Artroscopia

 

La artroscopia es un tipo de endoscopia. Consiste en la visualización de una articulación, como puede ser la rodilla, con el fin de observar el menisco y el resto de su anatomía interna. Esto se logra con el uso de un artroscopio, un instrumento parecido al endoscopio, de menor longitud, y adaptado de cierta forma para ser más utilizable en una articulación. Existen dos formas de artroscopia: la terapéutica y la diagnostica.

 

Historia

 

Primeros pasos

 

En 1910, Hans Christian Jacobaeus (1879-1937), reconocido médico internista sueco, realizó un procedimiento laparoscópico en 17 pacientes con propósito diagnóstico.​ Georg Kelling (1866–1945) de Dresden, había desarrollado 9 años antes un instrumento muy similar, el coelioscopio, para experimentos en animales. Jacobaeus estaba muy interesado en la patología torácica y abdominal. En ese periodo, junto la empresa Georg Wolf de Berlín se desarrolló el laparoscopia con el fin de examinar la rodilla, presentándolo en el 41º Congreso de la Sociedad de Cirugía Alemana en Berlín. En el resumen de su presentación se cita este procedimiento como "artroscopia" por primera la primera vez. De todos modos no existe ningún indicio de la intención de ser usado clínicamente, ni como medio diagnóstico ni terapéutico.​

 

En 1912 el danés Severin Nordentoft presentó en la Sociedad Alemana de cirugía el primer trabajo de "visión de una cavidad articular valiéndose de un instrumento óptico".​ La motivación en aquel momento era tratar articulaciones afectadas por la tuberculosis y la sífilis.​ En 1918, el japonés Kenji Takagi (1888–1963) realizó la primera artroscopia en rodilla de cadáver con un cistoscopio llamado Charriere nº 22.​Durante 1922, evaluó los efectos de la tuberculosis en las articulaciones, examinando las etapas tempranas de la artritis y obteniendo muestras por biopsia para realizar los diagnósticos.​En 1919 siguió los mismos pasos el suizo Eugen Bircher.​ Presentó sus resultados sobre 20 rodillas en las que destacó el hallazgo de 9 lesiones meniscales, con una falta de correlación entre los hallazgos artroscópicos y las imágenes radiográficas.​ De 1921 al 1926 publicó los casos de más de 60 pacientes considerados los primeros en detallar la artroscopia de rodilla.

 

El propio Takagi, que había realizado su primera intervención con un artroscopia de 7,3 mm de diámetro, fue desarrollando diferentes modificaciones, cada vez más pequeñas del cistoscopia inicial. En 1931 desarrolló el artroscopio nº1 con 3,5 mm de diámetro, del cual se han desarrollado los artroscopios actuales. Takagi desarrolló los artroscopios del nº 1 al nº 12, con diferentes angulaciones e instrumental quirúrgico suficientemente pequeño para poder realizar biopsias articulares, y su primera publicación data de 1932.​ Con ellos visualiza la rodilla, hombro, tobillo y la columna, y a partir de 1936 empieza a recoger imágenes del interior de las articulaciones.

 

A pesar que sus primeras publicaciones fueron a partir de 1921, fue en 1919 cuando Eugen Bircher realizó sus primeros procedimientos artroscópicos, utilizando un laparoscopio abdominal como el de Nordentoft. Esta técnica que denominó "artroendoscopia", no la relacionó con los trabajos de Nordentorft, a pesar de coincidir en el congreso anual de cirugía de Berlín. Bircher utilizaba esta técnica de forma sistemática antes de realizar una artrotomía, llenando con gas (oxígeno o nitrógeno) para diagnosticar y posteriormente tratarlo de forma abierta. A partir de 1930 abandonó la artroendoscopia, después de unos 60 procedimientos, y pasó a realizar artrografías con aire, mejorando el sistema posteriormente con medios de contraste.

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Michael Burman, era un cirujano residente de Nueva York, que tras realizar estudios en su centro con un instrumento diseñado para él, realiza una estancia en Europa con una beca de viaje que le lleva a contactar con el Dr. Georg Schmorl en Dresde, Alemania, en 1931. Tras su contacto con las técnicas artroscópicas, ese mismo año, en otoño de 1931 publica el artículo, "La artroscopia o la visualización directa de las articulaciones" en el Journal of Bone and Joint Surgery (JBJS) donde relata la posibilidad de explorar la mayor parte de articulaciones y además presenta una serie de 20 ilustraciones, acuarelas de colores realizadas por la artista médica de Instituto de Dresde, Frieda Erfurt, que fueron las primeras imágenes publicadas de hallazgos artroscópicos.​

 

La llegada de la II Guerra Mundial paralizó toda la evolución de las técnicas quirúrgicas artroscópicas a nivel mundial.

 

Llegada de la época moderna

Siguiendo la estela del profesor Kenji Takagi, uno de sus discípulos, Masaki Watanabe (1911-1995), desarrolló la técnica artroscópica hasta convertirse en el "padre de la artroscopia moderna".

