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6: El sistema del músculo esquelético - Biología

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6: El sistema del músculo esquelético

16.5 Sistema musculoesquelético

Los sistemas muscular y esquelético brindan soporte al cuerpo y permiten el movimiento. Los huesos del esqueleto protegen los órganos internos del cuerpo y soportan el peso del cuerpo. Los músculos del sistema muscular se contraen y tiran de los huesos, lo que permite movimientos tan diversos como pararse, caminar, correr y agarrar objetos.

Las lesiones o enfermedades que afectan al sistema musculoesquelético pueden ser muy debilitantes. Las enfermedades musculoesqueléticas más comunes en todo el mundo son causadas por la desnutrición, que puede afectar negativamente el desarrollo y mantenimiento de huesos y músculos. Otras enfermedades afectan a las articulaciones, como la artritis, que pueden dificultar el movimiento y, en casos avanzados, alterar por completo la movilidad.

El progreso en la ciencia del diseño de prótesis ha dado como resultado el desarrollo de articulaciones artificiales, siendo la cirugía de reemplazo de articulaciones en las caderas y las rodillas la más común. También se encuentran disponibles articulaciones de repuesto para hombros, codos y dedos.

Sistema esquelético

El esqueleto humano es un endoesqueleto que consta de 206 huesos en el adulto. Un endoesqueleto se desarrolla dentro del cuerpo en lugar de afuera como el exoesqueleto de los insectos. El esqueleto tiene cinco funciones principales: brindar apoyo al cuerpo, almacenar minerales y lípidos, producir glóbulos, proteger los órganos internos y permitir el movimiento. El sistema esquelético de los vertebrados se divide en el esqueleto axial (que consta del cráneo, la columna vertebral y la caja torácica) y el esqueleto apendicular (que consta de los huesos de las extremidades, la cintura pectoral o escapular y la cintura pélvica).

Conceptos en acción

Explore el esqueleto humano viendo el siguiente video con escultura digital en 3D.

El esqueleto axial forma el eje central del cuerpo e incluye los huesos del cráneo, los huesecillos del oído medio, el hueso hioides de la garganta, la columna vertebral y la caja torácica (caja torácica) (Figura 16.15).

Los huesos del cráneo sostienen las estructuras de la cara y protegen el cerebro. El cráneo consta de huesos craneales y huesos faciales. Los huesos craneales forman la cavidad craneal, que encierra el cerebro y sirve como lugar de unión para los músculos de la cabeza y el cuello. En el adulto, están estrechamente unidos con tejido conectivo y los huesos adyacentes no se mueven.

Los huesecillos auditivos del oído medio transmiten sonidos del aire en forma de vibraciones a la cóclea llena de líquido. Los huesecillos auditivos constan de dos huesos martillo (martillo), dos huesos yunque (yunque) y dos estribos (estribos), uno a cada lado. Los huesos faciales proporcionan cavidades para los órganos de los sentidos (ojos, boca y nariz) y sirven como puntos de unión para los músculos faciales.

El hueso hioides se encuentra debajo de la mandíbula en la parte frontal del cuello. Actúa como una base móvil para la lengua y está conectado a los músculos de la mandíbula, la laringe y la lengua. La mandíbula forma una articulación con la base del cráneo. La mandíbula controla la apertura de la boca y, por lo tanto, las vías respiratorias y el intestino.

La columna vertebral, o columna vertebral, rodea y protege la médula espinal, sostiene la cabeza y actúa como un punto de unión para las costillas y los músculos de la espalda y el cuello. Consta de 26 huesos: las 24 vértebras, el sacro y el cóccix. Cada cuerpo vertebral tiene un gran orificio en el centro a través del cual pasa la médula espinal hasta el nivel de la primera vértebra lumbar. Por debajo de este nivel, el orificio contiene nervios espinales que salen entre las vértebras. Hay una muesca a cada lado del orificio a través de la cual los nervios espinales pueden salir de la médula espinal para servir a diferentes regiones del cuerpo. La columna vertebral mide aproximadamente 70 cm (28 pulgadas) en los adultos y es curva, lo que se puede ver desde una vista lateral.

Los discos intervertebrales compuestos de cartílago fibroso se encuentran entre las vértebras adyacentes desde la segunda vértebra cervical hasta el sacro. Cada disco ayuda a formar una articulación ligeramente móvil y actúa como un cojín para absorber los golpes de movimientos como caminar y correr.

