Area 1

Paso 1.1. El sistema esquelético

El esqueleto es el armazón de la anatomía humana que soporta el cuerpo y protege sus órganos internos. El esqueleto está formado por 206 huesos, la mitad de los cuales se encuentran en las manos y en los pies.
La mayoría de los huesos están conectados a otros huesos en articulaciones flexibles que permiten la gran movilidad y flexibilidad del cuerpo humano. Solamente hay un hueso, el hioides, que no está conectado directamente a otro hueso a través de una articulación.
Este hueso fija la lengua y está unido a la apófisis estiloides del cráneo a través de un ligamento.
Los esqueletos del hombre y de la mujer son básicamente iguales, con la única gran excepción de que los huesos femeninos suelen ser más ligeros y finos y que la pelvis es más ancha y profunda que la del hombre. Esta última diferencia facilita los partos.
Estructura ósea.
Existen dos métodos para clasificar los huesos del cuerpo.
Estos sistemas de clasificación se basan en:
• La localización anatómica.
• La forma.
Cartílago. Los huesos articulares presentan un recubrimiento cartilaginoso que facilita la articulación al protegerlos de golpes y proporcionar una capa blanda a la que se une la membrana sinovial. La osteoartritis es una enfermedad común en las personas mayores. Consiste en la inflamación del cartílago articular, lo que conlleva movimientos dolorosos en las articulaciones afectadas.
Hueso esponjoso. El tejido esponjoso de hueso (también denominado sustancia esponjosa o trabécula) es la capa interna y porosa del hueso que se encuentra debajo del caparazón del hueso compacto. Se llama así porque la estructura del tejido óseo parece esponjosa. La capa esponjosa es muy fuerte y resistente. El hueso esponjoso particularmente frecuente en los extremos de los huesos largos, ya que son zonas donde suelen producirse más daños. La osteoporosis es una enfermedad común en mujeres que han llegado a la menopausia (además de aquellas personas que no presentan suficiente calcio y fósforo en sus dietas) lo que daña la estructura íntegra del tejido esponjoso, que será más frágil y correrá más riego de fracturarse o de sufrir alguna fisura.
Hueso compacto. El tejido del hueso compacto protege el hueso y el núcleo interno del hueso esponjoso (sustancia esponjosa o trabécula). La protección del hueso compacto es especialmente gruesa en le medio de la caña de los huesos largos para así protegerlos de fracturas. El hueso está recubierto por una lámina denominada periostio.
Cavidad medular. La cavidad medular es una zona dentro del hueso que acoge la médula, que es la responsable de generar células sanguíneas. El endosito es la capa del hueso que recubre la cavidad interna (médula) de los huesos largos, los cuales alojan la médula del hueso. Es diferente al periostio, que es la membrana externa que la superficie del tejido del hueso compacto.
Epífisis. La epífisis es el extremo de un hueso en desarrollo. Se caracteriza por un segmento del hueso sin desarrollar en la línea epifisaria.
Diáfisis. La diáfisis de un hueso largo presenta una protección de hueso compacto rodeado de periostio. La diáfisis está separada de epífisis por la línea epifisaria.
Médula ósea. La médula de los recién nacidos y de los niños suele ser de color rojo. Con el tiempo su color pasa a ser amarillo en todos los huesos, con la excepción de los extremos superiores del húmero, del fémur y de muchos huesos planos del cráneo, vértebras, costillas, esternón y de la cadera. La médula ósea roja, también conocida tejido mieloide, produce todo tipo de células sanguíneas excepto linfocitos y monocitos (los cuales se forman principalmente en los ganglios linfáticos y en el bazo). Alguna forma de anemia se produce porque el tejido mieloide no puede producir suficientes glóbulos rojos (como ocurre cuando el cuerpo no recibe suficiente aporte de hierro), con el consiguiente síntoma de fatiga crónica.
Periostio. El periostio es una membrana vascular resistente que cubre la superficie de un hueso, excepto el cartílago articular. El periostio contiene vasos sanguíneos que nutren los huesos de nutrientes permitiendo su regeneración.
El periostio también facilita la regeneración de huesos al funcionar como una membrana aislante para el depósito de nuevas células óseas, asegurando que la regeneración de material óseo se añada al hueso ya existente.
Vasos sanguíneos. La capa del hueso compacto contiene un número de agujeros (aperturas) que permiten la entrada de vasos sanguíneos nutritivos en la cavidad medular y en el tejido que se encuentra su interior. La mayoría de los huesos presentan un vaso sanguíneo principal que se ramifica en una nueva red de arteriolas dentro del hueso, alimentándolo (aunque el fémur presenta dos vasos sanguíneos principales). El hueso tiene un agujero para la entrada de dicho vaso nutritivo y otros en los extremos que dejan pasar la sangre desde el interior del hueso.

Funciones del hueso
Los huesos tienen muchas funciones en la anatomía humana. Además de proporcionar estructura, protección y soporte a los órganos del cuerpo, alojan la médula, que produce células sanguíneas. Dentro de los huesos hay depósitos de calcio a los que accede el cuerpo mediante resorción.
El tejido óseo está compuesto de agua (alrededor de 1/4 del peso del hueso), materia orgánica (alrededor de 1/3 del peso de hueso, la mayor parte del cual es proteína oseína) y minerales inorgánicos (principalmente calcio, fósforo y magnesio, además de hierro, sodio, potasio, cloro y flúor en pequeñas cantidades).
La mayor parte de los huesos (con la excepción de los del cráneo) son inicialmente un cartílago y a medida que el recién nacido va creciendo se van osificando.

Desarrollo óseo
Cuando los huesos se forman, las sales de calcio se depositan primero dentro de la diáfisis y la calcificación se extiende hasta los extremos del hueso (epífisis).
A medida que se desarrolla, la membrana periostática produce una red de fibrillas (osteoblastos) delante de la línea de calcificación avanzante, proporcionando un armazón para la calcificación resultante.
Una vez que el cartílago calcificado esta desarrollado, la membrana periostática envía vasos sanguíneos al hueso junto con nutrientes y células reguladoras llamadas osteoclastos.
Los osteoclastos y osteoblastos trabajan juntos para reemplazar el cartílago calcificado por material óseo auténtico. Este proceso también se produce en los extremos de los huesos, aunque una capa de cartílago sin calcificar demarca la epífisis de la diáfisis.
Una vez que el hueso verdadero esta desarrollado el centro se ahueca permitiendo el desarrollo de la médula y de la capa de tejido esponjoso (trabéculas).
Llega un punto en que las hormonas segregadas en los testículos y en los ovarios detienen el crecimiento del hueso, por lo que la epífisis se fusiona con la diáfisis.
Los osteocitos son células óseas que han perdido su capacidad de producir material óseo. Son los residuos de los osteoblastos que forman tejido a medida que el hueso se desarrolla.

Distribución
El cráneo
El cráneo es uno de los principales grupos óseos de la anatomía humana.
Está formado por veintiséis huesos:
• Ocho huesos que forman el cráneo propiamente dicho, que alberga el cerebro y los osículos del oído.
• Catorce huesos faciales, que forman la cara, mandíbula, nariz, órbitas, y el cielo de la boca.
• Tres huesos más componen los osículos del oído interno.
• Un hueso más, el hioides, está situado en el cuello, unido al hueso temporal por ligamentos, fijando la lengua.
El cráneo también contiene un arco dental formado por dientes y muelas, que, aunque no son técnicamente huesos, comparten algunas de las características de composición del tejido óseo.
Los niños desarrollan veinte dientes caducos (no permanentes), que irán cayendo eventualmente y serán remplazados por los dientes permanentes (32 en el adulto medio).Los dientes se insertan en el hueso maxilar y la mandíbula, y realizan la masticación gracias al movimiento de bisagra de la mandíbula. Un adulto medio tiene treinta y dos piezas dentales, ordenadas en los maxilares superior e inferior.
Los huesos del cráneo incluyen:
• Parietal. Los dos huesos parietales forman la calota y los laterales superiores del cráneo
• Frontal. El hueso frontal forma la frente y la parte superior de las órbitas.
• Etmoides. Las secciones del hueso etmoides están situadas entre las órbitas, formando los laterales y la parte superior de la cavidad nasal, mientras que los tres osículos del oído medio (estribo, martillo y yunque) están situados dentro de los huesos temporales a cada lado del cráneo.
• Temporal. Los dos huesos temporales forman los laterales inferiores del cráneo y albergan los osículos del oído interno. El hueso hioides, con forma de U, se encuentra en el cuello y está unido por ligamentos a los huesos temporales. En la cara, los dos huesos temporales forman la mayor parte de las órbitas, nariz, mandíbula superior y cielo de la boca, mientras que los pómulos (huesos cigomáticos) forman las mejillas. Los huesos lagrimales están situados en los laterales internos de las órbitas y están unidos a los huesos etmoides y maxilar. Dentro de la cavidad nasal, el vomér está situado en el centro inferior y forma el delgado hueso plano del tabique nasal, mientras que dos cornetes inferiores forman los laterales de la cavidad y dos huesos palatales forman la parte inferior de la cavidad nasal al igual que el cielo de la boca.
• Esfenoides. El hueso esfenoides forma la base central del cráneo y lo atraviesa de lado a lado, formando sus alas mayores las láminas laterales del cráneo.
• Occipital. El hueso occipital forma la parte posterior y la base del cráneo.
• Mandíbula. La mandíbula es la única parte móvil del cráneo y contiene los dientes.
• Apófisis mastoides. La parte más posterior e inferior de cada hueso temporal se denomina apófisis mastoides, pero al estar separada del hueso temporal por una sutura, a menudo se considera un hueso independiente.
Los huesos del cráneo, con la excepción de la mandíbula, están unidos entre sí por finas suturas en las que el periostio de los huesos individuales se entrelazan y están fijados por fibroso tejido conectivo.
Las suturas en el recién nacido, están suturas no están desarrolladas aún, con los huesos unidos por cartílago que irá osificándose con el tiempo a medida que los huesos del cráneo se unan entre sí. Las suturas externas más evidentes del cráneo incluyen:
• La sutura coronal, uniendo los huesos frontal y parietal.
• La sutura sagital, que une los dos huesos parietales entre sí.
• La sutura lambdoidea, que une los huesos occipital y parietal.
• La sutura escamosa, que une los huesos temporal y esfenoides al hueso parietal a cada lado del cráneo.
• El pterión es el segmento menor de la sutura que une la parte escamosa y los huesos parietales.
Los huesos del cráneo también presentan un número de senos (cavidades) y de agujeros (o aperturas).
La cavidad nasal se encuentra rodeada por cuatro pares de senos (que se denominan, por tanto, senos paranasales). Dos se encuentran en el hueso maxilar y se denominan senos maxilares.
El hueso esfenoides forma dos senos paranasales denominados esfenoidales, y el hueso etmoides forma los dos senos paranasales denominados etmoidales. Además, los senos frontales están situados en el hueso frontal justo debajo del techo de cada órbita
El agujero magno es una gran apertura redondeada en la base del cráneo que admite la espina dorsal, mientras que en cada base del hueso temporal se encuentra el conducto auditivo externo, que realiza la función de canal auditivo.
Justo encima de cada órbita, en el hueso frontal, hay un pequeño agujero denominado agujero supraorbitario, y justo debajo de cada órbita, en el hueso maxilar, hay un agujero infraorbitario.
Dos aperturas más, una a cada lado del cráneo, pueden encontrarse en las apófisis frontales de los pómulos (huesos cigomáticos), y se denominan, por tanto, agujeros cigomaticofaciales.
A cada lado de la mandíbula, debajo de los caninos inferiores, están los agujeros mentonianos. Estos agujeros faciales sirven para admitir los vasos sanguíneos y nervios a través del hueso.

