El sistema muscular es compon d’unes masses carnoses, anomenades músculs, i les bandes fibroses gràcies a les quals s’insereixen als ossos o en d’altres estructures anatòmiques, anomenades tendons. Al sistema muscular de l’aparell locomotor corresponen aproximadament uns 400 músculs, dits músculs somàtics o esquelètics, que en conjunt representen aproximadament el 40% del pes total de l’organisme.
Els músculs somàtics es diferencien d’altres teixits musculars, com els músculs viscerals i el múscul cardíac. La diferència principal és que els músculs somàtics són controlats voluntàriament. Per aquesta raó, també són anomenats músculs voluntaris. Una altra diferència és l’estructura mateixa del teixit muscular, que en els músculs esquelètics observats al microscopi presenta una sèrie d’estries. Així, també són anomenats músculs estriats. El múscul cardíac també és estriat, però, a diferència dels músculs somàtics, no és controlat voluntàriament.
Estructura del múscul
El múscul és un òrgan que es diferencia dels altres perquè té una propietat que li és característica: la capacitat de contracció. Així, un múscul és capaç d’escurçar-se en un moment determinat. Com que està unit a un segment ossi, en contreure’s en produeix el moviment. La capacitat contràctil del múscul és possible gràcies a l’estructura complexa que li permet la funció coordinada de tots els elements que el componen.
Bàsicament, el múscul es compon de dos tipus de teixits, el teixit conjuntiu i el teixit muscular. El teixit conjuntiu és similar al teixit que forma part de molts altres òrgans del cos i, d’altra banda, el teixit muscular es compon de nombroses cèl·lules especialitzades, cadascuna de les quals és anomenada fibra muscular. Es tracta d’unes cèl·lules allargades, d’una longitud tan variable que n’hi ha que només mesuren alguns mil·límetres mentre que d’altres arriben a assolir una llargada superior als 30 cm. El gruix, en canvi, és molt inferior, i oscil·la entre les 10 jim i les 100 de diàmetre.
Les fibres musculars s’agrupen paral·lelament les unes amb les altres. Cada fibra muscular és embolcallada per una capa prima de teixit conjuntiu, anomenada endomisi. Les fibres s’uneixen en feixos o fascicles musculars que, en conjunt, tenen alguns mil·límetres de diàmetre. Cada feix és envoltat per una coberta de teixit conjuntiu poc densa, anomenada perimisi. El conjunt de feixos musculars que formen un múscul és cobert per una mena d’estoig de teixit conjuntiu fibrós, anomenat epimisi.
Les fibres musculars i la contracció muscular
Les fibres musculars són cèl·lules llargues i cilíndriques, embolcallades per una membrana anomenada sarcolemma. A l’interior d’aquestes fibres, hi ha elements semblants als de la resta de cèl·lules orgàniques i d’altres que els són propis. Una diferència considerable respecte d’altres cèl·lules de l’organisme és que les fibres musculars presenten nombrosos nuclis, centenars o milers, que s’arrengleren al costat del sarcolemma. Interiorment, les fibres musculars són solcades per un nombre variable de filaments longitudinals, que van d’un extrem a l’altre, i que són anomenades miofibril·les. La capacitat contràctil del múscul és deguda a aquesta estructura especial de les miofibril·les.
Les miofibril·les es componen, bàsicament, de dos tipus de filaments proteics diferents: uns filaments gruixuts, compostos per la proteïna miosina, i uns filaments prims, formats per la proteïna actina. Aquests dos tipus de filaments s’intercalen entre si, amb una disposició característica, que es repeteix tot al llarg de la miofibril·la. Per aquesta raó, quan hom observa una fibra muscular amb un microscopi electrònic, és possible d’apreciar que les miofibril·les són solcades per unes estries transversals. Així, hom pot distingir unes bandes clares que s’alternen amb d’altres de més fosques. Les bandes fosques, corresponents als filaments de miosina, són anomenades bandes A. Les clares, és a dir, els filaments d’actina, reben el nòm de bandes I. A més, al mig de cada banda I s’observa una línia transversal més fosca, el disc Z. De la disposició especial dels filaments depèn la capacitat contràctil del múscul. La unitat funcional muscular o sarcòmer és la porció de miofibril·la delimitada per dos discs Z. Així, la miofibril·la és en realitat una successió de sarcòmers. En resposta a un estímul nerviós apropiat, els filaments prims llisquen entre els gruixuts i, per tant, el sarcòmer esdevé més curt. La contracció simultània de tots els sarcòmers de les miofibril·les produeix l’escurçament de la fibra muscular, i la contracció d’una sèrie de fibres musculars provoca la contracció del múscul.
Tipus de fibres musculars
Les fibres musculars no són uniformes, i, tant per la funció que duen a terme com pel diàmetre que tenen, es poden classificar en tres tipus diferents.