 

Watanabe participó en la Segunda Guerra Mundial como oficial de inteligencia, y tras finalizar el conflicto bélico, se licenció del ejército y reanudó sus actividades en medicina. El impulso que tuvo Japón tras la guerra en el desarrollo de la óptica y la electrónica fue aprovechado por Watanabe, que continuó la evolución de los artroscopios de Takagi. Después de la guerra, la tasa de casos con tuberculosis descendió, pero un gran número de pacientes aparecían en relación a accidentes de tráfico, laborales y deportivos.​ El primer caso de un ser vivo que operó fue el tobillo de un caballo con una lesión condral, perteneciente a la sociedad ecuestre.​ En 1954 desarrolló los artroscopios nº 13 y nº 14. Este último incorporaba una fuente de luz suplementarias, que permitieron la obtención de fotografías en color del interior de la articulación de la rodilla por primera vez en la historia. El 9 de marzo de 1955 realizó la exéresis de un tumor de rodilla, un tumor de células gigantes, que pudo grabar, y se considera la primera grabación de una artroscopia.​ En 1957 presentó dicha película del interior de una rodilla realizado en el transcurso de una artroscopia de rodilla, en el Congreso anual de la Société Internationale de Chirurgie Orthopédique et de Traumatologie (SICOT), celebrado en Barcelona.

 

Este trabajo no tuvo demasiada repercusión en el resto de asistentes, ni tampoco con los siguientes viajes que realizó por Europa, incluyendo Gran Bretaña y en Estados Unidos, en Los Angeles, Filadelfia, la Clínica Mayo en Rochester e incluso en Nueva York donde coincidió con Burman.

 

A pesar del revés que supuso el escaso éxito a nivel internacional, Watanabe, a su regreso a Japón siguió trabajando en sus artroscopios. De esta forma, desarrolló los artroscopios nº 15, 16, 17, 18, 19 y 20. En 1958, desarrolló el artroscopio que es el embrión de los actuales artroscopios y causa por el que Watanabe se considera el padre de la artroscopia moderna.​ El artroscopio nº 21 tenía una vaina de 6 mm, pero poseía un campo de visión de 101º y una profundidad de campo de 1 mm al infinito, similar al ojo humano. En colaboración a la empresa Tsusan Kaisha Kamiya, se inició la producción de este artroscopia de forma industrial.19​17​ Hasta la fecha las ópticas eran pulidas a mano, por un artesano llamado Tsunekichi Fukuyo. Durante varios años, el artroscopio nº 21 fue utilizado por tanto por Watanabe como más cirujanos pero ciertas limitaciones no dejaron que se expandiera de forma global. Pérdidas de luz por cortocircuitos de forma ocasional y la rotura de la bombilla dentro de la cavidad de la rodilla dificultaban su uso más generalizado.

 

En los años siguientes se sucedieron diversas evoluciones que mejoraban los problemas del nº 21. En 1967, el artroscopio nº 22 incorporaba un sistema de luz de fibra óptica ("luz fría"), que mejoraba la iluminación de la rodilla. El nº 25 presentaba un sistema de fibra óptica ultrafina de 2 mm que mejoraba la visión a través de la óptica, siendo el último que desarrolló.

 

Watanabe no sólo se considera "el padre de la artroscopia moderna" por el desarrollo de los artroscopios. Paralelamente expandió el concepto quirúrgico de "triangulación", esencial para este tipo de cirugía. Además realizó cirugías por vía artroscópica que no se realizaron en el resto del mundo hasta años después. El 9 de marzo de 1955 realizó el primer procedimiento quirúrgico bajo control artroscópico: la extirpación de un tumor de células gigantes de una rodilla.​ En 1961 extrajo un cuerpo libre y el 4 de mayo de 1962 realizó la primera meniscectomía parcial bajo control artroscópico de la historia. Se trató de un joven de 17 años que jugando a baloncesto y tras una rotación de la rodilla sufrió una rotura meniscal. Watanabe realizó una resección del flap meniscal, volviendo a su domicilio el mismo día, y reincorporándose al baloncesto a las 6 semanas. En esta cirugía le acompañaron los que serían sus sucesores en la historia de la artroscopia, los doctores Sakae Takeda e Hiroshi Ikeuchi. Incluso publicó en 1957, el primer atlas artroscópico en inglés ilustrado por un artista llamado Fujihashi. Su segunda edición en 1969, fue ilustrado por fotografías a todo color del interior de la rodilla.

 

Expansión mundial

 

Robert W. Jackson era un traumatólogo canadiense, formado en el Toronto General Hospital en 1956, en el Massachusetts General Hospital en Boston, en Royal National Orthopedic Hospital en Londres y en el Bristol Royal Infirmary de Inglaterra. Pero en 1964 como miembro del equipo Olímpico que acudió a los JJOO de Tokio, tras conocer los trabajos de Watanabe, pudo visitarle e iniciar un cambio para la cirugía deportiva de proporciones enormes. Watanabe, desconocido incluso para una parte de sus colegas en Japón, no había conseguido llamar la atención de la comunidad internacional. Con una beca de estudios para el cultivo celular, ofrecida por la Universidad de Toronto, para realizar en la Universidad de Tokio, su director en Toronto, el Dr. Ian Macnab, le comentó los documentos de artroscopia de rodilla que Watanabe presentó en la SICOT de Barcelona en 1957.

