Sistema musculoesquelético

Estructura

Estructuralmente, los músculos esqueléticos están compuestos de células musculares esqueléticas que son llamadas miocitos (fibras musculares o miofibrillas). Las fibras musculares son células especializadas cuya característica principal es su habilidad de contraerse. Son células alargadas, cilíndricas, multinucleadas, delimitadas por una membrana celular llamada sarcolema. El citoplasma de las fibras del músculo esquelético (sarcoplasma), contiene proteínas contráctiles llamadas actina y miosina. Estas proteínas están organizadas en patrones, formando las unidades del micro-aparato contráctil llamadas sarcómeros.

Cada fibra muscular está rodeada por una vaina de tejido conectivo laxo llamada endomisio. Múltiples fibras musculares están agrupadas en fascículos o haces musculares, que están rodeados por su propia vaina de tejido conectivo llamada perimisio. Por último, un grupo de fascículos musculares que forman el músculo está externamente rodeado por otra capa de tejido conectivo llamada de epimisio. Esta capa es contínua a otra capa de tejido conectivo llamada fascia profunda del músculo esquelético, que separa los músculos de otros tejidos y órganos.

Esa estructura da al tejido del músculo esquelético cuatro propiedades fisiológicas principales:

• Excitabilidad - habilidad de detectar el estímulo neuronal (potencial de acción).
• Contractilidad - habilidad de contraerse en respuesta al estímulo neuronal.
• Extensibilidad - habilidad de un músculo de ser estirado sin romperse.
• Elasticidad - habilidad de regresar a su forma normal después de ser extendido.

Contracción muscular

La propiedad más importante de los músculos esqueléticos es la habilidad de contraerse. La contracción muscular se da como resultado de la interacción de miofibrillas dentro de las células musculares, este proceso acorta el músculo o aumenta su tensión, generando una fuerza que facilita o lentifica un movimiento.

Existen dos tipos de contracción muscular; isométrico e isotónico. Una contracción muscular es considerada como isométrica si la longitud del músculo no cambia durante la contracción e isotónica si la tensión permanece inalterada mientras la longitud del músculo cambia. Existen dos tipos de contracción isotónica:

• Contracción concéntrica, donde el músculo se acorta debido a que genera suficiente fuerza para superar la resistencia impuesta. Este tipo de contracción sirve para facilitar cualquier movimiento perceptible (ej: levantar una barra o caminar en una pendiente).
• Contracción excéntrica, donde el músculo se estira debido a que la resistencia es mayor que la fuerza que el músculo genera. Durante la contracción excéntrica, el músculo mantiene una tensión alta. Este tipo de contracción normalmente sirve para lentificar un movimiento (ej: bajar una barra o caminar cuesta abajo).

La secuencia de eventos que resulta en la contracción de una célula muscular comienza cuando el sistema nervioso genera una señal llamada, potencial de acción. Esta señal viaja a través de las neuronas motoras para alcanzar la unión neuromuscular, que es el lugar de contacto entre el nervio motor y el músculo. Un grupo de células musculares inervadas por las ramas de un único nervio motor es llamado unidad motora.

El potencial de acción entrante del nervio motor inicia la liberación de acetilcolina (ACh) desde el nervio hasta la hendidura sináptica, que es el espacio entre la terminación nerviosa y el sarcolema. La ACh se une a los receptores en el sarcolema y desencadena una reacción química en la célula muscular. Esto involucra la liberación de iones de calcio desde el retículo sarcoplásmico, que a su vez provoca una reorganización de las proteínas contráctiles dentro de la célula muscular. Las principales proteínas involucradas son actina y miosina que en la presencia de Adenosin trifosfato (ATP), se deslizan una sobre la otra y tiran de los extremos de cada célula muscular juntas, causando la contracción. A medida que disminuye la señal nerviosa, el proceso químico revierte y el músculo se relaja.

Tendones

Un tendón es una banda densa de tejido conectivo resistente y flexible que sirve para unir los músculos esqueléticos a los huesos. Estos son encontrados en el extremo proximal (origen) y distal (inserción) de los músculos, uniéndolos al periostio de los huesos en su porción proximal y distal respectivamente. Cuando los músculos se contraen, los tendones transmiten la fuerza mecánica a los huesos traccionando y causando el movimiento.

Por estar formados por tejido conectivo regular denso, los tendones tienen abundantes fibras de colágeno paralelas, que les proporcionan alta fuerza de tensión (resistencia a la fuerza longitudinal). Las fibras de colágeno dentro del tendón, están organizadas en fascículos y cada uno de estos están envueltos por una fina capa de tejido conectivo denso llamada endotenon. A su vez, grupos de fascículos están envueltos por una capa de tejido conectivo denso irregular llamada epitenon. Finalmente el epitenon está rodeado por la vaina sinovial y unido a este por una delicada banda de tejido conectivo llamada mesotenon.

