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Capítulo 1

Funciones orgánicas y fatiga física en el ámbito del fitness

1. Introducción

El hombre ha evolucionado a lo largo del tiempo gracias, en gran medida, a la capacidad del cuerpo humano para adaptarse al entorno. Su estructura organizada en diferentes aparatos y sistemas, combinada con la integración y complementación entre ellos, hace posible presentar una respuesta global a las demandas del medio.

En las etapas iniciales del ser humano la vida estaba marcada por la necesidad de sobrevivir haciendo uso de sus condiciones físicas, como en el caso de la caza, la carrera o el transporte de objetos pesados. Conforme avanzó el progreso, estas actividades se fueron reemplazando por otras como la agricultura o la ganadería hasta llegar a la actualidad, cuando el ejercicio físico responde a un concepto de salud, ocio o competición.

En este panorama, es necesario conocer cómo funciona el organismo y qué cuestiones son importantes a la hora de realizar actividades físicas, teniendo en cuenta también de qué forma puede influir el medio sobre ellas.

Los diferentes apartados se han enfocado a la descripción, a los mecanismos de funcionamiento y a su respuesta conjunta ante el ejercicio físico.

Por último, se explican las principales consecuencias del ejercicio, tales como la termorregulación, la fatiga, el equilibrio hídrico o la rehidratación, con el objetivo de que la programación y realización de actividades físicas no supongan un riesgo para la salud del participante.

2. Aparato locomotor: el sistema óseo, el sistema muscular, el sistema articular

El aparato locomotor permite al cuerpo humano realizar los movimientos y mantener la postura. Está compuesto principalmente por el sistema óseo, el sistema articular y el sistema muscular.

En la vida real los movimientos se realizan en muchos planos. El análisis del movimiento se efectúa a partir de una posición de referencia, con el sujeto en bipedestación, llamada posición anatómica. Dichos movimientos se estudian en diferentes planos anatómicos y ejes de movimiento:

1 Los planos anatómicos son los siguientes:Plano frontal. Divide el cuerpo en parte anterior y parte posterior. Comprende los movimientos de aducción (aproximación), abducción (separación) y flexión lateral.Plano sagital. Divide el cuerpo en parte derecha y parte izquierda. Comprende los movimientos de flexión y extensión.Plano transversal. Divide el cuerpo en parte superior y parte inferior. Comprende los movimientos de rotación.

2 Los ejes de movimiento son perpendiculares a los planos anatómicos y sobre ellos se realizan los movimientos articulares. Estos ejes son:Eje longitudinal. Perpendicular al plano transversal.Eje transversal. Perpendicular al plano sagital.Eje anteroposterior. Perpendicular al plano frontal.

2.1. Sistema óseo

Los huesos presentan una estructura heterogénea cuya resistencia está determinada por líneas de fuerza llamadas trabéculas óseas, que constituyen la forma arquitectónica que llena el hueso esponjoso. Sus formas dependen de las tensiones a las que estén sometidos (presión, tracción o torsión).

Las principales funciones de los huesos son:

1 Protección de las vísceras.

2 Soporte de las estructuras del cuerpo humano.

3 Base mecánica para los movimientos.

4 Formación de células sanguíneas.

5 Reserva mineral del organismo.

Se pueden clasificar en cuatro tipos:

1 Huesos largos. Formados por una diáfisis (cilindro cubierto de una pared compacta de tejido óseo relleno de una combinación de tejido conectivo y grasa llamada médula amarilla o médula ósea) y dos epífisis (extremos formados por hueso esponjoso rodeado de tejido óseo compacto y cubierto por cartílago articular). Las epífisis y la diáfisis se unen por la metáfisis, que durante el crecimiento consiste en tejido cartilaginoso. El conjunto está envuelto por el periostio y endostio. Algunos ejemplos de huesos largos son: fémur, tibia, radio, etc.

2 Huesos cortos. Más pequeños y con forma de cubo. Por ejemplo: huesos del tarso o del carpo.

3 Huesos planos. Formados por dos caras. Por ejemplo: la escápula, coxal, etc.

4 Huesos sesamoideos. Son los más pequeños y sirven de aumento del brazo de palanca y para reducir el rozamiento. Por ejemplo: sesamoideo del pulgar.

A continuación, se describen las características de los principales huesos del cuerpo humano, diferenciando entre miembro inferior, miembro superior y tronco.

