biomecanica del ejercicio

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    - - -- - - - - - - -- -- - -- ----~~---

    L6tassa,32'11 567347-50006 ZARAGOz.c

    BIOMECANICA D E L APARATOLOCOMOTORAPL ICADAALA COND IC IO NAMIEN TO MUS CU LAR,

    .~i,

    I, !

    l ' IJ! .

    S ER GIO F UC CI- M AR IO B EN IG NI II II

    r r r m Generalitat de CatalunyaW Departament de la PresidenciaDirecci6 General de l'EsportEscola Catalana de t'Esport

    DOYM6

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    Version en caste ll ano de la segunda edi ci on de la obra ori gi na l "MECCANICA DELL'APPARATOLOCOMOTORE APPLICATA AL CONDIZIONAMENTO MUSCOLARE", de Sergio Fucci y Mario Benigni,publicada por E.M.S.I ., Roma, I talia.Revision de la edicton en castellano.Dr. Ramon Bal ius Jul i.Traduccion al castellano de la edicion original.Dr. Pedro Gal ilea Bal larini .

    1985 de la segunda edi ci on ori gi na l en i ta li ano de CONI -EMSI .Primera sdicton en i taliano, CONI 1981.

    1988 de la edi ci on en caste ll ano de EDICIONES DOYMA, S .A .Travesera de Gracia, 17-21. 08021 Barcelona.

    Reservados todos los derechos. N inguna par te de esta pub ll cacion puede ser reproducida , t ransmi ti da enninguna forma 0 medio alguno, electronlco 0 rnecanico, incluyendo las fotocopias, grabaciones 0 cualquiers is tema de recuperac lon de a lmacenaje de inf ormacion , s in e l permiso por escri to de los t it ul ares delCopyright.ISBN de la edicion en castellano: 84-393-0907-4Deposito legal: B.-9.528-88Impreso en Espana por Egedsa

    Institut Catala de Bibliografia. Dades catalografiques:Fucci, SergioB io rnecan lca del apara to locomotor apl icada a lacondicionamienlo muscularBibliografiaISBN 84-393-0907-4

    I. Ben igni , Mar io I I. Escola Catalana de I 'Espor tIII . T it ol 1 . E du ca ci o fi si ca 2 . Ex tr emi ta ts -Muscu ls - P ropiet at s rnecaniques - A tl as612.76(084.4)

    AutoresSERGIO FUCCICoord inador de laobra .Autor de textos y tablas de anatomia y textos sobre rnecanica del aparato locomotor.MARIO BENIGN!Autor de tex tos y t ab las sobre e l acond ic ionamien to muscu la r.

    AgradecimientoAsesoramiento:VITTORIO FORNASARI Revision del texto:CARLO MORINOTERESA GARGAN IFiguras de anatomia:VITTORO FORNASARIen colaboracion con:DONATA PICCIOLIGIOVANNA ROTUNDILEE MAURETTI

    Disano de portada:L'ARTLABGYM WORLD por la aport ac ion de todoslos apara tos depor ti vas GYM BAND.

    Figuras sabre el acondicionamiento muscular:GRAFICA DEGIRIMARIA BEATRICE MORGANTE Fotoqraria:ALL SPORT-ARMENISE-FANTON-LANGSLEY

    SUMARIO

    INTRODUCCIONMECANICA DEL APARATO LOCOMOTOR

    IV

    Generalidades sobre mecanicaHuesosArticulacionesMusculosTab la 1 - Mecani smo de la con tracc i6n muscul arTab la 2 - Es tabili dad del raqu is cerv icalTab la 3 - Es tabili dad del raqu is dorsalTab la 4 - Es tabili dad del raqu is dorsolumbarTab la 5 - Es tabili dad del raqu is lumbarTab la 6 - Es tabili dad del raqu is - muscul atu ra del est ra to pro fundoTab la 7 - Descenso de l a c in tu ra escapulohumera lTabla 8 - E levaci6n de la cintura escapulohumeralTabla 9 - Abducci6n y aducci6n del brazoTab la 10- Anteversi 6n del b razoTab la 11- Retrovers i6n del b razoTab la 12- Rotaci6n exte rna e in te rna del b razoTab la 13- F lexi on y extensi6n del antebrazo sobre el brazoTabla 14- Pronacion y supinaci6n del antebrazoTabla 15- Musculatura del antebrazo y de l a manaRespiraci6nTabla 16- inspl raclonTabla 17- EspiraclonTab la 18- Rotaci6n e incl inac i6n la te ra l del tr oncoTab la 19- Ex tens i6n del tr oncoTab la 20- F lexi on del tr onco y equil ibrio de la pelvisTab la 21- F lexi on del musl oTab la 22- Ex tensi 6n del musl oTab la 23- Aducci 6n del musl oTab la 24- Abducc ion del mus loTab la 25- Hotacion exte rna e i nte rna del miembro in fe rio rTab la 26- F lexi 6n y extensi6n de la piernaTab la 27- F lexi 6n dorsa l y plantar del pieTabla 28 - Pronacion y supinacion del pie

    11471115171819212325272931333537394041434547495153555759616364

    ACONDICIONAMIENTO MUSCULAR 6666667075

    lntroducclon a los principios generales del entrenamientoLa eficiencia fisicaMetodologia de la preparaclon muscularBIBLIOGRAFIA

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    PREFACIO

    En este volumen nos proponemos lIevar a cabo el estudiode la anatomia del aparato locomotor, considerando esen-cialmente el aspecto funcional desde el punto de vistamecsnico.Nos hemos fi jado e l ob jet ivo de hacer que el texto sea 1 0mas sencillo y claro posible, sobre todo gracias allenguajegrafico de las tablas enetomicee y de las ilustraciones que 1 0ecompstien.Como el aspecto mecenico es el que queremos principal-mente resaltar, nos detendremos en algunos elementos demecenice, los necesarios para entender el funcionamientodel aparato locomotor.Aaemes, hemos intentado esquematizar los elementos ana-tomicos que 1 0 componen para simplificar la comprensionde su funcionamiento, sin olvidar una somera descripcionde su coniormecion enetomice verdadera.Naturalmente, este volumen este dirigido a un publ ico delectores a l os que les puede interesar como medio deconocimiento aplicado a la actividad deportiva; es decir, unconocimiento del aparato locomotor para dirigir correcta-mente el desarrollo muscular del atleta.Por esta rezon, los temes esten estructurados para ofreceral entrenador un instrumento de facil consulta.Hemos pensado que tal finalidad se puede alcanzar tratan-do al mismo tiempo el aspecto funcional y e l ene tomico;esto es, par ti r de la tunc ion para I /egar a los elementosenstomicoe que la lIevan a cabo.Por este motivo hemos ordenado la disciplina de tal formaque, dada una eccion de uno de los componentes delesqueleto, se i lus tra la musculatura que la etectue, des-cribiendo de manera sencilla et funcionamiento de dichosector.Este procedimiento se ha ap/ icado para cada eccion de losvarios elementos del cuerpo. Creemos que este enfoquesera uti ! en el anal is is de los ejercicios destinados a lamejora de la ef ic iencia muscular y de la intervenc ion deltmsscuto en los gestos deportivos.Para hacer mas clara la correIacion prectice del texto con laactividad deportiva, las tablas enetomices relativas a cadamovimiento han sido completadas con una serie de ejerci-cios relativos al sector examinado.

    PROLOGO

    nuestra Escuela de Deportes y que pueda ocupar un pues-to relevante en la bibl ioteca de nuestros tecnicos. Susautares, SERGIO FUCCI Y MARIO BENIGNI, pertenecien-tes a la Scuola dello Sport de Roma, han escrito un textode un valor didacnco incuestionable, en el que destacasobre todo la riqueza y expresividad tconooretice. que logi-camente, redunda en una mayor calidad peaeqoqce. Porot ra parte, su dedicec ion en et Centro de Sciencia del loSpor t junto al profesor An ton io oal Monte, conl leva unaeolicecion prectice de la metodologia experimental del labo-retorio, que se trasluce de manera constante en el contextode su obra.Su treauccion ha sido posible gracias a te estrecha colebo-rsc ion de la Direccio General de I'Espor t con e l ComiteOlimpico Italiano y la Scuola dello Sport, y su pub/icacion esuna esperanzadora prueba, para futuras realizaciones, deun empetio compartido por nuestra institucion y la empresaprivada, en este caso EDICIONES DOYMA.Ent iendo que con la publicecton de esta obra ponemos alalcance de nuestros iecnicos una "herramienta" de trabajoimportante en su quehacer diario, y por otra parte cumpli-mos con un deber de esta Direccio General en el ordendocumental y de publicaciones en materia deportiva.Cuando Cataluna y Barcelona se aprestan a vivir elaconte-cimiento deportivo de mayor trascendencia en su historia:los Juegos Olimpicos de Verano-1992, p ienso que uno delos mejores servicios que puede prestarse al deporte es elde la eportecion de un caudal de oocumentecion cientfficaque , en de fini tiva, redunde en una mejor tormscion denuestros tecnicos y par ende en una mejor ca lidad de lapreperecion de nuestros deportistas.

    IJOSEP LLUis VILASECA I GUASCH I'Director General de I'Esport

    Desde hace arias, las ciencias aplicadas al depone /levan acabo una importante e insustituible labor con sus estudiosy experiencias en /a mejora de los rendimientos. Tanto esasf que, en la actualidad, resulta inconcebible la conteccionde un programa de entrenamiento sin una solida y oocu-mentada base cientff ica que abarque todas y cada una delas multiples facetas del movimiento humano aplicado a latecaice deportiva. Ademes, la programacion de los funda-mentos de la act ividad motora y su epucecion a la pedago-g/a en las primeras edades de la vida, as/ como a lainicieclon en la orect ice deportiva del nino, precisa de unaracional y estudiada metodolog/a cientitice, que convierta laactividad flsica en un proceso de evoiucion equilibrado queabarque desde las primeras y esoontenees manifestacio-nes motrices del nir io, a las complejas exigencias de unrendimiento deportivo de cierto nivel.Sin duda, la incidencia cientifica en esta secuencia evoiuti-vaofrece una muy variada gama de ofertas, y unos nivelesde protunatzecion en la tnvestiqscion temtxen variables, atenor de la ex igenc ia propia de l tema de estudio y de suambito de eptcecon.Dentro del amplio espectro de posibil idades que las cien-cias aplicadas al deporte ofrecen, faBiomecenice cobra unespecial relieve, pues se ocupa de te base y fundamentodel rendimiento deportivo entendido como un ienomenoglobal de edeptecion del ser humane al esfuerzo: el estudiodel movimiento y su epttcecton a la economfa mecentce delmismo y a la oerteccion del gesto tecnico. Par descontadoque, como serialaba con anterioridad, cualquier oferta den-t it les debe responder alnivel desde laque se recaba, y porel/o es precisa cuidar can esmero elgrado de exigencia deconocimientos, can el f in de evitar una informacion pococomprensible a quien va dirigida.Creo que fa obra BIOMECANICA DEL APARATO LOCO-MOTOR APLICADA AL ACONDICIONAMIENTO MUSCU-LAR cump/e con las premisas apuntadas, s in que e /losuponga infravalorar el contenido de temisme; por el con-trari o, creo que se trata de una importante obra, cuyointeres abarca un ampl fo abanico de posibles lecto res,aunque sin duda nuestra intencion a/ decidir su treducciona las /enguas cala/ana y ceetesene es que sirva de texto en

