12. Sistemul muscular

12.1. Introducere

Mușchii sunt organe active ale mișcării care formează sistemul muscular. Rolul se atribuie musculaturii scheletice – somatice – care prezintă în alcătuirea sa țesut muscular striat.

Din punct de vedere al formei, mușchii pot fi:

• fusiformi: biceps, triceps;
• triunghiulari: mușchiul piramidal al abdomenului;
• patrulateri: marele drept abdominal, marele dorsal;
• în formă de cupolă: diafragma;
• trapezi: mușchiul trapez;
• circulari: orbicularul buzelor și al pleoapelor, sfincterele.

12.2. Structura mușchiului

Mușchii scheletici sunt alcătuiți dintr-o porțiune centrală musculară, voluminoasă – corpul mușchiului – și două extremități albe-sidefii, din țesut fibros – tendoane. Unul se inseră pe osul fix (se numește originea mușchiului), iar celălalt se prinde de osul mobil (se numește inserția mușchiului). În majoritatea cazurilor, originea mușchiului este unică, însă sunt și mușchi care au mai multe origini: biceps, triceps, cvadriceps.

Corpul mușchiului este alcătuit din fibre musculare striate. Mai multe fibre formează un fascicul. Fiecare fibră este învelită de o teacă fină de țesut conjunctiv – endomisium. În exterior, corpul mușchiului prezintă o membrană conjunctivă – fascia mușchiului (fascie). Sub ea se găsește o lamă de țesut conjunctiv – epimisium – de la nivelul căreia pornesc în interior septuri conjunctive – perimisium.

Mușchiul este bogat vascularizat și prezintă inervație dublă: somatică și vegetativă. Cea de tip vegetativ determină reacții vasomotorii.

12.3. Principalele grupe de mușchi scheletici

Mușchii scheletici se împart în: mușchii capului, gâtului, trunchiului și membrelor.

Mușchii capului – prezintă două grupe de mușchi:

• mușchii mimicii: expresii variate ale feței prin contracția lor - mușchiul orbicular al ochiului, mușchiul orbicular al buzelor, mușchiul frontal, mușchiul occipital, mușchiul temporal;
• mușchii maseteri: contribuie la executarea procesului de masticație - mușchiul maseter (zona mandibulei).

Mușchii gâtului – dispuși în regiunea antero-laterală a gâtului, distribuiți pe mai multe planuri. De la suprafață spre profunzime se numără:

• mușchiul pielos al gâtului: încrețește pielea gâtului;
• mușchiul sternocleidomastoidian - dispus sub mușchiul pielos al gâtului.

Mușchii trunchiului – grupează:

• mușchii spatelui și ai cefei: mușchii trapezi (în plan superficial superior), mușchiul romboid și inferior lor, mușchii dorsali;
• mușchii anterolaterali ai toracelui:     
  

2 mușchi pectorali (micul și marele pectoral) – în partea anterioară a toracelui.

Profund, mușchiul subclavicular și dințatul mare, dispus lateral.

Mușchii intercostali externi și interni – în spațiile intercostale.

Diafragma – mușchi lat dispus la baza cutiei toracice, prezintă o parte boltită spre torace, iar cealaltă spre abdomen. Separă cutia toracică de cavitatea abdominală.

• mușchii anterolaterali ai abdomenului – mușchi lați.

De ambele părți ale liniei mediane se dispun mușchii drepți abdominali. Anterior față de fiecare dintre aceștia se găsește mușchiul piramidal. În lateralul lor se află: mușchii oblic extern, oblic intern și transvers al abdomenului.

12.4. Mușchii membrelor

Mușchii membrului superior – cuprind:

• mușchii umărului: deltoid – mușchiul principal, situat imediat sub piele. Aduce brațul superior în poziție orizontală – realizează abducția brațului;
• mușchii brațului: anterior – mușchiul biceps brahial (două origini pe scapulă și inserția pe radius), mușchiul brahial și mușchiul coracobrahial. Posterior – mușchiul triceps (două origini pe humerus și una pe scapulă și inserția pe ulna);
• mușchii antebrațului:      

Mușchii anteriori ai antebrațului sunt flexori ai antebrațului și ai mâinii și pronatori ai mâinii. Unii sunt flexori ai degetelor.