 

20​17​ Estos trabajos sí crearon expectación en Jackson, que durante su estancia en Tokio, contactó con Watanabe, siendo el primer cirujano extranjero que recibía el Hospital Teishin Tokio,​ y a cambio de unas clases de inglés, recibió de la mano directa de Watanabe todo el conocimiento sobre artroscopia que le pudo ofrecer en clases de dos días a la semana durante 6 meses.20​17​ A su vuelta a Canadá, convenció a sus superiores para comprar uno de los artroscopios nº 21 de Watanabe por 675 dólares (actualmente unos 5000 euros). A su vuelta a Toronto, Jackson utilizó el artroscopio en 25 casos durante el 1965 ayudado por el Dr. Isao Abe. Los primeros meses fue objeto de duras críticas por sus colegas de profesión y con frecuencia puesto en ridículo. En diversas ocasiones Jackson tuvo que enviar su artroscopio a Tokio para repararlo por una inadecuada esterilización de forma inadvertida. A pesar de un progreso lento, en 1966 ya realizó 70 casos y desde entonces se disparó el número de casos.​ Jackson junto Abe presentaron sus trabajos en la Orthopaedic Research and Education Foundation en Atlanta y en la Association of Academic Surgeons en Toronto.​ También presentaron sus trabajos en la Asociación Americana de Cirujanos Ortopédicos (American Academy of Orthopaedic Surgeons) en 1970. Publicaron su experiencia de los primeros 200 casos con diversidad de patologías de rodilla con buenos resultados en 179 de ellos (89,5%).

 

19​17​ Jackson promovió el desarrollo que Watanabe le había proporcionado y los buenos resultados que podía obtener con esta técnica. En EEUU, el Dr. Richard "Dick" O'Connor (1933-1980), cirujano un tanto excéntrico, visitó durante los años 1971 y 1972 a Watanabe en Tokio para aprender las técnica de artroscopia.​ Se dio la paradoja que observó un gran número de médicos con lesión meniscal que le buscaban para que les realizara esta técnica menos invasiva. Fue él quien realizó la primera artroscopia con meniscectomía en territorio de EEUU en 1974.​ Junto la Richard Wolf Company de Chicago desarrollaron numeroso instrumental de recorte meniscal y junto a Hiroshi Ikeuchi, discípulo de Watanabe, popularizaron no solamente la meniscectomía, sino la preservación del mismo a través de la sutura meniscal.​ La publicación de una serie de 21 casos con descripción de lesiones meniscales y del ligamento cruzado anterior, puso en la palestra estas lesiones.​ De todos modos, en 1971, el Dr. S. Ward Casscells (1915-1996), que había visto publicado el trabajo de Watanabe, contactó con él por carta y fue a ver las cirugías de Jackson en Toronto, siendo el primer cirujano en utilizar el artroscopio nº 21 en EEUU, publicando ese año su experiencia en 150 pacientes.

 

En 1976 con la colaboración de Dyonics Corporation, el Dr. Lanny Johnson, desarrolló dispositivos de corte motorizados, y aportando grandes avances en cirugía de hombro, con reparaciones del manguito rotador.

 

Durante 1972, el Dr. John Joice III organizó el primer curso de artroscopia en la Universidad de Pennsylvania. En 1974 se repite dicho curso y se fundó la Asociación Internacional de Artroscopia. En 1982 se creó la Asociación de Artroscopia de América del Norte (AANA) cuyo objetivo era la promoción, la educación y la práctica de la cirugía artroscópica, siendo en la actualidad una de las asociaciones más importantes de la especialidad en todo el mundo.

 

En España

 

En España, tras el paso de Watanabe en 1957 por el congreso anual de la SICOT, donde expuso la primera película de una artroscopia de rodilla, los traumatólogos como en el resto del mundo no siguieron sus pasos. No así los reumatólogos, que desde 1970, los Drs., J. Marqués, P. Barceló y G. Gómez Martínez, del Centro Nacional de la Lucha contra las Enfermedades Reumáticas de Barcelona, utilizaron dicho procedimiento para tomar biopsias de las rodillas de sus pacientes. En 1970 y a raíz de su experiencia publicaron el libro La artroscopia en castellano.

 

El 6 de febrero de 1982 se creó la Asociación Española de Artroscopia (AEA), promovido por los Dres. José García Cugat, Luis Munuera y Ramón Cugat Bertomeu, tras sus contactos y viajes al Massachusetts General Hospital, con el Dr. Bertram Zarins, Jefe de la Unidad de Medicina Deportiva del Hosptial General de Massachusetts, Harvard University en Boston (EE. UU.)26​ Los objetivos de dicha organización fueron enseñar artroscopia a toda España, celebrar un congreso anual y editar una revista propia.​ El primer Congreso de la AEA fue el 8 y 9 de junio de 1982 en Barcelona.

A nivel Mundial

Pero el verdadero boom ocurrió en la década del 90, con la aparición de cámaras cada vez más pequeñas, y de la fibra óptica. Otro avance importante de finales del siglo veinte fue la aparición de la radiofrecuencia, un instrumental especial que realiza cortes precisos.