La columna vertebral
La columna vertebral o espina dorsal es una de las estructuras más importantes que soportan el esqueleto humano.
Está compuesta principalmente por vértebras separadas, pseudoseparadas y fusionadas que facilitan la articulación, el soporte y el movimiento del cráneo, la flexión del cuello y de la espalda, la unión de las costillas, el soporte y protección de la médula espinal.
La columna vertebral permanece unida gracias a una serie de ligamentos que la recorren y que están unidos a las apófisis transversas de cada vértebra. La médula espinal, que actúa también como principal conducto de nervios desde y hacia el encéfalo, sigue por un canal en el centro de la columna vertebral.

El brazo
El brazo y los huesos cercanos forman una de las obras de ingeniería más importantes que se conocen.
Las complejas articulaciones de la mano, del codo y del hombro permiten un amplio rango de movimientos, desde los más amplios hasta los más cortos. La estructura del brazo está formada principalmente por:
• El húmero (parte superior del brazo).
• El radio y el cúbito (juntos forman la parte inferior del brazo).
El húmero se articula con la escápula (omóplato) para formar el hombro, mientras que el radio y el cúbito se articulan con los huesos carpianos de la muñeca. Junto con la mano, el brazo permite realizar los numerosos movimientos de los boxeadores, bailarines y relojeros.

La pierna.
El esqueleto de la pierna está formado por:
El fémur (hueso del muslo).
• La tibia.
• El peroné.
• La rótula.
Estos huesos tienen tres zonas principales de articulación: La de la cadera, compuesta por la cabeza del fémur y el acetábulo de la pelvis. La de la rodilla, formada por la unión de la parte inferior del fémur, la rótula y la parte superior de la tibia y del peroné. La del tobillo, formada por la articulación entre tibia, peroné y el tarso.
Las piernas tienen que soportar la mayor parte del peso del cuerpo y están expuestos a una fuerte tensión vertical y lateral, especialmente en la articulación de la rodilla. Por lo tanto, los huesos de la pierna suelen romperse o fracturarse, y las articulaciones de la rodilla, de la cadera y del tobillo son particularmente sensibles a fracturas, fisuras, dislocaciones y roturas.

Paso 1.2. El sistema articular

Las articulaciones representan los sistemas de unión de los diferentes huesos del cuerpo. Los componentes de las articulaciones no son solamente huesos, sino también músculos, tendones, ligamentos, etc., que pueden considerarse como los medios de unión que mantienen sólidamente encajados unos huesos con otros.

Clasificación

Esquemáticamente podemos dividir las articulaciones en tres grupos:

• Sinartrosis. Son articulaciones fijas en las que no es posible ningún movimiento; no tienen ni cápsula, ni ligamentos. La unión entre hueso y hueso se realiza mediante los bordes dentados de los mismos, separados en todo caso por algo de tejido fibroso. Un ejemplo de sinartrosis son las suturas del cráneo adulto.
• Anfiartrodias o anfiartrosis. Son articulaciones con escasa movilidad. No tienen cápsula, estando mantenidas simplemente por ligamentos interóseos. Un ejemplo de anfiartrosis es la articulación entre vértebra y vértebra, donde, además, un disco intervertebral se interpone entre dos cuerpos vertebrales.
• Diartrodias o diartrosis. También son llamadas verdaderas articulaciones; son muy móviles y están constituidas por cápsula, ligamentos, tendones, líquido sinovial, cartílagos, etc.; es decir, todas las estructuras que pueden intervenir como medios de unión. Este tipo de articulación la encontramos fundamentalmente en las extremidades. Son ejemplos de diartrosis las articulaciones del hombro, codo, cadera, rodilla, etc. Dentro de las articulaciones diartrósicas, en función de la forma de las superficies articulares (son las 2 caras de los huesos que se encuentran frente a frente) se clasifican en distintos tipos, que son los siguientes:


Tipos Ejes Superficie
articular Movimiento Ejemplos
Artrodia 0 Planas Deslizamiento Huesos del carpo
Tróclea 1 Poleas Flexión-extensión Humerocubital
Trocoide 1 Cilindros Rotación interna-externa Radiocubital
Condílea 2 Elipsoidales Flexión-extensión/ abducción-aducción Metacarpofalángicas
Encaje
reciproco 2 Sillas de montar Flexión-extensión/ abducción.-aducción Trapeciometacarpiana
del pulgar
Enartrosis 3 Esferas Flexión-extensión/ abducción.-aducción/
Rotación interna-externa Escapulohumeral

Estructura articular
Las diartrosis están formadas por:
• Superficies o cuerpos articulares
• Anexos a la superficie articular.
• Medios de unión de las superficies articulares. Son: Cápsula articular o ligamento capsular y ligamentos extrínsecos.

Localizaciones articulares

Hombro.
El hombro es la articulación más flexible del cuerpo. Es además una articulación esferoidea y es la de movimiento más libre. Esta articulación se puede mover en múltiples direcciones, por lo tanto, es menos estable que otras articulaciones y es más susceptible a las lesiones.
La dislocación de esta articulación es común y ocurre cuando la parte superior del hueso del brazo se sale de su cavidad.
La cabeza del húmero encaja en la cavidad glenoidea, de manera similar a como una pelota de golf encaja en su soporte. Ciertas partes de la articulación del hombro, llamadas estabilizadores, mantienen la cabeza del humero unida a la cavidad glenoidea. Entre los estabilizadores se encuentra una capa de ligamentos y de otras fibras fuertes que forman la cápsula en la que se encierra la cabeza del húmero y la cavidad glenoidea.

Codo.
Formado por tres articulaciones:
• Húmero cubital. Troclear. Tiene dos movimientos (flexo-extensión)
• Húmero radial. Condílea. Tiene dos movimientos (flexo extensión)
• Radio-cubital superior. Trocoide. Tiene dos movimientos (rotación interna-externa)

Columna
La columna vertebral del humano está formada por 33 vértebras:
Las 7 cervicales, 12 dorsales y 5 lumbares están separadas por los 23 discos intervertebrales correspondientes.
Las 5 sacras están fusionadas, al igual que las 4 coccígeas, formando los huesos sacro y cóccix. Si se observan de frente, las vértebras estás perfectamente alineadas y forman un vertical. Sin embargo, de perfil, forman curvas. La superior- en la zona cervical- y la inferior- en la lumbar- son cóncavas hacia atrás y se llaman lordosis- cervical y lumbar respectivamente-. La curva media es cóncava hacia delante y se llama cifosis dorsal.
Esta disposición permite que la columna sea muy resistente a la carga aplicada en dirección de gravedad en el eje de la columna, puesto que sus curvaturas le dan flexibilidad. Si la carga es muy importante, las curvaturas pueden aumentar transitoriamente, amortiguando la presión que sufren las vértebras.

Cadera.
La articulación coxo-femoral es una enartrosis. Tiene seis movimientos en tres ejes del espacio: flexión-extensión, separación-aproximación y rotación interna- externa. Está constituida por una superficie esférica, de curvatura convexa, que se introduce en un elemento esférico, hueco y cóncavo, que se asemeja a una bola de rodamiento.



Muñeca.
La muñeca está formada por numerosos huesos y es el lugar donde se articulan la extremidad distal de los dos huesos que forman el antebrazo, el cúbito y el radio con el carpo.
El carpo está formado por 8 huesos pequeños que se disponen en dos filas:
• Una fila proximal (la más cercana al cuerpo) que se articula con el cúbito y el radio compuesta por: escafoides, semilunar, piramidal y pisiforme.
• Una fila distal que se articula con los metacarpianos (huesos que forman la mano). Sí los nombramos desde el que está más exterior (próximo al primer dedo), la segunda fila la forman el trapecio, el trapezoide, el grande y el ganchoso
Las estructuras que dan estabilidad a la articulación son los ligamentos interoseos, los ligamentos extraarticulares y las cápsulas articulares, ya que sólo tiene una inserción de un tendón, por lo que la estabilidad depende sólo de las estructuras cápsulo-ligamentosas.
Hay cuatro ligamentos extraarticulares: los colaterales externo e interno, al anular anterior y el anular posterior.
Los movimientos de la muñeca son los que realiza la mano sobre el antebrazo y son los de rotación, los de flexoextensión y los de desviación cubital (hacia adentro) y desviación radial (hacia fuera).

Rodilla
Es la articulación intermedia del miembro inferior. En ella no son posibles más que movimientos de flexión extensión. El movimiento de rotación interna y externa del a rodilla solamente es posible cuando la rodilla esta flexionada a 90 grados.
La articulación de la rodilla está formada por dos sistemas articulares:
• Uno entre el fémur y la tibia.
• Otro entre el fémur y la rotula.

Las superficies articulares están formadas por el extremo inferior del fémur (los dos cóndilos) y la extremidad superior de la tibia o platillo tibial. Entre fémur y tibia se sitúan los meniscos (amortiguadores de la rodilla, son estructuras fibroelásticas en forma de media luna).
La cápsula está reforzada por cada lado por los siguientes ligamentos:
• Externos
• Internos
• Cruzados, que se sitúan dentro del espacio articular.

Tobillo.
La articulación es del tipo de las trócleas.
El tobillo consta en realidad de 2 articulaciones:
• Cámara superior o 1ª articulación: tibio-peroneo-astragalina formada por los huesos tibia, peroné y astrágalo. La articulación tibio- peronea tiene fundamentalmente dos movimientos: flexión dorsal en que el pie gira en torno a un eje transversal, se levanta y se acerca a la cara anterior de la tibia llegando a un ángulo de 20 a 30º. Flexión plantar el pie gira hacia abajo en torno al mismo eje transversal, hasta formar un ángulo de 30 a 40º.
• Cámara inferior o 2ª articulación: astrágalo-calcánea formada por los huesos astrágalo y calcáneo.

Gracias a la cámara superior, se hacen los movimientos de flexo-extensión del pie. Para que estas articulaciones estén fijas necesitan de la participación de los ligamentos, de los cuales los más importantes son:
• Lateral interno del maleolo de la tibia, irradia a varios huesos del pie.
• Lateral externo se inserta en el maleolo del peroné y sus fibras irradian en tres haces.
• Peroneo calcáneo.
• Peroneo astragalino anterior
• Peroneo astragalino posterior (no suele romperse nunca).
Otros movimientos que ejecuta el pie, no son normalmente realizados por la articulación del tobillo:
• Rotación interna, aducción o inversión. La articulación del tobillo no posee normalmente este movimiento; el pie lo ejecuta girando en torno a un eje antero-posterior: el borde interno se eleva y el extremo desciende. El pie realiza este movimiento a nivel de la articulación subastragalina. Anormalmente la articulación del tobillo es arrastrada a este movimiento por desplazamiento exagerado (traumático) de la articulación subastragalina.
• Rotación externa, abducción o eversión. El pie gira al mismo eje antero-posterior, pero en sentido inverso: el borde interno del pie desciende y el extremo se eleva.
• Pronación. Resulta de un movimiento complejo: hay eversión, abducción y flexión dorsal del pie.
• Supinación. Igualmente es un movimiento complejo: el antepié gira hacia medial en aducción y flexión plantar. El astrágalo es arrastrado a un verdadero movimiento de tornillo, girando en torno a un eje vertical; así le ofrece a la estrecha mortaja tibio-peronea un diámetro mayor del que esta puede soportar y con ello provoca la diástasis de la articulación tibio-peronea y la ruptura de sus ligamentos.

Paso 1.3. El sistema muscular

El cuerpo humano contiene más de 650 músculos individuales fijados al esqueleto, que proporcionan el impulso necesario para realizar movimientos. Estos músculos constituyen alrededor del 40% del peso total del cuerpo. El punto de unión del músculo con los huesos o con otros músculos se denomina origen o inserción. El punto de origen es el punto de unión en el que se fija el músculo al hueso. El punto de inserción es el punto de unión con el hueso hacia el que se mueve el músculo.
Generalmente, los músculos están unidos por resistentes estructuras fibrosas denominadas tendones. Estas uniones conectan una o más articulaciones y el resultado de la contracción muscular es el movimiento de las articulaciones.
El cuerpo se mueve principalmente por grupos musculares, no por músculos individuales. Estos grupos de músculos impulsan todo tipo de acciones, desde enhebrar una aguja hasta levantar objetos pesados.

