26,27). estimulación reducido bloque motor está asociado a este déficit bilateral (28).Tal vez sea posible para reducir la influencia de los reflejos de protección a través de entrenamiento de la fuerza. La hipnosis ha demostrado aumentar la fuerza máxima producida durante la flexión del antebrazo en un 17% entre los individuos no entrenados en fuerza, mientras que no hubo cambio significativo en la fuerza de un individuo capacitado (29). Se concluye que el entrenamiento de fuerza puede provocar una inhibición de los mecanismos reflejos de protección. Por otra parte, el déficit bilateral se ha demostrado que se reducirá a través de la formación con las contracciones bilaterales (30).Los reflejos de protección se puede reducir de otra manera. La fuerza de un grupo muscular se incrementa cuando su actividad es inmediatamente precedido por la contracción del grupo muscular antagonista (31). El precontraction se cree que reduce el mecanismo de protección neuronal, lo que permite una producción de fuerza mayor.

3 .- FACTORES MECÁNICOS

Relación fuerza-velocidad

La fuerza máxima que un músculo puede ejercer depende de la velocidad a la que se está contrayendo. La fuerza isométrica máxima de un músculo es siempre mayor que la fuerza que puede ejercerse durante el acortamiento y la fuerza máxima ejercida durante el alargamiento es siempre mayor que la ejercida durante la contracción isométrica. Esta relación se muestra en la Figura 17-8.Se cree que la forma de la curva de fuerza-velocidad se explica sobre la base de la teoría del filamento deslizante de la contracción muscular (14). Durante una contracción isométrica máxima, todos los puentes cruzados se forman. Sin embargo, durante el acortamiento, hay un aumento en la tasa de desprendimiento de los puentes cruzados y un aumento en el número de adjuntos puentes cruzados que ejercen fuerza negativa. El resultado es una disminución de la fuerza total ejercida cuando el músculo se acorta. Durante las contracciones alargamiento, la tasa de desprendimiento de los puentes

cruzados es más lento que durante una contracción de acortamiento a la misma velocidad. El efecto es que los puentes cruzados son la fuerza individual y una fuerza mayor que se ejerce durante el acortamiento de las contracciones.

Trabajo positiva y negativa

Además de la diferencia en la producción de fuerza máxima a través de contracciones concéntricas y excéntricas, hay una diferencia en el costo de energía para realizar el trabajo a través concéntricos (trabajo positivo) y las contracciones excéntricas (negativas de trabajo). El costo de la energía para el trabajo negativo es drásticamente menor que para la realización de la misma cantidad de trabajo positivo (fig. 17-9). Este fenómeno se considera vinculado a la necesidad de ATP para el desprendimiento y la reposición de los puentes cruzados en el trabajo concéntrico, pero no en el trabajo excéntrico (fig. 17-10).

La rigidez de corto alcance

Cuando un músculo se activa la fuerza máxima alargado, la fuerza producida por el músculo es mayor que la producida isométricamente (ver fig. 17-8). Sin embargo, la situación puede ser diferente cuando el músculo se contrae submaximally. alargamiento forzado de una parte del músculo resultados contraídas en una resistencia inicial mayor que la producida isométricamente, pero la resistencia a continuación, puede caer por debajo de la producida isométricamente (35). Este fenómeno se conoce como la rigidez de corto alcance y se cree que se explica de la siguiente manera. El rápido aumento de la tensión en el comienzo del trabajo forzoso resultados alargamiento del tramo de la adjunta actina-miosina puentes cruzados. La rigidez del músculo es muy alta, mientras que los puentes cruzados están puestas. Sin embargo, una vez que los puentes cruzados comienzan a disociarse, se piensa que la formación de nuevos puentes cruzados se produce más lentamente en un músculo parcialmente activado, por lo que el número de adjuntos puentes cruzados y la fuerza producida se reducen.la rigidez a corto plazo es importante en la parte inicial de la respuesta de un miembro de una fuerza inquietante. Por ejemplo, la contracción parcial de los músculos agonistas y antagonistas de una articulación aumenta la rigidez mecánica de la articulación y puede proporcionar una resistencia considerable a la perturbadora fuerzas como las que se podrían encontrar al caminar a través de una habitación llena de gente con un vaso lleno. Este mismo fenómeno también puede desempeñar un papel en la protección de las articulaciones de las fuerzas traumáticas.

Músculo Orientación y los documentos adjuntos

La distancia se inserta un tendón del eje de rotación afecta el par generado por ese músculo. Para una tensión dada desarrollada por un músculo, una inserción del tendón más lejos del centro de rotación permitirá una mayor producción de torque, aunque gran angular se reducirá (fig. 17-11). Este efecto anatómico permite que algunos músculos sean más adecuadas para la producción de las grandes fuerzas que otros. Pequeñas variaciones anatómicas también puede explicar algunas de las diferencias de rendimiento entre los individuos.