 

La artroscopía es una técnica quirúrgica inventada en Japón y llevada a Europa por el Dr. Henri Dorfmann. La artroscopia permite ver la articulación, efectuar extirpaciones o realizar pequeñas cirugías. Se practica a menudo bajo anestesia regional, locorregional o general, ya que para realizar una artroscopia es necesario hacer una o dos pequeñas incisiones. Una sirve para introducir el artroscopio y el otro para los instrumentos, aspirar o iluminar la articulación. La artroscopía consiste en introducir en una articulación un pequeño tubo rígido, el artroscopio, conectado a una cámara que va a permitir al cirujano visualizar la región intraarticular en un monitor. El cirujano hace otras incisiones para introducir los miniinstrumentos que va a utilizar: pinzas, tijeras, fresas. Entre las operaciones corrientes, se puede seccionar el menisco o retirarlo, reforzar ligamentos lesionados, reorganizar el cartílago dañado o eliminar un cuerpo extraño. La intervención es rápida y el paciente se recupera rápidamente después de veinticuatro horas de inmovilización.

 

Traumatología y Ortopedia

 

La Traumatología es la rama de la medicina que se dedica al estudio de las lesiones del aparato locomotor.

En la actualidad esta definición es insuficiente, ya que la especialidad se extiende mucho más allá del campo de las lesiones traumáticas; abarca también el estudio de aquellas congénitas o adquiridas, en sus aspectos preventivos, terapéuticos, de rehabilitación y de investigación, y que afectan al aparato locomotor desde la niñez hasta la senectud.

 

Historia de la traumatología

 

De esta manera ya Hipócrates hizo referencia a técnicas de tracción continua, inmovilización con férulas, para el tratamiento de fracturas, como asimismo el tiempo estimado de consolidación, en sus obras "Tratado de las fracturas" y "Tratado de las articulaciones". En su tratado sobre articulaciones describe la técnica para la reducción de la luxación de hombro, articulación acromioclavicular, temporomandibular, como así también de rodilla, cadera y codo.

Galeno fue quien tuvo una influencia decisiva en el estudio de la osteología, los músculos y el papel de transmisión que le cabe a los nervios en su función de enviar señales a los músculos desde el cerebro.

 

En el siglo X se atribuye a la medicina persa la implementación del yeso , con el agregado de agua al polvo de sulfato cálcico deshidratado, para el tratamiento de fracturas y otras lesiones óseas de los miembros.

 

En el siglo XIV se encuentran referencias del uso de la tracción continua a través de pesos y poleas para la reducción de fracturas femorales. En esta época la separación entre la medicina y la cirugía era notable, siendo la primera una actividad reglada que se enseñaba en las cátedras de las escuelas de medicina, y la cirugía una actividad menor realizada por barberos que realizaban sangrías, amputaciones y extracciones dentarias. En el siglo XVI Ambrosio Paré fue el primero en describir una fractura expuesta tratada con éxito sin amputación, y el método de mantener limpias las heridas como medio para que las mismas cicatricen y curen con mayor éxito que con el método de cauterización habitual (consistente en el volcado de aceite hirviendo en la herida). También fue el primero en describir la fractura de cuello femoral y los desprendimientos epifisarios en niños.

 

En el siglo XVIII el libanés, Yamid Manssur expone una técnica para las amputaciones, consistente en cubrir el muñón de amputación mediante un colgajo de piel sana. Es precisamente en este siglo que aparece por primera vez la nomenclatura “Ortopedia” derivado del griego orthos: derecho y paidos: niño; el Dr. Nicolas Andry de Boisregard, decano de la Facultad de París publica “Orthopaedia”, libro dedicado a corregir y prevenir deformidades en niños. También se sindica a Andry como el responsable del emblema que actualmente identifica a la ortopedia: un árbol torcido que se intenta corregir con una guía externa en forma de sarmiento.

 

Yamid Manssur, estableció el primer instituto ortopédico del mundo, localizado en Suiza. Se trataba del primer hospital dedicado de forma específica al tratamiento de las lesiones y deformidades esqueléticas en niños. Siendo de esta forma el primer ortopedista y padre de la ortopedia, pues su instituto ortopédico sirvió como modelo para muchos otros centros similares.

 

En el siglo XIX se realizan cambios profundos en lo que a la aceptación de la cirugía como parte de medicina se refiere, aunado esto al hecho que el desarrollo de la anestesia permitía mayor posibilidad de trabajar sobre los fragmentos óseos expuestos. Se mejora la perspectiva de resolución a cielo abierto de las fracturas, y a finales del siglo XIX y principios del XX el desarrollo de los rayos X y la implementación por parte de Joseph Lister del concepto de antisepsia, permitió una mejor respuesta de los pacientes sometidos a tratamientos cruentos , disminuyendo significativamente los casos de septicemia que coronaban mayoritariamente las intervenciones hasta ese momento.

Wilhelm Röntgen obtuvo la primera radiografía en 1895, que era de los huesos de la mano de su esposa, logrando de este modo cambiar la traumatología como se concebía hasta ese momento, ya que permitía observar las características de las lesiones óseas de una manera que revolucionó la especialidad y dándole a la cirugía ortopédica el sesgo que aún posee hasta la actualidad.

 

El siglo XX nos trajo un gran número de avances médicos, en todas las áreas, pero tal vez la traumatología fue una de las más beneficiadas. Las dos guerras mundiales, con la gran cantidad de soldados y civiles lesionados, lograron que se desarrollaran tratamientos novedosos como el clavo endomedular de Küntscher para el tratamiento de las fracturas de fémur, y la fijación externa en el tratamiento de las fracturas abiertas. Pero uno de los avances más importantes se realizaría en los años 60 en Inglaterra. Allí un traumatólogo logró un avance tan importante que años después la reina de Inglaterra le conferiría el título de caballero: Sir John Charnley. Lo que Charnley logró fue la sustitución de caderas enfermas por piezas de metal y plástico, el llamado reemplazo articular.