Estructura muscular.
Existen tres tipos de músculos:
• Liso (forma las vísceras huecas).
• Cardiaco (forma el corazón).
• Esquelético o estriado (forman los músculos que producen movimiento)
El músculo estriado tiene distinta morfología según el movimiento que tenga que realizar:
• Fusiforme sí tiene forma de huso (puede ser bíceps si tiene dos cabezas musculares, tríceps si tiene tres cabezas o cuadriceps si tiene cuatro cabezas).
• Serrato. Forma de abanico.
• Segmentado. Forma alargada y con segmentos.
• Penniforme. Forma de pluma.
Existen dos clases distintas de fibras musculares:
• Tipo 1. Rojas y lentas, se proveen del oxígeno atmosférico.
• Tipo 2. Blancas y rápidas, se nutren del oxígeno que hay en el propio músculo.
Los porcentajes de distribución de cada clase de células varían en cada persona, pero la proporción más frecuente es el 50% del tipo 1 y el 50% del tipo 2.
La fibra muscular tipo 2 se puede subdividir en 2a y 2b. Con entrenamientos adecuados las fibras del tipo 2a funcionalmente se podrían comportar como fibras lentas tipo 1.
Con el entrenamiento es posible aumentar el volumen (hipertrofia) de las fibras musculares, pero no su número. La fuerza de un músculo depende del número de fibras que contenga un corte transversal de su zona más ancha. La capacidad de contracción va a depender de la longitud del músculo que, unido al lugar de la inserción de sus tendones, dará lugar a una mayor o menor amplitud de movimientos.

Partes de un músculo estriado.

Perimisio. Fascia que recubre los haces o fascículos que constituyen el músculo.
Epimisio. Fascia que recubre el músculo estriado.
Fibra muscular. La fibra muscular que compone los haces o fascículos está, a su vez, formada por unas miofibrillas que se componen de unos miofilamentos llamados actina y miosina.
Endomisio. Fascia que recubre las fibras musculares que forman los haces.

Funciones y propiedades de los músculos

El músculo sólo puede hacer dos cosas: contraerse o relajarse. En ello influyen el tamaño, forma y número de fibras de un músculo, el tipo de articulación que mueve, su acción, la naturaleza del origen e inserción (tendinoso o carnoso), el ángulo y lugar de inserción, la ventaja mecánica de las palancas osteomusculares y otros factores.
Además, los músculos pueden actuar por separado o como miembros de un equipo en diversas modalidades y combinaciones de movimiento.

Funciones
En términos generales, la función muscular consiste en hacer posibles los movimientos del organismo mediante la contracción. Ahora bien, en términos técnicos, las funciones que desempeñan los músculos se pueden designar así:

• Función agonista. Músculo agonista, son aquellos músculos que siguen la misma dirección o van a ayudar a realizar el mismo movimiento. Músculos que al contraerse de forma dinámica provocan el desplazamiento de un segmento o parte corporal.
• Función antagonista. Se opone a la acción de los músculos agonistas, a veces están relajados y a veces se contraen para precisamente limitar el movimiento que realiza el músculo agonista.
• Función de motor primario y motor accesorio. Motor primario: Músculo agonista sobre el que recae la mayor parte del protagonismo en una acción muscular. Son los músculos motores más efectivos e importantes para realizar el movimiento articular observado. Motores accesorios (o auxiliares): Representa aquellos músculos motores que ayudan a ejecutar un movimiento, pero que son menos efectivos o importantes, o se contraen solamente bajo ciertas circunstancias.
• Función de fijador o estabilizador. Fijador o estabilizador son aquellos que por su contracción fijan un segmento del cuerpo para permitir un apoyo básico en los movimientos ejecutados por otros músculos.

Propiedades
Contractilidad. Es la capacidad de contraerse; propiedad vital elemental caracterizada por el hecho de que el elemento anatómico que de ella goza se acorta en un sentido y aumenta de grosor en otro.
Excitabilidad. Es la facultad de responder a un estimulo.
Elasticidad. Es la capacidad de recobrar la forma original después de perderla por una causa mecánica bien interna o externa.
Extensibilidad. Es la capacidad de movimiento por el cual dos segmentos de un miembro se apartan y disponen en línea recta


Distribuciones musculares.
Cara y cabeza.
Existen de cerca de treinta músculos asociados a la expresión facial (que controlan los ojos, la cara y la boca). Estos tienen su origen en los huesos del esqueleto facial y se unen a los tejidos blandos de la piel facial, como los parpados, nariz, mejillas y labios. En total, hay diecisiete músculos risorios. Todos los músculos de la cara están recorridos por ramos de dos nervios principales, los nervios faciales derecho e izquierdo, que nacen en le tronco encefálico. Estos ramos del nervio facial controlan los movimientos musculares de la cara.
Otros músculos son:
Maseteros y temporales. Elevan el maxilar inferior y lo comprimen contra el superior, son los masticadores.
Bucinador. Sirve para hinchar los carrillos, soplar, silbar.
Occipital.
En el cuello encontramos los siguientes:
Esternocleidomastoideos. Van del esternón y la clavícula al hueso temporal; inclinan la cabeza a los lados y la hacen girar.
Cutáneo del cuello. Forma la papada y se arruga en las personas de edad.
Esplenios. Doblan la cabeza hacia atrás.

Tronco.
Los músculos del torso se extienden en varias direcciones. Éstos trabajan en grupos de forma conjunta contrayéndose y relajándose para soportar e impulsar el torso. También ayudan a mantener posturas y contribuyen con los músculos espinales a doblar girar y a otros muchos movimientos, como respirar, toser, estornudar, reír o inspirar.
La espaldad está entrecruzada por anchas bandas musculares. Los músculos más anchos de la espalda son el trapecio, el elevador de la escápula, los romboides y el dorsal ancho.
Los músculos de la espalda inferior proporcionan apoyo en la postura erguida. Los músculos de la parte superior de la espalda mueven los hombros y los brazos y ayudan a respirar.
Los del grupo central estabilizan la espalda y permiten doblar el cuerpo hacia delante y atrás y girarlo de lado a lado.
Los más profundos forman una lámina que se solapa y une esta región central a la escápula (omoplato) y la pelvis (cadera). Otros músculos vinculan estos huesos con los brazos y las piernas. Muchos de los músculos que proporcionan potencia a la parte de la espalda del torso superior se encuentran cerca de la superficie de la piel. Una capa profunda de músculos, algunos entrelazados a las costillas y otros unidos a la columna, proporcionan flexibilidad y estabilidad a la espalda.


Extremidad superior.
El brazo tiene una amplia gama de movimientos, puede balancearse hacia delante y atrás al andar y correr y puede cruzarse sobre el pecho o levantarse sobre la cabeza.
El hombro forma una base para el brazo y en él tienen origen la mayoría de los músculos de la parte superior del brazo.
En la mitad superior, el bíceps y el tríceps están dispuestos de forma que proporcionen al antebrazo potencia para empujar y doblarse. Los dos músculos mueven la articulación del codo y permiten doblar y estirar el brazo y también rotar la mano y la muñeca. Los músculos del antebrazo transmiten fuerza a la muñeca, manos y dedos.
Un grupo de flexores y extensores controla los movimientos de la muñeca, actuando en conjunción con otros músculos de los dedos, radio y cúbito.
Estos grupos de músculos permiten al brazo y muñeca doblarse (flexión) y estirarse (extensión), así como moverse hacia fuera (abducción) y hacia el cuerpo (aducción).
Algunos de estos músculos participan en más de un tipo de movimiento.

Extremidad inferior.
Los músculos y articulaciones de las piernas proporcionan fuerza y estabilidad al cuerpo. Estos músculos sirven para soportar el peso del cuerpo y proporcionar la potencia necesaria para realizar actividades tan habituales como andar, correr y saltar. También absorben los impactos acumulativos de esas actividades.
Los huesos de las piernas están ceñidos por grupos de potentes músculos que permiten la flexión, extensión, abducción y aducción; algunos de estos músculos son relativamente largos e intervienen en más de un tipo de movimiento. Entre los diferentes músculos se encuentran: glúteos y psoas iliaco. En la cara anterior del muslo el cuadriceps crural y aductores y en la cara posterior el bíceps crural. En la cara anterior de la pierna el tibial anterior y en la cara posterior el soleo y gemelos.


Paso 1.4. El sistema cardiovascular

Para que el cuerpo se mantenga con vida, cada una de sus células debe recibir un aporte continuo de alimento y oxígeno. A la vez, debe recogerse el dióxido de carbono y otros materiales producidos por estas células para eliminarlos del cuerpo. Este proceso lo realiza continuamente el sistema cardiovascular.
El sistema cardiovascular principal está formado por el corazón y los vasos sanguíneos, que mantienen el flujo de sangre continuo por todo el cuerpo, transportando oxígeno y nutrientes y eliminando dióxido de carbono y productos de desecho de los tejidos periféricos.
Un subsistema del sistema circulatorio, el sistema linfático, recoge el fluido intersticial y lo devuelve a la sangre.

Corazón
El corazón es un órgano muscular con forma de pera hueca que está situado entre los pulmones en el centro del tórax.
El corazón bombea la sangre a todo el cuerpo, suministrando oxígeno y nutrientes a las células. Está unido al esternón por un tipo de tejido conectivo especial denominado ligamentos. La punta (el extremo obtuso del borde inferior del corazón) está situada sobre el diafragma, apuntando hacia la izquierda. La punta vibra con cada latido del corazón. Esto es lo que se siente al situar la mano en el corazón.
El corazón tiene cuatro cavidades: una pequeña cavidad superior (aurícula) y una gran cavidad inferior (ventrículo) a cada lado. El corazón de una persona adulta tiene el tamaño aproximado de un puño. En un adulto proporcionado, tiene una longitud de unos doce centímetros y medio y su parte más ancha es de unos nueve centímetros, y pesa algo menos de 350 g en el varón y 255 g en la mujer.

Funcionamiento del corazón.
El corazón bombea sangre oxigenada desde los pulmones a todas las partes del cuerpo a través de una red de arterias y ramificaciones más pequeñas denominadas arteriolas. La sangre vuelve al corazón mediante pequeñas venas, que desembocan en venas más grandes. Las arteriolas y las vénulas están unidas mediante vasos más pequeños aún, denominados metarteriolas. Los capilares, vasos sanguíneos del grosor de una célula, se ramifican desde las metarteriolas y luego se vuelven a unir a éstas. El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en la sangre tiene lugar en esta red de finos capilares.
Un adulto tiene, por término medio, unos 96,540 Km. de vasos sanguíneos en su cuerpo.
El corazón funciona de forma automática gracias a la existencia de un sistema específico formado por una serie de nodos y vías nerviosas:
• La excitación nace en el primer nodo (nodo sinusal o de Keith-Flack) situado en la pared de la aurícula derecha, el impulso se propaga hacia la aurícula izquierda haciendo posible la contracción de éstas.
• Casi simultáneamente el impulso se propaga hacia el nódulo aurículoventricular o nódulo de Aschoff-Tawara, el fascículo de His y la red de Purkinje, haciendo posible la contracción de los ventrículos.

Si bien el funcionamiento cardiaco es automático, este funcionamiento debe tener en cuenta las necesidades del organismo para adaptar su ritmo a las necesidades, y así a través del sistema nervioso vegetativo se modifica de tal manera que:
• El nervio neumogástrico o nervio vago (parasimpático) tiene una acción frenadora, es decir, enlentece el corazón.
• El simpático tiene una acción aceleradora.