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    INTRODUCCION

    Cuando en 1981 tuve el honor de escribir la introduccion de la primera eaicion de este librode los maestros del deporte Mario Benigni y Sergio Fucci, me fue facil profetizar que unaobra como ests iba a l Ienar un vaclo que debia ser ocupado: el de un texto que, a pesar desu extrema sencillez de comprension, tunoenoose en unas s o u a e bases cientfficas, consti-tuyera una guia segura para la otdecuoe de las actividades fisico-adiestrativas, reeducativasy deportivas.Me fue por ello facil profetizar el gran exito de esta obra: exito que se vecoronado con laoresentecion de esta segunda edicion.Leyendo de nuevo cuanto escribi en la introauccion de la primera eaicion, me he convencidode que todo 1 0 redactado entonces continua siendo v e u a o para este segundo trabajo de losautores, por 1 0 cual creo que puede ser repet ida la redeccion original.Debe anadirse que esta edicion es mucho mas que una retmpresion, pues lapuesta aldia delos medios tecnicos de entrenamiento (p. ej., se han usado unos admin/culos para aumentarelpeso penterico de las extremidades), la neta mejora del grafismo de los dibujos tecnicos ye/ nuevo estilo de la presenteclon tipooretice colocan el presente volumen a un nivel eunsuperior al de la primera ealclon.Por 1 0 tanto, creo que este nuevo texto temtxer: sera un exi to, y que, s f los auto res 1 0desean, dentro de poco tiempo sere nuevamente quien firme la introduccion de una ulterioredtcion de Biornecanlca del aparato locomotor aplicada al acondicionamiento muscular.En el contexto de las disc/plinas cientfficas, aplicadas al deporte, que se han ido delimitandoy desarrollando en los ultimos decenios, la biomecenice es sin duda alguna una de las quehan presentado un constante aumento del interes, demostrado por los _estudiosos deldeporte, y recientemente tembien por el gran mundo de los at/etas. 'Este tenomeno tendrfa poca importancia, si esta discipfina se interesara tan solo por laslesiones treumetices de los atletas, con el fin de conocer mejor la "retroescena basada enlatisice' del origen de los traumas deportivos.En cembio, el gran desarrollo de la mecenice del aparato locomotor humano ha encontradosu base precisamente entre aquef/os que en el campo del entrenamiento se haf/aban masinteresados en el avance de los logros deportivos y entre los hombres de laboratorio que, apartir del estudio de las caracterist icas mecsntces de la mequme humana, intentabancomprender el porqu de dichos logros.Pero como toda disciplina cientifica, cuando se demuestra v e n a e , pasa del tnteres de pocosal entusiasmo de muchos, asi Ieha ocurrido a la btomecenice.Oesde los estudios de Borel/i , en el sig lo XVI, hasta los de Muybridge y de Marey, por citaralgunos de los mas famosos, la biomecimica del aparato locomotor ha interesado atisiotoqos, medicos, educadores flsicos, at/etas e incluso a la gran masa de inaivtduos que,por puro pasatiempo y sin ambiciones competitivas, se dedican a alguna actividad flsica demantenimien to.IV

    Entre las ramas cientfficas que mas se han visto involucradas por la biomecenice, se hallasin duda la anatomia, la cual, gracias a/ aporte del estudio de la mecsnioe corporal, hacambfado su papel de una vision estetice y descriptiva de los orqenos de movimiento, a otremas apasionante del conocimiento de la tuncion ainemce de esos mismos organos.Ell ibro que tengo elhonor y elplacer depresentar hanacido por la exigencia deproporcio-nar una visionclaray actual dela mecemce del aparato locomotor, con el fin depermitir a unpublico de lectores, sin duda muy amplio, tener una imagen precisa de como se equifibra yse mueve esa admirable meqoine de "geometria variable" que es el aparato locomotorhumano. .Para lograr el resultado, para mf totalmente conseguido, de hacer sencillo e intuitivo 1 0 queno 1 0 es tanto, era necesario un profundo conocimiento del tema, que solo se puede hacercuando al estudio teor ico de la l i teratura ya la ejecucion de las pruebas de laboratorio, seune esa excepcional e insustitu ib le fuente de experiencia representada por la orect icedirecta del entrenamiento en el campo y en el gimnasio, .Permitaseme, en este momento, recordar que en elya lejano 1966, cuando comenzaron loscursos en la Escuela Central del Deporte. fueron alumnos mios los actuales "maestros deldepor te " Sergio Fucci y Mar io Benigni , au tores del presente volumen. .Tras lograr el titulo, que edemee Fucci obtuvo presentando una tesis sobre biomecerice, dela cual yo tuve elgusto de ser el director, los dos autores continuaron profundizando en susconocimientos de los tenomenos mecenicos unidos a la anatomia, publicando diferentestrabajos cientlficos y participando en los principales congresos sobre biomecentc en neue yen el extranjero.Por 1 0 tanto, los autores del presente libro no son unos parvenues, sino unos verdaderosprofesionales que, antes de /legar a esta publica cion, han seguido un largo y progresivoaprendizaje, que les ha Ifevado a una completa madurez.Es precisamente a esta madurez que se debe el equi libr io y la simpl icidad con que sepresentan los problemas de mecenics articular y muscular, a veces diffciles de entender.Por todo ello puede decirse que /a anatomfa funcional, expuesta de esta manera, lIega aconstituir una preciosa guia para todos aquel/os que se dedican al arte de entrenar.Conocer bien la mecemce humana es un fundamento irrenunciable no solo para obtener losmaxim os resultados deportivos, sino tembien para evitar las /esiones del aparato locomotor,que ocurren tan a menudo en todos los deportes.Verdaderamente, elpresente volumen de los "maestros de depone" Sergio Fucci y MarioBenigni /lena un vacfo. Se notaba la falta de un texto que, realizado con la maxima sencillez,pero basado en soltaee bases c ien ti ficas, pud iese consti tui r una guia segura para ladidectice de las actividades fisico-adiestrativas, reeducativas y deportivas.

    ANTONIO DAL MONTE

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    MECANICA DEL APARATOLOCOMOTORGeneralidades sobre rnecanicaSi se considera el aparato locomotor como el organa del cuerpo humanoencargado de producir movimiento, esta claro que debe ser estudiadodesde un punto de vista rnecanico, refiriendose a esa rama de la f is icaque estudia el rnovrniento (Iarnecanica).Podemos pensar, pues, que los componentes anatornicos del aparatolocomotor son elementos rnecanicos de una rnaquina adaptada al movi-miento. De esta forma, podemos equiparar cada elemento anatornico aun componente rnecanico responsable de un cometido preciso en eldesarrollo del movimiento. A partir de lafuncion que elelemento anato-mico cumple y de su forma se puede deducir el equivalente rnecanico.Es u ti ! observa r como la forma y la tuncion se hallan estrechamenterelacionadas, por 10 cual a partir de una puede descubrirse por induccionla otraEste concepto pone de manifiesto la liqazon existente entre anatomia yf is io logia; esto es, de laestructura a la tuncion y de esta a la f is ica.Los elementos esenciales del aparato locomotor son:Huesos.Articulaciones.Musculos.Tendones.Ligamentos.Los huesos son elementos relat ivamente rig idos, de forma alargada 0plana. Suestructura es tal que pueden ser considerados, desde el puntode vista rnecanico, paiancas.Las art iculaciones son los elementos de conjuncion de los huesos yestan hechas de forma que permi tan e l mov imiento rec ip roco ent reaquellos: en base a esta tunclon y a suforma pueden ser comparadas aJuntas mecetuces.Can estos dos elementos seda a cada segmento oseo la posibilidad demoverse respecto al contiguo.Sin embargo, es preciso conferirle la energia necesaria para realizarlo,esto es, aplicarle el motor, es decir, un transformador de energia quimicaen energia rnecanica Esta tuncion la I levan a cabo los rnusculos, queasumen esta rnision gracias a su capac idad con trac ti l, es dec ir , lacapacidad de disrninuir su longitud.La estructura de los tendones, alargada, fuerte, poco elastica, recuerdala de los cables, que suelen tener la funcion de transportar lafuerzagenerada par el motor al punto enel cual se necesita (es decir , a lpuntode insercion) (fig. 1).

    , ;/,-,-",

    ,J ~ . ~ I f r - - '@~-~;:, -

    F

    Resistencia

    Motor

    Laestructura de los l igamentos essimilar a lade los tendones; sesituanentre dos elementos oseos contiguos, general mente salvando una arti-culac ion, de forma que mantienen unidos los dos e lementos oseos

    perrnit iendoles l ibertad de movimiento. AI mismo tiempo, vinculan elmovimiento de los distintos segmentos dentro de unos l imites fisioloqi-cos bien precisos. Su funcion es, pues, la de refuerzos 0 de cierres deseguridad (fig. 2).

    \fig.2

    oAlgunos ligamentos (p. ej., los de los dedos) tienen funciones particula-res, parecidas a la de las poleas en los telesil las 0 similares (fig. 3). Enotros casos, el ligamento determina el centro de rotacion del segmentooseo (fig. 4).

    fig.4

    fig.3

    Resumamos esquernaticarnente el paralelismo encontrado hasta ahoraentre elementos anatornicos y rnecanicos:

    Elementos anat6micos Elementos tnecenicosHUESOS--------- PALANCASARTICULACIONES -----.. JUNTASMUSCULOS -------.. MOTORESTENDONES------- CABLESLlGAMENTOS - REFUERZOS Y CIERRES

    Es necesario comprobar como estos elementos, dispuestos de formaoportuna, son capaces de producir un movimiento.En la Figura 5 se observa como e l rnusculo, al contraerse, desplaza elpunto de insercion del tendon y por 10 tanto hace cumplir un determina-do movimiento angular a la palanca. Resulta tambien evidente que elhueso cumple otra tuncion: lade ampli ficar el movimiento del rnusculo.En efecto, mientras el punto de insercion del tendon sufre el desplaza-miento S, el extrema de la palanca realiza el S' c laramente mayor.Sin embargo, esto estipico de cualquier palanca considerada "no venta-josa".

    Huesopalanca ..I.'I.I,/

    Punta f ijo

    MU5cuio motor . ,, I

    Articulaci6npivote

    fig.5

    HuesosDescrtpclon anatornica. Contorrnacion y caracteristicas mecanicasSistemas y ejemplos de palancasAcabamos de ver que el hueso cumple la f unci6n de palanca en elaparato locomotor. De todas formas, es intuitive que en el organismo,entendido como rnaquina, cada componente deba desarrollar mas deuna funcion, y esto es val ido sabre todo para los componentes oseos.Efect ivamente, el s istema esqueletico asume tambien la funcion decontener y proteger los 6rganos mas delicados (sistema nervioso cen-tral, coraz6n y pulmones), de producir los gl6bulos rojos(medula osea), yde sostener los diferentes segmentos corporales.Para poder atender a todas estas funciones es necesario que loshuesostengan una relat iva r iq idez, que les vendra dada por su composici6nquirnica. Por esta razon, los huesos estan constituidos por una elevadacantidad de material inorqanico: fosfato de calcio, carbonato de calcio yfosfato de magnesia, que tiene la funci6n rnecanica de proporcionar alhueso una elevada resistencia a lacompresi6n; por material proteico, lasfibras colaqenas que junto a un tercio constituido por agua proporcionanal hueso resistencia y elasticidad a las extensiones.

    c ~ __

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    La eventu al p er di da de agua hace que el h ueso sea mas fr aq ll , mi en tr asla perdida de sales minerales Ie confiere demasiada maleabilidad. Lacor re ct a cor npos ic io n en est es e lement os p ropo rc io na a l h ue so e l ju st og ra do de r ig id ez y de e la sti ci dad par a no ser f ra gi l a l c hoque. Adernas,estos componentes adoptan una estructura tal que da al hueso lamax ima r es is te nc ia con e l mi nimo peso, compuest a de dos pa rte s: u naexterna, compacta, l Iamada cortical, y otra interna, esponjasa, constitui-da por trabeculas (del latin pequeFta v iga) dispuestas de manera queformen un sistema de sosten del h ueso, q ue I e con fi er e r es is te nc ia , s ibien manteniendo un oportuno grado de ligereza. En el inter ior de laz ona esponjosa s e indiv idualiza una cavidad que contiene la medulao sea, cuya r nl si on e s l a de p roduc ir l os q lo bu lo s r oj os ( fi g. 6 ).