 

Campo de acción

 

La traumatología se ocupa de las lesiones traumáticas de columna y extremidades que afectan a:
huesos: fracturas, epifisiólisis, etc
ligamentos y articulaciones: esguinces, luxaciones, artritis traumáticas, etc
músculos y tendones: roturas fibrilares, hematomas, contusiones, tendinitis, etc
piel: heridas, etc

Tratamiento conservador

Los tratamientos conservadores se basan en:
las reducciones incruentas,
vendajes blandos (compresivos, tapings, Velpeau, Gillchrist, Robert-Jones),
colocación de férulas y yesos, y
tracciones blandas o esqueléticas.

Tratamiento quirúrgico

 

Los tratamientos quirúrgicos implican una acción sobre situaciones de mayor gravedad o que requieran cirugía como único medio de solución. Para ello se emplean: la reducción abierta, agujas de Kirschner y Steinmann, placas y tornillos de osteosíntesis, dispositivos clavo-placa y tornillo-placa, clavos intramedulares (Küntscher, Gross-Kempf, Ender, Russ), fijadores externos (Hoffman, Ilizarov, monolaterales), injerto óseo, cementos óseos y prótesis para reemplazos articulares.

 

Músculo

 

Un músculo es un tejido blando que se encuentra en la mayoría de los animales. Generan movimiento al contraerse o extendiéndose al relajarse. En el cuerpo humano (y en todos los vertebrados) los músculos están unidos al esqueleto por medio de los tendones, siendo así los responsables de la ejecución del movimiento corporal.

La propiedad de contraerse, esto es, de poder acortar su longitud como efecto de la estimulación por parte de impulsos nerviosos provenientes del sistema nervioso, se la debe al tejido muscular que los forman, más precisamente al tejido muscular de tipo estriado esquelético.

 

Dos tipos más de tejido muscular forman parte de otros órganos: el tejido muscular estriado cardíaco, exclusivo del corazón, que le permite a éste contraerse y así bombear la sangre que llega a su interior; y el tejido muscular liso que está presente en el estómago y a lo largo de todo el tubo digestivo, en los bronquios, en vasos sanguíneos, en la vejiga y en el útero, entre otros.

 

La palabra músculo proviene del diminutivo latino musculus, mus (ratón) y la terminación diminutiva -culus, porque en el momento de la contracción, los romanos decían que parecía un pequeño ratón por la forma.

Los músculos están envueltos por una membrana de tejido conjuntivo llamada fascia. La unidad funcional y estructural del músculo es la fibra muscular. El cuerpo humano contiene aproximadamente 650 músculos.

 

El funcionamiento de la contracción se debe a un estímulo de una fibra nerviosa, se libera acetilcolina (ACh), la cual, va a posarse sobre los receptores nicotínicos haciendo que estos se abran para permitir el paso de iones sodio a nivel intracelular, estos viajan por los túbulos T hasta llegar a activar a los DHP –receptores de dihidropiridina– que son sensibles al voltaje, estos van a ser los que se abran, provocando a la vez la apertura de los canales de rianodina que van a liberar calcio.

 

El calcio que sale de éste retículo sarcoplasmático va directo al complejo de actina, específicamente a la troponina C. La troponina cuenta con tres complejos; este calcio unido a la troponina C hace que produzca un cambio conformacional a la troponina T, permitiendo que las cabezas de miosina se puedan pegar y así producir la contracción. Este paso del acoplamiento de la cabeza de miosina con la actina se debe a un catalizador en la cabeza de miosina, el magnesio, a la vez hay un gasto de energía, donde el ATP pasa a ser dividido en ADP y fósforo inorgánico.

 

El calcio que se unió a la troponina C, vuelve al retículo por medio de la bomba de calcio, donde gran parte del calcio se une a la calcicuestrina.

 

Composición química del tejido muscular

1.Agua, que representa, aproximadamente, las tres cuartas partes del peso del músculo.
2.Proteínas y compuestos nitrogenados que representan los cuatro quintos del peso seco. Entre estas sustancias se encuentran: el miógeno (proteína del sarcoplasma); la mioglobina, parecida a la hemoglobina de la sangre y que funciona como transportador de oxígeno. La miosina, globulina constituida por cadenas de polipéptidos y la actina, proteína que aparece en dos formas: la G-actina de forma globular y la F-actina de forma filamentosa.
Como cuerpos derivados de las proteínas figuran: el fosfágeno, que al hidrolizarse libera calor y actúa como donador de fósforo; el ATP (adenosín trifosfato o trifosfato de adenosina) y sus derivados, ADP o AMP.
3.Del grupo de los hidrocarbonados está el glucógeno, almacenado como material de reserva energética en una proporción del 0,5 al 1 %. El ácido láctico, producto de degradación de la glucosa.
4.Lípidos. La cantidad de grasas que contiene el tejido muscular varía con la alimentación y es distinta según la especie animal.
5.Compuestos inorgánicos. Entre las sales inorgánicas más importantes están las de sodio, con cuyos iones está ligada la excitabilidad y contracción. El potasio, cuyos iones retardan la fatiga muscular. El ion calcio y el fósforo.
6.Entre los gases se encuentra en cantidad el CO2

 

Tejido muscular estriado o esquelético

 

El tejido muscular estriado es un tipo de tejido muscular que tiene como unidad fundamental el sarcómero, y que presenta, al verlo a través de un microscopio, estrías que están formadas por las bandas claras y oscuras alternadas del sarcómero. Está formado por fibras musculares de forma cilíndrica, con extremos que mantienen el mismo grosor en toda su extensión, y más largas que las del tejido muscular liso.

