Músculo pennado

Área de sección transversal fisiológica (PCSA) Editar

Una ventaja de los músculos de la barra es que más músculo Las fibras se pueden empaquetar en paralelo, lo que permite que el músculo produzca más fuerza, aunque el ángulo de la fibra con la dirección de acción significa que la fuerza máxima en esa dirección es algo menor que la fuerza máxima en la dirección de la fibra. (línea azul en la figura 1, también conocida como área de sección transversal anatómica o ACSA) no representa con precisión el número de fibras musculares en el músculo. El área total de las secciones transversales perpendiculares a las fibras musculares proporciona una mejor estimación (líneas verdes en la figura 1). Esta medida se conoce como área de sección transversal fisiológica (PCSA), y comúnmente se calcula y define mediante la siguiente fórmula (se proporciona una definición alternativa en el artículo principal):

PCSA = volumen muscular longitud de la fibra = masa muscular ρ ⋅ longitud de la fibra, {\ displaystyle {\ text {PCSA}} = {{\ text {volumen muscular}} \ over {\ text {longitud de la fibra}}} = {{\ text {masa muscular}} \ over {\ rho \ cdot {\ text {longitud de la fibra}}}},}

donde ρ es la densidad del músculo:

ρ = masa muscular volumen muscular. {\ displaystyle \ rho = {{\ text {masa muscular}} \ over {\ text {volumen muscular}}}.}

PCSA aumenta con el ángulo de penetración y con la longitud del músculo. En un músculo pennado, PCSA siempre es más grande que ACSA. En un músculo no pennado, coincide con ACSA.

Relación entre PCSA y fuerza muscularEditar

La fuerza total ejercida por las fibras a lo largo de su dirección oblicua es proporcional a PCSA. Si se conoce la tensión específica de las fibras musculares (fuerza ejercida por las fibras por unidad de PCSA), se puede calcular de la siguiente manera:

Fuerza total = PCSA ⋅ Tensión específica {\ displaystyle {\ text {Fuerza total} } = {\ text {PCSA}} \ cdot {\ text {Tensión específica}}}

Sin embargo, solo un componente de esa fuerza puede usarse para tirar del tendón en la dirección deseada. Este componente, que es la verdadera fuerza muscular (también llamada fuerza del tendón), se ejerce en la dirección de acción del músculo:

Fuerza muscular = Fuerza total ⋅ cos ⁡ Φ {\ displaystyle {\ text {Fuerza muscular} } = {\ text {Fuerza total}} \ cdot \ cos \ Phi}

El otro componente, ortogonal a la dirección de acción del músculo (fuerza ortogonal = fuerza total × sinΦ) no se ejerce sobre el tendón, pero simplemente aprieta el músculo, tirando de sus aponeurosis una hacia la otra.

Tenga en cuenta que, aunque es prácticamente conveniente calcular la PCSA en función del volumen o la masa y la longitud de la fibra, la PCSA (y por lo tanto la fuerza total de la fibra, que es proporcional a PCSA) no es proporcional a la masa muscular o la longitud de las fibras solamente. Es decir, la fuerza máxima (tetánica) de una fibra muscular simplemente depende de su grosor (área de sección transversal) y tipo. De ninguna manera depende solo de su masa o longitud. Por ejemplo, cuando la masa muscular aumenta debido al desarrollo físico durante la infancia, esto puede deberse solo a un aumento en la longitud de las fibras musculares, sin cambios en el grosor de la fibra (PCSA) o el tipo de fibra. En este caso, un aumento de masa no produce un aumento de fuerza.

Menor velocidad de acortamientoEditar

En un músculo pennado, como consecuencia de su disposición, las fibras son más cortas que lo estarían si corrieran de un extremo del músculo al otro. Esto implica que cada fibra está compuesta por un número menor N de sarcómeros en serie. Además, cuanto mayor es el ángulo de separación, más cortas son las fibras.

La velocidad a la que una fibra muscular puede acortarse está determinada en parte por la longitud de la fibra muscular (es decir, por N). Por lo tanto, un músculo con un ángulo de penetración grande se contraerá más lentamente que un músculo similar con un ángulo de penetración más pequeño.

Relación de transmisión arquitectónicaEditar

Relación de transmisión arquitectónica, también denominada relación de transmisión anatómica, (AGR) es una característica del músculo pennado definida por la relación entre la tensión longitudinal del músculo y la tensión de la fibra muscular. A veces también se define como la relación entre la velocidad de acortamiento del músculo y la velocidad de acortamiento de la fibra:

AGR = εx / εf

donde εx = tensión longitudinal (o velocidad de acortamiento del músculo) y εf es la deformación de la fibra (o velocidad de acortamiento de la fibra).

Originalmente se pensó que la distancia entre aponeurosis no cambiaba durante la contracción de un músculo pennado, por lo que se requería que las fibras rotaran a medida que se acortaban. Sin embargo, trabajos recientes han demostrado que esto es falso y que el grado de cambio del ángulo de la fibra varía en diferentes condiciones de carga. Este engranaje dinámico cambia automáticamente para producir la velocidad máxima con cargas bajas o la fuerza máxima con cargas altas.