La caja torácica, también conocida como caja torácica, consta de las costillas, el esternón, las vértebras torácicas y los cartílagos costales. La caja torácica encierra y protege los órganos de la cavidad torácica, incluidos el corazón y los pulmones. También proporciona soporte para la cintura escapular y las extremidades superiores y sirve como punto de unión para el diafragma, los músculos de la espalda, el pecho, el cuello y los hombros. Los cambios en el volumen del tórax permiten respirar. El esternón, o esternón, es un hueso largo y plano ubicado en la parte anterior del pecho. Al igual que el cráneo, está formado por muchos huesos del embrión, que se fusionan en el adulto. Las costillas son 12 pares de huesos largos y curvos que se adhieren a las vértebras torácicas y se curvan hacia la parte frontal del cuerpo, formando la caja torácica. Los cartílagos costales conectan los extremos anteriores de la mayoría de las costillas con el esternón.

El esqueleto apendicular está compuesto por los huesos de las extremidades superiores e inferiores. También incluye la cintura pectoral o escapular, que une las extremidades superiores al cuerpo, y la cintura pélvica, que une las extremidades inferiores al cuerpo (Figura 16.15).

Los huesos de la cintura pectoral transfieren la fuerza generada por los músculos que actúan sobre el miembro superior al tórax. Consiste en las clavículas (o clavículas) en la parte anterior y las escápulas (u omóplatos) en la parte posterior.

La extremidad superior contiene los huesos del brazo (hombro a codo), el antebrazo y la mano. El húmero es el hueso más grande y largo del miembro superior. Forma una articulación con el hombro y con el antebrazo a la altura del codo. El antebrazo se extiende desde el codo hasta la muñeca y consta de dos huesos. La mano incluye los huesos de la muñeca, la palma y los huesos de los dedos.

La cintura pélvica se adhiere a las extremidades inferiores del esqueleto axial. Dado que es responsable de soportar el peso del cuerpo y de la locomoción, la cintura pélvica está firmemente sujeta al esqueleto axial mediante fuertes ligamentos. También tiene cavidades profundas con ligamentos robustos que se adhieren de forma segura al fémur. La cintura pélvica se compone principalmente de dos grandes huesos de la cadera. Los huesos de la cadera se unen en la parte anterior del cuerpo en una articulación llamada sínfisis púbica y con los huesos del sacro en la parte posterior del cuerpo.

La extremidad inferior está formada por el muslo, la pierna y el pie. Los huesos de las extremidades inferiores son más gruesos y más fuertes que los huesos de las extremidades superiores para soportar todo el peso del cuerpo y las fuerzas de locomoción. El fémur, o fémur, es el hueso más largo, pesado y fuerte del cuerpo. El fémur y la pelvis forman la articulación de la cadera. En su otro extremo, el fémur, junto con la tibia y la rótula, forman la articulación de la rodilla.

Articulaciones y movimiento esquelético

El punto en el que se unen dos o más huesos se llama articulación. Las articulaciones son responsables del movimiento, como el movimiento de las extremidades, y la estabilidad, como la estabilidad que se encuentra en los huesos del cráneo.

Hay dos formas de clasificar las articulaciones: según su estructura o según su función. La clasificación estructural divide las articulaciones en articulaciones fibrosas, cartilaginosas y sinoviales según el material que compone la articulación y la presencia o ausencia de una cavidad en la articulación. Los huesos de las articulaciones fibrosas se mantienen unidos por tejido conectivo fibroso. No hay cavidad o espacio entre los huesos, por lo que la mayoría de las articulaciones fibrosas no se mueven en absoluto, o solo son capaces de movimientos menores. Las articulaciones entre los huesos del cráneo y entre los dientes y el hueso de sus alvéolos son ejemplos de articulaciones fibrosas (Figura 16.16).a).

Las articulaciones cartilaginosas son articulaciones en las que los huesos están conectados por cartílago (Figura 16.16B). Un ejemplo se encuentra en las articulaciones entre vértebras, los llamados "discos" de la columna vertebral. Las articulaciones cartilaginosas permiten muy poco movimiento.

Las articulaciones sinoviales son las únicas que tienen un espacio entre los huesos adyacentes (Figura 16.16C). Este espacio se denomina cavidad articular y está lleno de líquido. El líquido lubrica la articulación, reduciendo la fricción entre los huesos y permitiendo un mayor movimiento. Los extremos de los huesos están cubiertos de cartílago y toda la articulación está rodeada por una cápsula. Las articulaciones sinoviales son capaces de realizar el mayor movimiento de los tipos de articulaciones. Las rodillas, los codos y los hombros son ejemplos de articulaciones sinoviales.

El amplio rango de movimiento que permiten las articulaciones sinoviales produce diferentes tipos de movimientos. Los movimientos angulares se producen cuando cambia el ángulo entre los huesos de una articulación. La flexión o flexión ocurre cuando el ángulo entre los huesos disminuye. Mover el antebrazo hacia arriba a la altura del codo es un ejemplo de flexión. La extensión es lo opuesto a la flexión en el sentido de que aumenta el ángulo entre los huesos de una articulación. El movimiento de rotación es el movimiento de un hueso cuando gira alrededor de su propio eje longitudinal. El movimiento de la cabeza como al decir "no" es un ejemplo de rotación.