 

Es el encargado del movimiento de los esqueletos axial y apendicular, y del mantenimiento de la postura o posición corporal. Además, el tejido muscular esquelético ocular ejecuta los movimientos más precisos de los ojos.

 

El músculo estriado o esquelético se fija en los huesos o la piel por medio de prolongaciones fibrosas llamadas tendones y está rodeado por una membrana llamada aponeurosis.

 

Tejido muscular liso

 

Los músculos lisos forman las paredes de las vísceras y no están bajo el control de la voluntad. Sus fibras no contienen estrías.

Este músculo tiene una similitud con el músculo estriado o esquelético. La diferencia es que no posee línea Z como lo posee el músculo estriado, sino que posee bolas densas que reemplazan a estas líneas Z.

 

Este puede ser unitario o multiunitario. Se le llama unitario cuando existe entre cada fibra de este músculo una unión (los llamados gap junctions); se les llama multiunitario si no están enlazados por uniones, sino que funcionan de manera independiente.

Este músculo y su función es muy importante, por ejemplo, los seres humanos presentan musculatura lisa en todo el tracto gastrointestinal, el cual, es importante porque interviene en lo que son las contracciones de peristaltismo.

 

El funcionamiento de la contracción es mucho más duradera que la del músculo esquelético debido a que no consume tanta energía como lo hace el mismo. La fase de contracción de este tipo de músculo es duradera, puesto que cuando la acción de unión de miosina y actina –mismos pasos de contracción que el músculo esquelético–, gasta menor cantidad de energía (la misma cantidad de ATP, pero menor consumo de energía), es decir, el metabolismo de gasto de energía de ATP es más lento que el del músculo esquelético.

El músculo liso forma capas dentro de los órganos huecos.

 

Tejido estriado cardíaco

 

Es de naturaleza estriada modificada y de control involuntario. Está presente solo y únicamente en el corazón, de ahí que se llame "cardíaco". Se puede decir, que el músculo cardíaco es el único estriado que tiene movimiento involuntario.

Hay diferentes tipos especializados de musculatura cardíaca tales como el músculo auricular, el músculo ventricular y el músculo de conducción. Estos se pueden agrupar en dos partes: Músculos de la contracción muscular (músculo auricular y ventricular) y músculo de la excitación muscular cardíaca (músculo de conducción).

Tiene características del liso y el estriado: Es estriado involuntario; sus fibras son rectangulares y a menudo se bifurcan; tienen un núcleo central, pero puede haber varios. Se encuentra en el corazón.

 

El tejido muscular tiene las siguientes propiedades fisiológicas:

a) Excitabilidad o irratibilidad. Le permite recibir estímulos y responder a ellos.

b) Contractibilidad. El músculo generalmente se acorta y se hace más grueso, pero conserva el mismo volumen.

c) Extensibilidad. Puede estirarse.

d) Elasticidad. Esta propiedad le permite recuperar su forma original después de haberse contraído o extendido.

Cada fibra muscular se une a una fibra nerviosa a través de una placa neuromuscular donde se libera una sustancia llamada acetilcolina y obedece a la ley "del todo o nada"; esto quiere decir que la fibra se contrae totalmente o no se contrae.

 

Biomecánica muscular

 

Tipos de acción muscular

 

La tensión se produce durante la activación del músculo, la cual tiene lugar cuando el músculo recibe un impulso eléctrico y se libera la energía necesaria, lo que dará lugar a la unión y desplazamiento de los filamentos de actina y miosina en el sentido de acortamiento sarcomérico y elongación tendinosa. La activación siempre tiende a acortar la sarcomeras, tanto si el músculo se está acortando como elongando. Pero según la voluntad del sujeto o la relación que se establezca con las resistencias externas la activación del músculo puede dar lugar a acciones diferentes.

 

Isométrica

 

En este tipo no existe desplazamiento entre los segmentos articulares. La fuerza aplicada es igual a la resistencia a vencer. Existe un alargamiento del tendón y a la vez un acortamiento del músculo, en consecuencia no varía la longitud del mismo.

 

Isotónica concéntrica

Existe una aproximación entre los segmentos articulares, dando lugar a un trabajo positivo. La fuerza aplicada es mayor a la resistencia a vencer. Existe un mantenimiento de la longitud del tendón, pero un acortamiento del músculo, en consecuencia existe una disminución de la longitud del mismo.

 

Isotónica excéntrica

En este tipo de contracción, existe una separación de los segmentos articulares, dando lugar a un trabajo negativo. La fuerza aplicada es menor que la resistencia a vencer. Existe una elongación del tendón, y un acortamiento del músculo, en consecuencia se da un aumento del tamaño del mismo.

