Fundamentos biológicos y bases del acondicionamiento físico
4 0. 1. 2. 3.
Aparato locomotor: Sistema óseo - articular
Introducción. Nomenclatura anatómica. Sistema óseo: Osteología Sistema articular: Artrología Sistema óseo-articular
El aparato locomotor del cuerpo humano puede entenderse como una estructura de sostén constituida por dos bloques, pelvis y tórax, unidos por un elemento articulado, la columna vertebral, que les permite movilidad recíproca. Sobre este conjunto que forma el tronco se insertan la cabeza y las extremidades. De este modo, el aparato locomotor, además del movimiento, es el responsable de la estructura humana. Por tanto, el aparato locomotor, entendido como unidad morfológica funcional compuesta de huesos, músculos y articulaciones con un origen embriológico común (derivados mesodérmicos), conforman una máquina adaptada al movimiento en la que todos sus componentes anatómicos constituyen sus elementos mecánicos.
Biomáquina
o o o
Huesos: palancas Articulaciones: engranajes y ligamentos: refuerzos Músculos: motor
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Nomenclatura anatómica El estudio del aparato locomotor implica necesariamente describir sus partes y relacionar entre sí las estructuras que lo componen; por ello hay que utilizar diferentes términos que se aplican según la forma, postura o localización de lo que se está estudiando o describiendo. Partiendo de la posición anatómica y de los sistemas de referencia: planos y ejes (ya estudiados) manejaremos los siguientes términos: a) -
Referido al tronco: Superior, cefálico o craneal: cercano a la cabeza Inferior, podálico o caudal: cercano a los pies Anterior o ventral: parte del cuerpo que mira hacia delante Posterior o dorsal: parte del cuerpo que mira hacia atrás Medio: estructuras localizadas sobre la línea media del cuerpo Ipsilateral: estructuras ubicadas en el mismo lado del cuerpo Contralateral: estructuras situadas en distintos lados del cuerpo
b) -
Referido a las extremidades Proximales: cercanas a la raíz de la extremidad Distales: lejanas a la raíz de la extremidad Palmares o volares: referencia a la palma de la mano Plantares o solares: referencia a la superficie inferior del pie
c) -
De aplicación general: Superficiales: cercano a la superficie corporal Profundas: lejanas a la superficie corporal Externa e interna: Referencia a la situación de un órgano con respecto a una cavidad corporal. No son sinónimos de superficial y profundo.
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4.1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Sistema óseo. Osteología. Introducción. Funciones del hueso. Composición, estructura y clasificación de los huesos Formación de tejido óseo: Osificación. Crecimiento óseo Características estructurales del hueso. Solicitaciones óseas. Ejercicio y hueso. Envejecimiento y tejido óseo. Trastornos o desequilibrios en la homeostasis.
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4.1.1. Introducción. Funciones del hueso. Denominamos osteología a la ciencia que estudia la estructura ósea. El sistema óseo, integrado en el aparato locomotor, tiene como principales funciones: -
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Sostén: Mantener la posición y estructura del cuerpo. Sostiene los tejidos blandos y proporciona puntos de inserción para muchos músculos Movimiento: Proporcionar las palancas que los músculos esqueléticos movilizan. Almacén de minerales: El tejido óseo almacena varios minerales, sobre todo calcio y fósforo, que son muy importantes para la contracción muscular y para la actividad nerviosa. Cuando es necesario los huesos liberan las sales minerales hacia la sangre. Crear cavidades para la protección de órganos delicados Formar las células de la sangre: Hematopoyesis. En la médula ósea roja se producen hematíes, leucocitos y plaquetas. Almacén de energía: Los lípidos de la médula amarilla constituyen una reserva de energía.