Huesos

Los huesos son estructuras rígidas formadas por tejido conectivo denso calcificado. El tejido óseo está compuesto por una matriz ósea mineralizada que consiste en fibras de colágeno tipo 1 dispersas por la sustancia fundamental. El componente celular de los huesos está representado por tres tipos de células óseas especializadas llamadas osteocitos, osteoblastos y osteoclastos.

Los huesos están compuestos por dos capas distintas que difieren en apariencia y características histológicas;

• El hueso compacto (cortical) es la capa más externa y densa del hueso que le da su aspecto liso, blanco y sólido. La superficie externa está cubierta por una capa de tejido conectivo denso llamado periostio. En su superficie interna el hueso compacto está cubierto por el endostio, que es el límite entre los huesos compacto y esponjoso.
• El hueso esponjoso (trabecular) es la capa porosa y profunda del hueso. A diferencia del hueso compacto, este es altamente vascularizado y más activo metabólicamente. Es encontrado típicamente dentro de los extremos de los huesos largos y en las vértebras. En algunos huesos, como el hueso coxal, esternón o fémur, la parte central del hueso esponjoso alberga la médula ósea, que es el sitio de la hematopoyesis en el adulto.

Tipos de huesos

Los huesos pueden ser clasificados de acuerdo con su forma:

• Los huesos largos tienen forma tubular, con mayor diámetro longitudinal que transversal. Están compuestos principalmente por hueso compacto, mientras que el tejido esponjoso y la médula ósea se encuentran en los extremos de los huesos. Ejemplos de huesos largos incluyen: húmero, ulna (cúbito), tibia y clavícula.
• Los huesos cortos tienen una forma aproximadamente cuboide o redonda, y solo tienen una capa fina de hueso compacto rodeando el hueso esponjoso. Como ejemplos se incluyen los huesos del tarso y del carpo.
• Los huesos planos son en su mayoría finos, aplanados y generalmente curvos. Contienen dos capas paralelas de hueso compacto rodeando una capa de hueso esponjoso. Como ejemplos se incluyen la mayoría de los huesos del cráneo, escápula, esternón y sacro.
• Los huesos sesamoideos, son tipos de huesos pequeños, redondeados y únicos que están incrustados en los tendones musculares donde el tendón pasa sobre una articulación. El hueso sesamoideo más grande del cuerpo es la rótula, pero existen muchos otros huesos sesamoideos más pequeños en las manos y pies, generalmente muy cerca de las articulaciones.
• Los huesos irregulares no entran en ninguna de las otras categorías. Generalmente, estos contienen agujeros a través de los cuales pasan los tejidos blandos y las estructuras neurovasculares. Como ejemplos incluyen las vértebras, el hueso coxal y algunos otros huesos del cráneo.

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Un hueso largo típico consta de un eje largo (diáfisis) que se extiende hasta el cuello (metáfisis) y cabeza (epífisis) en sus extremos proximal y distal. También, presentan varias marcas y formaciones que dan paso a estructuras neurovasculares, así como los sitios de unión de los ligamentos y tendones. Algunas de esas formaciones son:

• Surco - ranura poco profunda en la superficie del hueso (ej: surco radial del húmero).
• Cóndilo - área articular redondeada (ej: cóndilo lateral de la tibia).
  Epicóndilo- eminencia superior a un cóndilo (ej: epicóndilo medial del fémur).
• Cresta - elevación del hueso (ej: cresta ilíaca).
• Faceta (carilla) - área lisa, plana, generalmente cubierta por cartílago (ej: faceta articular en la vértebra).
• Foramen - aquel que permite el paso a través de un hueso (ej: foramen magno del hueso occipital).

Cartílago

El cartílago es un tejido conectivo flexible que se encuentra en varios sistemas del cuerpo. Está compuesto de células especializadas llamadas condrocitos, fibras de colágeno y sustancia fundamental rica en proteoglicano y fibras de elastina.

El cartílago es basado en los siguientes, según su composición:

• Cartílago hialino, que está compuesto por colágeno tipo II y sustancia fundamental abundante, que le da su apariencia brillante. Este es el tipo de cartílago encontrado en mayor cantidad en las articulaciones (cartílago articular). Así como en la nariz, laringe, tráquea y costillas.
• Cartílago elástico es similar al hialino, pero contiene más fibras elásticas. Se encuentra en estructuras como el pabellón auricular de la oreja, la trompa auditiva y epiglotis.
• Cartílago fibroso o fibrocartílago, está compuesto por muchas fibras de colágeno tipo I, y una pequeña cantidad de sustancia fundamental. Ejemplos de fibrocartílago incluyen discos vertebrales, pubis y otras sínfisis.

El sistema musculoesquelético contiene específicamente cartílago articular, un tipo de cartílago que recubre las superficies articuladas de los huesos. El cartílago articular proporciona congruencia a la articulación y permite soportar peso y deslizarse entre sí con muy poca fricción.