Conexión profesional

Reumatólogo

Los reumatólogos son médicos que se especializan en el diagnóstico y tratamiento de trastornos de las articulaciones, músculos y huesos. Diagnostican y tratan enfermedades como artritis, trastornos musculoesqueléticos, osteoporosis, además de enfermedades autoinmunes como la espondilitis anquilosante, una enfermedad inflamatoria espinal crónica y artritis reumatoide.

La artritis reumatoide (AR) es un trastorno inflamatorio que afecta principalmente a las articulaciones sinoviales de las manos, los pies y la columna cervical. Las articulaciones afectadas se inflaman, se ponen rígidas y duelen. Aunque se sabe que la AR es una enfermedad autoinmune en la que el sistema inmunológico del cuerpo ataca por error el tejido sano, la causa exacta de la AR sigue siendo desconocida. Las células inmunitarias de la sangre entran en las articulaciones y la cápsula articular provocando la degradación del cartílago y la inflamación del revestimiento de la articulación. La rotura del cartílago hace que los huesos se froten entre sí y provoquen dolor. La AR es más común en mujeres que en hombres y la edad de inicio suele ser entre los 40 y los 50 años.

Los reumatólogos pueden diagnosticar la artritis reumatoide basándose en síntomas como inflamación y dolor de las articulaciones, radiografías y resonancias magnéticas y análisis de sangre. La artrografía es un tipo de imagen médica de las articulaciones que utiliza un agente de contraste, como un tinte que es opaco a los rayos X. Esto permite visualizar las estructuras de tejido blando de las articulaciones, como cartílagos, tendones y ligamentos. Un artrograma se diferencia de una radiografía normal al mostrar la superficie de los tejidos blandos que recubren la articulación además de los huesos de la articulación. Un artrograma permite detectar cambios degenerativos tempranos en el cartílago articular antes de que los huesos se vean afectados.

Actualmente no existe cura para la AR; sin embargo, los reumatólogos tienen varias opciones de tratamiento disponibles. Los tratamientos se dividen en aquellos que reducen los síntomas de la enfermedad y aquellos que reducen el daño a los huesos y cartílagos causado por la enfermedad. Las primeras etapas se pueden tratar con el resto de las articulaciones afectadas mediante el uso de un bastón o con férulas articulares que minimizan la inflamación. Cuando la inflamación ha disminuido, el ejercicio puede usarse para fortalecer los músculos que rodean la articulación y para mantener la flexibilidad de la articulación. Si el daño articular es más extenso, se pueden usar medicamentos para aliviar el dolor y disminuir la inflamación. Los medicamentos antiinflamatorios que se pueden usar incluyen aspirina, analgésicos tópicos e inyecciones de corticosteroides. Es posible que se requiera cirugía en los casos en que el daño articular sea grave. Los médicos ahora están usando medicamentos que reducen el daño a los huesos y cartílagos causado por la enfermedad para retrasar su desarrollo. Estos fármacos son diversos en sus mecanismos, pero todos actúan para reducir el impacto de la respuesta autoinmune, por ejemplo inhibiendo la respuesta inflamatoria o reduciendo el número de linfocitos T, una célula del sistema inmunológico.

Músculos

Los músculos permiten movimientos como caminar y también facilitan procesos corporales como la respiración y la digestión. El cuerpo contiene tres tipos de tejido muscular: músculo esquelético, músculo cardíaco y músculo liso (Figura 16.17).

El tejido del músculo esquelético forma los músculos esqueléticos, que se adhieren a los huesos y, a veces, a la piel y controlan la locomoción y cualquier otro movimiento que pueda controlarse conscientemente. Debido a que se puede controlar intencionalmente, el músculo esquelético también se denomina músculo voluntario. Cuando se observa al microscopio, el tejido del músculo esquelético tiene una apariencia rayada o estriada. Esta apariencia es el resultado de la disposición de las proteínas dentro de la célula que son responsables de la contracción. Las células del músculo esquelético son largas y afiladas y tienen múltiples núcleos en la periferia de cada célula.

El tejido muscular liso se encuentra en las paredes de órganos huecos como los intestinos, el estómago y la vejiga urinaria, y alrededor de conductos como el tracto respiratorio y los vasos sanguíneos. El músculo liso no tiene estrías, no está bajo control voluntario y se llama músculo involuntario. Las células del músculo liso tienen un solo núcleo.

El tejido del músculo cardíaco solo se encuentra en el corazón. Las contracciones del tejido del músculo cardíaco bombean sangre por todo el cuerpo y mantienen la presión arterial. Al igual que el músculo esquelético, el músculo cardíaco está estriado, pero a diferencia del músculo esquelético, el músculo cardíaco no puede controlarse conscientemente y se denomina músculo involuntario. Las células del tejido del músculo cardíaco están conectadas entre sí a través de discos intercalados y, por lo general, solo tienen un núcleo por célula.