4.1.2. Composición, estructura y clasificación de los huesos. Está formado por tejido óseo (tejido conjuntivo maduro). Los huesos son órganos duros formados por células y sustancia intercelular. Composición: -
Mineral: 70%. (Fosfato de calcio y de magnesio, carbonato de calcio y fosfato de magnesio). Aporta dureza y resistencia a la compresión
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Orgánica: 30%. (Material proteico: fibras colágenas, agua). Aporta resistencia y elasticidad a las extensiones)
Cuando se pierde agua, el hueso se hace más frágil, mientras que si lo que se pierden son sales minerales se vuelve más maleable. Por ello, la adecuada proporción de cada uno de estos componentes da al hueso el grado justo de elasticidad y rigidez para no ser frágil al choque. En los jóvenes, como el proceso de mineralización no se ha completado, los huesos son más gomosos y flexibles
-
Niños: más colágeno y menos sales minerales Ancianos: más sales minerales y menos colágeno
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Podemos hablar de la composición del hueso desde otro punto de vista y distinguiríamos: -
Matriz colágena (95%): formada por agua, sales minerales (calcio y fósforo) y proteínas fibrilares (fibras de colágeno) Células óseas (5%): osteocitos, osteoblastos y osteoclastos Estructura:
La estructura de estos componentes confiere al hueso la máxima resistencia con el mínimo peso. -
Parte externa o cortical: compuesto por tejido óseo compacto de consistencia dura y aspecto sólido Parte interna: formado por las trabéculas (que se disponen según los ángulos de la fuerza que se ejerce en cada punto) del tejido óseo esponjoso
Los huesos pueden considerarse órganos ya que contienen diversos tejidos que trabajan de forma conjunta cooperando unos con otros.
Estructuras que encontramos en el hueso:
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vasos sanguíneos nervios cartílagos Periostio: cubierta membranosa de tejido conjuntivo Médula ósea: en los huecos Tejido graso: en las cavidades que quedan
Morfología externa e interna. Clasificación de los huesos: Según su morfología o aspecto externo los huesos se clasifican en:
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Largos Cortos Planos Irregulares
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Es común a todos ellos que presenten en su superficie externa muchas irregularidades (tuberosidades, espinas, apófisis, etc.) donde se insertan los tendones y ligamentos. También pueden observarse agujeros (nutricios) que comunican el exterior de los huesos con el interior, y por los cuales pasan los vasos sanguíneos que nutren el tejido. En las zonas articulares, la superficie del hueso es muy lisa y recubierta de cartílago hialino. El cartílago reduce la fricción y absorbe la fuerza de choque.
Tipo
Descripción
Características
Ejemplo
Largos
Predomina la longitud sobre la amplitud Presentan tres partes: - Epífisis: los extremos articulados. Son de tejido esponjoso por razones mecánicas - Diáfisis: zona central tubular. De tejido compacto y con un canal o conducto medular y agujeros nutricios. - Metáfisis: zona de unión entre las estructuras anteriores. En un hueso en crecimiento es donde se encuentra la placa epifisaria en la que el cartílago es sustituido por hueso
Predominan en las extremidades Tienen dos cubiertas: - Periostio: en la parte más externa y proporcionando aporte sanguíneo y con capacidad de formación osteogénica - Endostio: recubriendo la cavidad medular y en todas las trabéculas del tejido esponjoso de las epífisis
Fémur Húmero
Cortos
Tienen sus tres dimensiones prácticamente iguales Constan de una gran masa de tejido esponjoso recubierto por delgada capa de tejido compacto
El contacto entre ellos se lleva a cabo a través de una superficie articular.
Escafoides
Planos
Tienen la forma que indica su nombre Están compuestos por dos capas de hueso compacto separadas por una capa de hueso esponjoso
No suelen tener superficies articulares por lo que los bordes se unen entre si mediante una pequeña cantidad de tejido fibroso formando una articulación fija o inmóvil Proporcionan protección y una amplia zona para inserción de músculos
Huesos craneales
Irregulares
Estructura variable
Alargados: clavícula Arqueados: costillas Etc.
