Sistema muscular
El sistema muscular es un conjunto de tejidos del cuerpo con la capacidad de cambiar de forma. Las células musculares se conectan entre sí y eventualmente a elementos del sistema esquelético. Cuando las células musculares se contraen, se crea fuerza cuando los músculos tiran del esqueleto.
Visión general
La actina y la miosina son las principales proteínas que se utilizan en las células musculares para producir una contracción. En la imagen de abajo, la actina se ve en verde, mientras que la miosina se ve en púrpura. Estos dos componentes usan ATP para tirarse entre sí. Se adhieren a cada lado de la celda, lo que acorta la celda a medida que se mueven entre sí.
Como se ve en el gráfico siguiente, el sistema muscular se contrae cuando la energía del ATP se aplica a las cabezas de miosina del filamento de proteína de miosina. La cabeza libera la actina, se inclina hacia adelante y vuelve a agarrar la actina. Esto mueve los filamentos de proteína y contrae la fibra. Dependiendo de la célula muscular, se pueden usar diferentes formas de actina y miosina. En algunos organismos, se utilizan proteínas completamente diferentes.
El sistema muscular se basa en la acción coordinada de millones de filamentos de actina y miosina que tiran en la misma dirección al mismo tiempo. Para lograr esta coordinación, los músculos están inervados por el sistema nervioso. Las señales nerviosas que se originan en el cerebro viajan a músculos específicos, lo que permite a los organismos estimular tejidos musculares específicos para producir acciones coordinadas como correr, nadar y volar.
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.
En organismos con extremidades, los tendones y otros tejidos conectivos se utilizan para asegurar los músculos a las articulaciones y al esqueleto. Los esqueletos pueden ser internos como los esqueletos humanos, o pueden ser externos como el exoesqueleto de los cangrejos. El sistema nervioso coordina la contracción del sistema muscular para sincronizar el movimiento de las extremidades. Los animales como el guepardo, el pez espada y el murciélago han obtenido velocidades superiores a 60 millas por hora o más gracias al poder de sus músculos.
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 líquidos por el 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 es necesario mover los alimentos 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 ondas se denominan peristaltismo.
Partes del sistema muscular
A diferencia de otros sistemas de órganos, el sistema muscular se divide en diferentes tipos de tejidos, que se incorporan a varios órganos del cuerpo.
Músculo esquelético
El músculo estriado, o músculo esquelético, es el tejido más comúnmente asociado con el sistema muscular. Este tipo de músculo se adhiere al esqueleto y mueve las extremidades y el cuerpo de un organismo. Los sistemas del músculo esquelético están compuestos por músculo estriado que tiene distintas bandas de proteínas en cada miofibrilla. Cuando estas proteínas reciben energía, se deslizan unas sobre otras, juntando los extremos de cada célula muscular. Los sarcómeros , o unidades funcionales de actina y miosina, producen las bandas que se pueden ver en el músculo estriado. Esto se puede ver en la siguiente imagen.
Músculo visceral
Por el contrario, las células de los músculos viscerales no contienen estas rígidas bandas de proteína y las fibras de actina y miosina funcionan de manera diferente. En lugar de fibras gruesas que atraviesan la célula, el músculo visceral está rodeado por una red de fibras de actina y miosina, que aprieta la célula cuando se contrae. Esto se puede ver en la siguiente imagen. El músculo visceral también se conoce comomúsculo liso por esta razón.
Músculo cardíaco
El músculo cardíaco, que rodea las cámaras del corazón, está estriado como el músculo esquelético, pero las células están conectadas a las células adyacentes, lo que crea un movimiento más contráctil para bombear la sangre.
Estructura del sistema muscular
En general, el sistema muscular tiene una estructura básica que permite que los músculos muevan las extremidades y creen fuerza. Un músculo siempre está situado entre dos huesos, conectados a los huesos a través de tendones, que son tejidos fibrosos y flexibles que pueden adherirse a los huesos. La acción del acortamiento de cada célula individual hace que el músculo se acorte como un todo. Esto tira del tendón a cada lado del músculo, provocando una fuerza sobre los huesos. Los huesos, si están conectados a una articulación, pueden moverse en respuesta a esta fuerza.
Algunos huesos están estacionarios, lo que permite que el músculo tire contra ellos. Este es el caso de músculos como el diafragma, que está conectado a dos huesos estacionarios. Cuando el diafragma se contrae, fuerza al aire a salir de la cavidad torácica porque toda la fuerza se dirige hacia arriba.
Juntos, los diferentes tipos y conexiones de músculos funcionan para permitirle a su cuerpo un rango completo de movimiento. Por lo tanto, muchos músculos se cruzan entre sí o están en lados opuestos de un hueso para moverlo en diferentes direcciones.
Conexiones del sistema muscular al sistema nervioso
El músculo esquelético está conectado principalmente al sistema nervioso somático que está controlado por impulsos voluntarios del cerebro. Los músculos cardíacos y viscerales, por otro lado, están controlados en gran medida por elsistema nervioso autónomo, que controla las acciones subconscientes de un organismo. La separación de estos sistemas nerviosos asegura que las funciones autónomas como la respiración y la digestión continúen teniendo lugar a medida que un animal se mueve y busca más alimento.
La diferencia en los tejidos del sistema muscular se debe a sus usos muy diferentes. Los músculos esqueléticos deben poder realizar una gran cantidad de trabajo rápidamente, por lo que están formados por células musculares estriadas, que pueden contraerse voluntariamente. El tejido muscular liso que se encuentra en los tejidos viscerales tiene menos mitocondrias productoras de energía. Estos tejidos se utilizan simplemente para contraer órganos huecos y mover el líquido al interior. El estómago, los intestinos y los vasos sanguíneos están revestidos de músculos viscerales. El músculo cardíaco está estriado porque necesita producir mucha fuerza, aunque no se controla de forma voluntaria.
Enfermedades del sistema muscular
Las enfermedades del sistema muscular se clasifican en una amplia gama de categorías. Pueden ocurrir lesiones simples del sistema muscular, como un desgarro muscular o un esguince de tobillo. Enfermedades como la tendinitis pueden ocurrir cuando un tendón se tensa repetidamente. Sin embargo, existen varias enfermedades musculares que no son causadas por tensión o daño a las células musculares reales.
La distrofia muscular es una enfermedad genética que afecta el sistema muscular. A partir de los 2 a los 6 años de edad, la enfermedad debilita persistentemente los músculos de toda la anatomía. Esto continúa durante el resto de la vida de una persona afligida. En general, las personas con distrofia muscular solo viven hasta el final de la adolescencia o hasta los veinte años.
El lupus es otra enfermedad que afecta al sistema muscular. Los síntomas del lupus incluyen una erupción en forma de mariposa en la cara, así como hinchazón e inflamación de la piel, los músculos y las articulaciones. El lupus es una enfermedad autoinmune, lo que significa que la causa de la enfermedad son las células inmunes dentro de su cuerpo que crean anticuerpos contra las propias proteínas de su cuerpo.
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