Articulaciones

Cada hueso del sistema musculoesquelético está conectado con uno o más huesos mediante una articulación. Estas proporcionan un punto de apoyo a los huesos, donde ellas giran y por lo tanto permiten movimientos de partes del cuerpo. Sin embargo, el movimiento no es un atributo necesario de una articulación ya que algunas articulaciones no se mueven, como las articulaciones entre los huesos del cráneo. La integridad o estabilidad de una articulación está dada por varios factores, incluyendo la congruencia ósea y estructuras que cruzan la articulación, como tendones y ligamentos.

Basado en el tipo de tejido que mantiene los huesos vecinos unidos y el rango de movimiento que exhiben, las articulaciones pueden ser clasificadas de la siguiente manera:

• Las articulaciones sinoviales, son articulaciones libremente móviles donde los huesos no están en contacto directo ya que están separados por un espacio llamado cavidad sinovial. Esta se encuentra cubierta por una membrana sinovial que secreta el líquido sinovial que nutre y lubrica las superficies articulares para reducir la fricción. Los huesos articulares de la mayoría de las articulaciones sinoviales están revestidos con cartílago hialino. Estas articulaciones generalmente tienen un amplio rango de movimiento, que está definido por la cápsula articular, los ligamentos de soporte y los músculos que cruzan la articulación. Ejemplos de articulaciones sinoviales incluyen la rodilla, hombro, articulaciones esternoclaviculares y del codo.
• Las articulaciones fibrosas, donde los huesos están conectados por tejido conectivo fibroso. Los huesos en este tipo de articulaciones están firmemente unidos de modo que la articulación permite movimientos insignificantes. Estas son encontradas entre las suturas craneales, las articulaciones tibioperonea distal y cubonavicular.
• Las articulaciones cartilaginosas, son articulaciones donde los huesos están conectados por cartílago. Los huesos tienen un rango de movimiento entre el rango de las articulaciones sinovial y fibrosa. Estas están subdivididas en sincondrosis (ej: articulaciones costocondrales) y sínfisis (ej: sínfisis del pubis).

De acuerdo a los movimientos que permiten, las articulaciones sinoviales se subdividen a su vez en:

• Articulaciones esféricas (ej: articulación de la cadera).
• Articulaciones condíleas (ej: articulación de la rodilla).
• Articulaciones en bisagra (ej: articulación del codo).
• Articulaciones en pivote (ej: articulaciones proximal y distal radiocubital).
• Articulaciones elipsoidales (ej: 2da y 5ta articulación metacarpofalángica).
• Articulaciones planas (ej: articulaciones entre los huesos del carpo).

Ligamentos

Los ligamentos son bandas fibrosas formadas por tejido conectivo regular denso que es similar en estructura a los tendones. A diferencia de los tendones que conectan los músculos a los huesos, los ligamentos conectan hueso con hueso. Además del sistema musculoesquelético, los ligamentos también se encuentran en muchas otras partes del cuerpo, donde generalmente estabilizan, mantienen órganos internos en su lugar y trasladan estructuras neurovasculares.

En el sistema musculoesquelético, los ligamentos estabilizan los huesos articulares y refuerzan las articulaciones. Dependiendo de la posición anatómica en relación a la cápsula articular, los ligamentos están clasificados en:

• Ligamentos capsulares, que son esencialmente engrosamientos de la cápsula articular que forman bandas alargadas o estructuras triangulares. Estos ligamentos sirven para reforzar la integridad de la cápsula articular. Un ejemplo de ligamento capsular es el ligamento iliofemoral de la articulación de la cadera.
• Ligamentos intracapsulares, son los ligamentos que se encuentran dentro de la cápsula articular. Estos refuerzan la conexión de las superficies articulares, pero permiten un rango de movimiento mucho más amplio que otros ligamentos. Ejemplos incluyen los ligamentos cruzados anterior y posterior de la rodilla.
• Ligamentos extracapsulares, son aquellos que se encuentran fuera de la cápsula articular. Estos proporcionan la mayor estabilidad a los huesos articulares y son importantes para prevenir dislocaciones. Pueden ubicarse muy cerca de la cápsula articular (e.j.: ligamento colateral medial de la articulación del tobillo) o un poco más lejos (ligamentos vertebrales).

Bursa (Bolsas)

Bursa son pequeñas bolsas en forma de saco de la cavidad articular, revestidas por membrana sinovial. Se encuentran alrededor de las articulaciones, proporcionando amortiguación de los huesos, tendones y músculos asociados y disminuyendo la fricción entre las estructuras adyacentes.

La mayoría de las bursas están ubicadas cerca de las grandes articulaciones de brazos y piernas. Por ejemplo, una de las bursas de la articulación de la rodilla es la bursa suprapatelar, encontrada superior a la patela, entre el fémur y el tendón del músculo cuádriceps femoral. La bursa suprapatelar permite que estas estructuras se deslicen una sobre otra sin fricción durante la flexión y extensión de la articulación de la rodilla.