Estructura y función de la fibra del músculo esquelético

Cada fibra de músculo esquelético es una célula de músculo esquelético. Dentro de cada fibra muscular hay miofibrillas, estructuras cilíndricas largas que se encuentran paralelas a la fibra muscular. Las miofibrillas recorren toda la longitud de la fibra muscular. Se adhieren a la membrana plasmática, llamada sarcolema, en sus extremos, de modo que a medida que las miofibrillas se acortan, toda la célula muscular se contrae (Figura 16.18).

La apariencia estriada del tejido del músculo esquelético es el resultado de bandas repetidas de las proteínas actina y miosina que se producen a lo largo de las miofibrillas.

Las miofibrillas están compuestas por estructuras más pequeñas llamadas miofilamentos. Hay dos tipos principales de miofilamentos: filamentos gruesos y filamentos delgados. Los filamentos gruesos están compuestos por la proteína miosina. El componente principal de los filamentos delgados es la proteína actina.

Los filamentos gruesos y delgados se alternan entre sí en una estructura llamada sarcómera. El sarcómero es la unidad de contracción en una célula muscular. La contracción es estimulada por una señal electroquímica de una célula nerviosa asociada con la fibra muscular. Para que una célula muscular se contraiga, el sarcómero debe acortarse. Sin embargo, los filamentos gruesos y delgados no se acortan. En cambio, se deslizan entre sí, lo que hace que el sarcómero se acorte mientras que los filamentos permanecen con la misma longitud. El deslizamiento se logra cuando una extensión molecular de miosina, llamada cabeza de miosina, se une temporalmente a un filamento de actina junto a él y, a través de un cambio de conformación, se dobla, arrastrando los dos filamentos en direcciones opuestas. Luego, la cabeza de miosina libera su filamento de actina, se relaja y luego repite el proceso, arrastrando los dos filamentos uno más junto al otro. La actividad combinada de muchos sitios de unión y los movimientos repetidos dentro del sarcómero hacen que se contraiga. Las contracciones coordinadas de muchos sarcómeros en una miofibrilla provocan la contracción de toda la célula muscular y, en última instancia, del propio músculo. El movimiento de la cabeza de la miosina requiere ATP, que proporciona la energía para la contracción.


Función del sistema muscular

Movimiento

La función más obvia del sistema muscular es el movimiento. Los organismos han adoptado una variedad de métodos para utilizar la función contráctil del sistema muscular para moverse por el medio ambiente. Los movimientos más básicos de los peces incluyen la contracción sucesiva de los músculos de los lados opuestos del cuerpo. Esta acción los impulsa a través del agua.

Circulación

La segunda y menos obvia función del sistema muscular es ayudar con la circulación. Los tejidos del músculo visceral y cardíaco rodean los vasos sanguíneos y los vasos linfáticos que transportan nutrientes y oxígeno cruciales a las células del cuerpo. El músculo cardíaco forma el corazón y suministra la fuerza principal para que la sangre circule por el cuerpo.

Las arterias y venas grandes tienen músculos asociados que pueden contraerse o relajarse para controlar la presión arterial. Las acciones de los músculos esqueléticos grandes también ayudan a bombear la sangre y el líquido linfático por todo el cuerpo. Mientras hace ejercicio y contrae los músculos grandes y pequeños, estos empujan los vasos hacia un lado, lo que funciona como una bomba para mover los fluidos por su cuerpo.

Digestión

Al igual que su capacidad para mover líquidos a través de los vasos del sistema circulatorio, el sistema muscular también ayuda a mover los alimentos a través del sistema digestivo. La mayoría de los órganos digestivos están rodeados de tejido muscular liso. Aunque el tejido no se puede contraer voluntariamente como los músculos esqueléticos, se controla de forma subconsciente. Cuando los alimentos deben moverse a través del intestino, los músculos se contraen de forma sincronizada en una onda a través del sistema digestivo. Estas contracciones musculares en forma de onda se denominan peristalsis.


Ver el vídeo: Viaje virtual por el Sistema Digestivo - La primera digestión de Zaqui (Septiembre 2022).


Comentarios:

  1. Dousida

    Lo llevé al libro de citas, ¡gracias!

  2. Vilhelm

    Lo siento, esto no es exactamente lo que necesito. ¿Quién más puede sugerir?

  3. Ixtli

    Hoy me registré especialmente en un foro para participar en la discusión de esta pregunta.

  4. Malashura

    Lo siento, pero creo que te equivocas. Puedo probarlo. Envíame un correo electrónico a PM, lo discutiremos.



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