Vasos
Los vasos sanguíneos son tubos que transportan la sangre hacia y desde todas las partes del cuerpo.
El sistema circulatorio humano está constituido por tres tipos de vasos sanguíneos:
1. Arterias. Una arteria es un gran vaso sanguíneo con tejido muscular en su pared que transporta la sangre que proviene del corazón a los órganos y tejidos del cuerpo. Las arteriolas son pequeños ramos de la arteria que tienen unos 0,2 mm de diámetro. Las arterias forman una red para transportar la sangre rica en oxígeno desde el corazón al resto del cuerpo. Las arteriolas derivan de las arterias y enlazan con las metarteriolas, que distribuyen la sangre a los capilares. El intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre la sangre y las células del organismo tiene lugar a través de las finas paredes de los capilares.
2. Venas. Las venas y las vénulas son vasos que transportan la sangre de los órganos y los tejidos hacia el corazón. Las venas tienen pequeñas válvulas que se abren para permitir que pase la sangre y se cierran para evitar que fluya en sentido contrario. La sangre vuelve al corazón a través de pequeñas vénulas, que desembocan en venas de mayor tamaño. Las paredes de las venas son más delgadas que las de las arterias y con frecuencia tienen válvulas dispuestas a intervalos, especialmente en las piernas, para contrarrestar el efecto de la gravedad y ayudar a transportar la sangre de vuelta al corazón y de éste a los pulmones, donde el dióxido de carbono se espira y la sangre se enriquece de nuevo con oxígeno.
3. Capilares. Los capilares tienen tamaño microscópico. Unen las arteriolas y las vénulas a través de una red de metarteriolas. Alrededor de diez mil millones de capilares se entrelazan por todos los tejidos del cuerpo, suministrando sangre a todas las células. Son los vasos sanguíneos más pequeños, de tamaño microscópico, y contienen menos del 5% del volumen total de la sangre que circula. Los capilares se ramifican desde las metarteriolas que conectan las arteriolas con las vénulas. Los capilares tienen paredes finas, del grosor de una célula, y en ellos tiene lugar el intercambio metabólico y de oxígeno. Cuando la sangre fluye a través de los capilares en los pulmones, cambia de sangre venosa a sangre arterial, descargando dióxido de carbono y recogiendo oxígeno. Su color cambia en el proceso de carmesí oscuro a escarlata brillante. Cuando la sangre fluye a través de tejidos capilares, cambia de sangre arterial (sangre oxigenada) a venosa (sangre poco oxigenada). El oxígeno deja la sangre para introducirse en las células, y el dióxido de carbono sale de las células y se introduce en la sangre.

La distribución del volumen sanguíneo viene a ser la siguiente: las venas contienen el 75% del volumen de sangre del cuerpo. Cerca de un 20% del volumen sanguíneo está en las arterias, y sólo el 5% del volumen está en los capilares.

Circulación
Salida de la sangre del corazón por los ventrículos y llegada de la sangre al corazón por las aurículas.
Hay dos circuitos independientes:
• Circulación mayor, circulación sistémica o circuito mayor. Salida de sangre del ventrículo izquierdo por la arteria aorta para ser distribuida por todo el organismo. La sangre va oxigenada y cargada de nutrientes para los tejidos. A nivel capilar la sangre cede a las células el O2 y los nutrientes y recoge de ellas el CO2 y los demás productos de desecho del metabolismo celular. Retorno de la sangre por las venas cavas superior e inferior a la aurícula derecha.
• Circulación menor, circulación pulmonar o circuito menor. La sangre pasa de la aurícula derecha al ventrículo derecho y abandona el corazón a través de la arteria pulmonar. El objetivo es poner en contacto la sangre con el medio exterior a través del aparato respiratorio para proceder a la oxigenación de la sangre: la sangre se desprende del CO2 y se carga de O2 a nivel de la unidad alvéolo-capilar. La sangre regresa a la aurícula izquierda del corazón a través de las cuatro venas pulmonares.

La sangre
La sangre es uno de los tres principales fluidos del cuerpo (los otros dos son el líquido extracelular y el líquido intracelular) que suministra oxígeno y transporta nutrientes, productos de desecho y mensajeros hormonales a cada una de las sesenta mil millones de células del cuerpo. Además, defiende el cuerpo contra los agentes extraños.
Hay cerca de 30 billones de células de la sangre en un adulto. Cada milímetro cúbico de sangre contiene entre 4,5 y 5,5 millones de células rojas de la sangre y un promedio total de 7.500 células blancas.
La sangre tiene cuatro componentes principales:
1. Células rojas. Las células rojas de la sangre, llamadas eritrocitos, llevan el 99% de las necesidades de oxígeno del cuerpo. Aunque el plasma circula por todas las partes del cuerpo, sólo puede llevar aproximadamente el 1% del oxígeno que necesita el organismo. Las células rojas de la sangre son las células más abundantes, constituyendo aproximadamente el 45% de la sangre. Su función principal es llevar el oxígeno a los tejidos y quitar el dióxido de carbono que se libera. Se componen principalmente de agua y hemoglobina (la hemoglobina da el color rojo a estas células y se encuentra tan concentrada en cada una que casi llega a formar cristales; es una proteína muy importante en el transporte del oxígeno y el dióxido de carbono) , una proteína que contiene hierro.
Las células rojas de la sangre se fabrican en el tejido mieloide, más conocido como la médula ósea roja. Éste se halla principalmente en el esternón, costillas y huesos del cráneo, aunque otros huesos también pueden contener cantidades pequeñas de este tejido. Cada célula es muy pequeña, aproximadamente 0,008 cm. de diámetro y tiene forma de cojín redondo con una hondonada en cada lado. La velocidad de formación de las células rojas se regula por un mensajero u hormona llamada eritropoyetina que se produce en los riñones .Esta hormona determina el inicio del crecimiento celular; primero, la célula se divide en dos y luego cada una de ellas se vuelve a dividir hasta que se formen dieciséis células. Dentro de cada una de las células se produce la hemoglobina. Esta producción continúa hasta que la concentración de la proteína llega a ser del 95% del peso seco de la célula. Cuando se acerca a esta saturación, la célula expele su núcleo, asumiendo una forma bicóncava que le permite aumentar su capacidad transportadora de oxígeno. En estos momentos la célula se denomina corpúsculo. La formación de un corpúsculo completo dura seis días y la célula sólo vivirá durante 120 días.
Aproximadamente 2.500.000 de células rojas de la sangre se destruyen cada segundo, descomponiéndose en sus distintos componentes, algunos de los cuales se podrán usar de nuevo para fabricar nuevas células. La producción normal de eritrocitos depende de un suministro adecuado de hierro y de dos vitaminas importantes: B12 y ácido fólico. Hay muchas enfermedades debido a deficiencias en los eritrocitos y se conocen con el nombre de anemias. Las anemias hemolíticas se producen por una destrucción excesiva de las células rojas de la sangre, causada a menudo por envenenamiento, enfermedades tales como la malaria o el paludismo, o de forma hereditaria. La anemia perniciosa, en la cual se fabrican numerosas células anormalmente grandes, se debe a la falta de absorción de la vitamina B12 por el organismo, siendo hoy en día fácilmente controlada con inyecciones regulares de esta vitamina.

2. Células blancas. Los glóbulos blancos, denominados leucocitos, están en la sangre en un porcentaje de 1 a 600 respecto a los glóbulos rojos. Estas células tienen forma esférica y son ligeramente mayores que los glóbulos rojos.
Existen cinco tipos de leucocitos: tres de ellos tienen apariencia granular (los neutrófilos, los eosinófilos y los basófilos.) y los otros dos (linfocitos y monocitos) tienen cuerpo liso y no granular. Los linfocitos son los glóbulos blancos de menor tamaño y son parte del mecanismo inmunitario. Forman anticuerpos contra las enfermedades.
Cuando los microbios invaden el cuerpo, los linfocitos comienzan a multiplicarse y los linfocitos B se transforman en células plasmáticas. Cada microbio estimula solo un tipo de linfocito para multiplicarse y formar un tipo de célula plasmática específico para destruir el microbio particular que ha invadido el cuerpo.
La principal función de los leucocitos es proporcionar defensas contra materiales "extraños" (agentes infecciosos, cuerpos extraños, proteínas anormales). En presencia de un material extraño, los basófilos y algunos linfocitos liberan sustancias químicas que provocan inflamación, atrapando al invasor. Los otros leucocitos rodean el material extraño con sus propios cuerpos y lo digieren. Este proceso de digestión se denomina fagocitosis. Las células que digieren microbios se denominan fagocitos. Los fagocitos más numerosos son los neutrófilos. Además de los neutrófilos, eosinófilos y monocitos, el cuerpo contiene otros fagocitos que no son glóbulos blancos. Se clasifican como células reticuloendoteliales, un tipo de células del tejido conectivo.
La médula ósea roja produce continuamente glóbulos blancos, excepto linfocitos y monocitos (son producidos por tejido linfático, situado en los ganglios linfáticos y el bazo), y mantiene una reserva preparada en caso de necesidad.
Cuando un parásito o virus invade y comienza a colonizar, las reservas de glóbulos blancos se liberan y comienza la producción de grandes cantidades de los glóbulos blancos apropiados. Es el aumento de producción de sustancias que liberan los glóbulos blancos lo que produce la fiebre. Como los glóbulos blancos son muy específicos para varias enfermedades, su control puede facilitar la diagnosis de la enfermedad.

3 Plaquetas. Las plaquetas son diminutas células especializadas que se activan siempre que exista coagulación sanguínea o sea necesaria la reparación de vasos. Aunque se denominan frecuentemente células, en realidad son fragmentos de otras células. Se forman en la médula ósea y son mucho menores que los glóbulos rojos. Una gota de sangre contiene unos 15 millones de plaquetas.
Al romperse un vaso sanguíneo, las plaquetas se dirigen rápidamente al vaso y se hinchan con formas irregulares, endureciéndose y espesándose alrededor de la rotura, creando un tapón. Si el corte es demasiado grande para las plaquetas, envían señales para iniciar la coagulación liberando una hormona denominada serotonina, que estimula la contracción de los vasos sanguíneos, de forma que se reduzca el flujo sanguíneo. La coagulación es fundamentalmente un cambio de una proteína soluble en plasma, el fibrinógeno, a una proteína insoluble y filiforme, la fibrina. Más de una docena de factores están implicados en esta conversión: las fibras de fibrina rodean las células sanguíneas y se contraen, formando un fluido claro de color amarillento denominado suero sanguíneo y creando un coágulo sólido. La coagulación restaña la herida y crea una plataforma sobre la que generar el tejido nuevo.
La enfermedad de coagulación más conocida es la hemofilia. Es una enfermedad hereditaria que sólo sufren los hombres, aunque las mujeres pueden ser portadoras y pasarla a los hijos. En realidad es una enfermedad bastante rara, que afecta a un sólo hombre de cada 10.000. Está provocada por la ausencia de uno de los factores coagulantes, una proteína del plasma conocida como globulina antihemofílica. La herida más insignificante en una persona con esta enfermedad puede provocar una hemorragia continua. Hoy en día, las transfusiones de sangre y las inyecciones del factor ausente, que puede extraerse del plasma, proporcionan a los hemofílicos una vida aparentemente normal.


4 Líquido plasmático. El plasma, compuesto por cerca de un 92% de agua, es el disolvente sanguíneo. Es la parte líquida de la sangre, que contiene proteínas, minerales y sales. Sus componentes principales son tres proteínas: albúmina, globulina y fibrinógeno, todas ellas sintetizadas por el hígado. Estas tres proteínas circulan por el plasma y actúan como transportadoras de pequeñas moléculas. Sales minerales, azúcares, grasas y proteínas, todos ellos importantes nutrientes, son transportados por el plasma. Todas las sustancias químicas necesarias para la vida de las células se transportan en la sangre. Al mismo tiempo, los bicarbonatos del plasma actúan como un filtro que retira los restos tóxicos hacia los riñones.
La albúmina, el componente más abundante del plasma, es similar a la clara de huevo y proporciona a la sangre su textura viscosa.
Las globulinas son de tres tipos: alfa, beta y gamma, y transportan ciertas proteínas. Su número es equivalente a la mitad de las proteínas de albúmina del plasma. Las gammaglobulinas son los anticuerpos de la sangre, proporcionando inmunidad frente a las enfermedades.
Sólo el 3% del plasma está compuesto de fibrinógeno. Es un eslabón importante en la cadena de reacciones que lleva a la coagulación de la sangre. Forma un tejido de finas fibras proteicas que une las células sanguíneas entre sí, creando un puente sobre el que el tejido dañado puede regenerarse mientras la sangre continúa fluyendo por debajo.
Ya que las células rojas y blancas de la sangre se destruyen continuamente, el cuerpo debe producir constantemente nuevas células. La tasa aproximada de destrucción de glóbulos rojos es de 2,5 millones por segundo, produciéndose en el mismo tiempo idéntica cantidad.

