Tema 9. Sistemas óseo, muscular y articular.

 

Sistema locomotor: Sistemas óseo, muscular y articular

Los sistemas óseo, articular, muscular y nervioso forman el aparato locomotor, que hace posible realizar todos los movimientos del cuerpo humano.

Los huesos conforman la parte anatómica pasiva del sistema locomotor, mientras que los músculos actúan en forma activa. Como vínculo entre huesos y músculos está el sistema articular, que interviene en la unión de diversas estructuras a través de las articulaciones.

En este tema estudiaremos los sistemas óseo, muscular y articular, así como los diferentes tipos de movimientos del cuerpo humano.

1. Sistema óseo

El sistema óseo es el conjunto de piezas óseas y cartílagos que proporciona al cuerpo humano una firme estructura que presenta varias funciones (soporte, protección, movimiento, depósito de minerales, etc.).

Todos los huesos están articulados entre sí (a excepción del hueso hioides, que se halla separado del esqueleto) formando un continuo.

 

El esqueleto de un ser humano adulto tiene 206 huesos y viene a ser el 12 % del peso total del cuerpo.

1.1. Huesos y cartílagos

El sistema óseo lo forman los huesos y los cartílagos. Ambos están formados por tejido conectivo.

Huesos

Están formados por tejido óseo. Es un tejido resistente a la presión y a la tracción en el que sus componentes extracelulares son duros y calcificados. Contiene muchas fibras de colágeno.

Tipos de huesos

Estructuralmente podemos definir distintos tipos de huesos:

Los huesos ejercen distintas funciones y su tamaño, forma y apariencia carían para poder cumplirlas. Por ejemplo, algunos huesos deben soportar grandes pesos, mientras que otros llevan a cabo una función protectora o sirven de delicada estructura de soporte para los dedos de las manos y de los pies.

A. Huesos largos

A simple vista un hueso largo se compone de las siguientes estructuras: diáfisis, epífisis, cartílago articular, periostio, cavidad medular (médula) y endostio.

• Diáfisis: es la parte principal y tiene forma de caña. Su oquedad, su forma cilíndrica y el hueso compacto que la compone hacen que se adapte bien a su función de proporcionar un fuerte apoyo sin un peso excesivo.

• Epífisis: Son las dos terminaciones de un hueso largo. Contiene muchos pequeños espacios en su interior que hace que se asemeje a una esponja, de ahí el nombre de hueso esponjoso. Una forma especial de tejido conectivo blando llamado médula roja rellena los espacios dentro de este hueso esponjoso.

• Cartílago articular: fina banda de cartílago que cubre la superficie articular de la epífisis. La elasticidad de este material amortigua las sacudidas y los golpes.

• Periostio: membrana fibrosa, densa y blanca que cubre el hueso, excepto en las superficies articulares, donde es el cartílago articular el que forma la cobertura. Contiene vasos sanguíneos que envían ramas al hueso. Esta membrana es esencial para la supervivencia de las células óseas y la formación del hueso, proceso que es continúo durante toda la vida.

• Médula: Cavidad tubular que se encuentra en la diáfisis de los huesos largos. En el adulto, la cavidad está rellena de tejido conectivo rico en grasas, la médula amarilla.

• Endostio: Delgada membrana epitelial que se extiende por la cavidad medular de los huesos largos.

B. Huesos cortos, planos e irregulares

Los huesos cortos tienen forma de cubo. El tejido óseo se dispone de manera similar al de la epífisis de los huesos largos. Su principal función es amortiguar los choques. Los huesos cortos son los que forman las muñecas de las manos.

En los huesos planos predomina tanto el largo como el ancho. La función es proteger a los órganos que cubren, como el omóplato de la espalda, los huesos del cráneo y los de la pelvis.

Los huesos irregulares son de forma variada, como los huesos de la cara, las vértebras y los pequeños huesos del oído. Poseen distintas funciones según sea la parte del esqueleto en que se sitúan.

Funciones óseas

Los huesos realizan cinco funciones para el organismo, cada una importante para mantener la homeostasia y para una óptima función orgánica:

1. Soporte. Los huesos actúan como armazón de soporte para el organismo. Contribuyen a la forma, alineación y posición de las partes del cuerpo.

2. Protección. Sirven de protección a las estructuras que encierran. Por ejemplo, el cráneo protege el cerebro o las costillas protegen a los pulmones y al corazón.

3. Movimiento. Los huesos forman palancas con sus articulaciones. Cuando los músculos se contraen y encogen, tiran de los huesos, imprimiendo movimiento a la articulación.