Por un lado, en el tronco se encuentra:

1 La columna vertebral, que es la encargada de permitir la posición erecta del ser humano, la realización de los movimientos del tronco, la protección de la médula espinal, el sostén de las demás estructuras óseas y el reparto de las cargas. Está formada por vértebras unidas por discos intervertebrales. En ella se encuentran cuatro zonas en forma de curvas:Lordosis cervical (7 vértebras).Cifosis dorsal (12 vértebras).Lordosis lumbar (5 vértebras).Cifosis sacro-coccígea (fusión de 5 vértebras sacras y 2-3 vértebras coccígeas).

2 La caja torácica está formada por doce pares de costillas y el esternón. Las costillas se unen a las vértebras dorsales en su parte posterior, y al esternón, en la parte anterior.

Sabía que...

De los 12 pares de costillas, los 7 primeros son independientes y se denominan verdaderos; los 3 siguientes se insertan en el mismo punto y se llaman falsos, y hay 2 costillas más: las flotantes.

El miembro inferior:

1 En el pie se pueden diferenciar tres bloques óseos:El tarso, compuesto por una fila donde se encuentran el calcáneo y el astrágalo y otra formada por cuboides, escafoides y tres cuñas.El metatarso, constituido por cinco metatarsianos.Los dedos, formados por tres falanges (excepto el pulgar, que solo tiene dos).

2 La pierna está formada por la tibia y el peroné:La tibia es un hueso largo que se articula con el fémur en la zona proximal y con el astrágalo y el peroné en la zona distal.El peroné es el hueso externo que se articula con la tibia y el astrágalo.

3 La rótula es un hueso sesamoideo que forma la rodilla, se une con la tibia a través del tendón rotuliano y se articula con el fémur.

4 En el muslo se encuentra el hueso más largo del cuerpo, el fémur:Está formado por el trocánter mayor y el trocánter menor, que se articulan con el hueso coxal, y por los cóndilos lateral y medial, que se articulan con la rótula.

5 La cintura pélvica está compuesta por dos huesos coxales, el sacro y el coxis o cóccix.

El miembro superior:

1 La cintura escapular, compuesta por dos escápulas y dos clavículas.

2 El brazo, constituido por un solo hueso llamado húmero que se une con las escapulas y el codo.

3 El antebrazo, formado por dos huesos que se articulan con el húmero y con el carpo: el radio (externo) y el cúbito (interno).

4 En la muñeca se distinguen tres zonas:El carpo, formado por dos líneas. La primera está constituida por el escafoides, semilunar, piramidal y pisiforme, y la segunda por el trapecio, trapezoide, hueso grande y ganchoso.El metacarpo, compuesto por cinco huesos metacarpianos que forman la palma de la mano.Las falanges están formadas por tres segmentos (excepto el pulgar, que tiene dos) y constituyen los dedos de la mano.

2.2. Sistema muscular

El músculo es la estructura activa del aparato locomotor, por su capacidad de cambiar de longitud contrayéndose y alargándose. Se compone de paquetes (fibras) que contienen numerosas miofibrillas. Estas fibras tienen umbrales de excitación diferente, de tal manera que ante acciones rápidas o explosivas y de corta duración se activan principalmente las fibras II, y ante acciones prolongadas y con menor requerimiento de fuerza se activan las fibras I.

Los músculos se unen a los huesos mediante los tendones, estructuras resistentes y flexibles formadas por fibras de colágeno que no poseen capacidad contráctil, por lo que siempre tienen la misma longitud.

En el cuerpo humano existen dos tipos de musculatura: los músculos lisos en las vísceras y los músculos estriados, que conforman el aparato locomotor. En función de su morfología se clasifican en:

1 Fusiforme. Forma de huso. Por ejemplo: bíceps braquial.

2 Bi-/ tri-/ cuádriceps. Según el número de porciones.

3 Penniformes (músculos interóseos dorsales) y semipenniformes (semimembranoso).

4 Digástricos. Consta de varios vientres musculares. Por ejemplo: digástrico.

5 Dentados. Presentan dientes. Por ejemplo: serratos.

6 En forma de cinta. Son largos, planos y finos. Por ejemplo: sartorio.

7 Músculos con forma geométrica. Circulares (esfínter), planos (abdominales), cuadrados (cuadrado lumbar), rombo (romboide).

En la descripción de los grandes grupos musculares se diferenciará entre músculos profundos o superficiales y entre la localización en la zona anterior o posterior del cuerpo:

En el tronco:

1 Los principales músculos flexores de la columna vertebral son:Recto anterior del abdomen.Oblicuos internos y externos.

2 Los músculos implicados en la extensión:Interespinosos.Transverso espinoso.Epiespinoso.Largo del dorso.Iliocostal.

3 En los movimientos laterales están implicados:Cuadrado lumbar.Iliocostar.

4 Los músculos encargados de la rotación del tronco son:Oblicuos mayor y menor del abdomen.Transverso espinoso.

5 La estabilización del tronco se logra gracias a los músculos profundos del abdomen:Transverso del abdomen.Multífidos.Oblicuo interno.Diafragma.

El miembro inferior:

1 En la zona anterolateral de la pierna se encuentran el tibial anterior, los peroneos y los extensores de los dedos. En la zona posterior están los músculos profundos (tibial posterior, poplíteo y flexores de los dedos) y los músculos superficiales (gemelo interno, gemelo externo y el sóleo).

2 En la zona anterior del muslo se localizan el cuádriceps (vasto interno, externo, medial y recto anterior), cintilla iliotibial, sartorio, tensor de la fascia lata, pectíneo, recto interno, aductor mediano y psoas (ilíaco, mayor y menor). En la zona posterior se encuentran los músculos profundos: el bíceps femoral (porción corta), aductor mayor, piramidal, glúteo menor, obturador interno, gérmino superior y gérmino inferior. Los músculos superficiales son bíceps femoral (porción larga), semitendinoso, semimembranoso, fascia lata y glúteo (mayor y mediano).

3 Los movimientos del tobillo se realizan gracias a los siguientes músculos:La flexión plantar: gemelos y sóleo.Flexión dorsal: tibial anterior y extensores de los dedos.Supinación: tibial anterior, posterior y gemelos.Pronación: peroneo lateral corto, largo y peroneo anterior.

4 Los músculos implicados en la movilidad de la rodilla son:Flexión: bíceps femoral, semitendinoso y semimembranoso.Extensión: cuádriceps.Rotación interna: Semitendinoso, semimembranoso y poplíteo.Rotación externa: bíceps femoral y tensor de la fascia lata.

5 La articulación de la cadera realiza los siguientes movimientos con la participación de los distintos músculos que la componen:Flexión: psoas ilíaco, sartorio, tensor de la fascia lata y cuádriceps.Extensión: glúteo mayor e isquiotibiales (semimembranoso, semitendinoso y bíceps femoral).Abducción: glúteo mediano.Aducción: aductores mayor, mediano y menor.Rotación interna: glúteo menor y tensor de la fascia lata.Rotación externa: piramidal, obturadores, géminos, psoas ilíaco y glúteo mayor.

El miembro superior:

1 La escápula realiza los movimientos gracias a la participación de los siguientes músculos:Separación: serrato mayor.Elevación: trapecio y angular.Aproximación: trapecio, romboides mayor y romboides menor.Descenso: trapecio, pectoral menor, pectoral mayor y latísimo.Basculación: serrato mayor y trapecio.

2 En los movimientos de la articulación del hombro se implican los siguientes músculos:Flexión: deltoides, coracobraquial, bíceps y pectoral mayor.Extensión: dorsal ancho, redondo mayor y pectoral mayor.Abducción: deltoides y supraespinoso.Aducción: pectoral mayor, dorsal ancho y redondo mayor.Rotación interna: subescapular, dorsal ancho y redondo mayor.Rotación externa: infraespinoso y redondo menor.Flexión horizontal: deltoides pectoral mayor y coracobraquial.Extensión horizontal: deltoides, infraespinoso y redondo menor.

3 La articulación del codo permite los movimientos de:Flexión: bíceps y supinador largo.Extensión: tríceps.

4 El antebrazo realiza los movimientos de:Pronación: pronador redondo y cuadrado.Supinación: bíceps y supinador corto.

5 La musculatura implicada en los movimientos de la articulación de la muñeca son:Flexión: palmar mayor, cubital anterior y flexor de los dedos.Extensión: radial y cubital posterior.Abducción: radial y palmar mayor.Aducción: cubital anterior y posterior.

2.3. Sistema articular

La articulación es fruto de la unión de los extremos de los huesos. Su principal función es permitir el movimiento del sistema óseo.

Existen diferentes tipos de articulaciones:

1 Articulaciones fibrosas. Son articulaciones con poca o ninguna movilidad. Se pueden dividir en tres tipos:Sindesmosis. Unidas por un ligamento interóseo. Ejemplo: articulación tibioperonea inferior.Sutura. Tienen un tejido fibroso intercalado. Ejemplo: hueso de la bóveda craneana.Gonfosis. Específico de la implantación de los dientes.

2 Articulaciones con cartílago. Son articulaciones poco móviles o semimóviles:Sincondrosis. Unidas por un cartílago. Ejemplo: base del cráneo.Sínfisis o anfiartrosis. Unidas por un fibrocartílago. Ejemplo: sínfisis del pubis.

3 Articulaciones con sinovial o diartrosis. Son las más frecuentes y móviles. Están formadas por cartílago hialino, cápsula, líquido sinovial, ligamentos y a veces por fibrocartílago. Se clasifican en siete tipos:Trocoide. Formada por un cilindro convexo y una superficie cóncava con un grado de movimiento. Ejemplo: articulación radiocubital superior.Gínglimo o troclear. En forma de polea con un grado de movimiento. Ejemplo: articulación humerocubital.Elipsoide o condílea. Con forma ovoide y dos grados de movimiento. Ejemplo: articulación radiocarpiana.Bicondílea. Con dos superficies elipsoides y dos grados de movimiento. Ejemplo: articulación metacarpiana.En silla de montar. Tiene una superficie cóncava en un sentido y convexa en el otro, con dos grados de movimiento. Ejemplo: articulación trapecio-metacarpiana.Esferoide o enartrosis. Con forma esférica y tres grados de movimiento. Ejemplo: cabeza femoral.Plana o artrodia. Con superficies planas o asimiladas y cinco grados de movimiento. Por ejemplo: facetas vertebrales torácicas.

Las principales articulaciones del cuerpo humano que participan en el movimiento son las siguientes:

1 Tronco:La columna vertebral puede realizar los movimientos de flexo-extensión, lateralización, rotación y circunducción (flexo-extensión y lateralización) gracias principalmente a la existencia de los discos intervertebrales, formados por el anillo fibroso y núcleo.

2 Miembro inferior:En el pie se encuentran varias articulaciones que permiten el movimiento. Entre ellas, la articulación astragalocalcánea, responsable de la prono-supinación del pie, que junto con las articulaciones mediotarsianas producen los movimientos de inversión (flexión plantar y supinación) y eversión (extensión plantar y pronación). Las articulaciones interfalángicas son las responsables de los movimientos de los dedos.La articulación del tobillo es la unión de la tibia y el peroné con el astrágalo que permite los movimientos de flexión y extensión del pie.La articulación de la rodilla es la unión entre el fémur y la tibia que permite los movimientos de flexo-extensión y rotación. Los meniscos permiten que se adapten las diferentes curvaturas de ambos huesos.La articulación de la cadera une el fémur con los huesos coxales. Produce los movimientos de flexo-extensión, aducción-abducción y rotación.

3 Miembro superior:La articulación del hombro une el tronco con el brazo. La escapulohumeral es la más importante y la que tiene mayor capacidad de movimientos: flexo-extensión frontal, aducción y abducción, flexoextensión horizontal y rotación interna y externa.La articulación del codo une el húmero con el radio y el cúbito. Realiza movimientos de flexo-extensión, además de intervenir en la prono-supinación gracias a la articulación radiocubital (pronosupinación).La articulación de la muñeca permite los movimientos de flexo-extensión y aducción-abducción de la mano.Las articulaciones de la mano realizan los movimientos que permiten la manipulación.

Aplicación práctica

Un sujeto en una sala de musculación realiza los siguientes ejercicios. Analice de forma funcional y anatómica los movimientos:

SOLUCIÓN

Actividades

1. Indique qué articulación es la que tiene mayor grado de movimiento.

2. ¿Cuántas curvaturas tiene la columna vertebral, cuántos huesos la componen y en qué partes se divide?

3. ¿Qué tipos de fibras musculares se activan principalmente en un saque de tenis?