Paso 1.5. Sistema respiratorio

El sistema respiratorio es el responsable de aportar oxigeno a la sangre y expulsar los gases de desecho, de los que el dióxido de carbono es el principal constituyente del cuerpo.
Las estructuras superiores del sistema respiratorio están combinadas con los órganos sensoriales del olfato y el gusto (en la cavidad nasal y en la boca) y el sistema digestivo (desde la cavidad oral hasta la faringe).
En la faringe, los órganos respiratorios especializados se bifurcan, se cruzan las vías respiratorias y digestivas.
La laringe está situada en la parte superior de la tráquea, es el órgano de la voz. La tráquea desciende hacia los bronquios, que se ramifican en la bifurcación traqueal para pasar a los pulmones izquierdo y derecho.
Los pulmones contienen los pasillos más estrechos, o bronquiolos, que transportan aire a las unidades funcionales de los pulmones, los alvéolos. Allí, en los miles de diminutas cámaras alveolares, se transfiere el oxígeno a través de la membrana de la pared alveolar a las células sanguíneas de los capilares.
A su vez, la unión de cierto numero de vesículas pulmonares forman un segmento pulmonar y la unión de varios segmentos constituyen el lóbulo pulmonar habiendo 5 lóbulos en todo el pulmón (tres en el derecho y dos en el izquierdo).
Del mismo modo, los gases de desecho se desprenden de las células sanguíneas hacia el aire en los alvéolos, para ser expelidos en la exhalación.
El diafragma, un músculo grande y delgado situado debajo de los pulmones, y los músculos intercostales y abdominales son los responsables de ayudar al diafragma, contrayendo y expandiendo la cavidad torácica por efecto de la respiración.
Las costillas funcionan como soporte estructural de todo el conjunto torácico y las membranas pleurales ayudan a proporcionar lubricación a los órganos respiratorios de forma que no se irriten durante la respiración.

Funciones

El funcionamiento del aparato respiratorio se realiza mediante los procesos mecánicos de la ventilación, consistentes en la entrada y salida de aire entre la atmósfera y los alvéolos capilares, por medio de la inspiración y la espiración. También intervienen otros procesos como es el intercambio de gases.
Los pulmones pueden dilatarse y contraerse por la acción de diversos músculos. Sabemos que el pulmón en sí está desprovisto de musculatura y lo que hace es seguir de manera pasiva las variaciones de la cavidad torácica
Inspiración
La inspiración es producida, principalmente, por la contracción del diafragma, que al contraerse se desplaza hacia abajo, aumentando la dimensión de la capacidad torácica; los pulmones siguen esta expansión. También intervienen otros músculos: intercostales externos, esternocleidomastoideo, etc.
Espiración
La espiración es un proceso puramente pasivo: cuando el diafragma se relaja, las estructuras elásticas del pulmón, la caja torácica y los músculos abdominales empujan el diafragma hacia arriba.
La respiración se verifica de modo automático. Normalmente, un adulto moviliza 6-7 l de aire cada minuto y su frecuencia respiratoria es de 12-18 respiraciones por minuto.
La ventilación por minuto varía como promedio entre 6 y 10 litros en reposo, mientras que durante el ejercicio máximo los aumentos de la frecuencia (la frecuencia respiratoria durante el ejercicio se duplica) y profundidad respiratoria pueden producir ventilaciones de hasta 200 litros por minuto.

Hay dos controles que regulan la respiración:
• El voluntario. Mediante el control voluntario se puede aumentar o disminuir la ventilación según los deseos del individuo
• El automático. El control automático regula la ventilación según las necesidades del organismo, mediante una serie de receptores (cambio de presión del oxígeno, del anhídrido carbónico, pH, receptores mecánicos y neuromusculares) y de mecanismos humorales (composición de la sangre y de los humores hísticos).

Intercambio y transporte de gases
La función primordial del pulmón consiste en asegurar que el intercambio gaseoso sea el correcto, es decir, garantizar un nivel adecuado de oxígeno (imprescindible para la vida celular) y permitir simultáneamente la correcta eliminación de anhídrido carbónico (C02). Estos dos elementos (O2 y CO2), junto con el nitrógeno, son los tres gases que el pulmón moviliza constantemente.
Después de que los alvéolos se han ventilado con aire fresco, el siguiente paso en el proceso respiratorio es la difusión del oxígeno desde los alvéolos a la sangre pulmonar y el paso del CO2 en dirección opuesta, lo cual se logra por el flujo de sangre a través de capilares sumamente pequeños.
En los pulmones y los tejidos, las moléculas de gas difunden por sus gradientes de concentración desde un área de concentración mayor (presión más alta) a una de concentración menor (presión más baja).
Son las diferencias de presión entre los gases en el plasma y los tejidos las que establecen los gradientes para la difusión. En condiciones normales, el proceso de difusión es muy rápido y simple, produciéndose como un movimiento de moléculas gaseosas a través de la membrana alvéolo-capilar. Este proceso está en dependencia de una serie de condicionantes: espesor de la membrana, superficie, coeficiente de difusión, gradiente de presión, etc.
En reposo, la sangre permanece en los capilares pulmonares y de los tejidos alrededor de 0,75 segundos; durante el ejercicio máximo el tiempo de tránsito se reduce alrededor de 0,4 segundos, tiempo todavía suficiente para asegurar una aireación completa de la sangre.
La composición de gas alveolar permanece bastante constante incluso durante el ejercicio vigoroso, situación en la que pueden aumentar tanto el consumo de oxígeno como la producción de anhídrido carbónico en unas 25 veces.
En reposo y durante el ejercicio, ocurren ajustes en la ventilación alveolar; por lo tanto, la concentración del gas alveolar permanece bastante constante. Las presiones de oxígeno y CO2 se mantienen alrededor de 100 mm Hg y 40 mm Hg, respectivamente. Dado que la sangre venosa contiene oxígeno a una presión menor y CO2 a una presión mayor que los gases alveolares, el oxígeno se difunde a la sangre y el CO2 se difunde a los pulmones.
Una vez que se ha completado el proceso de difusión, el oxígeno, aproximadamente el 97 %, es transportado de los pulmones a los tejidos en combinación química con la hemoglobina de los hematíes. La cantidad de O2 unida a la hemoglobina dependerá de ciertos factores:
• Cantidad de hemoglobina existente.
• Capacidad máxima de transporte O2.
• Grado de saturación de la hemoglobina, es decir, de la relación existente entre la cantidad de O2 realmente unida a la hemoglobina y la cantidad que potencialmente pudiera haberse combinado con ella.


El dióxido de carbono también es transportado en forma doble:
• Disuelto (5%).
• Combinado (en forma de bicarbonato).


Paso 1.6. El movimiento humano.
Biomecánica básica
Clarificaremos en principio los diferentes términos que históricamente se han venido ocupando del estudio del movimiento y del ejercicio físico, con el fin de ubicar el desarrollo de este tema:
Kinesiología. Es la ciencia de los movimientos del cuerpo que se basa en la combinación de la anatomía y la fisiología.
Gimnástica. Se utilizó ya en la época helénica para designar la ciencia de los efectos de todos los ejercicios. Posteriormente, se ha venido utilizando el término para definir todo lo que hacía referencia al ejercicio.
Gimnasia. También desde la época griega se utilizó para hacer referencia a la técnica y aplicación de los ejercicios. No obstante, tanto gimnasia como gimnástica se han venido empleando para designar el estudio del ejercicio físico tanto desde el punto de vista teórico como práctico.
A estos términos se añadió en los tiempos modernos y por influencia de las ciencias biológicas, el de sistemática del ejercicio físico, que hace referencia al "análisis, ordenación y clasificación del ejercicio físico en base a criterios generales y objetivos".
Es necesario diferenciar, aunque sea a nivel convencional, entre movimiento (es aquella ejecución motriz sin un significado inmediato desde el punto de vista gimnástico) y ejercicio físico (sería la combinación de movimiento + aplicación. Nuestra vida está llena de ejecuciones motrices, pero sólo cuando éstas se realizan con el fin de ejercitarse, podemos hablar de ejercicio físico).
La biomecánica o cinesiología mecánica es la ciencia que estudia las fuerzas internas y externas que afectan al movimiento humano o de los implementos deportivos, desde el punto de vista de las ciencias físicas.

Estructura básica

Elementos biológicos
La estructura biológica comprende básicamente tres elementos esenciales: los huesos, las articulaciones y los músculos.
Los huesos, al articularse unos con otros, forman un conjunto de palancas que van a poder ser movilizadas por los músculos en diferentes direcciones según las posibilidades de movimiento de las articulaciones con respecto a los diversos ejes y planos.

Elementos espaciales.
Desde el punto de vista espacial, podemos distinguir tres elementos:
El cuerpo como un sistema de palancas.
En la actualidad, los científicos dedicados a los problemas de la ingeniería humana hablan más bien de uniones y de bisagras que de huesos y articulaciones. Las uniones se definen como líneas rectas que se extienden a través de segmentos corporales entre puntos de bisagras adyacentes. Se trata más bien de entidades funcionales que morfológicas y no pueden ser medidas adecuadamente desde los puntos de referencia superficiales, pero para los propósitos del análisis mecánico este concepto justifica nuestra representación del cuerpo humano por medio de un esquema rígido.
Las articulaciones son las bisagras y la contracción de los músculos conduce al movimiento de las uniones alrededor de sus centros de rotación. El movimiento puede tener lugar solamente en la dirección o direcciones y en la extensión permitida por la configuración de las articulaciones y sus cartílagos. Todos los movimientos articulares son de rotación y pueden ser medidos en grados o radianes.
Los elementos de una palanca son: (falta el dibujo).
El punto de apoyo (F) es el punto inmóvil entorno del cual gira la palanca y en el hombre lo constituye la articulación. La potencia (P) es la fuerza que impulsa a la palanca a desplazarse y representa a los músculos y la resistencia (W) es la fuerza que se debe vencer (que puede ser o bien el peso de la parte del cuerpo que queremos mover o la suma de este peso más una carga adicional).
Un ejemplo: movimiento de flexión del antebrazo sobre el brazo. El punto de apoyo es la articulación del codo, la potencia son los músculos ventrales del brazo (bíceps y braquial anterior) y la resistencia esta representada por el antebrazo, la mano y lo que esta este levantando (objeto).

Ejes básicos del movimiento (falta dibujo):
• Anteroposterior (AP)
• Transversal (T).
• Longitudinal (L).

Análisis del movimiento corporal.
El centro de gravedad del cuerpo es el punto en el cual puede considerarse concentrado el peso del mismo. Es fundamental comprender este concepto para solucionar casi todos los problemas relativos al análisis de los movimientos humanos.
Pueden considerarse tres características principales en la fuerza de gravedad:
• Se aplica constantemente, sin interrupciones.
• Lo hace solamente en una dirección, hacia el centro de la tierra.
• Actúa sobre cada una de las partículas de masa de nuestro cuerpo o de otros objetos.
En la posición de pie normal, con los brazos colgando a los lados, el centro de gravedad de un hombre adulto se halla aproximadamente a un 56-57% de su altura. En la mujer adulta es algo más bajo, aproximadamente a un 55% de su altura.
Existen variaciones relativamente grandes entre los diversos individuos, debidas a diferencias de su constitución física. El centro de gravedad de los niños pequeños es más alto que el de los adultos por el tamaño de la cabeza y del tórax, y la relativa brevedad de los miembros inferiores. En general, cuanto más pequeño es el niño, más alto es su centro de gravedad; por tanto, menor es su estabilidad.
La posición anatómica y los planos se utilizan con fines de referencia estándar, pero raramente el cuerpo se halla en esta posición; todo cambio de posición, aun resultante de la respiración y de la circulación de la sangre, desplaza el centro de gravedad. Uno de los objetivos de la integración postural en el hombre es el mantenimiento de la línea de gravedad dentro de + 7 % del centro geométrico de la base de sustentación.

