¿Cuál es la mecánica del movimiento muscular?

El movimiento muscular es un fenómeno biológico que sólo recientemente ha llegado a ser plenamente comprendido por los científicos. Una secuencia altamente compleja de acontecimientos, muchos que ocurren en un nivel molecular, que produzca el movimiento del músculo. Hay diferentes tipos de músculos en el cuerpo, pero sólo el músculo esquelético – los músculos que mueven los huesos y las articulaciones – son controlados voluntariamente. Los músculos que controlan el sistema circulatorio y ciertas funciones de los órganos se mueven sin nuestro control ya menudo sin que nos fijemos nunca.

Los músculos esqueléticos están compuestos de células largas y delgadas que también se conocen como fibras musculares. Cada fibra muscular microscópica contiene los mecanismos necesarios para causar el movimiento del músculo en una escala pequeña. Los vasos sanguíneos y las neuronas están presentes en y alrededor de grupos de fibras musculares, y proporcionan la energía y la información necesaria para mover el músculo.

Cada fibra muscular es en sí misma un haz de unidades más pequeñas llamadas miofibrillas, donde se origina el movimiento muscular. Dentro de cada miofibrilla se encuentran hebras o filamentos hechos de dos proteínas diferentes llamadas actina y miosina. Estos filamentos de proteína están anclados a la estructura de la miofibrilla, y se encuentran paralelos entre sí. Cuando actúa sobre un impulso de nervio, los filamentos de la proteína empujan el uno al otro, como los remos de un bote de remos a través del agua.

Los filamentos de proteína son capaces de hacer esto mediante el uso de energía química derivada de un compuesto conocido como trifosfato de adenosina (ATP). ATP es una de las sustancias químicas más esenciales presentes en el cuerpo. Permite la operación de cada músculo, incluyendo el corazón y el diafragma, y ​​la vida inmediatamente cesaría sin él.

Cuando los filamentos de miosina y actina se mueven unos a otros desde un estado relajado, la fibra muscular como un todo se contrae. Cuando todas las células de un músculo se contraen en la misma dirección, el músculo mueve el hueso al que está unido en esa dirección. Por el contrario, cuando las fibras musculares se relajan, el músculo en su conjunto se relaja también. Hay otras reacciones químicas muy complejas que ocurren, que implican calcio y otros elementos que ayudan a cambiar las contracciones musculares de encendido y apagado, pero la mecánica del movimiento muscular son llevadas a cabo por los filamentos de proteínas.

Los músculos se agrupan a menudo en pares, donde una contracción de un músculo mueve un hueso de cierta manera, y una contracción del otro músculo lo mueve de manera opuesta. Este es el caso de los músculos bíceps y tríceps de la parte superior del brazo. Cuando un impulso es dado por el sistema nervioso central para contraer el bíceps, se produce un impulso correspondiente para relajar los tríceps, y viceversa. Estos impulsos simultáneos son necesarios para permitir la libertad de movimiento en ambos sentidos.