Mușchii posteriori și laterali ai antebrațului sunt extensori ai antebrațului, mâinii și degetelor.

• mușchii mâinii: mâna deține un aparat muscular complex. Mușchii sunt dispuși doar pe fața sa palmară și în spațiile interosoase.

Mușchii membrului inferior – cuprind:

• mușchii bazinului: mușchii fesieri (se află în jurul articulației șodulului).
• mușchii coapsei: se grupează în 3 loje: loja anteromedială, posterioară și laterală. 

În loja anterioară: mușchiul croitor (cel mai lung mușchi din corp), iar sub el este cvadricepsul femural.

În zona medială a coapsei: mușchiul drept medial și 3 mușchi adductori: mare, scurt, lung. Contracția acestor 4 mușchi apropie coapsele între ele (adducție).

În loja posterioară: mușchii biceps femural, semitendinos și semimembranos.

• mușchii gambei: se grupează în 2 loje: anterioară și posterioară.

În loja anterioară: mușchii tibial anterior și extensori ai degetelor.

În loja posterioară: mușchiul gastrocnemian (în plan superficial). Alături de mușchiul solear (sub gastrocnemian) formează tricepsul sural.

În loja laterală se găsesc mușchii peronieri scurt și lung.

Mușchii tibial posterior și mușchii flexori ai degetelor sunt distribuiți în plan profund. Aceștia susțin extensia labei piciorului și flexia degetelor.

• mușchii piciorului: se dispun pe fețele dorsală și plantară ale piciorului.

12.5. Proprietățile mușchilor scheletici

Mușchii scheletici susțin:

• tonusul;
• postura;
• echilibrul;
• mimica;
• mișcările voluntare.

Din masa organismului, mușchii scheletici constituie aproximativ 40%.

Mușchiul striat somatic reprezintă componenta efectorie a reflexelor somatice de tonus, postură, echilibru și redresare, a activității motorii voluntare, a expresiei stărilor afectiv emoționale și a limbajului.

Proprietățile mușchilor scheletici sunt: contractilitatea, excitabilitatea, extensibilitatea, elasticitatea, tonusul muscular.

• contractilitatea – proprietate specifică mușchiului. Aceasta constă în capacitatea de a dezvolta tensiune între capetele acestuia sau de a se scurta.

Sarcomerul reprezintă baza anatomică a contractilității.

Proteinele contractile (actină și miozină) reprezintă baza moleculară a contractilității. În perioada de contracție, miofilamentele subțiri de actină glisează printre cele mai groase de miozină.

Unitatea morfofuncțională a miofibrilei este sarcomerul. Acesta este cuprins între două membrane Z. Banda H luminoasă este spațiul delimitat de fibrele de actină (are doar filamentele groase de miozină). Discul clar (banda I) conține doar filamentele de actină. Discul întunecat (banda A) cuprinde filamente miozină și capetele actinei. 

• excitabilitatea – proprietatea mușchilor de a răspunde la un stimul printr-un potențial de acțiune propagat și care este urmat de contracția caracteristică. Proprietățile membranei celulare: permeabilitatea selectivă, conductanța ionică, polarizarea electrică, pompele ionice – sunt responsabile pentru proprietatea de excitabilitate musculară (deci proprietățile sarcolemei). Un șir de reacții fizico-chimice se desfășoară între manifestarea electrică de la nivelul membranei fibrei musculare (adică potențialul de acțiune) și procesele mecanice (adică procesul de contracție) de la nivelul sarcomerului. Aceasta poartă numele de cuplaj excitație-contracție.
  
• extensibilitatea – proprietatea mușchiului de a se alungi pasiv (lipsit de consum de energie) sub acțiunea unei forțe exterioare. Fibrele conjunctive și elastice din mușchi constituie substratul anatomic al extensibilității.
  
• elasticitatea – proprietate specifică mușchilor. Aceasta constă în capacitatea mușchilor de a se deforma sub acțiunea unei forțe și de a reveni pasiv la forma de repaus atunci când asupra sa forța încetează să mai acționeze. Baza anatomică a a proprietății de elasticitate este reprezentată de fibrele elastice din alcătuirea perimisiumului.
• tonusul muscular – stare de tensiunea permanentă. Aceasta este specifică mușchilor care prezintă inervație motorie somatică și senzitivă neafectate (intacte). Tonusul mușchilor scheletici dispare după denervare. Această proprietate este de natură reflexă. 