Relación longitud-tensión

La tensión producida por un músculo se ve afectado no sólo por los elementos contráctiles, sino también por el estiramiento pasivo de los elementos elásticos (ver fig. 17-6). Cuando el músculo relajado es estirado pasivamente más allá de su longitud de reposo, la tensión se desarrolla progresivamente (fig. 17-12). La contracción máxima del músculo en diferentes longitudes rendimientos otra curva longitud-tensión. La resta de la tensión pasiva de la tensión total de lacontraer los músculos produce una representación más cercana de la tensión real producido por los elementos contráctiles. La mayor tensión generada por el mecanismo contráctil se encuentra en la longitud de reposo del músculo, y la mayor tensión total se encuentra en una longitud ligeramente más largo que la longitud de reposo.

La influencia de la longitud de la fuerza producida por el mecanismo de contracción está relacionada con la forma en que los filamentos de actina y miosina interactúan a nivel del sarcómero. La figura 17-13 muestra la relación longitud-tensión de una sola fibra muscular y el solapamiento de los filamentos de actina y miosina en una sola sarcómero. Como la coincidencia entre el aumento de la actina y la miosina, también lo hace la producción de tensión. La tensión máxima se desarrolla en longitudes de rendimiento máximo contacto de los filamentos de actina y miosina. A medida que la longitud del sarcómero disminuye aún más, los filamentos de actina comienzan a superponerse. Se cree que esto interfiere con la formación de puentes cruzados y causa una disminución en el desarrollo de la tensión. Las diferencias entre los sarcómeros y las fibras musculares que la curva longitud-tensión para ser más redondeadas para un músculo entero.Un ejemplo del efecto de la longitud del músculo en la producción de fuerza es evidente por la posición de la muñeca durante una empuñadura. Mientras que agarre, la muñeca se mantiene en extensión por la contracción de los músculos extensores de la muñeca del antebrazo. Esto permite que

1. los músculos flexores de los dedos para estar en una parte más óptimo de la curva longitud-tensión. De esta manera, una empuñadura más fuerte se produce.

Efecto de apalancamiento

El efecto multiplicador se refiere a la ventaja mecánica que ofrece el ángulo de inserción del tendón. El par producido por un músculo depende del seno del ángulo de inserción. Cuando el ángulo de inserción es de 90 grados, la producción de par es más grande para una tensión dada en el músculo.La producción de par es el resultado neto de la relación longitud-tensión y el efecto multiplicador. Como resultado de la relación fuerza-velocidad, la producción de par para un movimiento dado también depende de la velocidad de movimiento. La figura 17-14 muestra una curva de torque isocinético de un movimiento común a prueba en el ámbito clínico. Esta figura muestra cómo máximo par varía entre los movimientos cuando la velocidad angular es constante.

Fuerza de transmisión

Una forma en la que se cree la transmisión de la fuerza muscular para variar

sin cambiar la tensión desarrollada en las fibras musculares es a través de un cambio en los elementos elásticos se describe en el modelo mecánico descrito anteriormente (ver fig. 17-6). Una disminución en la elasticidad de estos elementos permitiría una mayor proporción de la fuerza generada por el sarcómero se transmitirán los datos en el sistema esquelético. Con el entrenamiento, resistencia a la tracción del tejido conectivo se sabe que aumenta (39). Estos cambios pueden mejorar la transmisión de la fuerza de un músculo.

Almacenamiento y recuperación elástica

Almacenamiento y recuperación de energía elástica en la unidad músculo-tendón se produce cuando un estiramiento activo precede inmediatamente a una contracción de acortamiento. Esta combinación de contracciones excéntricas y concéntricas es un tipo natural de movimiento que se ha denominado el â € € cycleâ œstretch-acortamiento? (40,41) y permite una mayor producción de fuerza concéntrica o potencia de salida que cuando el estiramiento no se produce. En efecto, este fenómeno se modifica la curva longitud-tensión de modo que en una longitud muscular dado, la fuerza producida es mayor que sin el estiramiento. La ubicación exacta y el mecanismo del almacenamiento elástico no está claro, pero se ha atribuido a la conformidad de los puentes cruzados y el tejido conectivo.La mayor fuerza de una contracción concéntrica, cuando inmediatamente precedida por una contracción excéntrica es una característica común de movimiento normal. Un ejemplo de la utilización del almacenamiento elástico de esta manera es la flexión de la rodilla y la cadera que se produce inmediatamente antes de saltar. El ejemplo más dramático de la utilización del almacenamiento y la recuperación elástica de afectar el costo de la energía del movimiento se ve con el canguro rojo. Este animal utiliza menos energía por unidad de tiempo que aumenta su velocidad como resultado de un mayor uso del almacenamiento y la recuperación elástica (42).