Les fibres musculars de tipus I són més gruixudes que les altres i les responsables dels moviments lents que requereixen una gran potència. Les fibres musculars de tipus II A són d’un gruix mitjà i les responsables dels moviments de potència i velocitat intermèdies. En darrer lloc, les fibres musculars de tipus II B, són les més primes i es posen en funcionament durant els moviments que requereixen poca potència, però molta rapidesa.
Tots els músculs tenen aquests tres tipus de fibres musculars, però en una proporció variable. Així, per exemple, la pràctica d’esports que requereixen una gran força muscular estimula el desenvolupament de les fibres de tipus I, mentre que els esports que impliquen velocitat intensifiquen el desenvolupament de les fibres de tipus II B.
La inserció dels músculs. Els tendons
El múscul s’uneix o insereix en un os o d’altres teixits mitjançant els seus components de teixit conjuntiu. En alguns músculs, la unió s’estableix per la continuïtat del perimisi i l’epimisi amb el periosti de l’os, la càpsula de l’articulació, o la pell.
En altres músculs, en canvi, especialment en els que tenen més força contràctil, la inserció es duu a terme a través d’un tendó. El tendó és una estructura allargada, formada fonamentalment per fibres col·làgenes. Aquestes fibres s’arrengleren paral·lelament al llarg del tendó, i cadascuna d’elles s’uneix per un extrem a l’estructura en què s’insereix el múscul i per l’altre al sarcolemma d’una fibra muscular. Així, quan la fibra muscular es contreu, la força de tracció es transmet a la fibra tendinosa de col·lagen a què s’uneix, i a través d’ella s’assoleix el moviment del segment esquelètic corresponent.
La forma dels tendons és variada. N’hi ha que són arrodonits, i d’altres tenen forma d’una banda plana. N’hi ha també que s’estenen com una làmina prima, anomenada aponeurosi. La transició del teixit muscular al tendinós no s’esdevé de manera uniforme en tota l’amplària del múscul. Sovint, el teixit tendinós s’introdueix en algun punt del múscul i genera parets de teixit conjuntiu anomenades septes.
En els punts de fregament amb d’altres estructures, com ara els lligaments o els ossos, els tendons es localitzen a l’interior d’una beina, la beina sinovial, per l’interior de la qual llisquen en els dos sentits. Aquesta beina es compon d’un teixit similar al de la membrana sinovial articular, i també elabora petites quantitats de líquid sinovial.
Una bona part dels músculs presenten només dues insercions, una a cada extrem, però els músculs més complexos tenen en general diversos punts d’inserció. Així, per exemple, l’extrem superior del múscul bíceps braquial, la contracció del qual provoca la flexió de l’avantbraç, s’insereix en dos punts separats de l’omòplat amb dos tendons independents.
La irrigació sanguínia muscular
Les artèries penetren al múscul pels extrems o bé per la zona central i, ja a l’interior, s’escampen en moltíssimes ramificacions. D’altra banda, les fibres musculars són envoltades per una extensa xarxa de capil·lars sanguinis. Durant l’exercici, aquests capil·lars es dilaten significativament, i la quantitat de sang que contenen es pot incrementar fins a unes 800 vegades. D’aquesta manera es garanteix una oxigenació adequada en els moments de fatiga muscular.
La innervació muscular
Els músculs són innervats per una complexa xarxa de nervis formats per fibres sensitives i fibres motores. Les fibres sensitives informen el sistema nerviós central sobre l’estat de contracció del múscul i transmeten la sensibilitat dolorosa. Les fibres motores s’encarreguen de transmetre l’estímul elèctric necessari per produir la contracció i mantenir el to muscular. D’altra banda, els nervis penetren al múscul generalment pel mateix punt que ho fan les artèries. Des d’aquí, es ramifiquen i es dispersen.
Cada fibra nerviosa motora es ramifica, de manera que ateny diverses fibres musculars. Cada ramificació entra en contacte amb el sarcolemma d’una fibra muscular i aquesta unió és anomenada placa motora. El sistema format per una fibra motora i les fibres musculars on arriba s’anomena unitat motora. Quan una unitat motora rep l’estímul procedent del sistema nerviós, els diversos filaments que componen les miofibril·les llisquen els uns damunt els altres i es produeix la contracció simultània de totes les fibres que inclouen. Les fibres musculars funcionen per un mecanisme de contracció o relaxació absolutes. D’aquesta manera, el control de la intensitat de la contracció d’un múscul sencer es regula a través de la quantitat de fibres musculars que són estimulades alhora. En els músculs que requereixen moviments fins i precisos, com ara els dels ulls, la laringe o la llengua, les unitats motores comprenen poques fibres musculars, mentre que en els músculs potents dels membres i el tronc, cada fibra nerviosa ateny nombroses fibres musculars.