 

Auxotónica

Consiste en una combinación de dos contracciones anteriormente mencionadas como son; la isométrica y la isotónica concéntrica, las cuales se encuentran combinadas en distinta proporción. Ejemplos de esta contracción pueden ser; la ejecución de un golpe de golf, o el levantamiento de pesas en un banco.

 

Isocinética

Es un tipo de contracción dinámica con velocidad fija y la resistencia a vencer de tipo variable. Es una combinación de tres tipos de contracción; en primer lugar contracción excéntrica, posteriormente un tiempo mínimo de isometría y un tiempo final de trabajo concéntrico.

 

Tipos de fibras musculares esqueléticas

Existen dos tipos de fibras musculares esqueléticas que no se diferencian tanto en su estructura como en su actividad funcional, ellas son: las fibras musculares tipo I, denominadas también rojas o de contracción lenta y las fibras musculares tipo II, llamadas también blancas o de contracción rápida.

 

Fibras tipo I

 

Denominadas también rojas o de contracción lenta. Se caracterizan por un número reducido de miofibrillas que se agrupan en determinadas zonas, denominadas campos de Cohnheim.

El sarcoplasma es muy abundante y contiene una elevada cantidad de mioglobina ( lo que le da un color rojo muy intenso), de mitocondrias y de gotas lipídicas.

La abundancia de mitocondrias y la capacidad de almacenamiento de oxígeno que le confiere la mioglobina, determinan que la energía necesaria para sus procesos se obtenga fundamentalmente por vía aerobia, mediante el ciclo de Krebs.

La lentitud de la contracción es causada por el reducido número de elementos contráctiles (miofibrillas) en relación con la masa de elementos pasivos o elásticos, cuya resistencia debe ser vencida antes de que se produzca la contracción.

Son, por el contrario, fibras que no se fatigan fácilmente, pues por un lado obtienen gran cantidad de energía por unidad de materia consumida y poseen abundante reserva energética y por otro, en el proceso de combustión, la cantidad de productos residuales producidos es baja.

 

Fibras tipo II

 

Llamadas también blancas o de contracción rápida. Se caracterizan por la abundancia de miofibrillas que ocupan la casi totalidad del sarcoplasma. El sarcoplasma es muy escaso y también su contenido en mioglobina y en mitocondrias. Presenta un almacenamiento de carbohidratos en forma de glucógeno. Dentro de las fibras blancas se pueden distinguir dos subtipos: las Fibras II-A que obtienen la energía a partir tanto de la vía aerobia como de la vía anaerobia mediante glucólisis y las Fibras II-B en que sólo existe prácticamente la vía anaerobia. En este segundo caso, tanto las mitocondrias como la mioglobina son muy escasas. Son fibras de contracción rápida pues poseen un número elevado de elementos contráctiles en relación con los pasivos o elásticos. Las Fibras II-B se fatigan rápidamente pues la cantidad de energía producida es baja, sus reservas escasas y la producción de sustancias residuales alta. Las Fibras II-A tienen un comportamiento intermedio respecto a esta característica. Dentro de un músculo suelen existir fibras de ambos tipos, aunque según el tipo de movimiento habitualmente realizado predominan los de uno de ellos. Las fibras rojas predominan en los músculos posturales (músculos del tronco) cuya actividad es continua y las blancas en los músculos relacionados con el movimiento (músculos de las extremidades) que necesitan contraerse con mayor rapidez.

 

Funciones del músculo

 

A continuación se enumeran las funciones de los músculos:
Produce los movimientos que realizamos.
Generan energía mecánica por la transformación de la energía química (biotransformadores).
Da estabilidad articular.
Sirve como protección.
Mantenimiento de la postura.
Es el sentido de la postura o posición en el espacio, gracias a terminaciones nerviosas incluidas en el tejido muscular.

Información del estado fisiológico del cuerpo, por ejemplo un cólico renal provoca contracciones fuertes del músculo liso generando un fuerte dolor, signo del propio cólico.
Aporte de calor corporal, por su abundante irrigación, por la fricción y por el consumo de energía.
Estimulante de los vasos linfáticos y sanguíneos. Por ejemplo, la contracción de los músculos de la pierna bombean ayudando a la sangre venosa y la linfa a que se dirijan en contra de la gravedad durante la marcha.

 

El músculo es el órgano de mayor adaptabilidad. Se modifica más que ningún otro órgano tanto su contenido como su forma, de una atrofia severa puede volver a reforzarse en poco tiempo, gracias al entrenamiento, al igual que con el desuso se atrofia conduciendo al músculo a una disminución de tamaño, fuerza, incluso reducción de la cantidad de orgánulos celulares. En el músculo esquelético, si se inmoviliza en posición de acortamiento, al cabo de poco tiempo se adapta a su nueva longitud requiriendo entrenamiento a base de estiramientos para volver a su longitud original, incluso si se deja estirado un tiempo, puede dar inestabilidad articular por la hiperlaxitud adoptada.