Formas de movimiento.
Circunducción es un movimiento en el cual una parte del cuerpo describe un cono cuyo vértice esta en la articulación y cuya base se encuentra en el extremo distal de dicha parte. En realidad es una secuencia de: flexión, aducción, extensión y abducción.
Oscilación es un movimiento pendular que se realiza en varios planos.
Volteo es un movimiento que se realiza a través del eje transversal.
Giro es el movimiento que se realiza alrededor del eje longitudinal o vertical
Anteversión es el movimiento que realiza la cadera o el hombro hacia delante
Retroversión es el movimiento que realiza hacia atrás la cadera o el hombro.

Tipos de movimiento
Movimiento forzoso sostenido. Cuando se aplica la fuerza a una resistencia de manera que, en función de la magnitud de ésta, la contracción muscular podrá ser:
• Isotónica concéntrica. Por ejemplo, levantar un peso
• Isotónica excéntrica. Por ejemplo, dejar un peso en le suelo.
• Isométrica. Por ejemplo, intentar levantar un peso superior a nuestras posibilidades.
Movimiento pasivo. Se trata de cualquier movimiento que tiene lugar sin una contracción muscular consiguiente. Pueden identificarse tres clases:
• Manipulación. Movilización de un segmento por parte de otro compañero.
• Movimiento de inercia. Continuación de un movimiento preestablecido sin una contracción muscular concurrente. Ejemplo, fase de deslizamiento en la natación a braza.
• Movimiento de gravitación o caída. Ejemplo, la fase de caída de un salto.
Movimiento balístico. Son movimientos explosivos como los lanzamientos, etc.
Movimiento de guiado o de rastreo. Son aquellos que requieren precisión. Ejemplo, enhebrado de una aguja.
Movimiento equilibrado dinámico. Los movimientos que se realizan para mantener una posición de equilibrio y que son el resultado de una serie de oscilaciones compensadas. Ejemplo: la bipedestación.
Movimientos oscilatorios. Movimientos de péndulo de los diferentes segmentos corporales. Ejemplo: balancear los brazos adelante y atrás.















TEMA 2. INTRODUCCION A LA FISIOLOGIA HUMANA.

Las características estructurales de los componentes celulares se pueden estudiar en las células íntegras. También, en ocasiones, es posible inferir conceptos fisiológicos de las imágenes que se observan, como sucede en el curso de la división celular, de donde se ha obtenido mucha información sobre los cromosomas y su división, su papel en la transmisión de las características hereditarias de unas células a otras, y otras propiedades de las células durante su división.
Por el contrario, en el caso de algunas organelas, es difícil obtener información sólo con observar diferentes estados de la célula. Para conocerlos ha sido necesario obtenerlos en forma más o menos pura, a partir de homogeneizados celulares hechos con ciertas precauciones. El caso del fraccionamiento de las células hepáticas nos da idea de lo sencillo que resulta obtener algunos de sus componentes.

La célula.
La célula es la unidad autónoma mínima de un organismo. Todo organismo vivo está compuesto por millones de células. Algunos organismos de tamaño microscópico, como protozoos y bacterias, están compuestos por una única célula, mientras que las plantas y los mismos animales están formados por muchos millones de células que se organizan en tejidos y órganos.
Para comprender cómo es el funcionamiento del cuerpo humano, cómo se desarrolla y envejece y qué falla en caso de enfermedad, es imprescindible conocer las células que lo constituyen:

Composición química
La bioquímica tiene por objetivo el estudio de la química en los seres vivos, está dominada por compuestos de carbono (C) y se caracteriza por presentar reacciones llevadas a cabo en una solución acuosa, el citoplasma, en un pequeño intervalo de temperatura.
La bioquímica de los seres vivos es muy complicada, más que la de cualquier otro sistema. Está dominada y de alguna forma coordinada por numerosos polímeros de gran tamaño, moléculas encadenadas en subunidades químicas; las propiedades de éstas se consideran únicas y permiten a las células y organismos vivos crecer y reproducirse.
El prototipo de grandes moléculas o macromoléculas son las proteínas, formadas por cadenas de carácter lineal, llamadas aminoácidos; los ácidos nucleicos, como el ADN y el ARN, están formados por unas bases pirimidínicas, y por unos azúcares complejos llamados polisacáridos, compuestos de distintas subunidades de azúcares más simples

Características generales.
Existen muy variados tamaños y morfologías de células.
A pesar de todas las diferencias existentes entre las células en su morfología y funcionalidad, todas ellas están rodeadas de una membrana llamada membrana plasmática, que encierra una sustancia rica en agua llamada citoplasma. Es en esta parte de la célula donde se producen multitud de reacciones químicas, que posibilitan la producción de energía, el crecimiento y la eliminación de productos de desecho. El conjunto de todas estas reacciones se denomina metabolismo
Todas las células contienen una información de carácter hereditario que se codifica en moléculas de ácido desoxirribonucléico: el ADN. Esta información dirige la actividad íntegra de la célula y asegura la reproducción y el paso de los caracteres peculiares a los descendientes.

Células proeucarioticas y eucarióticas
Existen dos clases generales de células: las procarióticas y las eucarióticas. La evolución de las células procarióticas precede a las eucarióticas en más de dos mil millones de años.
Las eucarióticas incluyen a todas las células de plantas y animales. Se distinguen de las células procarióticas por su compleja estructura: tienen compartimientos limitados por membranas donde se cumple una actividad metabólica específica y cuentan con un núcleo, que es un compartimiento limitado por una membrana donde reside el ADN.
Por el contrario, las células procarióticas no tienen compartimientos por membranas y su nombre refleja su estatus de protoeucariota. Las células procarióticas podrían definirse como un "saco de enzimas" donde tienen lugar las reacciones celulares. Aun sin compartimientos, las células procarióticas presentan un alto grado de organización subcelular.

PARTES DE LA CELULA

El núcleo de la célula es un pequeño cuerpo que generalmente tiene forma esférica u ovalada. Tiende a estar localizado en el centro de la célula. En algunas células el núcleo tiene la capacidad de desplazarse, mientras que en otras es fijo.
El núcleo tiene funciones de control y dentro de él se encuentran los entes hereditarios. Está claramente delimitado por una membrana nuclear que lo separa del citoplasma que lo rodea, además de regular qué sustancias entran o salen de él.
El núcleo controla las actividades de las otras partes de la célula porque dispone de la información necesaria para su funcionamiento, que se encuentra codificada en los cromosomas. Cada vez que la célula se divide, esta información se duplica, transfiriéndose de este modo a la nueva célula.
Dentro del núcleo se encuentra una sustancia acuosa llamada carioplasma, en la que se encuentran los cromosomas. Los cromosomas están compuestos por ADN y proteínas. Mientras la célula no se encuentra en proceso de división, las hebras que conforman los cromosomas forman una especie de red irregular de fibras a la que llamamos cromatina.
Dentro del núcleo hay otro cuerpo: el nucleolo. La forma del nucleolo también semeja a la de una esfera, pero su forma puede variar. Además puede desaparecer temporalmente del núcleo, cuando la célula está a punto de dividirse. En ocasiones puede observarse la presencia de más de un nucleolo en el mismo núcleo. El núcleo tiene funciones de control y dentro de él se encuentran los entes hereditarios. Está claramente delimitado por una membrana nuclear que lo separa del citoplasma que lo rodea, además de regular qué sustancias entran o salen de él. El núcleo tiene funciones de control y dentro de él se encuentran los entes hereditarios. Está claramente delimitado por una membrana nuclear que lo separa del citoplasma que lo rodea, además de regular qué sustancias entran o salen de él.

Citoplasma y citosol
El citoplasma comprende todo el conjunto que conforma la célula, salvo el núcleo. Contiene la mayoría de los componentes celulares.
El citosol es la parte líquida del citoplasma. Se encuentra en el interior de la membrana plasmática pero fuera del núcleo de la célula. Hasta el 85% del citosol está compuesto de agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ARN, sales minerales y otras sustancias metabólicas. En el citosol están localizadas muchas de las organelas que conforman la célula, como las mitocondrias, lisosomas, ribosomas, centrosomas, microsomas, diferenciaciones fibrilares y las inclusiones citoplasmáticas, entre otras. Es, con diferencia, el compartimiento de mayor tamaño y volumen de la célula.

Citoesqueleto
El citoesqueleto está constituido por una red de fibras proteicas del citoplasma que polimerizan en estructuras filamentosas. Es responsable de la forma de la célula, del movimiento de la célula en su conjunto y del movimiento de orgánulos en el citoplasma.
Las fibras que constituyen el citoesqueleto pueden ser:
• Microtúbulos
• Micro filamentos.
Los movimientos de la mayoría de las células eucarióticas están mediatizados por los filamentos de actina o los microtúbulos.
Muchas células tienen en su superficie pelos muy flexibles que se llaman cilios o flagelos, que contienen un núcleo formado por un haz de microtúbulos y es capaz de realizar movimientos de flexión y extensión que requieren el uso de energía.
Hay células que se caracterizan por el tipo de microtúbulos que poseen. Es el caso de los espermatozoides que "nadan" con ayuda de flagelos, por ejemplo, y de las células que recubren el intestino y otros conductos del cuerpo de los vertebrados, que cuentan con numerosos cilios en su superficie para impulsar a los líquidos y las partículas en una dirección determinada.
En las células musculares se encuentran grandes haces de filamentos de actina, junto con otra proteína llamada miosina, que son las que producen las contracciones musculares.

Mitocondrias

Las mitocondrias son las organelas encargadas de producir la energía. La célula necesita energía para realizar su propia actividad, además de para su crecimiento y multiplicación. Las mitocondrias constan de una membrana externa y una membrana interna que se pliega formando crestas. La forma de las crestas es variable y puede ser tubular o laminar. La disposición de las crestas puede ser paralela o perpendicular al eje mayor de la mitocondria. Al microscopio, las mitocondrias tienen forma cilíndrica con los bordes redondeados, como las cápsulas de gelatina de algunas medicinas. Aparecen dispersas en el citoplasma, su tinción es grisácea y se tiñen menos y son más grandes que los propios lisosomas
Los organismos anaerobios, que no utilizan el oxigeno, carecen de mitocondrias.
Sin mitocondrias, los animales y otros seres vivos no serían capaces de utilizar el oxígeno para extraer la energía que obtenemos de los alimentos y mantener con ella el crecimiento y la capacidad de reproducirse.