Vértebras
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En cuanto al aspecto interno del hueso podemos distinguir dos estructuras:
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El tejido óseo compacto: que forma la capa externa de todos los huesos del cuerpo y la mayor parte de la diáfisis de los huesos largos. Estructura: o Sistemas de Havers u osteonas: Unidades cilíndricas que llevan la dirección del eje longitudinal del hueso. Tienen un canal (conducto de Havers) por el que circulan los vasos sanguíneos y las fibras nerviosas o Lamelas: laminillas que rodean a los anteriores y sirven de depósitos de calcio. o Lagunas: entre las laminillas. Es donde están albergadas las células de tejido óseo
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El tejido óseo esponjoso: o Trabéculas: Laminillas de finas capas de hueso dispuestas en un encaje irregular. Proporcionan resistencia y ligereza. o Médula ósea roja: en los espacios entre las trabéculas
4.1.3. Formación de tejido óseo: Osificación. Al proceso de formación del hueso se le denomina “osificación”; puede ser de dos tipos: 1. Directa: A partir de una membrana de tejido conjuntivo sobre la cual se van depositando células óseas que acaban calcificándola totalmente. - Ejemplo: cráneo de un recién nacido con áreas de osificación incompleta o “fontanelas”. También: clavícula y mandíbulas. 2. Indirecta: La mayor parte de los huesos del esqueleto se forman por osificación indirecta. El futuro hueso se construye a partir de un molde previo de cartílago que posteriormente se disuelve y es sustituido por tejido óseo. - Ejemplo: en un hueso corto a partir de un centro de osificación central. En un hueso largo con varios centros de osificación (los más tardíos son las metáfisis) IMPORTANTE Estos cartílagos de crecimiento pueden resultar afectados debido a desarreglos hormonales o a una sobrecarga del esqueleto en la época del crecimiento, pues el hueso crece muy deprisa durante los primeros años de vida y, como es un tejido que se adapta a las necesidades locales y sistémicas del organismo, su conformación va variando para permitir el crecimiento de los demás órganos. De este modo, siempre que un tejido blando compita con el óseo por el mismo espacio, será el hueso el que ceda el sitio, siempre y cuando disponga del suficiente tiempo para adaptarse. De aquí se deriva que una hipertrofia muscular excesiva en pleno proceso de crecimiento pueda conducir a una detención del crecimiento óseo por calcificación precoz del cartílago de crecimiento 4.1.4. Crecimiento óseo. El proceso de osificación comienza en el tercer o cuarto mes de gestación. No es un proceso homogéneo siendo más acelerado en algunas partes como en las costillas que en otras como la clavícula o el pubis (26 – 28 años en las mujeres). Por este motivo cuando se da el tirón puberal hay cierta tendencia a la desproporción (tronco pequeño, piernas largas, etc.) El crecimiento longitudinal del hueso se realiza por la actividad osteogénica del cartílago epifisario (osificación indirecta) y el crecimiento en grosor por la aposición de tejido óseo perióstico (osificación directa).
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Ley de Delpech: Cuando un hueso es sometido a fuerzas de presión experimenta un enlentecimiento en el crecimiento e incluso la paralización del mismo. Por el contrario, fuerzas de tracción producen aceleración del crecimiento en longitud. Ley de Wolf: Cuando un hueso es sometido a fuerzas de presión experimenta una aceleración en el crecimiento en grosor. Por el contrario, fuerzas de tracción producen enlentecimiento del crecimiento en grosor.
4.1.5. Características estructurales del hueso. Solicitaciones óseas. Para poder hablar de estas características debemos conocer previamente las agresiones o solicitaciones que puede sufrir el hueso. Así nos encontramos: -
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Presión o compresión: La posición bípeda implica que los huesos de las extremidades inferiores deben estar soportando el peso del resto del organismo. Afecta principalmente, por lo tanto, a los huesos de las piernas. Flexión: El sistema de palancas por el que se rige la mecánica del movimiento es un sistema de frecuente agresión. Si el hueso no fuese resistente a la flexión se doblaría por el peso y podría quebrarse. Tracción: Mecanismo por el que el hueso se opone a la fuerza que intenta estirarlo. Ejemplos: los brazos al transportar objetos pesados en posición de extensión o cualquier hueso a la tracción que ejercen los músculos a través de los tendones.
En relación a estas agresiones o solicitaciones el hueso, que es una estructura viva, se va a construir con una arquitectura y características específicas:
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Adaptando sus líneas de fuerza (laminillas longitudinales) a los requerimientos que sea sometido. De ahí la importancia de la actividad física moderada en el mantenimiento de una mineralización y estructuración del esqueleto.