Fenómenos óptima

Las propiedades mecánicas de los músculos son importantes en la explicación de lo que se ha denominado â € œoptimal phenomenaâ €? (32). Un fenómeno como es la forma en la demanda aeróbica de montar en bicicleta a una determinada potencia de salida se ve alterada por la altura del asiento. La altura se puede identificar que reduce al mínimo la demanda aeróbica y maximiza la potencia de salida (Fig. 17-15). Otro ejemplo de los fenómenos óptimo en el ciclismo se refiere a la frecuencia de pedaleo. Hay una frecuencia de pedaleo en la que la demanda aeróbica para generar una potencia dada se reduce al mínimo (ver fig. 17-15). Los individuos también tienen una longitud de zancada que optimiza las demandas aeróbicas de correr (Fig. 17-16) y una velocidad de recorrido, que optimiza las demandas aeróbicas para caminar una distancia determinada (fig. 17-17).La observación crítica a la comprensión de estos fenómenos óptima ha venido de la obra de Hill (48). Él demostró que la curva de fuerza-velocidad se podría utilizar para generar una curva de potencia-velocidad que muestra un punto de optimalidad (fig. 17-18). Entonces, considerando el costo de la energía de

desarrollar la tensión muscular en diversas condiciones, la curva de la eficiencia muscular, la velocidad se ha generado, que también mostró un punto de optimalidad. Por lo tanto, el cambio de pedaleo o ritmo de zancada se puede considerar como un avance en el eje de la velocidad de la curva de rendimiento muscular. La interacción de la relación longitud-tensión es también importante para algunos de los fenómenos óptima.

La fatiga muscular y resistenciaLa resistencia y la intensidad del ejercicio están relacionadas por funciones hiperbólicas, como se muestra en las figuras 17-19 y 17-20. En altas intensidades, el ejercicio se puede continuar por sólo corta duración, mientras que a intensidades bajas, el ejercicio se puede continuar mucho más tiempo. La porción de la curva se acerca el eje del tiempo es predominantemente determinado por la capacidad para el metabolismo aeróbico, mientras que la porción de la curva se acerca al eje intensidad es predominantemente determinado por la capacidad para el metabolismo anaeróbico. La parte de mayor curvilinearity se determina por una combinación de las capacidades aeróbicas y anaeróbicas.La mayoría de ejercicio se realiza a nivel submáximo. En el inicio del ejercicio no tiene mucho sentido del esfuerzo, sino como el ejercicio es continuado, el rendimiento se reduce con el tiempo. Esto ha llevado al concepto de que la fatiga se retrasa en el inicio. Sin embargo, la generación de fuerza máxima y la capacidad de resistencia puede comenzar a disminuir desde el inicio de trabajo submáximo incluso con el mismo grupo muscular (fig. 17-21). Por lo tanto, puede ser preferible a pensar en la fatiga como à ¢ â, ¬ Å "cualquier reducción en el máximo generador de fuerza ¢ â capacityÃ, ¬  (53).

Otra cuestión conceptual se refiere a la creencia común de que la fatiga es un fracaso de la función fisiológica normal. Tal vez sea más apropiado considerar la fatiga como un mecanismo de protección para la supervivencia. Fatiga previene la aparición de rigor muscular irreversible y protege el proceso de recuperación posterior.Las causas de la fatiga han recibido una atención considerable, pero no se han establecido con claridad. Es evidente que múltiples factores están implicados, y la importancia relativa de cada uno depende de la composición del tipo de fibra del músculo que se contrae, la intensidad, tipo y duración de la actividad contráctil, y la aptitud del individuo y el nivel de motivación. Por ejemplo, la fatiga experimentada por el ejercicio de alta intensidad y corta duración, tales como el levantamiento de peso depende de factores diferentes a los que causan la fatiga durante el ejercicio de baja intensidad de resistencia de larga duración.

En la vida cotidiana, una reducción de la potencia de salida es a menudo limitada por la unidad central de los nervios. Sin embargo, cuando la motivación es alta, los sitios principales de la fatiga muscular, se cree que dentro de la célula muscular en lugar del sistema nervioso central o de la unión neuromuscular. En concreto, se cree que la fatiga puede ser consecuencia de alteraciones en la membrana de la superficie, el acoplamiento excitación-contracción, o eventos metabólicos (54).