    Cavidad--_ __,.~_: ' :: i .

    fig.6En los huesos largos se observan cerca de sus extremos dos discosepifisarios fo rmados por car ti la go , q ue se encar gan del c re cimi en to delhueso . Ext ernamente, e l hueso esta recubierto por una membrana detej ido conecti vo , e l periostio, que se f ija pr of undamente al te ji do oseo yesta r icamente inervado y vascularizado.Segun su mo rf olo gi a e xte rn a, lo s hue so s se c la si fi ca n en hueso s l ar go s,cart os 0 planes. Los hues os largos ac aban con superficies de formaadecuada, recub ie rt as de cartilago hia/ina, que cons ti tu yen la s superficies articu/ares medi an te l as cua le s se r el ac io nan can l os o tr os huesosdel a pa ra to l ocomo to r, f ormando l as articulaeiones ( de l as que hablare-mos mas adel an te ). En l os o tr os ti po s de hueso s, l as super fi ci es a rt ic u-lares se disponen oportunamente, s equn la tunclon a que vayan des-tinadas.En el ambito de es ta morfologia ex terna, los huesos s e estudiaran encuant o a su t un ci on de pa la ncas . S e expond r an l os fu ndamento s r ne ca -n ic os de l as pal an ca s y ser a ana liz ada su apli ca ci on en l a p rodu cc ion delmovimiento del aparato locomotor.La pelence es una rnaquina simple, constituida por una barra rigidav in cu la da a un pun to fi jo l Iamado fulcro. A e ll a se apli ca n dos fu er za s:una resistente, l Iamada resistencia, y otra motriz, l Iamada patencia. En e l

    estudio de las palancas se debe determinar el equilibrio de las dosfuerzas sequn su posicion respecto al fulcro. Ser a, pues, nec es ariodef in ir d os nuevo s e lemen to s de l a pa la nca: l a d is ta nc ia del fu lc ro a l ospun to s de apl ic ac io n de l a pol en ci a y de l a r es is te nc ia . Es ta s d is ta nc ia sse def inen como brazo de lapotencia y brezo de /a resisteneia. Hecapi-t ula ndo, l os e lemen to s de l a pala nca son (fig. 7):F =fulcro.P =fuerza motriz 0 potencia.R = fuerza resistente 0 resistencia.o, = b ra zo de l a pot en cia ( di sta nc ia del fu lc ro a l p un to de apl ic ac io n de

    la potencial.b, = braze de la r es is te nc ia ( di sta nc ia del fu lc ro a l p unt a de aolicacionde la resistencia). .Un s is tema de este ti po se hall a en equ ill br io de fu er za s cuando:

    P x b, = R x b,En un s is tema en equ il ib rio , l a l o ng itu d del b ra zo de pal an ca y l a f ue rzaaplicada sob re e lla , s e hal la n en relacion in ve rsa. De hecho , cuando l osb ra zo s son ig ua le s, e l s is tema esta en equ il ib ri a pa ra fu er zas i gual es(fig. SA); Sl se dobl a e l b ra zo de la pote nc ia , s e dob la la r es is te nc ia quese puede vencer ( fi g. S8 ); s i s e r educe a l am it ad, ocurre 10 mismo parala resistencia (fig. SC). .

    bp: : br

    bpF

    -----+~- b r

    Bp, R!

    bp z 2 br

    I.kg

    pc t

    bp=o1/2br

    ---+------ b r -1fig.8E s necesar io hacer una u ltima consid er ac i6 n sob re l as pos ibi li da de s dedespl azam ient o, q ue se pueden obte ne r camb ia ndo de d iver sa s fo rmaslos e lementos de las palancas.S i con si de rar no s el e jempl o C , ob se rvamos que e l h ue so r ep re senta unapalanca desfavorab/e par a l a pote nc ia , p ue s debe apl ic ar se una fu er zamuy g rande par a ven ce r una r es is te nc ia l im ita da . Pe ro e st a desventajase recupera si se consideran los desplazamientos de los puntos deap li ca ci 6nde la s dos f ue rzas ( fi g. 9 ); e n e fe ct o, se ve que l os pequeF to s

    R S rp (J FI bp ~ b r If ig. 7 fig.92

    despl azam ient os (Sp ) del p un to de apl ic ac i6 n P p rodu cen g randes des -p lazamien tos (S, ) de R.Ene l a par at o l ocomo to r se u ti liz an muy a menudo pal an ca s de este ti po ,favorables al movimiento. Es to oc ur re en cuanto la potencia que s eap li ca a la s pal an ca s e s desar ro ll ada por l a muscula tu re , q ue t ie ne unacapac id ad de con tr ac ci 6n de l ongi tu d limi ta da ( al re deda r de un 20-25 %de l a l ongi tu d to ta l d el rnusculo que etectua e l movim iento) por 10 tantode unos pocos centirnetros, mient ras las ext remidades deben cumpl iramp lio s mov im ien to s. As i, l os hue so s debenasum ir e l p apel d e "arnplifi-cadores" del movimiento y par ello orqaruzarse pre fe rent emente enpalancas del t ipo ya observado .La pa la nca i lus tr ada como e jemp lo e s conoc id a como de primer generao in ier ti i , por cuanto presenta el fulcro entre las dos fuerzas. Une jempl o de pal an ca de este ti po 10 const it uyen las t ij eras ( fi g. 10) .

    f ig. 10Para que resulte mas clara la aplicac i6n de los s is temas rnecanicos alcue rpa humano , ana li zamos a con ti nuac ion a lg unos e jemp lo s de comose utilizan en el aparato locomotor sistemas de palanc as de primergrado para produci r mov im iento. Exarninernos el rnovirniento de exten-s io n del a nte br azo r espe ct o a l b ra ze .

    fig. 11En el, el fulcro s e encuentra en la articulacion del coda; la potencia sedebe a la con traccion del t ri ceps braqu ia l, que se inser ta poste ri ormentea la articulaci6n; la res is tencia depende del peso de la extremidad a

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    :- desplazar y se encuent ra lo ca li za da en e l b ar ic en tr o del a nte br azo, e ns it uac i6 n ant er io r a la a rti cu la cio n. E I fu lc ro se hal la entr e pot enc ia yresistencia, por 10 t ant o, e st amos ante una pal an ca de p rimer gener o.O tr o e jempl o de pal anca de p rimer qener o se ti ene en l a e xte ns i6 n de lacabeza: e n e ll a l a pote nc ia se hal la det ermi nada por l a con tr ac ci 6n del os r nu scul os que se i nser ta n en la nu ca ; e l f ul cr o se l ocal iz a en el p un tode apoyo de la cabeza, 0 sea en la articulaci6n en atlas y axi s; laresistencia se determina por el peso de la cabeza, localizado en subar ic en tr o, s it uado ant er io rmen te a l p un to de apoyo ( fig . 1 2) .

    3.ro)

    1 fig.12")

    po

    A partir de estos ejemplos, s e puede intuir el rnetodo a s eguir para ele st udi o del mov imi en to en base al examen de la s pal an ca s ap li ca da s alapara to locomotor : ant e t odo es preci so ident lf icar l os e lementos ana to -m icos que cons ti tu yen l a pal an ca . A ta l f in con vi ene lo ca li zer e n p rime rl ugar e l pun to f ij o 0 "engranaje" que representa e l f u lc ro del mov im iento;seguidamente, identificar el elemento motor del gesto a estudiar, esdec ir , e l musculo que 10 pr ovoca, cuya i nser ci 6n cons ti tu ye e l p un to deapl icac i6n de la potencia. La res is tenc ia es rac il rnen te ident if icab le en e le lemento que se opone a l movim iento.Cuando los elementos de la palanca se disponen de forma que lar es is ten ci a se l ocal ic e entr e pote nc ia y fu lc ro , e stamos ento nces anteuna pala nca de segundo genera 0 inter-resisten te. Un e jemplo de d ichapal anca puede ser e l c ascanueces ( fig . 13).

    fig. 13

    -,-----~r p

    F~ ~--.----

    Una pal anca de este gene ro posee un b ra zo de pot enc ia s iemp re mayo ra l d e r es is ten ci a, p or 1 0 cual e s s iemp re fa vo rable a la f uer za ap li ca da .Pe ro e st o con i l eva que l os despl azam iento s del p un ta de apli ca ci 6n del a r es is te nc ia sean s iemp re mena res a l os de l a pote nc ia .

    1= 1~ ptF ~ t = = = - - - - - _ - _br_-_-_-_--=-~~~~~bp--+_! 41

    per oneo- as tr agal in a) , l a p ote nc ia en l a muscul at ur a que se i nser ta po rdela nte del t ul cr o, la r es is te nc ia por e l pe so del p ro pi o p ie . Se t ra ta , p or10 t anto, de una palanca de tercer genera, en la cual la potencia selocaliza entre la res istenc ia y el fulcro, de aqui su nombre de palancainterpotente (fig. 15).

    p t rb

    r- - - - - - - - - - - - - - - - - ' +

    3

    p

    S,. I

    F t ptUn e jemplo de l a pal an ca de este qener o se encuent ra en la ex te ns i6 np lan tar d el p ie ( es dec ir , e n la a cc io n de poner se de " punti ll as ") ( fi g. 1 4) .En este caso e l f ul cro, 0 pun to f ijo , s e l ocali za en e l p un to de apoyo delp ie sobr e e l te rr eno; la pote nc ia se det ermi na po r e l p un to de i nser ci onde la muscula tur a sob re e l calcaneo por medi o del te ndon de Aquil es ; l ar es is te nc ia se dete rmi na a su vez por e l p eso del cue rpo a l evant ar , q uecarga sobre la articulacion tibio-peroneo-astragalina.

    fig. 14

    \ \\ ., ' .I'I

    II

    / \

    p/

    F

    De cualquier forma, en el pie s e utili z an palancas de los tres gener ossequn la s itu ac io n. E n e fe cto , o bser vamos que cuando hay que p isar ela ce le ra do r del coche , se u til iz a una pal an ca del pr ime r gener o: e l fu lc roes la art iculac i6n t ib io -peroneo-ast raga li na , l a potencia la muscu la tu rac it ada anter io rmente , l a res is tenc ia la f uerza que con trapone e l ace le ra -d or . Si s e et ec tu a l a f le xi 6n dor sa l d el p ie , l os e lement os se d isponen de ls iq uie nte modo: e l fu lc ro a un ext remo de la pa la nca ( ar tic ul ac ion ti bio -

    fig.15

    fig. 16

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    EI ser s iempr e de sf avor abl e a l a apl ic ac io n de l a f ue rza per o fa vo rable al a p ro du cc ion de movimi en to e s car ac te ri sti co de e ste t ip o de pal an ca .L as pa la ncas de este qener o son fr ecuente s en e l apar at o lo como tor ,Otro ejemplo 10 encont ramos en la fl ex ion del a nt eb ra zo sab re el br azo,donde el fulcro se halla en la articulacion del coda, la potencia en lai nser ci on del b ic ep s b raqu ial , y la r es is te nc ia se dete rm ina par el p esodel antebrazo y se loc aliza en el baricentro de este.Un ultimo ejemplo se encuentra en la abduccion del brazo, donde elf ul cro se hal la s it uado en laar ti cu lacion escapulo-humera l, l a potencia ene l p un ta de in se rc io n del d elt oid es , y l a r es is ten ci a es ta det ermin ada pare l p eso de l a e x tr emi dad, l ocal iz andose en su bar ic en tr o.