Piensa que la contracción de los músculos que actúan como faja de tracción origina un alivio de los huesos y contribuye, en la época de crecimiento, a la configuración definitiva de la forma del hueso. Las fuerzas son atenuadas en parte por los músculos que se distienden a modo de fuelles y frenan el choque. -
Creando abrazaderas a modo de barras de refuerzo entre la zona de tejido esponjoso y la de tejido compacto. Vascularizando adecuadamente para permitir la acción de los osteoblastos (células formadoras del hueso). Los huesos mal vascularizados, como el escafoides de la mano, tardan en repararse.
4.1.6. Ejercicio y hueso. Dentro de ciertos límites, el hueso puede modificar su fuerza y nivel de resistencia como respuesta a las tensiones mecánicas. El tejido óseo, colocado en una situación de tensión mecánica, ser fortalece mediante un aumento en el depósito de sales minerales y fibras de colágeno. Sin tensión mecánica, el hueso se remodela anormalmente ya que la destrucción supera a su formación. o Si una persona permanece en cama o tiene el hueso fracturado en una escayola, la fuerza de los huesos no sometida a tensiones disminuye. o Los astronautas sometidos a la falta de peso en el espacio también pierden masa ósea. La pérdida puede ser incluso de un 1% a la semana Las actividades físicas que implican el soporte de cargas, como levantar pesos moderados o simplemente pasear, ayudan a formar y mantener la masa ósea o Los huesos de los atletas sometidos a tensiones elevadas y repetidas se hacen normalmente más gruesos que el resto de las personas.
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4.1.7. Envejecimiento y tejido óseo.
El envejecimiento tiene dos efectos principales sobre el tejido óseo que son: -
Desmineralización; pérdida de Calcio y otros minerales de la matriz. Este fenómeno suele comenzar después de los 30 años en las mujeres, acelerándose mucho alrededor de los 40 – 45 años cuando disminuyen los niveles de estrógenos1 y continua hasta los 70, pudiendo llegar a perder hasta un 30% del calcio de los huesos. En los hombres esta pérdida de calcio no suele comenzar hasta cerca de los 60 años.
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Menor síntesis de proteínas; disminuye la velocidad de síntesis de proteínas y por tanto hay menor capacidad para producir la porción orgánica de la matriz, concretamente colágeno, que es el que se encarga de proporcionar flexibilidad al hueso, haciéndose este cada vez más quebradizo, como consecuencia del aumento gradual de la proporción de sales minerales (inorgánicos).
4.1.8. Trastornos o desequilibrios en la homeostasis.
OSTEOPOROSIS (huesos porosos) Se caracteriza por una disminución de la masa ósea y un aumento de la susceptibilidad a las fracturas. El problema básico es que los procesos de resorción superan a los de formación. Entre la pubertad y la edad media de vida las hormonas sexuales (estrógenos en la mujer y testosterona en el hombre) y otras hormonas (crecimiento, insulina, tiroideas...) estimulan a los osteoblastos para que formen hueso. Tras la menopausia, la mujer produce menos cantidades de estrógenos, al igual que el hombre a medida que avanza su edad, como consecuencia los osteoblastos pierden actividad y se produce una perdida de masa ósea. El primer síntoma de osteoporosis es una fractura patológica. La masa ósea se reduce tanto que el hueso no puede soportar las tensiones de la vida diaria. La dieta y el ejercicio son claves para su prevención, una ingesta adecuada de calcio y ejercicio en los años jóvenes pueden resultar más beneficiosos que el tratamiento sustitutivo de estrógenos (TSE) y los suplementos de calcio cuando se alcanza una edad más avanzada. Esta alteración afecta sobre todo a personas de edad media y avanzada, más a mujeres que hombres y más a los blancos que a los negros.
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Estrógenos; hormona sexual que permite que se forme más hueso por parte de los osteoblastos.
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ARTROSIS2 Degeneración del cartílago que permite que las extremidades de los huesos rocen entre sí. Suele asociarse al envejecimiento. Las articulaciones grandes son las que sufren en mayor medida esta enfermedad. OSTEOPENIA3 Reducción de la masa ósea debida a una disminución de la síntesis de hueso hasta un nivel insuficiente para compensar la degradación normal. (Osteoporosis) OSTEOSARCOMA Tumor maligno formado por tejido óseo.
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Arthro; articulación Osteo = hueso, Penia = pobreza.
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