4. Depósito mineral. Son la principal reserva de calcio, fósforo y otros minerales.

5. Hematopoyesis. Es la formación de células sanguíneas. Es realizada por la médula ósea roja o tejido mieloide. En el adulto, el tejido mieloide se encuentra fundamentalmente al final de la epífisis de determinados huesos largos, en los huesos planos del cráneo, en la pelvis y en el esternón y las costillas.

Cartílagos

El cartílago o tejido cartilaginoso es un tipo de tejido conectivo especializado, elástico, carente de vasos sanguíneos. Sus fibras están embebidas en un gel firme. Está recubierto por el pericondrio, que se encarga de brindar el soporte vital a los condrocitos o células cartilaginosas.

 

1.2. Anatomía del sistema óseo

El esqueleto axial está formado por 206 huesos independientes.

Como consecuencia de ciertas anomalías, como costillas supernumerarias o el fracaso de ciertos huesos pequeños para unirse en el desarrollo, pueden producirse variaciones totales en el número total de huesos.

El equeleto se divide en dos partes principales: el esqueleto axial, formado por 80 huesos y el esqueleto apendicular, que consta de 126 huesos.

Esqueleto axial y apendicular  

2. Sistema muscular

El sistema muscular está compuesto por los músculos y los tendones.

El cuerpo humano posee más de seiscientos músculos.

Entre otras funciones, el sistema muscular hace posible el desplazamiento del cuerpo, protege a los órganos internos y permite la movilidad de las vísceras.

Junto con los sistemas óseo, articular y nervioso, el sistema muscular forma parte del sistema locomotor.

 

2.1. Músculos y tendones

Músculos

Los músculos son órganos formados por tejido muscular capaces de contraerse y relajarse.

Están rodeados por una estructura de tejido conectivo que sirve para envolverlos y separarlos de los músculos vecinos, la fascia, una estructura blanquecina que se asemeja a una tela gelatinosa.

Los músculos que se ubican sobre el esqueleto se unen a los huesos por medio de tendones.

Tipos de músculos:

A. Clasificación según el tipo de movilidad

Podemos distinguir dos tipos de músculos según el tipo de movilidad que presentan:

• Los esqueléticos, que presentan una movilidad voluntaria, y que se unen a los huesos por medio de tendones. Son los que trataremos en este apartado.

• Los viscerales, que tienen una movilidad involuntaria. Están presentes en diversos órganos como el corazón, intestinos, útero y vasos sanguíneos.

B. Clasificación según la forma

Los músculos adoptan diversas formas. Se pueden distinguir:

Fibras musculares

La célula del músculo de denomina fibra muscular. Son células cilíndricas y alargadas. En su interior contiene distintos orgánulos y numerosas mitocondrias, glucógeno, ácidos grasos, aminoácidos, enzimas y minerales.

Las fibras musculares son atravesadas en toda su longitud por las miofibrillas, estructuras ubicadas en el sarcoplasma y responsables de la contracción y relajación del músculo. Hay millares de miofibrillas en cada fibra muscular.

A su vez, cada miofibrilla está formada por dos tipos de miofilamentos. Uno de ellos es grueso y se llama miosina. El otro es más delgado y recibe el nombre de actina. Tanto la miosina como la actina son proteínas. Los miofilamentos permiten la contracción del músculo ante estímulos eléctricos o químicos. Cada miofibrilla contiene centenares de miofilamentos.

La disposición de los miofilamentos en la miofibrilla da lugar a estructuras que se repiten denominadas sarcómeros.

La estructura del sarcómero es la que se representa en la imagen. La Banda I está formada por actina. La Banda A está formada por miosinas y fragmentos de actinas que se introducen entre ellas. La zona donde no aparecen actinas en la Banda A se observa más clara. A esta Banda se le denomina Banda H.

Cuando se produce la contracción, el tamaño de la Banda I y de la Banda H disminuye, puesto que las actinas se acercan al centro de la Banda A, gastando energía química. Así, se acortan los sarcómeros y se acorta el músculo entero, produciendo el movimiento.

Tendones

Son fibras de tejido conectivo, de color blanquecino, que unen los músculos esqueléticos a los huesos.

 

De acuerdo al músculo que inserta, los tendones adoptan distintos tamaños, largos, cortos o pequeños.

Cuando el músculo se contrae, el tendón transmite esa fuerza para que se produzca el movimiento. Los tendones son estructuras muy resistentes y sin capacidad para contraerse.

2.2. Anatomía del sistema muscular

Existen en el cuerpo más de 600 músculos esqueléticos.

En conjunto constituyen el 40-50% del peso corporal y, junto con el esqueleto, establecen también la forma y contornos de nuestro cuerpo.

Los nombres de los músculos han recibido su nombre como consecuencia de una o más de las siguientes características:

• Situación: el nombre de muchos músculos se deriva de su localización. Ejemplos: pectoral mayor (pecho) o glúteos (nalgas).