El múscul presenta diversos tipus de terminacions nervioses sensitives, distribuïdes profusament tant al teixit pròpiament muscular com els tendons. Una part d’aquestes terminacions nervioses reaccionen davant estímuls dolorosos, com ara els causats per una compressió de la massa muscular. D’altres terminacions nervioses s’especialitzen a captar el grau d’estirament o escurçament de les fibres musculars i els tendons, la qual cosa és important, perquè fa possible que el sistema nerviós central pugui regular la contracció muscular, segons les necessitats específiques de cada postura corporal.
Acció i funció dels músculs
Els ossos, les articulacions i els músculs formen un sistema de palanques. Els músculs tenen la funció d’aplicar-hi la força, les articulacions actuen com a punts de recolzament i els ossos han de donar suport al pes de la part del cos que calgui moure.
La força de contracció del múscul depèn bàsicament de la quantitat de fibres musculars que són estimulades en un moment determinat, però l’efecte o la conseqüència de la contracció, muscular no solament depèn de la intensitat de la força de contracció, sinó també del tipus de contracció de què es tracti, de la distància que separa la part més voluminosa del múscul dels punts d’inserció, de la posició que va adoptant l’os durant el moviment i de l’acció coordinada d’altres músculs.
Quan un múscul és estimulat, es produeix un increment de la tensió interna, i les fibres tendeixen a contreure’s, de manera que la longitud del múscul s’escurça, i les insercions s’apropen. Però la contracció serà més o menys efectiva segons la resistència amb què es trobi la contracció muscular. Així, es generen dos tipus de contraccions: les contraccions isotòniques i les contraccions isomètriques. En les contraccions isotòniques, la força de contracció del múscul és superior a la resistència de les diverses estructures que hom pretén de moure, de manera que el múscul s’escurça sense incrementar la seva tensió interna. En les contraccions isomètriques, en canvi, la resistència en un moviment determinat és superior a la força de contracció. Per tant, el múscul no s’escurça ni la tensió interior s’incrementa. Així, en termes generals, les contraccions isotòniques són les que permeten d’efectuar moviments, i les isomètriques les que tenen la funció de contrarestar la força de gravetat o d’altres forces que circumstancialment carreguen sobre el cos. Un exemple demostratiu de contracció isomètrica és el dels músculs del tou de la cama mentre hom s’està dret. És imprescindible que els músculs es contreguin per evitar de caure cap endavant, però els músculs contrets no s’escurcen gaire. En general, hi ha diversos músculs capaços d’efectuar un mateix tipus de moviment, però n’hi ha de més efectius que d’altres segons les circumstàncies. Així, hi ha músculs que tenen funcions molt específiques i assoleixen l’efectivitat màxima en unes condicions determinades. Per exemple, l’efecte de la força de contracció depèn de la situació de l’os que es mou. En el moviment de flexió de l’avantbraç sobre el braç, la força de contracció que exerceix el múscul bíceps braquial és més efectiva quan el braç i l’avantbraç formen un angle recte, i menys quan aquest angle és superior o inferior.
En la majoria dels casos, cada múscul serveix per a realitzar més d’un tipus de moviment, encara que de fet té més importància en relació a un moviment concret. Així, el múscul pectoral major efectua un paper important en el moviment d’aproximació del braç al tronc, però també és el responsable del moviment de rotació del membre superior.
D’altra banda, també en la majoria dels casos, la realització d’un moviment determinat no és controlada per un sol múscul, sinó per dos o més, que en conjunt formen el que s’anomena grup muscular. El moviment de flexió de l’avantbraç, per exemple, és una funció que correspon al grup muscular localitzat a la part anterior del braç, que comprèn el múscul bíceps braquial, el múscul braquial i el múscul supinador llarg.
La majoria dels moviments requereixen una acció sincrònica per part de diversos músculs, que poden actuar com a agonistes o protagonistes, o com a antagonistes o sinergètics. En el moviment de flexió de l’avantbraç, per exemple, els músculs bíceps braquial i braquial anterior són agonistes, perquè són els que originen el desplaçament. El múscul tríceps braquial, localitzat a la part posterior del braç, és antagonista, perquè s’ha de relaxar per tal de permetre el moviment, i el múscul anconal del colze és sinergètic, ja que s’ha de contreure perquè el moviment de flexió del braç no depassi el límit tolerat per l’estabilitat de l’articulació del colze.
De la mateixa manera, els moviments que comprometen diversos segments corporals alhora, com la marxa, la realització d’esports, o la majoria d’activitats quotidianes, requereixen una coordinació en la força de contracció de diversos grups musculars, que és regulada automàticament al sistema nerviós central.
En darrer lloc, hi ha molts músculs que tenen una funció protectora i estabilitzadora de les estructures internes de l’organisme, com és ara el cas dels músculs de la paret anterior de l’abdomen, que amb llur tensió impedeixen que les vísceres abdominals baixin, i el d’uns altres músculs que envolten l’articulació de l’espatlla, la presència dels quals és important per a garantir la normalitat de l’encaix articular en uns moviments determinats.