    fig_ 17 /

    ArticulacionesForma. Funci6n. Posibilidades de movimiento. Cartilago.Capsula, membrana y liquido sinovialLas articulac iones se han considerado en la introduccion como losengranajes que mant ienen unid os en tr e si a los elementos oseos, per-rnitiendoles lIevar a cabo los movimientos para los cuales estan dis-puestos.E Imovim iento angular de los hues as se obt iene gracias a l des li zamien toy al giro de las superficies cartilaginosas que se encuentran en lasepiiisis osees.En rnecan ica, se deben p ro ye ct ar l os enqr anaj es de fo rma opo rt una ,sequn el mov im ie nto que se debe e fe ct ua r; d el mi smo modo l as a rt ic u-lac iones tienen una conforrnacion adecuada par a el uso a que s e des-tinan.En particular, su mo rf olo gl a ( es dec ir , s u fo rma ) depende de l grado delibertad de movimiento que el elemento oseo debe tener.Se pueden hallar articulac iones capaces de movers e en un s olo ejecomparables a un engranaje 0 a un s is tema de b ie la y man ivela; a rt icula-c io ne s que t ie nen l a pos ib il id ad de move rse sob re dos e je s, equi par a-b les a jun tas cardani cas: a rt iculac iones can capac idad de rot ac ion sobret res ej es , e sto e s, capaces de g ir ar i nc luso sequn e l e j e l ongi tu di na l d elhueso , homologab les por 10 ta nto a r odamienl os a bol as ( fi g, 1 8) ,4

    fig. 18

    Debe par eso teners e en cuenta que el sis tema de movimiento de loshuesos se rea li za en base a super fi ci es des li zant es y no sobre pernos.De ta l modo que e l s is tema es as im il ab le , r ne cani ca rn en te , al d e r oda -mientos a bolas, cons tiluidos por un elemento esterico denlro de otrohueco . Se t ienen asi unas ampli as pos ib il idades de movim iento en todoslos planes.A partir de este elemenlo de base s e puede intuir que, deformando lassuper fi ci es est er icas hasta reduc ir las a c il lndr icas , se pueden l im it ar l aspos ib il id ades de mov im ie nto has ta r edu ci rl as a un solo p la no , m ie ntr aslas formas intermedias permiten unos grados de movimiento mas amenos l im it ados en d if eren tes p ianos,Queda entonces clar o como la amplitud del movimiento angular de laart iculac i6n es determinada par e l t arnano de las super fi ci es art iculares ,por su morfologia, par el radio de curvatura. Esto significa que laamplitud del movimiento es tanto mayor cuanto menor es el radio ycuanto mayor e s l a e x te ns io n de l as supe rf ic ie s; y hay mayo r movi li da den los t res p ianos cuanto mas se aprox ima rnort ol oq icarnente la super fi -c ie a una esfera.En este moment a es u ti l e xami na r l os d iver so s t ip os de a rti cu lac io ne sque encont ramos en e l a pa ra to l ocomo tor y val or ar su movi lid ad , q ue sehal la en tu nc io n del f in p ar a e l q ue fu er on hechas .Pa ra e llo e s i nte re sante con si de ra r la genes is de l as car as a rt ic ul ate sr efi ri endonos a l e xper imento de Fi ck , p or medi o de l cua l se demues tr acomo las super fi ci es art iculares adoptan formas d if erenciales a par ti r deldesarrollo del feto, sequn la tuncion que deben asumir. Esto nos de-mues tr a una vez mas como fo rma y fu nc io n e sta n e st re chament e r el a-c io nadas, y como es su i nfl uen ci a entr e s l.

    A c o

    1 f l. .De Woes tyn J. S tu d o d e movurento. ve I, La rneccanca . Roma, Marrapese Edtc re . OEMI. 1978

    fig.19E Iexper irnento se rea li za de las igu ient e manera: se t aman dos bastonc i-1I0s con s us ex tremos recubiertos par una sustanc ia moldeable, seponen enconta cto y se r ecub ren can un mangui to ( fi g, 1 9A) , A con tin ua -

    c ion se mueven l os bas to nc il lo s ha ci endo lo s r oda r en un sol o p la no pormedia de unos tirantes, que simulan la accion de la musculatura( fi g. 1 9B) , Se obser va ento nces que l a car a mo ld eabl e toma l a f orma deun c il ind ro con ca ve que g ir a sab re o tr o con vexo, s ie ndo est a l a confo r-mac i on de la s a rt ic ul ac io ne s que se mueven en un solo p lano. Se apr ec iatam b ien que la convexidad se forma siempre en la parte en la que eltirante se fija mas alejado del punto de rotacion.Si los tirantes son cuatro y los ejes dos, se obtiene una superficieesterica cuando los cuatro tirantes tienen el mismo tipo de inserci6n( fi g, 1 9C ), es de ci r, c uando esta n i nser ta do s p ro xima lment e a l p un to degiro par un lado y distalmente por el otro.Cuando l os ti ra nt es son cua tr o per c i nser ta do s a lte rn ati vamente l ej os ycerca del punto de giro (fig, 19D), se obtiene una superficie en silla dernontar.Estas consideraciones de tipo funcional nos proponen de nuevo lac la si fi ca ci on de la s a rti cu la cio ne s en a rti cu la ci ones de uno , d e dos y detres ejes.Exami nemos l os d iver so s ti po s de a rti cu la cio ne s que se encuentr an enel aparato locomotor,

    EnartrosisLa a rt ic ul ac io n mas r no vi l d el o rg an ismo es l a enartrosis (fig, 20). Estaconst it ui da par una super fi ci e mas b ien est er ica, de curva tu ra convexa ,que se introduce en un elemento tam b ien esferico, pero hueco. Laena rtr os is debe su g ran movi lid ad a su con to rmaci on , q ue l a a seme jarnecani carnen te a una bola de rodarnien to .Un e lemento de este qenero posee grandes pos ib il idades de movim ien-to angul ar , y se puede mover sob re l os I re s e je s can despl azam ient osbastante arnptios.Es te ti po de a rt ic ul ac io n se encuent ra en l a cader a y en e l h omb ro , e ntr el a ca vi dad coti lo id ea y l a cabeza del femu r y entr e l a ca vid ad gl enoid eadel hombro y la cabeza del hurnero respect ivamente .D ichas art iculac iones permi ten movim ientos de f lexion , ext ension , aduc-c io n, a bducci on , r ota ci on ax ia l; e s dec ir , to do s l os g rados de l ibe rt ad demovimi ent o que le s son permi ti dos en e l i nte ri or d e un cono defo rmado ,cuya super fi ci e de base es dete rm inada por l os l imi te s i nd iv id ua les demovim iento, que Ieconf ie ren una forma i rregular .La super fi ci e a rt icular de lacavidad es arnpl if icada par un rodete g leno i-deo 0 cot iloideo (fig. 21), que consis te en un anillo cartilaginos o querodea la caril la art icular,

    fig.20 fig.21Art/culaciones condiloideas (condilartrosis)Est as art iculac ianes est an consl it ui das par dos super fi ci es de est ruct uraovoide, una concave y la otra coriv ex a. En general, la parte concava

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    tiene una curvatura menos acentuada. Porsu estructura pueden permitirmov imientos sobre dos e jes, de mayor ent idad a 10 la rgo del e je decurva tu ra menor , y de menor ent idad a 10 la rgo del e je de curva tu ramayor.Enel aparato locomotor se hallan presentes diferentes variantes de estetipo de articulaci6n; por ejemplo, una de lastres articulaciones del codo,laque se hal la ent re e l c6ndi lo humeral y la cabeza del rad io ( fig. 22) ,permite movimientos de rotaci6n axial, movimientos de flexion y tarnbienmoderados movimientos de lateralidad que acornparian la pronosupi-nacion.La art iculac ion condi lo idea esta presente de forma compues ta en lamufleca (fig. 23), donde la superficie convexa esta constituida por varieshuesos, como los huesos del carpo (escafoides, semilunar y piramidal),mientras la cavidad esta formada por la extremidad infer ior del radio ypor el l igamento triangular infer ior. Esta art iculacion proporciona a lamana movimientos de tlexoextension, aduccion y abducion.

    fig. 23ig. 22

    fig. 24

    Otro tipo de articulacion eondiloidea eompuesta se localiza en laarticula-cion de la rodilla (fig. 24), en laeual se realiza una articulacion bicondiloi-dea formada por los dos condi los femorales convexos que ruedansobre los t ib iales, de l igera curvatura concava. Debido a su estructurarnecanica, la articulaci6n de la rodilia permite esencialmente rnovirnien-tos de flexoextensi6n, ya que la doble presencia de elementos condi-loideos disminuye las posibil idades de movil idad de la art iculacion (10cual no impide que sean posibles moderados movimientos de rotacionaxial).EI mismo tipo de articulacion se presenta en lasarticulaciones metacar-potalanqicas (fig. 25).

    fig.25

    Articulaci6n en silla de montarLaarticulaci6n en silla de montar esta formada por superficies articularesque presentan cada una dos curvaturas, una c6ncava y laotra convexa.Los ejes de estas dos curvaturas son perpendiculares entre ellos. Ladenorninacion particular deriva de su contorrnacion. que recuerda lasuperposicion de dos sil las de rnontar: en cada sil la se encuentra unacurvatura concave sobre el eje sagital y otra convexa sobre el transver-sal ( fig. 27). Esta morfologia de las superficies art iculares permite a loscabos oseos cumplir movimientos de l imitada ampli tud sobre los dosejes (se excluye larotaei6n axial). La movil idad de dicha art ieulaci6n sepuede delimitar, grosso modo, en un cono.

    fig.27

    Su funcionamiento es asi rn iiab le a l de los ani llos de una cadena, loseuales presentan, uno respecto al otro, lasya descritas posibilidades demovimiento (fig. 28).

    fig. 28

    TrocleoartrosisLa articulacion troelear esta conslituida por una cara articular con formade car re te 0 de polea ( troc lea) , convexa , la cua l se apoya sobre o troelemento concave que es su Imagen especular (fig. 26).Un elemento construido de esta forma. evidentemente s610puede efectua r mov imientos en un p lano , esto es, s610puede g irar sobre e l e jelongitudinal de la tr6clea. Este modelo funcional es t ip ico de una de lasart iculaciones que componen el codo, aquel la en la cual el hurnero searticula con la cavidad sigmoidea mayor del cubito.

    Uniones de este tipo las encontramos en el pulgar, entre el trapeeio y elp rimer metacarpiano que , como oponente de los o tros dedos en lapinza, debe cumplir movimientos en todos los sentidos.5

    fig. 26En efecto, estaarticulacion s610permite movimientos de tlexoextenslondel anteb razo sobre e l b raze , mient ras que esta impos ib il itado todomovirniento de lateralidad y de rotacion axial.

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    Otra articulaci6n de este tipo se hallaen la articulaci6n esternoclavicular(fig. 29). En etecto, laclavicula para facilitar los mavimientos del hombradebe elevarse y descender, proyectarse hacia delante y hacia atras y cir-cunducirse.

    fig. 29

    Articulationes trocoides 0 de ginglimo lateralLas superficies articulares estan constituidas par la superficie lateral deun cilindro convexo, que rueda sobre una superficie ligeramente hueca.EIcilindro y su cara correspondiente son mantenidos en contacto par unanillo fibrosa, que rodea toda lacara lateral del c il indro y seinserta enlosrnarqenes de la superficie c6ncava. Por la estructura de esta art icula-cion, se puede intuir que esta destinada fundamental mente a cumplirrnovimientos de rotaci6n axial. Su funcionamiento es parecido al de uncoji nete de bolas ( fi gs. 30 y 31), en el cual l a part e i nter na se hal la

    A - Cabeza radialB - Ani llo f ibrosaC - Ligamento cuadradoo - Cavidad s igmoidea menor cubitalA

    B

    fig_ 30constituida por un elemento cil indr ico, la externa par el ani llo f ibrosa ypor lasuperficie articular correspondiente, mientras lasbolas simulan losmedias de deslizamiento de la artlculaclon. Tarnbien este tipo de articu-lacion es laexistente en elcoda y esta formada por lacari lla art icular dela cabeza radial y par lacavidad sigmoidea menor del cubito.6

    Fig_31

    EImismo sistema se utiliza en la articulaci6n que permite el movimientode rotaci6n axial de la cabeza, cuyas elementos son: la caril la art iculardel arco anter ior del atlas y la apofisis odontoides del axis, mientras elanillo fibroso esta constituido esencialmente por el ligamenta cruciformedel atlas. Hacemos hincapie en que estas art iculaciones presentan unmoderado movimiento de lateralidad, en cuanta permite laelasticidad delos ligamentos que constituyen el anillo fibroso.AnfiartrosisLas anfiartrosis estan consideradas articulaciones sernirnoviles y soncaracteristicas de la columna vertebral.Desde e l pun ta de v is ta rnecanico pueden compara rse a una jun tacanstituida por dossuperficies mas 0 menos planas, separadas par unaesfera (fig. 32). Deesta manera se posibilitan losmovimientos en los tresejes, si bien de llrnitada entidad.