Membranas internas
Aparte del núcleo y mitocondrias, el citoplasma contiene otras organelas envueltas por una membrana única que desempeñan otro tipo de funciones. Casi todas guardan relación con la introducción de materias primas y la expulsión de sustancias que se elaboran dentro de la célula y se consideran productos de desecho. Es por esto que tenemos células especializadas en la secreción de proteínas, por ejemplo, y otras especializadas en capturar y digerir microorganismos nocivos, como virus y bacterias.
El retículo endoplásmico se encuentra en todas las células. Consiste en un conjunto de túbulos interconectados dispuestos en forma de red que se distribuyen por toda la célula.
Podemos distinguir dos tipos de retículos endoplásmicos:
• El retículo endoplásmico liso
• El retículo endoplásmico rugoso.
Ambos tipos se diferencian por su aspecto. Presentan la misma imagen tubular, pero en el liso los contornos son suaves y continuos, mientras que en la variedad rugosa existen partículas más o menos abundantes a lo largo del contorno, que no son otra cosa que ribosomas, estructuras supramacromoleculares.
El aparato de Golgi es una estructura membranosa polisacular (compuesta por pequeños sacos) que parece provenir o estar relacionada con el retículo endoplásmico. A partir de las vesículas grandes cercanas al núcleo, forma, con los productos de su secreción, vesículas más pequeñas que viajan hasta la superficie de la célula, se funden con la membrana externa y vacían su contenido al exterior. Esta estructura tiene que ver con la producción de enzimas digestivas y se observa con mucha claridad en el páncreas, en las células de la pared intestinal y en otras glándulas.
El aparato de Golgi también se encarga de producir y distribuir las proteínas que sintetiza a todas las organelas celulares. Una vez sintetizadas, las procesa e incluye en vesículas que se dirigen a las distintas organelas de las células, a las que se incorporan para realizar funciones especiales. Los lisosomas son estructuras membranosas cerradas, constituidas por una sola membrana, y más pequeñas que las mitocondrias Se considera que estas organelas representan los elementos necesarios para degradar compuestos intracelulares en caso necesario, al poner en libertad las enzimas que contienen, que podríamos considerar destructivas.
Otro de los papeles de los lisosomas tiene lugar en algunas células, como los leucocitos, y es el de capturar por fagocitosis alguna partícula del medio ambiente y formar una vesícula de la membrana plasmática a su alrededor. Esta vesícula se cierra y luego se funde con un lisosoma, encargándose las enzimas de éste de digerir la partícula extraña.

División celular
La división celular es uno de los fenómenos más espectaculares que podemos encontrar en la naturaleza tanto desde el punto de vista morfológico, como de la bioquímica.
Antes de iniciarse tiene lugar una duplicación del ADN. Mediante ella se hacen dos copias idénticas del ADN, que irán a dar a cada una de las dos células hijas resultantes. También se elaboran las proteínas que lo recubren, de modo que, antes de iniciarse el proceso visible de la división celular, ya se han generado dos "juegos" idénticos de cromosomas.
El siguiente paso es la fase visible de la división celular, en la cual se distribuyen los cromosomas para las futuras células hijas, se divide la célula madre.
Clásicamente se han distinguido en la parte visible de la división celular varias etapas:
• Profase. El contenido del núcleo adquiere la forma de un grueso filamento. Al final de este estadio desaparece la membrana nuclear.
• Metafase. El filamento que se formó se fragmenta, dando lugar a una clara definición de los cromosomas, que se ordenan formando lo que llamamos placa ecuatorial.
• Anafase. Se inicia la aparición de los centríolos, uno en cada polo celular, de donde irradian estructuras en forma de estrella, que no son otra cosa que microtúbulos que parecen resplandecer al observarlos a través del microscopio. En la anafase, los cromosomas que han de corresponder a cada una de las células hijas empiezan a separarse y un juego emigra hacia cada polo de la célula madre.
• Telofase o fase final. La placa ecuatorial de la célula se empieza a estrangular para dar lugar a dos células que regresan a su estado original.
De este modo vemos que no todos los elementos participantes provienen del núcleo de la célula, aunque parezca que el fenómeno tiene su origen en el núcleo y que lleva a la formación de dos nuevas células, habitualmente con las mismas características que la célula madre.


FUENTES DE ENERGIA

Se define la energía como la capacidad de realizar un trabajo.

Formas de energía
La energía ni se crea ni se destruye pero puede convertirse de un tipo de energía a otro. Esto se conoce como la primera ley de termodinámica (conservación de la energía). La energía puede encontrarse en los siguientes estados: química, calorífica, eléctrica, mecánica, radiante y nuclear.
De los distintos tipos de energía a nosotros nos interesan dos: la mecánica y la química, ya que la transformación de esta última en la primera da lugar a los movimientos humanos. Así, los alimentos que tomamos se degradan mediante reacciones químicas y liberan energía química, que es utilizada por los músculos para realizar trabajos mecánicos.
La unidad más común de medida de la energía es la caloría.
Una caloría es la cantidad de energía calórica requerida para elevar la temperatura de 1 gramo de agua en 1ºC.
Trabajo
El trabajo mecánico (T) es el producto de fuerza (F) que actúa a lo largo de un espacio (e): T =F*e
Así, si un individuo pesa 70 Kg. (fuerza) y sube una rampa de 2 m de altura (espacio), el trabajo mecánico es equivalente a 70 Kg. * 2 m = 140 Kg. * m.
Potencia
La potencia (W) corresponde al trabajo realizado por unidad de tiempo (t): W = T/t = (F * e)/t
Siguiendo el ejemplo anterior, si aquel individuo sube la escalera antes mencionada en 1 s la potencia sería: W = (70 Kg. * 2 m)/1 = 140 Kg. * m/s.
ATP, moneda universal de energía
El adenosintrifosfato o ATP es la fuente de energía inmediata para la actividad muscular. Se almacena en la mayor parte de las células, sobre todo en las musculares.
El ATP pertenece al grupo de los nucleótidos y está compuesto por una base nitrogenada (adenina), una pentosa (ribosa) y un grupo fosfato (tres radicales fosfato con enlaces de alta energía).

Estructura del ATP.
Los dos últimos grupos fosfato son enlaces de alta energía. Cuando se rompe uno de estos enlaces se emite energía, lo que lleva a la célula a realizar trabajos, que van a depender del tipo de célula: trabajo mecánico, de secreción, de conducción nerviosa.
Tras la descomposición del ATP van a quedar sus subproductos: ADP + Pi. A partir de ellos, y con el aporte energético proveniente de los alimentos y la fosfocreatina, se va a volver a formar el ATP.

SISTEMAS ENERGETICOS

Anaeróbico alactico ATP-PC.
Anaeróbico significa sin oxígeno y aláctico sin producción de ácido láctico, es decir, este sistema no requiere la presencia de oxígeno y no se obtiene de él como subproducto el ácido láctico. PC es la abreviatura de fosfocreatina, compuesto fosfatado rico en energía que se almacena en las células musculares.
Cuando el PC se descompone rompiéndose su enlace, se libera energía, que es utilizada para formar ATP a partir de los productos de su descomposición, es decir, a partir de energía que se va a: ADP + Pi formando ATP. Así, mientras el ATP se rompe para liberar energía que realizará trabajo, el PC lo vuelven a formar de la manera que hemos visto. Al conjunto formado por ATP-PC se le llama fosfágenos.
Hemos de señalar que las reservas musculares de fosfágenos son muy pequeñas, de manera que la cantidad de energía obtenida a través de este sistema es muy limitada, gastándose muy pronto. De hecho, al final de una carrera rápida de 100 m estas reservas de fosfágeno quedarían probablemente agotadas. La gran utilidad de este sistema está en la rápida disponibilidad de energía que proporciona más que en su cantidad. Las actividades físicas de gran exigencia pero que requieren pocos segundos para realizarse dependen de los fosfágenos como fuente primordial de energía.

Anaeróbico láctico. Glucólisis anaeróbica.
Este sistema tampoco requiere la presencia de oxígeno, pero sí va a formar ácido láctico. El término glucólisis (de glucosa y de lisis = destrucción) significa destrucción o degradación de hidratos de carbono (la glucosa que tomamos de los alimentos). La acumulación del subproducto de estas reacciones, es decir, del láctico, tanto en músculo como en sangre, va a originar fatiga muscular, siendo dicha acumulación un factor delimitante para el rendimiento del individuo. Otra limitación de este sistema vendrá referida a su corto rendimiento si lo comparamos con el que se obtiene del sistema aeróbico, pues mientras que la descomposición por glucólisis anaeróbica de 180 g de azúcar nos va a proporcionar tres moles de ATP, cuando la vía utilizada es la aeróbica de esos 180 g de azúcar se obtendrán 38 moles de ATP. La aportación de este sistema es rápida pero poco duradera. Así, intervendrá en la formación de ATP sobre todo en las pruebas realizadas a gran exigencia entre 1 y 3 minutos de tiempo, como, por ejemplo, los 400 y 800 m o los finales de los 1.500 m en lo que se refiere al atletismo.

Aeróbico.
Este sistema, como su nombre indica y al contrario de los anteriores, se va a desarrollar en presencia de oxígeno. Sus reacciones tal y como ocurrían en los sistemas anteriores, se desarrollarán en el interior de la célula muscular, pero en este caso van a estar ubicadas en unos compartimientos subcelulares especializados: las mitocondrias, que serán el asiento de la elaboración aeróbica del ATP.
En este sistema se produce la descomposición de los hidratos de carbono, grasas e incluso proteínas a partir de la cual se va a aportar la energía necesaria para formar ATP a partir siempre del ADP + Pi. Los subproductos de esta descomposición son el dióxido de carbono y el agua. Vimos anteriormente como por este sistema se elabora una abundante cantidad de ATP y durante periodos prolongados; además, sus subproductos (CO2 y H2O) no originan fatiga, por lo que va a ser el indicado en actividades que requieren gran resistencia. En esta vía aeróbica la materia prima alimenticia empleada no se limita a los hidratos de carbono, sino que también intervendrán las grasas e incluso pueden llegar a hacerlo las proteínas, aunque éstas normalmente no son utilizadas en estas tareas, lo cual sólo ocurrirá en situaciones de privación de las otras sustancias.


Principios energéticos.
Proteínas
Aunque muchos entrenadores han dado a sus deportistas comidas ricas en proteínas antes de las pruebas deportivas para aumentar el suministro de energía, se ha reconocido por los fisiólogos que las proteínas contribuyen de forma muy pequeña a la producción de ATP durante el ejercicio.
Esto no quiere decir que las proteínas no puedan ser usadas como fuente energética, de hecho, en reposo aportan alrededor del 10% de la energía corporal, pero en condiciones normales mientras se disponga de hidratos de carbono y grasas, el organismo va a dispensar a las proteínas de su función como fuente energética y las va a utilizar, sobre todo para la construcción de nuevas células
Como fuente energética principal sólo se utilizará en los casos en los que no se disponga de aporte alimenticio, ya que en estas situaciones el organismo, una vez agotadas las reservas de hidratos de carbono y grasas, obtendrá la energía a través de las proteínas.

Hidratos de carbono y grasas
Si bien sabemos que durante un ejercicio muy intenso y muy breve el combustible utilizado es la fosfocreatina, ésta dura muy poco y a medida que aumenta la duración del ejercicio, los hidratos de carbono pasan a ser el combustible predominante. Así, en el sistema del ácido láctico, pasan a ser el único combustible utilizado.
Sin embargo, a medida que la intensidad del ejercicio disminuye y aumenta su duración, el papel de predominio de los hidratos de carbono pasa a ser compartido con las grasas.
Conforme sigue aumentando la duración del ejercicio, serán las grasas las que tendrán el papel preponderante como fuente de energía.

CONCEPTOS Y MEDIDAS
ENERGIA TRABAJO POTENCIA
CONCEPTO CAPACIDAD DE REALIZAR TRABAJO PRODUCTO DE FUERZA POR ESPACIO TRABAJO EN LA UNIDAD DE TIEMPO
MEDIDA CALORIAS Kg*m Kg*m/s



COMPARACIÓN DE LOS DISTINTOS SISTEMAS ENERGÉTICOS

S. ATP-PC S. Láctico S. Aeróbico
ANAEROBICO ANAEROBICO AEROBICO
MUY RAPIDO RAPIDO LENTO
COMBUSTIBLE: PC GUCOGENO GLUCÓGENO, GRASAS Y PROTEINAS
MUY POCO ATP POCO ATP MUCHO ATP
ACTIVIDADES DE CORTA DURACION Y
GRAN EXIGENCIA ACTIVIDADES DE 1 A 3 MINUTOS ACTIVIDADES DE LARGA DURACION


Paso 2.2. Introducción a la fisiología del ejercicio
Es muy importante conocer cómo se desarrollan y en qué consisten los cambios en la función del sistema cardiorrespiratorio de forma secundaria a la realización del ejercicio físico, tanto si es realizado de forma aguda como de forma crónica.
Conviene recordar dos conceptos utilizados en la fisiología del ejercicio:
• Respuesta fisiológica.
• Adaptación fisiológica.