• Función: la función de un músculo suele formar parte de su nombre. Los músculos aductores del muslo aducen o mueven la pierna hacia el lado medio del cuerpo.

• Forma: es una característica descriptiva para nombrar a muchos músculos. El deltoides, que cubre los hombros, tiene forma de delta.

• Dirección de las fibras musculares: el número de divisiones (puntos de origen) se puede usar para dar nombre al músculo. El bíceps (dos), tríceps (tres) o cuádriceps (cuatro) aluden a sus múltiples puntos de origen.

• Puntos de fijación. Para denominar a un músculo se puede usar sus puntos de origen y fijación. Por ejemplo, el esternocleidomastoideo tiene su origen en el esternón y en la clavícula y se inserta en la apófisis mastoides del hueso temporal.

 Vista anterior y posterior del cuerpo humano:

2.3. Fisiología de la contracción muscular

El sistema muscular realiza importantes funciones en el organismo, donde se destacan el desplazamiento corporal y el movimiento de numerosas estructuras ubicadas en diversos sistemas.

Todos los movimientos que hace el cuerpo son debidos a contracciones y relajaciones del tejido muscular.

En general, el movimiento se produce por la actuación de músculos que funcionan de a pares, donde un grupo es agonista y el otro antagonista. Los músculos agonistas o motores inician el movimiento en una dirección, mientras que los músculos antagonistas ejercen el efecto opuesto. Un típico ejemplo sucede al flexionar el brazo, donde el bíceps actúa como agonista y el tríceps como antagonista.

 

Cuando el organismo está en reposo, los músculos adquieren un estado de flexión parcial sin que lleguen a agotarse, por ejemplo al estar sentados con las manos en semiflexión. Esta propiedad se denomina tono muscular. El tono o tensión muscular es un estado de semicontracción pasiva y permanente de las fibras musculares estriadas esqueléticas. Permite mantener la actitud postural y no caerse, como así también las actividades motoras.

Contracción muscular

La contracción muscular es un proceso que se lleva a cabo ante un estímulo nervioso, que produce el acortamiento de las fibras musculares. El impulso se desplaza por neuronas motoras con destino al músculo. El axón de cada neurona se acerca a cada una de las fibras musculares, dando origen a la unidad motora.

Como entre la fibra y la neurona no hay contacto directo ya que existe una pequeña separación, el extremo del axón neuronal libera un neurotransmisor, la acetilcolina, que viaja hasta la membrana plasmática de la fibra muscular donde están los receptores de la placa motora.

La unión de la acetilcolina con los receptores de membrana transforma el impulso químico en eléctrico. Aumentan los niveles de calcio, cuyos iones se dirigen a los miofilamentos de actina y miosina. Ambas proteínas se unen y acortan el sarcómero con la consecuente contracción muscular como vimos en el apartado anterior.

Todo este proceso se realiza con demanda de ATP como fuente de energía y producción de calor.

Tipos de contracciones

• Contracción isotónica: cuando el tono de un músculo permanece invariable, modificándose su longitud, como sucede con los músculos de las manos al cerrarlas o con el bíceps braquial al flexionar el brazo. En esta contracción, el músculo soporta una carga mínima o nula y toda la energía se emplea para tirar de los miofilamentos, disminuyendo la longitud de los sarcómeros de las fibras.

• Contracción isométrica: la longitud del músculo permanece invariable pero aumenta su tensión. La contracción se produce al hacer fuerza sin movimientos, por ejemplo al sostener objetos pesados con las manos o al intentar empujar una pared.

Aunque casi todos los músculos pueden desarrollar contracciones isotónicas o isométricas, la mayor parte de los movimientos corporales son una mezcla de ambas.

3. Sistema articular

Se define articulación como un punto de contacto entre los huesos.

Aunque muchas articulaciones del cuerpo permiten un movimiento considerable, otras son completamente inmóviles o permiten un movimiento en un solo plano o eje.

Clasificación de las articulaciones

Podemos dividir las articulaciones en tres tipos principales. 

De acuerdo al grado de movilidad están las articulaciones inmóviles, semimóviles y móviles.

Si recurrimos a una clasificación estructural (anatómica), las articulaciones se denominan:

• Según el tipo de tejido conjuntivo que une los huesos entre sí: articulaciones fibrosas, que son inmóviles, o cartilaginosas, semimóviles.

• Por la presencia de una cápsula llena de líquido: sinoviales , que son articulaciones móviles.

Dentro de una clasificación funcional (fisiológica), las que carecen de movilidad son las sinartrosis, las semimóviles son anfiartrosis y las de movilidad amplia corresponden a las diartrosis.

En el siguiente video explica una clsificación más detallada de cada tipo y diferentes subtipos:

3.1. Planos y ejes del movimiento

A través de los ejes y planos de movimiento podemos estudiar y clasificar mejor los movimientos que pueden realizar cada una de las diferentes articulaciones que el cuerpo humano posee.

La relación existente entre ejes y planos se basa en que cuando un movimiento se produce en un determinado plano, la articulación se mueve o gira sobre un eje que se encuentra a 90° respecto de dicho plano.

Se distinguen tres planos y tres ejes de movimiento, que se pueden ver en la siguiente imagen:

Planos del movimiento

Los tres planos de movimiento son:

• Sagital: divide el cuerpo en mitad derecha y mitad izquierda.

• Frontal: divide el cuerpo en mitad anterior y mitad posterior.

• Transversal u horizontal: divide el cuerpo en parte superior e inferior.

Ejes del movimiento

Cada uno de los tres planos del cuerpo tiene un eje asociado que pasa perpendicularmente a través del cuerpo. Los tres ejes son:

• Sagital: se dirige de delante hacia atrás y es perpendicular al plano frontal.

• Vertical: se dirige de arriba hacia abajo y es perpendicular al plano horizontal (transversal).

• Frontal: se dirige de lado a lado y es perpendicular al plano sagital.

En general, los movimientos no se producen únicamente en un plano, sino en varios. En el siguiente apartado se hace un análisis de los distintos tipos de movimiento de las articulaciones sinoviales.

3.2. Análisis de los movimientos

Los posibles tipos de movimiento de las articulaciones sinoviales dependen de la forma de las superficies articulares de los huesos y de la posición de los ligamentos articulares y de los músculos y tendones próximos.

Sin embargo, todas ellas permiten uno o más de los siguientes tipos de movimiento: angular, circular, de deslizamiento y movimientos especiales.

Movimientos angulares

Modifican el tamaño del ángulo entre los huesos que se articulan. Algunos de los distintos tipos de movimientos son:

• Flexión: reduce el ángulo entre los huesos. Dobla o pliega una parte sobre otra. Por ejemplo, si se inclina la cabeza hacia delante, sobre el pecho, la está flexionando.

• Extensión: aumenta el ángulo entre los huesos. Son movimientos de estiramiento. Si se estira una parte más allá de su posición anatómica se denomina hiperextensión.

• Flexión plantar y dorsiflexión: La flexión plantar ocurre cuando el pie se estira hacia abajo y atrás. Este movimiento aumenta el ángulo entre el extremo del pie y la parte anterior de la pierna.

  La dorsiflexión se produce cuando se inclina el pie hacia arriba, reduciendo así el ángulo entre su extremo y la cara anterior de la pierna.

• Abducción y aducción: La abducción separa una parte del plano medio del cuerpo, como al mover una pierna hacia un lado o separar los dedos de la línea media de la mano. La aducción mueve una parte hacia el plano medio, como llevar la pierna de nuevo a su sitio, mover los dedos hacia la línea media de la mano. Estos movimientos opuestos se pueden ver en la imagen siguiente.

• Movimientos circulares

  Producen la rotación en arco de una estructura alrededor de su eje. Los principales movimientos circulares son la rotación, la circunducción, la supinación y la pronación.

• Rotación y circunducción: La rotación consiste en hacer pivotar un hueso sobre su propio eje. Por ejemplo, mover la cabeza de una lado a otro (como negando). La circunducción mueve un miembro de modo que su extremo final describa un círculo.

• Pronación y supinación: se muestran en la siguiente figura. La pronación vuelve la palma hacia abajo, mientras que la supinación la vuelve hacia arriba.

• Movimientos de deslizamiento

  Son los más sencillos de todos. La superficie articular de un hueso se mueve sobre la de otro sin movimiento circular alguno. Los movimientos de deslizamiento se producen entre los huesos del carpo y del tarso y entre las carillas articulares de las vértebras contiguas.

  Movimientos especiales

  Suelen ser movimientos únicos o no habituales que tienen lugar en un número muy pequeño de articulaciones. Son la inversión, eversión, protracción, retracción, elevación y depresión.

• Inversión y eversión: La inversión vuelve la planta del pie hacia dentro, mientras que la eversión la vuelve hacia fuera.

• Protracción y retracción: La protracción mueve una parte hacia delante, mientras que la retracción la mueve hacia atrás. Por ejemplo, si se extiende la mandíbula hace protracción y si la lleva hacia atrás hace retracción.

• Elevación y depresión: La elevación mueve una parte hacia arriba, como sucede al cerrar la boca. La depresión la baja, moviéndola en dirección opuesta a la elevación.