    ,,/ . . . . . . - - ' - - - --_-"/"

    fig. 32

    En la realidad anat6mica las superficies articulares son respectivamentelas caras superiores e inferiores de dos cuerpos vertebrales contiguos(fig. 33). Entre las dos caras art iculares se situa el disco intervertebralcompresible, que esta formado par una parte central (nucteo puuxeo;que desernperia la funci6n de la esfera en la junta mecanlca citada. EInucleo pulposo esta circundado par un aniffo fibroso mas deformable.

    f ig. 33

    Durante el movimiento de inclinaci6n de unelemento respecta al otro, secomprime el anillo en el lade de la inclinaci6n, mientras se descomprimeen el otro lado (fig. 34).De esta forma se obtienen desplazamientos lirnitados de cada elementorespecto al siguiente.EImovimiento total de lacolumna, bastante .amplio, se obtiene gracias ala suma de todos los movimientos de los varios elementos que la com-ponen

    1

    2 1 3f ig . 34

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    Superficies articularesA Icons iderar e l apara to locomotor como una rnaqu ina de t ipo rnecani co ,debemos tener p resentes a lgunos aspectos relat ivos a los rozam ientos .Est e t ema t iene espec ia l impor tanc ia en e l est ud io de las art iculac iones,pues e l mov im iento se rea li za en funcion de la rodadura y e l des li zamien-to r ec1p ro co de la s super fi ci es a rti cu la re s. Po r 10 t an to , es necesar ioreduc ir a l m in ima e l rozam iento para evi ta r un precoz desgaste, aumentode cal or y di sper sio n de la ene rg ia .Veamos como est os p roblemas han s id o opo rtu nament e r esue lto s por laNaturaleza.La s epi ti si s 6 seas e st an r ecub ie rta s par una capa de car tl la go h ial in oque posee car ac te ri st ic as r ne cani ca s ( p. e j., l a e la sti ci dad) capaces dereduc ir a l m in ima las f uerzas de rozam iento.E n e fe cto , e l r ozam ien to depende de l a na tu ra le za de l as super fi ci es encon tact o y del l ub ri fi cant e int erpuesto , en 10 que se ref iere al rozamientoestatico, y de ambos facto res y de la elasticidad con respecto alrozam iento d inarni co . Par 10 t ant o, l os f ac tor es que candi ci onan e l r oza-m iento en las art iculac iones, son :

    Naturaleza de las super fi ci es (mate ri al y f orma).Lisura de las superficies.T ipo y can ti dad de lubri fi cant e.Elasticidad.

    Es to s fa ct or es dete rmi nan e l coefi ci en te de r ozam ien to K, m ient ra s quela f uerza de rozam iento f es dete rm inada par l a fu er za pe rpendi cu la r alas super fi ci es de apoyo N mul ti pl icada par e l coe fi ci en te K .

    f =K x N( La f ue rza N es dete rm inada por l as p re sio ne s e je rc id as sob re e l cartila-go y par l as f uerzas muscu la res. )E I car ti laqo h ia li no , que recubre las super fi ci es art iculares , est a con fo r-mado para reducir al minima el c oeficiente K. En efecto, es muy lisa y lae st ru ct ur a a roueada de sus cel ul as Ie con fi er e una no ta ble el as ti ci dad(fig. 35). E sta u lti ma car ac te ri st ic a e s impa rta nt e en cuan to e l a ument a

    ,A',,

    B,,I,,

    ,,\ lW 1 1

    A

    \ ,\

    ,I

    B

    fig. 35 De Boc ca rd S .L s s om A .Cn e s io o g a . l parte . Roma. SEU. 1976de la p re si on sab re e l car ti la qo dete rr ni na su apl as tamient o y por 10 tantoun aumento de la superficie de contacto, que a su vez Ileva a unadi sr ni nu ci on de l a p re si on en l os pun to s de apoyo .E s i nt er esan te en est e momenta obser va r e l s is tema de l ub ri ft ca ci 6nadop ta do en l as a rt ic ul ac io ne s, e l c ua l, g ra ci as a l as car ac ter is ti ca s dellubrificante (Ifquido sinovia/), tiene la doble Iuncion de disminuir lasf uerzas de rozam iento y de a limentar e l car ti laqo .En 10 ref eren te a la f uncion del lubr if ican te , en general se considera que ;en el caso de dos superficies que rozan, la energia absarbida porrozarniento (0) es:

    O=KxNxvdonde K YN ya han s id e descr ita s, y ve s l a velo cid ad de des ll zami en to .Si K, v Y N son elevadas, 0 se disipa como calor y como aportacion dematerial de ambas superficies.

    EI factor K, que tiene mayor influencia en esta formula, puede serr educ id o i nte rp on iendo e l l ub ri fi ca nte en tr e ambas super fi ci es . Es te e s,en general , un e lemento sem il iquido f ormado por molecules const it ui daspor la rg as cadenas de a to rn os de car bono .Es ta s mo le cu le s ti enen la p ropie dad de adher ir se fu er temente po r unode sus e xtr emos a una de l as super fi ci es ( es ta car ac ter is ti ca se denom i-na untuos idad). De esta forma se interpone entr e las superficies une st ra to mo le cu la r q ue imp id e e l con ta cto d ir ec to ent re e li as ( fi g. 36).

    S1

    : : : : : ; : : : : = 1 : ; : : : = ; = 1 [ : ; : : : : = = : : \ J ; : : : : ; : : : = : : : : ; r 1 = ; :: :: ;: :: :: 1\ = = ;: :: = 1 [ ; :: = :: :: ;: = 1 : ;: :: = :: ;: := 1Lubrificante

    1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 J I2f ig. 36Po r medi o de est e s is tema , se sus ti tu ye e l r ozam ient o debi do a l con ta c-t o d ir ec to de l as dos super fi ci es , p or e l r ozar ni en to de des li zami en toent re los est ra tos moleculares del lubr if ican te int erpuesto , que es muchomeno r. A der na s, e l m ismo l ubr if ic an te ac tu a separ ando l as super fi ci es ya li sando sus asperezas rni croscopi cas, recubri endo las con sus rno lecu-las. Con el aumento de la veloc idad de deslizamiento s e provoc a unaacumul ac i6 n del l ub ri fi ca nte , q ue con fi er e a l e st ra to una f orma en cur ia ,l a cua l f avor ece un u lt er io r a le jami ent o de l as supe rfi ci es a rt ic ul ar es ymejora su des li zamien to ( fi g. 37) .

    7

    Estrato molecularviscose adherente

    fig.37 De:8occard~ S. Lasoru A Cme sroo qra. 1 a parte . Rama, SEU, 1976.

    EI l iqu id o s in ov ia l, a der nas de l a impor tan ti sima fu nc i6 n que ti ene comolubrificante, posee tarnbien la funci6n de alimentar el cartilago por unproceso de "expresion" y "absorcion" deterrninado par l aa l te rnancia delas presiones muscu la res y del mov im iento de las super fi ci es art iculares .Pene tr ando en l os car ti la go s I le va a cabo l a f un ci 6n de t ra ns por te de l assustancias nutritivas.L a F ig ur a 38 (A Y B) e squema ti za e t s is tema de di st ri bu ci on del li qu id os inov ia l, ya sea sobre las super fi ci es car ti laginosas, ya sea en su int er io rt ras las presiones e je rc idas sobre las super fi ci es .Est o demuest ra que e l movim iento, en las art iculac iones, es un e lementode vital importancia, pues se halla en la base de la obtencion de lasrna te ri as nut ri ti vas. La inmovil idad , d isminuyendo e l i nt ercambio de sus-. t ancias nut ri ti vas, I leva a la les ion de las super fi ci es art iculares .

    Presi6n

    Expresi6n

    fig_ 38 De: 8occard~ 5, ussor A_C1nes !ooga, 1 , 1 3 parte . Rama, SEU. 19-76.

    Membrana sinovial y capsula fibrosaLa artlculacion es envuelta y protegida por un conjunto de haces detejido conectivo fibrose, que forman un manguito cuyos rnarqenes s einsertan sobre los extremos de las carillas articular es del hueso. Aliido nde l a capsula se hace mas consi st ent e da lu ga r a unas f ormaci onesde t eji do mas r es is te nte que son lo s l ig ament os de l as a rti cu la ci ones .La tunoion de la capsula es sabre todo de contencion: en algunasart iculac iones, espec ia l mente sol ic it adas mecan icarnente, l a capsu la ypor 10 ta nt o su fu nc i6 n de con te nc i6n , e s r efa rzada por l os l ig ament osext ernos, par l os t endones y por l os rnusculos que rodean laar ti cu lacion ,E ste manguit o e st a r ecub ie rt o en su i nte ri or p or l amembrana sinovial. Laest ruct ura f is io loqi ca de sus celulas permi te l asecrec i6n y la reabsorc iondel l iquido s inov ia l. Est e t iene unas carac te rl st icas f is icas de v iscosidad,e last ic idad y p last ic idad que 10 hacen , como ya hemos v is to , el l ub ri fi -can te ideal para las super fi ci es art iculares en con tact o. E I l lquido s inov ia les ta cons ti tu id o pr in ci pa l ment e par agua en un 94 %, proteinas en un2,5 %, alburnlna en un 1, 9 %> g lobu ti na en un 0,9 %, muci na en un 0,5 %Y otras sustanc ias. Est a cornoos ic ion debe permanecer r igurosamentee sta bl e par a que se man tengan la s cua lid ades lu br if ic an te s y nut ri ti va sdel li qu ido. En caso de int lamacion , a lgunas de estas sustanc ias precipi -t an a lt erando la cornpos ic ion y t arnb ien la capac idad lubri fi cant e. Sol ic i-ta r la s a rti cu la ci one s en esta s condic io ne s puede danar su t un ci ona-lidad.

    MusculosModulacion de la ccntracclon muscular. Unidades motoras.Esquema del movimiento y consideraciones en tornoal rendimiento. Conformacion de los musculos. EIaparatoesqueletico como unidadLos e lement os del a pa ra to lo comoto r a na li za do s nos han demost ra docomo l os hueso s se pueden move r r ec lp ro cament e por medi o de l as a rti -culaciones .

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    Para que est o tenga lugar, es preciso que les sea suminist rada laenergla necesaria para producir su movimiento a traves de un oportunomotor. EIfinde este capitulo es precisamente elde describir el funciona-miento y la morfo logla de este motor , 0 sea del rnusculo (fig. 39).

    fig. 40ig. 39

    Un motor es una maquina capaz de trans formar energ ia de un determi nado tipo en energla de otr o tipo. En nuestr o caso se tr ata, en unaprimera aproxirnacion, de transformar energia qulmica en energia rneca-n~. .Vearnos, hasta donde es conoc ido, e l funcionamiento de d icho motorreiacionandolo con su morfologia.EI rnusculo de forma mas senci ll a es e l de t ipo fus iforme. Como unicaprerrogativa tiene la de poderse c o n traer al recibir un estirnulo oportuno,como ya hemos visto en las generalidades.Para darnos cuenta de como ocurre cuanto hemos descr ito, debemosexaminar el rnusculo de forma mas pormenorizada (fig. 40). Aurnentan-dolo con e l microscop io , observamos que se hal la recorri do en toda sulongi tud por una ser ie de f ib ras, que pueden ser consideradas comofracciones infinitesimales del propio rnusculo: son las fibras muscularespropiamente dichas 0 miofibrillas.Resul ta suf ic ientemente c la ro que la fuerza a apl icar , 0 la ene rg ia aproporcionar al hueso, puede ser graduada aumentando 0 disminuyendoe l nurnero de f ib ras que deben interveni r en e l gesto . A continuacionveremos como ocurre esto en la realidad.S ise quiere examinar e l modo de contraccion de cada f ib ra muscu lar,sera necesario estudiar con mayor delenimiento su conforrnacion.Con un aumento mayor se observa que la m iof ibrilla est a a su vezconstituida por un cierto nurnero de miofilamentos. EIs i stema de con-traccion del miofilamento (y por 10 tan to de la mio fi br il la ) se deduce apartir del estudio del funcionamiento de su unidad contractil elemental ,la setcomere.La sarcornera esta constituida por una serie de elementos esquematiza-dos en la F igura41, donde los f il amentos de actina se interdigitan conotros filamentos de miosina.EIestimu lo exc itador hace que los f il amentos de miosina atraigan a losde actina, provocando el acortamiento infinitesimal de \a sarcornera.8

    ~

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    fig. 44 Ali i donde no sea neeesaria una elevada precision en la rnodulacion delgesto, pero se deban desarrollar tensiones elevadas, lasunidades mote-ras estaran compuestas por un mayor nurnero de fibras museulares, esdecir, pocas neuronas que inervan muchas fibras (p. ej., grandes museu-los motores y posturales).

    Motoneurona

    Musculo Esquema del movimiento y consideraciones sobre e/ rendimientoUna vez descrito elfuncionamiento del rnusculo en su estructura interna,sera neeesario observar como se integra enel aparato locomotor y comose realiza el movimiento de los varies elementos oseos.En e l esquema descr ito en las general idades hab iamos v is to de queforma el rnusculo, acortandose, arrastraba en su contraccion al hueso,cuya Iuncion era la de palanea amplificadora del movimiento.Sin embargo, a partir del estudio hecho anteriormente sobre lascapaci-dades con trac ti les de la muscu la tu ra , se deduce que esta tan solopuede generar tensiones, esto es, fuerzas de atraccion capaces deaproximar los dos puntos de insercion del musculo (fig. 45)

    ,:.. .::~, otflo o~..~~.~@ '6'

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    Enla tab la 1se esquernat iza e lmecan isme de lacontraccion muscular con la f ina lidad deofrecer una vision global y, al mismo tiempo, sintetizadora.En la par te central (8) sedescriben las conexiones entre e lSNC, e lper itenco y etmusculo,segun las vias e ferentes y a ferentes.Enla derecha (C), procediendo en lalectura en sentido horario, se describen loselementosanatornrcos que colaboran en la mclaclon de la contracc.on muscu la r, es decir , la p lacamotora, o rgana de interconexion entre sistema nervioso (SN) y rnusculo, e l re t lculo sarco-p lasrna tico , que d ifunde laexcitacion a lasarcornera, que a su vez haside simpl if icada enforma de esquema funcionai , y tinalrnente una descrtpclon de la teoria de Davies sobre laconst itucion de los enlaces quimicos que determinan laa traccion entre act ina y miosina .En laparte izquierda (A)se esquematizan lasvias aferentes, es decir, laparte neuromuscu-larencargada del control de la contraccion.Los elementos fundamentales de esta funcion son los sensores especil icos de estiramien-to, 0 sea los husos neuromusculares y los orqanos tendinosos deGolgi , los cua les t ienen lacapacidad de suministrar informacion alSNC sobre lasvariaclones de longitud delrnusculoy sob re l a ve lo ci dad e i nten si dad de con tr acci on . A si , e l SNC puede ( en fun ci on de susexper iencias sobre e l movimiento) valorar con linuamente la posic ion y la velocidad dedesplazamiento de los distintos segmentos corporales durante el movimiento.Notesc que cad ", imagen puede ser con si de ra da como un aumen to cen tr ado en undeterminado componente anatomoluncional que interviene en la contracclon.A continuacion, ana licemos por separado los var ios componentes de la tab la 1.En l os r ecuadr os A y B se esquema ti za n l as conex io ne s e fe re ntes y a fe re ntes ent iesistema nervioso y rnusculo, inclu ido e l s istema de control de lacontracc.on.'No set ienen presentes end icho esquema las referencias a los centros super io res del SNC,que e laboran las sensaciones y las decis iones para constru ir un programa motor a d ir ig irhacia las motoneuronas y luego hacia e l rnusculo. Tal funcion esconnada a la cor leza , a loscentros subcorticales y al cerebelo.Encambio se analizan aquellas conexiones capaces de transrrutir desde e l rnusculo alSNC(contro l muscu la r) , y aquel las que desde este u lt imo van a las motoneuronas y por tan to a lmuscu'o.A f in d e ser s in te ti co s. e n l a tab la se han p re sent a do l as conex .o ne s de l a forma massir rtpl fi cada posib le . Esle t ipo de presentacion, s ib ien da una idea de lasconexiones entreSNC y cada f ib ra muscu la r, esimprecisa desde e lpunto devista de la g loba lidad funcionaldel s istema de control neuromuscular Es, pues, oportuno dar una vis ion mas arnpl.a.Enelecto, a par ti r del momento enque d icho control se l Ievaa cabo autorna ticamente pormed io del mecan isme de feed-back presente en e l s istema neuromuscular , no puedeconsiderarse unafibra muscular aisladamente, sino elcomplejo neuromuscular constituidopor e l rnusculo agonista, sus sinergicos y la musculature antagon ista, que interactuansequn las exigencias contingentes. Este control aulorna tico puede, por tan to , ser esque-matizado como se hace en las f iguras siguien tes, que se rel ie ren a los circu itos de controlde los husos neuromusculares y de los organos tendinosos de Golgi 'fig, a

    Medulaespinal

    Motoneuronas

    Husomuscular

    +-inapsis excitadoraSinapsis inhibidoraEn la figura (a)se esquematiza el tuncionarniento de los husos neuromusculares, capacesde proporcionar informacion sobre e lestado de contraccion , esdecir , sobre la long itud delrnusculo y su velocidad de contraccion.10

    Seha llan conectados a lamedu la esp inal por las vias a ferentes. L legados a la rnedula, sed.vioen en varias ramas conectandose:A) Con lamotoneurona del muscu lo del que forman par te .B) Con los rnuscutos antagonistas por una interneurona.C) Con el rnuscu'o propio y los rnusculos sinerqicos por su motoneurona.D) Con las interneuronas que l Ievan informacion a los centros super io res.Las conexiones A y C intensi fi can la resistencia del muscu ioa est i ramien los pasivos, encuanto acentuan su contraccion y lade los sinerqicos.La conexion 8 inhibe la contraccion de los rnusculos antagonistas, y por tan to favorece laaccion ref leja deA y C.La conexion Dsomete a lcontro l volun tario laaco ion de los d istintosrnusculos, pues Ilega a los centros superiores.De esta forma se r ea li za un s is tema de autor re qu la ci on basado en un feed-back nega-tivo.Del equ il ib rio excitacion- inhiblcion de estas conexiones se obt iene la aoecuada accionmuscular , que tenders a ser automatizada ene l caso de gestos rei te rados.E I receptor tendinoso de Golgi ( recuadro A) t iene en cambio la tuncion de sumin istrarinformacion sobre la tension a la cua l se hal la expuesto e l rnusculo. Estos orqanulos sehal lan inclu idos en e l tendon, en laproximidad de su union a l rnusculo.Los receptores estan constituidos por terrninaciones de fibras nerviosas que envuelven lasf ib ras colaqenas del tendon. Enestado de reposo estas ter rn inaciones se hal lan enrol la -das, y son est iradas cuando e l muscu lo se contrae y pone en tension e l tendon.Esto da lugar a lenvio de una sanal (const ituida por un potencial de accion) a lSNC, cuyafrecuencia es tan to mayor cuanto mayor es e l est iramiento.Existen receptores con diferentes umbrales de excitabilidad, con 10cua llos de umbra l masa lto actuaran como disposi ti vos de segur idad, esdecir , imp iden que las tensiones muscu-lares seacerquen a las cargas de rotura, y por tan to t ienden ad isminu ir la tension cuandoesta a lcanza los l imites del umbra l. Los de umbra l mas bajo t ienen encambio la funcion dedar a los sistemas de control motor informacion continuaoa acercade lestado de tensiondel rnusculo, en cuanto se rel ie re a la tension generada.EI circu ito de conexion, por 10 que r espe cta a l os o rg ano s de Gol gi , se i l us tr a en l a f ig u-r a ( b) , d e l a cua l se deduce como l os r ecep to re s tendi no so s i ns ta ur an un s is tema defeed-back negativo entre los rnusculos agonistas y antagonistas.

    fig. b

    Vias aferentesde l os 6 rg anos ~tendinosos de Golgi

    Motoneuronaextensora

    Tendondel musculoextensorTendon1If-l,--- del rnusculoflexor

    ~ Sinapsis excitadora--=0 = Sinapsis inhibidora

    Enetecto, los receptores tendinosos se hal lan conectados por una f ib ra a ferente y una in-terneurona:A) a la motoneurona del rnusculo del cua l forman par te por una sinapsis inh ib idora, deforma que un esl imulo excesivo haga d isminu ir la tension del p ropio rnuscuio:B) a la motoneurona del antagon ista, de forma que a lmismo tiempo d isminuya e l estadode tension de lamusculatura antagonista. Exlste, por 10 tanto, un intercambio reciproco deinformacion entre agonista y antagonista, para que la tension muscular se regule automati-camente sobre ladeseada por los centros super io res.

    E s e vi dente e l modo que estos mecan ismos se encuent re n somet id os a l co nt ro l d e l oscentres super io res, de forma que en cua lquier momenta pueden interveni r sobre d ichocontrol autorna tico : pero dejemos aparte este tema, pues nonos parece este libro el lugaradecuado para exponer dichas conexiones.En los recuadros B y C se examina, encambro, lapar te e ferente, es decir , sedescr ibe e lmecanismo de contraccion neuromuscular a partir de la motoneurona.La motoneurona esta conectada a l rnusculo por uniones neuromusculares 0 mioneura-les. La neurona, cuyo cuerpo celular se encuentra en la medula 0 ene l encelalo. una vezene l rnusculo, sesubdivide end iversas ramif icaciones, con e l f in de gobernar las d is lintasf ib ras muscu la res (el con junto de 18 motoneu ron a y l as f ib ra s somet id as a su con tr olconstituye la unidad motora).En lasproximidades de cada l ib ra muscu la r, la rama de lamotoneurona que la inerva sevaensanchando poco a poco, pierde su vaina mielinica, produce rninusculas ramificaciones yse situa en unos opo rtunos sur co s que encuent ra en l a f ib ra muscu la r. E sta zona sedenomina placa terminal motara.Estos extremos termina les de la motoneurona contienen unas vesiculas de aceti lcol ina,que ese l med iador quimico que se l ibera ene l espacio existen te entre membrana nerviosay muscular , y que se enlaza con los receptores situados en esta area intermembranosa.Dicha cornb inacio r provoca en lazona unaumento de lapermeabi lidad para los iones desodio y de potasio que despolarizan lamembrana nerviosa, esdecir, produce un potencialde accion de p laca termina l.Este potencial estan a lto que supera e1potencia l del umbra l deexcitacion de la membranade l a f ib ra muscu la r, d e tal modo que e l p oten ci al d e a cc io n se p ro paga desde l a t i br anerviosa a la muscular.EIpotencial muscular despolariza los tubules transversos del reticule sarcoplasrnatico. loscua lesson inducidos a l iberar los iones calcic que contienen, propaganda e l est imulo atoda la fibra muscular.EI calcio, a lcombinarse con las rnoleculas de Iroponina y de tropomiosina enlazada a laactina, y neutraliza laaccion inhibidora de aqueltas en lasreacciones entre ATPy miosina,con 10 cua l t iene lugar lacontraccion de lasarcornera ,Sabre lasreacciones que intervienen e inducen tal acortamiento, mostramos graticamentela teoria de Davies (en L'eppeteto locotnotore, Fabbri Editori, 1980) , que citamos textual-mente dado su conlenido altamente didactico.D} : l a m io si na p re senta sus "puen le s ( cons ti tu id os por cadenas pol ip ep ti ci ca s) e ncondiclon de reposo, esto es, en unestado ded istension acausa de larepu ls ion por par tede las cargas negat ivas ( -) p resentes en sus extremos."D2: e lAOPpresente en la super ficie de laactina y e lATPpresente en los extremes de lospuentes de l a m io si na , d otados de car ga negat iva, son l ig ados por l os i ones cal ci c,dotados de dos cargas positives (++). Oichos tones son puestos ad isposicion de laactinay de larniosina, lasdos proteinas musculares que intervienen en eltenorner-o, cuando Ilegae l impul so ner vi oso que e st imul a l a con tr acci on . En e te cto, t al impul so e s capaz demodif icar lamembrana que envue lve lamio fibr il la , de forma que la hace permeab le a losiones calcio.1 1 0 3 : e lpuente, que en condiciones de reposo puede compararse con un muelle relajado,seacorta acausa de laneutra lizacion de las cargas (en efecto, las dos cargas posit ives seneutral izan con las dos cargas negat ivas), y del r ru sr no modo se a ce rca l a a c ti na a l amiosina: la miofibrilla se contrae."D4: una enzrrna especia l, p resente en la rn iosina, laATP-asa, escinde e l ATP en ADP yfosfa to : e l ion calcio se separa, mientras la act ina y la miosina se separan entre e lias.,,05: e l A OP s e r ec ar ga c omo A TP y e l puente vue lve a su conforrnacion prtrn it iva dedistension. Los distintos procesos descritos tienen tuqar a 10 largo de los mismos filamen-tos en momentos sucesivos.De todo 10expuesto sededuce que e lca lc ic es e le lemento que condiciona laposibi lidadde contraccion del rnusculo. Lacontraccion puede tener lugar mientras ene l ambiente enque se I levan a cabo estos fenornenos hay una concentraoion suf ic iente de iones calcic.Cuando estes son almacenados de nuevo en lossacos laterales delretlculo sarcoplasmatr-co, dejan de ser d .spc ubles para provocar los Ienorncnos descri tos anteoormente yenton ce s se p ro du ce l a disocracion de l os enl aces ent re AOP y ATP , Y por tan to entreactina y miosina.EI len6meno inverso (de decontraccion) es inducido por la destruccion de la acetilcolinapor parte de la acetilcolinesterasa.Por u lt imo, se e limi na l a cau sa que ha desen cadenado e l tenorneno, por 10 cual lasmembranas vuelven a lapotanzacron de repose, los iones sonrealmacenados enlos sacosdel ret iculo sarcoplasrnat ico las sarcorneras vue lven a laposic ion de reposo, y e ls istemase halla de nuevo dispuesto para nuevas excitaciones.