Respuestas y adaptaciones al ejercicio

La respuesta fisiológica al ejercicio, es el conjunto de cambios súbitos y temporales en
la función causados por el ejercicio o bien el conjunto de cambios funcionales que ocurren cuando se realiza un ejercicio, que desaparecen rápidamente después de finalizado el mismo.

La adaptación fisiológica al ejercicio, es el conjunto de los cambios que se producen en
la función o en la morfología de un órgano o sistema, que son duraderos y que se producen como consecuencia del entrenamiento físico regular. Se manifiestan principalmente en reposo, aunque también en ejercicio.

Las respuestas y las adaptaciones en el sistema cardiovascular no son uniformes, dependiendo del grado y del tipo de éstas, de la edad, el sexo, la modalidad del ejercicio y el acondicionamiento físico previo, así como del estado del sistema cardiovascular.

RESPUESTAS AL EJERCICIO

CARDIOVASCULARES
↑ Qc
↑ FC
↑ Vsistólico Vasodilatación periférica
RESPIRATORIAS
↑ Ventilación pulmonar



Cardiovasculares
Gasto cardíaco (Qc). El gasto cadiaco es el volumen de sangre que mueve el corazón en un minuto. Qc = Fc * Vsis
El aumento del Qc se debe al incremento del VS y de la FC. Como la FC máxima en el ejercicio extenuante es prácticamente igual en entrenados y sedentarios, el mayor incremento alcanzado en deportistas es debido a su mayor capacidad de incrementar el VS. El gasto cardiaco se modifica desde valores basales de reposo de unos 5 litros hasta valores de 25 a 40 l/min. según el tamaño y grado de acondicionamiento. Es decir, se incrementa entre 5 y 8 veces.

Frecuencia cardiaca (Fc): Es el número de contracciones del corazón en un
minuto, y es importante conocer su comportamiento entre otras razones por su utilidad práctica como índice de intensidad fisiológica para dosificar el ejercicio y para la determinación del umbral anaeróbico. Se incrementa rápidamente proporcionalmente a la intensidad del ejercicio. El corazón eyecta sangre con más frecuencia, acelerando por tanto la circulación.
Volumen sistólico (Vsis.): Es el volumen de sangre que expulsa el corazón con cada contracción y también se incrementa durante el ejercicio.
Vasodilatación periférica: Las arteriolas poseen una importante capa de tejido muscular liso, susceptible de contraerse o relajarse. La contracción supone una disminución del calibre del vaso (vasoconstricción); la relajación significa, por el contrario, un aumento del calibre del vaso (vasodilatación). La modificación del calibre vascular, por vasoconstricción y vasodilatación selectivas, permitirá dirigir la sangre con un determinado valor de presión sanguínea hacia las zonas del cuerpo sometidas a un mayor nivel de actividad funcional, es decir, al conjunto del músculo esquelético en contracción y al músculo cardiaco, en los cuales conviene el aumento del flujo sanguíneo, disminuyendo éste por el contrario en otras zonas.
Presión arterial: Uno de los importantes ajustes durante el ejercicio es el aumento de la presión sanguínea arterial, que provee la fuerza conducente para incrementar el flujo sanguíneo a través de los músculos. Durante un ejercicio aeróbico, la presión arterial diastólica ("mínima") apenas se modifica, pudiendo incrementarse o descender ligeramente, pero la presión arterial sistólica ("máxima") se incrementa hasta cifras de 220-230 mm de Hg.


Respiratorias.
A medida que se incrementa la carga de trabajo, se incrementa la ventilación. El nivel de ventilación pulmonar se valora mediante el volumen minuto-respiratorio (VMR), que expresa el volumen total de aire respirado por unidad de tiempo en litro/minuto. El VMR corresponde al producto volumen corriente o tidal (Vc), es decir, el volumen de aire espirado (inspirado y expirado) sin forzar voluntariamente la respiración por la frecuencia respiratoria (FR), número de respiraciones por minuto: VMR = Vc * FR
Durante el ejercicio intenso la frecuencia respiratoria (FR) en personas sanas puede alcanzar 35-45 r.p.m. llegando hasta 60-70 en deportistas de alto nivel. El volumen corriente puede llegar hasta los 2 litros. La ventilación pulmonar puede alcanzar valores 17 veces mayores que en el reposo (100 l/min) y se modifica antes, durante y después del ejercicio.

Adaptaciones al ejercicio
Cardiovasculares
Tamaño del corazón: en respuesta a la mayor demanda de esfuerzo, el peso y el volumen del corazón y el grosor de la pared del ventrículo izquierdo, así como el tamaño de la cámara aumentan.
Aumento del volumen sistólico debido a que entra más sangre en el ventrículo izquierdo y un mayor porcentaje de la sangre que entra es expulsada en cada contracción. Este aumento se observa en reposo, durante la realización de ejercicios a un nivel submáximo y durante la ejecución de ejercicios máximos.
La frecuencia cardiaca en reposo se reduce notablemente. Se debe a que el entrenamiento parece incrementar la actividad parasimpático en el corazón, reduciendo al mismo tiempo la actividad simpática. La FC durante ejercicio submáximo también disminuye pero la FC máxima sin embargo permanece invariable.
El gasto cardíaco se considera que el aumento del Qc es la más importante de las adaptaciones para incrementar la entrega de O2 a los músculos en actividad, siendo el factor que suele establecer el límite superior de la capacidad para el ejercicio. Esto se debe en gran medida al incremento del volumen sistólico.

Respiratorias.
La frecuencia respiratoria suele bajar en reposo y durante la realización en ejercicios submáximos. Durante los ejercicios máximos se incrementa la frecuencia respiratoria.
El consumo máximo de oxígeno aumenta sustancialmente después del entrenamiento.

Musculares.
Aumento del volumen (hipertrofia) de las fibras musculares existentes, pero también es posible que aumente el número de éstas (hiperplasia). La fuerza de un músculo depende del número de fibras que contenga un corte transversal de su zona más ancha.
Aumento del número de capilares, generalmente entre un 10 y un 15%.
Aumento de mioglobina (proteína principal del músculo) hasta un 80%.

Metabolismo energético y ejercicio
El metabolismo es el conjunto de transformaciones físicas, químicas y biológicas que en los organismos vivos experimentan las sustancias introducidas o las que en ellos se forman.
Precisamente una de las características que definen a los seres vivos es el incesante recambio de materia y energía.
Cuatro son las funciones específicas del metabolismo:
• Obtener energía química del entorno, bien de los elementos orgánicos nutritivos o de la luz solar.
• Convertir los elementos nutritivos exógenos en las unidades estructurales o precursores de los componentes macromoleculares de las células.
• Reunir a los precursores para formar proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, polisacáridos y otros componentes celulares característicos.
• Formar y degradar aquellas biomoléculas necesarias para las funciones celulares especializadas.
Actividad física, fuente energética empleada y tiempo de duración
ACTIVIDAD FUENTE ENERGETICA TIEMPO
Ejercicio máximo breve y
explosivo Velocidad
Halterofilia
Lanzamientos ATP-PC
Glucógeno De 1 a 2 minutos
Ejercicio intenso menor
de 40 min. Carrera 10.000 m PC y glucógeno,
tanto aeróbico como
anaeróbico T < 40 min.
Ejercicio intenso
entre 40 y 120 min. Fútbol Glucógeno y grasas 40 < T < 120 min.
Ejercicio intenso
más de 120 min. Maratón Glucosa y grasas T > 120 min.
Ejercicio ligero Carrera continua Glucógeno, glucosa y
grasas T ilimitado
Apuntemos de manera aclaratoria que el término glucógeno se refiere a hidratos de carbono almacenados en el músculo.

Componentes del gasto energético

Al gasto energético diario, que lógicamente condiciona las necesidades calóricas, contribuyen tres componentes importantes:
• El gasto metabólico basal. El gasto metabólico basal o tasa metabólica basal incluye la energía necesaria para mantener las funciones vitales del organismo en condiciones de reposo (circulación sanguínea, respiración, digestión, etc.). En los niños también incluye el coste energético del crecimiento. A menos que la actividad física sea muy alta, éste es el mayor componente del gasto energético.
Tasa metabólica basal y gasto metabólico en reposo son términos que se usan indistintamente aunque existe una pequeña diferencia entre ellos:
La tasa metabólica en reposo representa la energía gastada por una persona en condiciones de reposo y a una temperatura ambiente moderada.
La tasa metabólica basal sería el gasto metabólico en unas condiciones de reposo y ambientales muy concretas (condiciones basales: medida por la mañana y al menos 12 horas después de haber comido).
En la práctica, la tasa metabólica basal y el gasto metabólico en reposo difieren menos de un 10%, por lo que ambos términos pueden ser intercambiables.
No todas las personas tienen el mismo gasto metabólico basal, pues depende de la cantidad de tejidos corporales metabólicamente activos. Recordemos que la masa muscular es metabólicamente más activa que el tejido adiposo. Está condicionado, por tanto, por la composición corporal, por la edad y el sexo. La mujer, con menor proporción de masa muscular y mayor de grasa, tiene un gasto basal menor que el hombre (aproximadamente un 10% menos) expresado por unidad de peso. En un hombre adulto de unos 70 Kg. de peso equivale a 1,1 Kcal./minuto y 0,9 en una mujer de 55 Kg. Esto representa, en personas sedentarias, un 70% de las necesidades totales de energía. Existen diversas fórmulas para calcular el gasto metabólico basal o en reposo.
• La termogénesis inducida por la dieta. La termogénesis inducida por la dieta o postprandial es la energía necesaria para llevar a cabo los procesos de digestión, absorción y metabolismo de los componentes de la dieta tras el consumo de alimentos en una comida (secreción de enzimas digestivos, transporte activo de nutrientes, formación de tejidos corporales, de reserva de grasa, glucógeno, proteína, etc.). Puede suponer entre un 10 y un 15% de las necesidades de energía, dependiendo de las características de la dieta. También se denomina efecto termogénico de la dieta o de los alimentos o acción dinámica específica.
• Por último, un tercer factor, a veces el más importante en la modificación del gasto energético, es el tipo, duración e intensidad de la actividad física desarrollada. La energía gastada a lo largo del día para realizar el trabajo y la actividad física es, en algunos individuos, la que marca las mayores diferencias. Evidentemente, no necesita la misma cantidad de energía un atleta que entrene varias horas al día o un leñador trabajando en el monte, que aquella persona que tenga una vida sedentaria.
Por ejemplo, durante una hora de sueño sólo gastamos 76 kilocalorías; si estamos sentados viendo la televisión o charlando el gasto es también muy pequeño: tan solo 118 Kcal./hora; pasear sólo quema 160 Kcal./h y conducir durante una hora supone un gasto de 181 Kcal. Sin embargo, hay otras actividades que conllevan un mayor gasto energético. Por ejemplo, 1 hora jugando al tenis, quema 458 Kcal.; montando en bicicleta, 504 Kcal./h; subiendo a la montaña, 617; nadando, 727 o cuidando el jardín, 361 Kcal./h. Una de las actividades que nos hace gastar más energía es subir escaleras: si estuviéramos durante 1 hora subiendo escaleras podríamos llegar a gastar hasta 1.000 Kcal.

El continuo energético
Vimos que la capacidad de cada uno de los sistemas para suministrar la mayor cantidad de ATP está vinculada con el tipo específico de la actividad realizada.
Así, en las actividades breves e intensas predominaba el sistema anaeróbico alactico, en las actividades prolongadas y menos intensas era el sistema de oxígeno. En la escala media de las actividades estarían las que dependen del ácido láctico. Además, hay actividades que requieren una combinación de los sistemas aeróbico y anaeróbico, como en las carreras de 1.500 y la Milla en las que los sistemas anaeróbicos son preponderantes en el comienzo y en la llegada, predominando el sistema aeróbico en el periodo intermedio de la actividad.
Según estos ejemplos, vemos que lo que opera en las actividades físicas es un continuo energético, que vincula la forma en que se suministra el ATP y el tipo de actividad física que se realiza.