Regulación del movimiento
Cuando el músculo desarrolla tensión concéntricamente ocurre movimiento en la articulación cruzada por él. Sin embargo, muchos músculos en el cuerpo humano cruzan dos o más articulaciones.
Estos músculos provocan movimientos en todas las articulaciones cruzadas, simultáneamente, lo que es una relación entre la potencia muscular concéntrica presente en el músculo. Esta capacidad de los músculos para cruzar y mover múltiples articulaciones es esencial para la coordinación y eficiencia del movimiento humano. Sin esta característica, las acciones simples como caminar o agarrar un objeto serían tareas extremadamente complejas y agotadoras.
Una disposición oblicua de fibras es aquella donde las fibras hacen ángulo diferente de cero con el eje longitudinal del músculo. Cada fibra de este tipo se insiere en uno o más tendones, algunos de los que se extienden por todo lo largo del músculo tibial posterior, reto femoral y deltoides tiene orientación oblicua de fibras.
Aunque numerosos subtipos de disposición de fibras paralelas y oblicuas hayan sido propuestos, la distinción de estas dos categorías es suficiente para la discusión de aspectos biomecánicos. Es importante destacar que la disposición de las fibras musculares no es una elección aleatoria de la naturaleza, sino que es el resultado de millones de años de evolución y adaptación a las demandas del entorno y del estilo de vida de cada especie.
Cuando la tensión es desarrollada en un músculo de fibras paralelas, cualquier acortamiento del músculo es, primeramente, el resultado del acortamiento de sus fibras. Cuando las fibras oblicuas de un músculo acortan, ellas giran alrededor de sus inserciones tendinosas, aumentando progresivamente este ángulo de inserción.
Cuanto mayor sea el ángulo de inserción menor será la cantidad de fuerza efectiva transmitida a los tendones para mover los huesos. Una vez que el ángulo de inserción exceda 60 grasos, la cantidad de fuerza efectiva transferida para el tendón es menor que la mitad de la fuerza producida por las propias fibras musculares.
Aunque la oblicuidad reduzca la fuerza efectiva generada en un dado nivel de tensión de fibra, esta disposición permite un mayor reclutamiento de fibras de lo que seria utilizado por un músculo longitudinal, ocupando el mismo espacio. Por el hecho de que los músculos de fibras oblicuas contengan más fibras por unidad de volumen muscular, ellos pueden generar más fuerza y los músculos de fibras paralelas del mismo tamaño.
Sin embargo, la disposición paralela de fibras permite mayor acortamiento de todo el músculo, lo que no es posible con la disposición oblicua. Músculos de fibras paralelas pueden mover segmentos corporales más ampliamente que músculos de fibras oblicuas de tamaño comparativamente igual. Este hecho tiene implicaciones significativas para el rendimiento deportivo y la rehabilitación de lesiones, ya que diferentes tipos de movimientos y cargas requieren diferentes tipos de contracciones musculares.
Factores mecánicos que afectan la fuerza muscular
La magnitud de la fuerza generada por el músculo es también relacionada a la velocidad de acortamiento del largo y al tiempo de activación del músculo. Por el hecho de que estos factores sean determinantes significativos de la fuerza muscular, se vienen estudiados exhaustivamente por los científicos. Además, la fatiga muscular también puede afectar la fuerza generada por el músculo. A medida que un músculo se fatiga, su capacidad para generar fuerza disminuye, lo que puede limitar el rendimiento y aumentar el riesgo de lesiones.
La clásica relación fuerza X velocidad para el desarrollo de tensión concéntrica en el tejido muscular fue documentada primeramente por Hill en 1938. La relación entre fuerza concéntrica ejercida por un músculo y la velocidad en la que el músculo es capaz de acortar es inversa, como mostrado en la porción de la curva arriba de la línea de la contracción isométrica.
Cuando un músculo desarrolla tensión concéntrica contra una carga elevada, la velocidad de acortamiento muscular debe ser relativamente baja. Cuando la resistencia es baja, la velocidad de acortamiento puede ser relativamente alta. Este fenómeno se debe a la cantidad de tiempo que las fibras musculares necesitan para generar tensión y acortarse, lo que está determinado por las propiedades bioquímicas y biomecánicas de las fibras musculares.
Los huesos largos están adaptados en tamaño y peso para funciones biomecánicas específicas. La tibia y el fémur son grandes y macizos para soportar el peso del cuerpo. Los huesos largos de la extremidad superior – el húmero, el radio y la uña – son menores y más livianos para facilitar el movimiento. Otros huesos largos incluyen la clavícula, la fíbula, los metatarsianos y las falanges. Cada uno de estos huesos tiene una forma y una estructura específicas que se adaptan a su función específica, lo que demuestra la increíble adaptabilidad y eficiencia del sistema musculoesquelético humano.