    r) Exuada y r no o fc ad a d e: V an de r AY. S he rman JH, LUCano OS, F s ia o g a d eUorno . E n: Ime cc arsm fun zi on a d ec orpo T ra cu cl do p ar S .Ce rc u.qru -P e ns e ro S ci en f c o Ed! t ore, 1 98 0.

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    T ab la 1Mecanismode l a c ont ra c ci 6n mus cu la rC Vias elerentesMecanismo de la excitaci6n muscular

    Placamotora

    A Vias aterentesControl de la contracci6n

    Cisternaterminal

    Miofibrilla

    D Teoria de Davies sobre la contraccl6n muscular

    Cisterna terminalReticulo sarcoplasmalico

    Sarc6mera

    t1- -+:.., .;~:,

    Dlu;;> moditicedo de: Anstoms delGray, Igrsndl tem della medicina - Lsppsrsto t ocomotot e , Febbrl Ed. Fisiologls dslIuomo, Vender-Sherman-Luciano.11

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    feed-back, 0 sea de intercambio reciproco de informaciones aptas paral Iegar al gesto mas rentable a traves de sucesivas aproximaciones.Como ejemplo practice basta observar un neofi to que esta aprendiendoun gesto depor ti vo . Inmedia tamente nos damos cuenta de que la mus-culatura esta " ri gida" y e lgesto es poco " fl uido".Su SNC, carec iendo de exper ienc ia del gesto , no conoce la correctasucesi6n de acciones musculares que 10 determinan. No logrando reali-z ar l a con tracci on y l a rel aja ci on de l a muscu la tu ra en el momen toopo rtuno y con l a i ntensidad j us ta , con trae mas muscu la tu ra de lanecesaria. EISNC busca acercarse al gesto justo por intentos cada ve zmas cercanos a lasexigencias reales. Los primeros intentos ciertamenteestaran lejos de la forma ideal. . .Igualmente nos damos cuenta de que en una s ituaci6n de este genero,elgasto enerqetico es muy elevado, por 10 cual el tiempo de duracion esl im itado (son p recisamente lo s e fec to s del baj o rend im iento de unarnaquina con una mala puesta a punto).A med ida que e l in di viduo rep it e e l ges to, sste se va haci endo mas"fluido" y "continuo", 10 cua l i nd ica que e l SNC, por medio del c itadomecanismo de autorrequlacion, ha conseguido eliminar las contraccio-nes innecesarias y realizar las necesarias en los momentos precisos. Enterrninos tecnicos el SNC ha construido el esquema motor correcto delgesto.E I e squema motor del ges to puede ser compa rado, en una p rime raaprox imac lon, con la f icha maqneti ca de un ordenador , que debe serconstruida y corregida por un programador, que debe tener experienciaen laconstruccion de f ichas rnaqnet icas , del mismo modo que e l SNCdebe tener experiencia en la construccion de esquemas motores.Ambos ya han construido, usado y memorizado otros esquemas motoreso fichas rnaqneticas, por 10 cual pueden transferir parte de las experien-cias vividas, sumarlas, para uti lizarlas, ernpleandolas juntas, en la cons-truccion de esquemas nuevos 0 cada vez mas complejos.La f icha se const ruye por medio de un int ercambio ent re SNC y laperiferia neuromuscular. Mientras el SNCenvia las senates para empezary e jecutar e l mov imiento, l a per ifer ia env ia a l SNC las senates precisaspara controlar si el movimiento es correcto.Las senates peritericas son enviadas al SNC por receptores capaces deinformarle sobre e l estado de tension muscu lar y sabre la veloc idadde contraccion de la muscu la tura agonista 0 antagonista. Es decir,i nforman a l SNC sab re la pos ic ion de lo s d if eren tes segmentos . suveloc idad de movimiento y acerca de las tensiones muscu lares apl i-cadas.Estas informaciones son suministradas por los orqenos tendinosos deGolgi in se rtados en ser ie can e l r nuscul o en l a zona de paso ent rernusculos y tendones, y por l os husos neuromusculares, insertados enparalelo con el vientre muscular (tabla 1).Los primeros tienen un mayor umbral de excitabil idad y menor sensibi li -dad, por 10 cual poseen lafunci6n de garantizar laseguridad del aparatofrente a est lmulos de tensi6n demasiado e levados. Los segundos, desensibi lidad mas elevada y mayores terminaciones nerviosas, tienen lafunci6n de informar al SNC sobre las variaciones mas 0 menos rapidasde longi tud del rnusculo, es dec ir , sobre la veloc idad de contracci6nmuscular.La construcc i6n del esquema ocurre de la forma s iguien te : e l SNC, enbase a experiencias precedentes, esboza un primer esquema motor 10mas aprox imado pos ib le a las exiqenc ias motoras rea les; " imag ina" ,pues, elmovimiento aproximado. Lorealiza y 10 verifica, obteniendo de laperiferia neuromuscular las informaciones que le son necesarias (sensa-c iones motoras ) para pode r valo ra r s i e l ges to es cor re cto. En base atales informaciones modifica el esquema precedente, 10 realiza, 10 verifi-ca de nuevo, 10 corrige y asi , por aproximaciones sucesivas, se l Iega a laconstrucclcn del esquema correcto.Naturalmente, alSNC lIegan estimulos de todos los dernas orqanos (ojo,piel, referencias externas, etc.) dedicados a esta funcion y tarnbien estasinformaciones participan activamente en la elaboracion del esquemamotor.Una vez construida laficha correcta basta introducirla en el ordenador yeste realiza autornaticamente el programa, es decir, envia los estimulosadecuados a l rnusculo s in u lter io r i ntervenc i6n del programador (esdecir, de la voluntad superior).12

    Del mismo modo, e l SNC una vez constru ido e l esquema motor , l Ieva acabo e l ges to s in pasar por aquell a par te del SNC encargada de l as6rdenes voluntarias, si no solo para iniciarlo y controlarlo.Por 10 tan to , e l ges to volun tario se convier te , a traves de la continuarepet ic i6n, en autornati co ; l a tendenc ia del SNC, en cuanto respecta alos gestos rei te rados, es preci samente la de automat izar los a f in del iberar de trabajo los sistemas voluntarios superiores. Por ejemplo, cuan-do e l SNC da laorden volun taria de caminar , e l i nd iv iduo no p iensa enponer un pie delante del otro, sino introduce un esquema motor autorna-t ico que recoge e lgesto en su g loba li dad, pues e l gesto de caminar seha convertido en autornatico.Paraque esto ocurra es necesario que el gesto sea repetido muchisimasveces con e l f i n de que pueda ser , adernas de corregido , memor izadopor el SNC. En este caso el or denador t iene a su disposicion unamemoria en lacual estan archivados varios esquemas motores ya cons-truidos (como sedan una serie de fichas rnaqneticas ya elaboradas).EIacto voluntario tiene la sola final idad de escoger e iniciar el esquemamotor oportuno en el momento mas conveniente. Naturalmente, estosesquemas estan siempre bajo elcontrol de lavoluntad, que encualquiermomento puede intervenir para interrumpir 0 corregir elgesto y adaptar-10 a la situacion convenienteConformaei6n de los muscutosLos rnusculos asumen la conformaci6n adecuada sequn la funci6n quedeban cumpli r (fig. 47).

    Digastrico

    fig. 47

    Aplanado Triangular

    La forma del rnusculo esta condicionada por la fo rma de los huesos enlos que debe insertarse, por lafuerza que debe ejercer y por laampli tuddel movimiento a efectuar.Las formas mas frecuentes se representan en lafigura. Nonos detendre-mos en las posibil idades funcionales de cada forma muscular, pero nosenf rentaremos a l p robl ema de exami na r e l apa ra to l ocomotor en sug loba li dad tras haber examinado e l funcionamiento de sus d iferen tescomponentes.E / aparato eequetetico en con/unto

    r>.)

    EI apara to esque le ti co del cuerpo humano puede ser esquemati zadocomo una estructura de sosten, const ituida por dos b loques d is ti ntosque, para simpli ficar al maximo, consideraremos de forma cil indrica (esdec ir , l ape lv is y e l torax), Estos estan unidos por un elemento articuladoque les permi te movil idad rec ip roca (co lumna ver tebral ). Sobre estaestructura de sosten, por medio de las art iculac iones, se inser tan lasextremidades y, por medio de otro sector articulado (columna cervical),la cabeza (fig. 48),

    fig. 48

    I

    f ig . 49Nos encon tramos aho ra con e l p robl ema de mover este s is tema pormedio del t ipo de motor que conocemos, y hacer lo por media de unos

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    ,i

    cables insertados entre los varios sectores esqueleticos. Si por ejemplose quiere desplazar una de las exlremidades hacia arriba (abduccion)sera necesar io d isponer un "cable" que se inser te en la parte superiorde laex tremidad, sobrepase la art iculac ion del hombro y se inser te ena lgun pun to de 10 que hemos l Iamado e l c il indro super io r (el torax ycintura escapulohumeral). AI mismo tiempo, sera necesario disponer delantagonista de este movimiento, es decir, de un rnusculo que se inserteen laextremidad, tenga unas l ineas de traccion que lal Ieven hacia abajoy tenga su pun to f ij o en e l " cil in dro" , por deba jo de la a rt ic ula ci on delhombro.Esta forma de proceder tendra que repeti rse para cada movimiento quese quie ra e fe ctua r, e s dec ir , para cada mov im iento sera necesar io" rnontar sobre e l man iqui esquernat ico dos grupos muscu lares capa-ces de actuar como agonislas y anlagon is tas ( fi g. 49).

    fig. 52

    I fig. 50

    fig. 51

    IConl inuando con este esquema e i nser tando dos cab le s para cadamov im iento, nos damos cuenta de que a par ti r d el man iqui in ic ia l S8l Iega a constru ir una forma humana (fi g. 50), con 10 cua l se t ie ne unaultima dernostracion de como laforma se hal la directamente relacionadacan lafuncion.Consideremos algunos aspectos funcionales del esquema presentado,que acepta una forma cil indrica (por comodidad de esquernatizacion)para los sectores considerados.La musculatura por 10 general se inserta nbl icuamente respecto a trespianos espaciales. Este hecho tiene unos evidentes motivos funcionales.En efecto, un musculo (hipotetico) insertado como en la Figura51 tieneuna l inea de tracc ion (P) que permite descompone rse en sus t re scomponentes espaciales x, y, z. Esto signi fica que dicha musculaturaesta capacitada para actuar sobre estas tres direcciones y, par 10 tanto,sequn este estructurado elesquema motor del geslo, puede intervenir yefecluar tres movimientos.