 

Fuerza muscular

 

La fortaleza de nuestros músculos refleja la capacidad para producir fuerza. Si se tiene fuerza para levantar un peso de 135 kilogramos, es que los músculos son capaces de producir suficiente fuerza para superar una carga de 135 kilogramos. Incluso cuando están descargados (no intentando levantar un peso), estos músculos deben generar todavía suficiente fuerza para mover los huesos a los que están unidos. El desarrollo de esta fuerza muscular depende de lo siguiente:

 

Unidades motoras y tamaño muscular

Se puede generar más fuerza cuando se activan más unidades motoras. las unidades motoras FT (contracción rápida) generan más fuerza que las unidades motoras ST (contracción lenta) puesto que cada unidad motora Ft tiene más fibras musculares que una ST. De manera similar, músculos más grandes al tener más fibras musculares, pueden producir más fuerza que músculos pequeños.

 

Velocidad de acción

 

La capacidad para desarrollar fuerza depende también de la velocidad de la acción muscular. Durante las acciones concéntricas, el desarrollo de la fuerza máxima decrece progresivamente a velocidades más altas. Pensemos cuando intentamos levantar un objeto muy pesado, tendemos a hacerlo lentamente maximizando la fuerza que podemos aplicar. Si lo agarramos y tratamos de elevarlo rápidamente, probablemente no podremos, o incluso puede ser que nos lesionemos. No obstante, con acciones excéntricas, es cierto lo contrario. Las acciones excéntricas rápidas permiten la aplicación de la fuerza.

Patologías musculares

Las enfermedades y trastornos de la musculatura son variados y de diversas etiologías.
Atrofia por denervación, causadas por lesiones a las neuronas motoras del asta anterior de la médula espinal. Es transmitida por una genética autosómica recesiva relacionado con deleciones en el cromosoma 15.

Distrofias musculares, un grupo heterogéneo de trastornos hereditarios que cursan con debilidad y atrofia musculares, en algunos casos severos. Entre los más frecuentes se encuentra la distrofia muscular de Duchenne, distrofia miotónica de Steinert y la distrofia muscular de Becker.

Las miopatías inflamatorias incluyen la dermatomiositis, acompañada por erupciones en la piel y debilidad muscular, y la polimiositis, que parece ser de origen autoinmune.
Miastenia gravis, una enfermedad caracterizada por pérdida de los receptores de acetilcolina frecuente en mujeres más que hombres.
Tumores, como el tumordesmoide o fibromatosis agresiva, el rabdomioma y el cáncer maligno rabdomiosarcoma.

 

Hipertrofia muscular

 

Independientemente de la fuerza y la medida de rendimiento, los músculos pueden inducirse a hacerse más grande por una serie de factores, incluyendo las influencias hormonales, factores del desarrollo, entrenamiento de fuerza y las enfermedades. Contrariamente a la creencia popular, no se puede aumentar el número de fibras musculares a través del ejercicio. En cambio, los músculos crecen a través de una combinación de crecimiento de la célula muscular como nuevos filamentos de proteínas que se agregan a la masa de las células satélites junto con las células musculares existentes. Las fibras musculares tienen una capacidad limitada para el crecimiento a través de la hipertrofia y algunos creen que se separan a través de hiperplasia, si el sujeto aumenta la demanda.

 

Factores biológicos tales como los niveles de la hormona y la edad pueden afectar a la hipertrofia del músculo. Durante la pubertad en los varones, la hipertrofia se produce a un ritmo acelerado debido a que los niveles de las hormonas de crecimiento aumentan en el cuerpo del adolescente. La hipertrofia natural normalmente se detiene en pleno crecimiento de la adolescencia. Como la testosterona es una de las hormonas de crecimiento más importantes del cuerpo, los hombres alcanzan la hipertrofia muscular mucho más fácil que las mujeres. Tomando más testosterona u otros esteroides anabólicos aumentará la hipertrofia muscular.

 

Factores musculares, espinales y nerviosos afectan la construcción de músculo. A veces una persona puede notar un aumento en la fuerza en un músculo determinado, a pesar de que sólo su músculo contrario ha realizado el ejercicio, como cuando un culturista encuentra su bíceps izquierdo más fuerte después de completar un régimen centrado sólo en el bíceps derecho. Este fenómeno se llama cross education.

 

Los sistemas energéticos

 

El cuerpo humano utiliza la energía que generan las células a través de tres sistemas:
ATP (adenosin-tri-fosfato)-PC (fosfocreatina): Predominio de 3 a 6 segundos. Otro componente altamente energético, además del ATP, es la fosfocreatina (PC). Reconstruye el ATP para mantener un suministro relativamente constante. La liberación de energía por parte de PC, es facilitada por la enzima creatincinasa (CK) que actúa sobre la PC para separar el fósforo de la creatina y que así se pueda unir al ADP (adenosin-di-fosfato) para formar nuevamente ATP. Puede realizarse sin oxígeno por lo que es anaeróbico, no requiero de ninguna estructura especial.
Glucolítico: Se produce en el citoplasma de la célula y consiste en la liberación de energía mediante la descomposición de la glucosa, incluye el proceso de glucólisis, en donde influyen varias enzimas glucolíticas.

Oxidativo: Se produce en la mitocondria de la célula. Este sistema produce una tremenda cantidad de energía, por lo que el metabolismo aeróbico (en presencia de oxígeno se denomina respiración celular) es el principal productor de energía. Éste abarca 3 tres procesos: glucólisis, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones.