Tipos de músculos y el cuerpo humano como palanca
Un bateador de béisbol se prepara, flexiona los brazos y lanza el swing. Mientras tanto, su corazón late sin que él lo ordene y su estómago sigue digiriendo el desayuno. ¿Por qué unos músculos obedecen nuestra voluntad y otros trabajan solos? ¿Y cómo hace un músculo pequeño para mover el brazo entero? Lo vas a responder en esta página.
Los tres tipos de tejido muscular
El cuerpo humano tiene más de 600 músculos, pero todos están formados por solo tres tipos de tejido muscular. Un músculo se mueve por una razón sencilla: sus células pueden contraerse (acortarse) y luego volver a su largo normal.
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Esquelético: está unido a los huesos. Es el del bíceps, el cuádriceps o los músculos de la espalda. Al microscopio se ve estriado (con rayas). Su contracción es voluntaria y rápida, pero se cansa.
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Liso: forma las paredes del estómago, el intestino, los vasos sanguíneos y la vejiga. No tiene rayas (es no estriado). Es involuntario y se contrae lenta y suavemente.
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Cardíaco: solo está en el corazón. Es estriado, pero involuntario. Se contrae con rapidez y ritmo constante, toda la vida, sin cansarse.
| Característica | Esquelético | Liso | Cardíaco |
|---|---|---|---|
| Aspecto al microscopio | Estriado | No estriado | Estriado |
| Control | Voluntario | Involuntario | Involuntario |
| Rapidez | Rápida | Lenta | Rápida y rítmica |
| Dónde está | Unido a huesos | Órganos huecos y vasos | Corazón |
Nombra los tres tipos de tejido muscular del cuerpo humano y escribe un ejemplo de órgano o de parte del cuerpo donde se encuentre cada uno.
Nombra los tres tipos de tejido muscular del cuerpo humano y escribe un ejemplo de órgano o de parte del cuerpo donde se encuentre cada uno.
Indica si cada músculo es de contracción voluntaria o involuntaria: bíceps, corazón, músculos de las paredes del estómago, cuádriceps, diafragma al respirar sin pensar…
Indica si cada músculo es de contracción voluntaria o involuntaria: bíceps, corazón, músculos de las paredes del estómago, cuádriceps, diafragma al respirar sin pensar en ello.
Completa un cuadro comparativo de los músculos esquelético, liso y cardíaco. Considera el aspecto al microscopio (estriado o no), el control (voluntario o involuntario)…
Completa un cuadro comparativo de los músculos esquelético, liso y cardíaco. Considera el aspecto al microscopio (estriado o no), el control (voluntario o involuntario) y la rapidez de su contracción. Escribe una oración que resuma la diferencia más importante entre el esquelético y el cardíaco.
Músculos, tendones y pares antagonistas
Los músculos esqueléticos se unen a los huesos mediante los tendones, cordones resistentes de tejido conectivo. Cuando el músculo se contrae, tira del hueso a través del tendón y lo mueve en la articulación.
Un músculo solo sabe tirar, nunca empujar. Por eso, para mover un hueso en un sentido y regresarlo, hacen falta dos músculos que trabajen en pareja y con efectos contrarios: son los músculos antagonistas.
El ejemplo clásico es el brazo:
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Bíceps (por delante del brazo): es el flexor. Al contraerse, dobla el codo y acerca el antebrazo al hombro.
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Tríceps (por detrás): es el extensor. Al contraerse, estira el codo.
Otros pares: cuádriceps (extiende la rodilla) y bíceps femoral (la flexiona); los músculos de los dedos, los de la pierna, los del cuello.
Gabriela flexiona el brazo para levantar un libro con la mano. Identifica en este movimiento el punto de apoyo, la fuerza potencial y la resistencia. Indica qué músculo…
Gabriela flexiona el brazo para levantar un libro con la mano. Identifica en este movimiento el punto de apoyo, la fuerza potencial y la resistencia. Indica qué músculo se contrae y cuál se relaja, y explica por qué se dice que ambos músculos son antagonistas.
El cuerpo humano como palanca
Una palanca es una barra rígida que gira alrededor de un punto fijo. En el cuerpo, el hueso es la barra, la articulación es el punto de apoyo y el músculo hace la fuerza.
Tiene tres elementos:
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Punto de apoyo (fulcro): el punto donde gira la barra (la articulación).
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Fuerza potencial (potencia o esfuerzo) $P$: la fuerza que hace el músculo.
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Resistencia $R$: lo que hay que vencer (el peso de lo que se levanta o del propio cuerpo).
La distancia del apoyo al punto donde actúa cada fuerza es su brazo: $b_P$ para la potencia y $b_R$ para la resistencia.
Los tres géneros de palanca
Según cuál de los tres elementos quede en el medio:
| Género | Elemento en el medio | Ejemplo en el cuerpo |
|---|---|---|
| Primer género | El punto de apoyo | Cabeza que se inclina hacia atrás sobre la columna |
| Segundo género | La resistencia | Ponerse de puntillas |
| Tercer género | La fuerza potencial | Antebrazo que levanta un objeto con el bíceps |
Una palanca tiene tres elementos: el punto de apoyo (fulcro), la fuerza potencial (o esfuerzo) y la resistencia. Explica brevemente qué representa cada uno cuando una…
Una palanca tiene tres elementos: el punto de apoyo (fulcro), la fuerza potencial (o esfuerzo) y la resistencia. Explica brevemente qué representa cada uno cuando una persona levanta un objeto con el antebrazo, doblando el codo.
Diego se pone de puntillas para alcanzar un objeto en un estante. En este movimiento el pie funciona como una palanca: el punto de apoyo está en los dedos del pie, la…
Diego se pone de puntillas para alcanzar un objeto en un estante. En este movimiento el pie funciona como una palanca: el punto de apoyo está en los dedos del pie, la resistencia es el peso del cuerpo que pasa por el tobillo y la fuerza la hacen los músculos de la pantorrilla a través del talón. Indica qué tipo de palanca es (de primer, segundo o tercer género) y justifica tu respuesta con la posición relativa de los tres elementos.
La ley de la palanca
Una palanca está en equilibrio cuando el giro que produce la potencia es igual al que produce la resistencia. Cada giro depende de la fuerza y de su brazo:
¿Por qué? Una fuerza pequeña lejos del apoyo hace girar tanto como una grande cerca de él (piensa en abrir una puerta empujando cerca de las bisagras o lejos de ellas). El peso de una masa $m$ es $R = m \cdot g$, y aquí usamos $g = 10\ \mathrm{m/s^2}$.
Luis sostiene en la mano una pesa de $4$ kg con el antebrazo en posición horizontal. El bíceps se une al antebrazo a $4$ cm del codo, y la pesa está a $32$ cm del codo.…
Luis sostiene en la mano una pesa de $4$ kg con el antebrazo en posición horizontal. El bíceps se une al antebrazo a $4$ cm del codo, y la pesa está a $32$ cm del codo. Ignora el peso del antebrazo. Compara la fuerza que debe hacer el bíceps con el peso de la pesa y explica qué tipo de palanca es. Calcula la fuerza del bíceps en newton, tomando $g = 10$ m/s². Después explica por qué el cuerpo humano usa muchas palancas que «pierden» fuerza pero ganan otra ventaja.
¿Por qué el cuerpo usa palancas que «pierden» fuerza?
En las palancas de tercer género, como la del antebrazo, el músculo hace más fuerza que la carga. Parece un mal negocio. ¿Por qué lo permite el cuerpo?
Porque se gana otra cosa: velocidad y alcance. El bíceps se acorta solo un poco, pero como se une cerca del codo, la mano recorre un arco mucho más grande y se mueve más rápido. Eso sirve para lanzar una pelota, batear o escribir.
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Palanca de tercer género: pierde fuerza, gana velocidad y recorrido.
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Palanca de segundo género (de puntillas): gana fuerza; la pantorrilla hace menos fuerza que el peso del cuerpo.
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Palanca de primer género: según la posición del apoyo, puede ganar fuerza o recorrido.
El esfuerzo prolongado: esquelético y cardíaco
Cuando haces ejercicio, los músculos necesitan energía, que obtienen de los nutrientes con ayuda del oxígeno. La sangre lleva ambos.
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El músculo esquelético trabaja en ráfagas. Si se contrae sin parar, gasta energía más rápido de lo que recibe oxígeno y se fatiga: pierde fuerza y puede dar calambres o dolor. Necesita descansar.
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El músculo cardíaco se contrae unas $70$ veces por minuto toda la vida. Tiene muchos vasos sanguíneos que le llevan oxígeno de manera continua y por eso no se cansa como el esquelético. Además, es involuntario: no depende de nuestra voluntad.
Tras correr varios kilómetros, tus piernas se sienten cansadas porque sus fibras gastaron energía y necesitan recuperarse con descanso, agua y alimento. Por eso conviene estirar y calentar antes y después del ejercicio.
Andrea afirma: «Si un músculo esquelético se contrae sin parar durante horas, no se cansa, igual que el corazón». Analiza esta afirmación comparando el músculo…
Andrea afirma: «Si un músculo esquelético se contrae sin parar durante horas, no se cansa, igual que el corazón». Analiza esta afirmación comparando el músculo esquelético con el cardíaco en cuanto a su control, su capacidad de trabajar sin descanso y el papel de la energía y el oxígeno. Incluye también qué le ocurre a un músculo esquelético tras un esfuerzo prolongado, como correr varios kilómetros.
Resumen
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Hay tres tejidos musculares: esquelético (estriado, voluntario, rápido), liso (no estriado, involuntario, lento) y cardíaco (estriado, involuntario, rítmico).
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Los músculos esqueléticos se unen a los huesos por tendones y solo tiran; por eso trabajan en pares antagonistas (bíceps-tríceps).
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El cuerpo funciona con palancas: apoyo (articulación), potencia (músculo) y resistencia (carga). Hay tres géneros según cuál queda en el medio.
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Ley de la palanca: $P \cdot b_P = R \cdot b_R$. El antebrazo es de tercer género: pierde fuerza pero gana velocidad y recorrido.
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El músculo esquelético se fatiga con el esfuerzo prolongado; el cardíaco no, gracias a su riego sanguíneo continuo.
Vuelve al principio: el bateador mueve el brazo con músculos esqueléticos (voluntarios) en pares antagonistas, mientras su corazón y su estómago funcionan con músculo cardíaco y liso, que son involuntarios.