    Por esta razon, al examinar los diversos movimientos relativos a cadaanlculacion, se puede encontrar almismo grupo muscular emperiado enmovimientos d iferen tes; naturalmente, esto mejora la economia delnurnero de grupo muscu lares a uti li zar para efectuar los d iferen tesgestos.Adernas, para que el rnusculo mueva una articulacion, generalmente esnecesario que la sobrepase; de cualquier forma, existen rnuscutos quesobrepasan dos articulaciones, por 10 cual pueden intervenir en el movi-miento de dos articulaciones. A este tipo de rnusculos se les conoce porbiarticulares.Oebemos adernas considerar que cada rnuscuto sefi ja con sus insercio-nes entre dos elementos oseos. Po r tan to , puede mover uno u o tro delos elementos oseos, y tal vez los dos. La eleccion del que se debemover se etectua a traves de la fijacion de uno de los puntas deinsercion. Esto se realiza por rnusculos que no intervienen directamenteen el movimiento y que son Ilamados "fi jadores".Por 10 cual (fig. 52), s i se f ij a A, cuando P se contrae se desplaza B;viceversa, si se fija B, cuando el muscu lo se contrae se desplaza el sec-tor conectado con A.

    f ig . 53

    '///. \,i\1\ \\, \. \\\-v-.. - -b

    Hasta aqui se haprocedido por esquematizaciones en ladescripcion delaparalo locomotor. Ahora nos planteamos el problema de acercar estosesquemas a la realidad anatornica, por 10 cual, del esquema en bloquesse pasa a la descripcion del aparato locomotor.Se ve c la ramente que uno de los dos c il indros esta const ituido por e ltorax sob re e l que se f ija n la s ext rem idades super iores . E stas sonmovidas POf med io de un s is tema de palancas const it ui do por l oshuesos de lacintura escapulohumeral . Los dos sistemas articulados queunen lacabeza y lape lv is y lacabeza a l to rax estan const ituidos par lasporciones cervical y lumbar de lacolumna vertebral, y el cil indro inferiorpar la pelvis en la que se articulan las extremidades inferiores.Un s is tema como este esta sostenido por lamusculatura, l acual puedeser esquemati zada como un con junto de cab les d ispuestos de formaoportuna, como i lustra la Figura53/a.De esta manera la estructura esque le ti ca se sosti ene del mismo modoque el palo mayor de unvelero (fig. 53/b). Este, enefecto, esta fi jado porcables (los obenques) que tienen su punta fijo en lacubi tal y se insertanen e l palo a var io s n ivele s, pa ra p ropo rc iona r estab ili dad a l sec torcercano a la insercion.La parte terminal del palo esta estabil izada par medio de una" cruceta",que puede ser comparada con la c in tu ra escapulohumeral del apara tolocomotor.Este sistema de cables se opone claramente a lafuerza de lagravedad,que tenderia a hacer caer e l apara to locomotor , y par 10 tan to t iene unafuncion ant ig ravi ta to ri a. D icha Iuncion se obt iene por un sut il j uego detensiones musculares destinadas a tener siempre el baricentro del cuer-po sob re l abase de apoyo.Resulta tarnbien c la ro que una tension mayor 0 menor de uno de lossectores museulares comporta un desequi librio de lanormal disposicionde lacolumna, 0 sea una curvatura. Enefecto, lacolumna tiene, fisioloqi-camente, una contorrnacion no recti linea, probablemente debida, ade-mas de a la forma carac te ris tic a de lo s cue rpos ver tebrale s a var io sniveles, a una distribucion oportuna del tono muscular. Estos dos facto-res contr ibuyen a dar a la columna un aspecto curvi li neo en el que seidentifican 4 curvas caracteristicas: laci fosis sacra, lalordosis lumbar, lacitosis dorsal y la lordosis cervical (las lordosis tienen convexidad ante-rior, las cifosis posterior) (fig. 54).

    fig. 54 C6ccix

    Lordosis cervical

    Cifosis dorsal

    Lordosis lumbar

    Cifosis sacra

    Estas son curvas tisioloqicas mientras se mantienen dentro de ciertosl imi tes; su funcion es de arnortiquacion, para laproteccion de lacolumnaen los choques (saltos y caldas desde alturas), y lade formar una flechaque hace de brazo de palanca a los rnusculos motores de la columna.Es preciso aclarar que cada uno de los cab les c itados anter io rmenteesta en realidad constituido por un grupo de rnusculos que tienen lineasde fuerza en la direccion del cable examinado.A continuac lon veremos uno a uno estos cab les y lamusculatura por lacua l estan const ituidos. Esto o frece una esp lend ida oportun idad de,ademas de individualizar la musculatura antigravitacional del tronco ydel equil ibrio de lacolumna, describir toda la musculatura del tronco.I- - - - - - ~ - - - - - - ~ - - - - ~ - - - - ~ - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - ~ ~ - - - - I

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    T ab la 2 Estabilidad del raquis cervicalL a e sta bi li da d d el ra qu is c erv ic al s sta p ri nc ip al me nte a se gu ra da p or a qu el la m us cu la tu ra q ue , l en ie nd o L in p u nto fi jo e n l os e le me nto s d e l ac in tu r a escapu lohumer a l y e n l as c os li ll as , s e i ns ert a e n l os e le me nto s d el p ro pi o r aq ui s c er vi ca l.V olv ie nd o al ejem plo del arbol d el vele ro ag ua nta do p ar los o be nq ues , es ta mu scula tura oc upa e l l ug ar de lo s ob en que s q ue sostie ne n e la rbo l y 1 0 es tab ilizan e n e l s egm ento q ue v a d e la cru cela (cinlu ra esca pu lo hu me ra l) a la co pa de l arbo l.E sta c la ro q ue e sto s ol o e s c i erto c ua nd o l os e le me nto s d e l a c in tu ra e sc ap ul oh um er al s e c on si de ra n p un to s fi jo s, e s d e ci r, s i o tro s s ec t o re sm us cu la re s i nt er vi en en p ar a I lj ar d ic il os e le me nt os ,L as l in ea s d e traccior d e e sto s r nu sc ul os v an d e a ba jo h ac ia a rri ba y d e f ue ra a d en tr o.

    ~OMENCLAUR A INSERCIONES INERVACION RAICES

    Estemacleidomasloicieo D e sd e l a a p o ns is m a st oi de s y l in e a c u r va s up e ri o r d e l o c ci pi ta l, a l R ama exterra d el a cces orio X Icran ealmanub r ia es te r nal ( por c ion es te r na l : haces es te r nomast o ideos y Ne r vio de l ex te r no c leidomas to l - CII,CIIIanterioresternooccipilales) y a l I I I i n ler no de lac lav i cu la ( por c lon c lavic u- deolar : haces cleidomastoideos y cleidooccipitales)E sca le no a nle rior D e l os te be rco los ve nlrales de las apO lisis I ra nsve rsa s d e 1 3 Ill- VI R am as de los e sca le no s O ll-C vll a nteriorve rt ebr a ce rv i ca l a l t ube r cu lo de L is lr anc ( I c os ti l la )E scaleno med ia De lsu r co de lasapo f is i s t r ansver sas de la I I ,V I I e r t eb r a ce rv i ca l a la IcostillaEscaleno poster ior De los lube r cu los pos teno res de las IV -V I ve r teb ra ce rv i c al a laca r ala te r al de la I I c ost i ll aOmohloideo Desde e lcue r po y l a sas t as mayor es de l1 1 ioides has la laesco tadu ra Ramas p r oven ien les de la a r as - 0-011 anteriorco raco idea de laescap .Ja y al ligamenlo t ransversa l om a si s e n lr e e l n e rv i o c er vi -cal descendenle (0 -011) y lasr a rnas de 0-01 q u e v a n j u nt oal hipog losoSerrato posterior super ior D e l a p ar te i nfe ri or d el li ga me nl o c erv ic al p os te ri or y la s a po fi si s I -I Vn er vi a i nte rc os ta l T IT lv a nt eri ore s pi n os a s d e l a VII cervical-II dorsal. a la II-Vcost illaTrapeco D e l I II m e di o d e l a l in e a c ur va s up e ri o r d e l o c ci pi ta l, l ig am e nt o R am a e xte rn a d el a cc es or io X I cr an ea lcervical poster ior y s up ra sp in os o (h as ta l a X Iv ert eb ra d ors al ), a l N er vi o d el t ra pe ci o O l- CI II a nte ri orle re io ex te r no de lac lav ic u la y mar gen super ior de laesp inade laescapuaAngula r de l c r nop lat o De los t ube r cuos pos te r io r es de lasapo l is i s cos to l ransve r sas de la Ne r vio de langu lar de lo r nopla to y CII-CVanter ior

    1 - 1 ' 1 v er te br a c er vi ca l, a l a ng ul o s up er oi nl er no d e l a e sc ap .I a n er vi o d o rs al d e l a e s ca pu aRombooes (mayo r y menor) D e sd e l a p a rt e i n l er na d el l ig ame n ta c er vi ca l p o st er io r y l a s a p6 fi si s N e rv io d e l r om b oi d es y nerve CIV-CVanter iore s pn o sa s I 'l l c e rv c al v d or sa l, a l b o rd e v e rt eb ra l d e l a e s ca p ua do rsa l de laescspua

    ~ ...._____:) t~~~_j \_/L_ 3,J~

    a b a b1 2 t, ; : : : : ' ; ' ; _ ,',

    4 5

    7

    8o

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    Tabla. 2Estabi l idadde l r aqu i scervical

    Serrato posterior superior

    3. Escaleno posterior

    2 . Romboides menor y mayor

    1. Escaleno anterior

    2 . Escaleno medio

    Ornohioideo

    Trapecio, parte superior!0_

    : 1.-'t,C C

    15

    Esternocleidomastoideo

    1. Angular del ornoplato

    I.~

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    T ab la 3 . Estabil idad del raquis dorsalLa mu s cu l al u ra ilustraca e n e st a t ab la t ie nd e a e st ab il iz ar la c in tu ra e sc ap ul oh um er al . e l seqrnento su pe ri or d e l a e sp ald a y la r eg io n tora-cica.E st a m us cu la tur a se inssrta e n l a c o lu mn a, la c in tu ra es ca pu lo hu me ra l y l as costillas.L as li ne as d e traccion de dich a m usculatura van de abajo h acia arriba y de dentro a fuera.

    NOM ENC L A T URA AAICES

    Trapsco

    Do rsa l a n ch o

    Serrato pos terio r in fe rio r

    Serra to pos terio r superio rIllacostal (0 sacrolumbar)

    INSERCIONES

    D e l t e r ci o m e di a d e l a l i ne a c ur va s up er io r d el o cc ip it al , l ig a me nt ac e rv i ca l p o ste ri o r y l i gamenta s u pra sp i no s o (h a sta l a X I v e rt e brato ra c ic a ), a l t e rc i o e x te rn o d e l a c l a v ic u la y b or de c ra ne al d e l ae sp in a d e l a e s c a p