12.6. Contracții ale fibrei musculare striate

Contracțiile fibrei musculare striate pot fi: izometrice, izotonice, auxotonice.

• izometrice – în timpul contracției lungimea mușchiului nu se modifică, mușchiul nu efectuează lucru mecanic extern, însă crește foarte mult tensiunea. Întreaga energie chimică se pierde sub formă de căldură și lucru mecanic intern. Exemplu: susținerea posturii corpului. 
• izotonice – în timpul contracției lungimea mușchiului suferă modificări, mușchiul realizează lucru mecanic, însă tensiunea rămâne constantă. Exemplu: majoritatea mușchilor scheletici.
• auxotonică – atât lungimea cât și tensiunea, variază.  

În cursul unei activități obișnuite, fiecare mușchi trece prin faze de contracții izometrice, izotonice și auxotonice.

12.7. Manifestările contracției musculare

Manifestările contracției musculare pot fi: electrice, chimice, mecanice și termice.

• manifestări electrice – acestea sunt reprezentate de potențialul de acțiune al fibrei musculare. Aplicarea unor stimuli fibrelor musculare, atât pe cale naturală (de la placa motorie), cât și pe cale artificială (cu curent electric), declanșează apariția unui potențial de acțiune propagat în lungul fibrei, cu o viteză de 30 m/s.

Potențialele de placă motorie rezultă prin însumarea potențialelor de acțiune ale unei unități motorii (neuron care inervează mai multe fibre musculare), deci sumația.

Informații cu privire la activitatea electrică a întregului mușchi sau a unităților motorii componente, se pot obține prin înregistrarea electromiogramei.

• manifestări chimice – inițiate prin mecanismul de cuplare excitație-contracție. Procesele chimice de la nivel muscular susțin energetic procesele mecanice. 

În primele 45-90 de secunde ale unui efort moderat sau intens, metabolismul muscular este de tip anaerob. Acest interval de timp este necesar aparatului cardiovascular ca să poată regla aportul de oxigen. După primele două minute de efort, necesarul energetic este satisfăcut în cea mai mare parte aerob.

• manifestări mecanice  – se investighează folosind miograful. La aplicarea unui stimul unic, având valoare prag se înregistrează o contracție musculară unică, denumită secusă musculară. Aceasta prezintă următoarele componente:    

a. Faza de latență: durează din momentul aplicării stimulului și până la apariția contracției. În cursul acestei faze se înregistrează manifestarea electrică a contracției (potențialul de acțiune). Durata acesteia este dependentă de tipul de mușchi și are o valoare de aprox. 0,01 s la mușchiul striat.

b. Faza de contracție: durează în medie 0,04 s.

c. Faza de relaxare: durează 0,05 s.

Secusa poate fi: izometrică sau izotonică. Durata totală a ei este de: 0,1 s, însă amplitudinea ei variază proporțional cu intensitatea stimulului aplicat – până la o valoare maximă. Astfel, se justifică implicarea în contracție a unui număr din ce în ce mai crescut de fibre musculare, ca urmare a creșterii intensității stimulului aplicat.

Dacă în schimbul unei stimulări unice, se aplică stimuli repetitivi regulat și la intervale mici, curba obținută nu mai este o secusă, ci este o sumație de secuse, denumit tetanos (contracție tetanică). Acesta poate fi:

a. Tetanos incomplet – graficul are aspectul unui platou dințat. Descrie sumarea incompletă a secuselor obținute prin stimulare repetitivă, cu frecvență joasă de 10-20 de stimuli/s.

b. Tetanos complet – graficul are aspectul unui platou regulat. Descrie sumația totală a secuselor obținute prin stimularea repetitivă, însă cu o frecvență mai mare de 50-100 stimuli/s.

Toate contracțiile voluntare ale mușchilor din organism sunt tetanosuri și nu secuse. Deoarece comanda voluntară se transmite la mușchi prin impulsuri cu frecvență mare.

Sunt unele situații în care în organism, contracția este o secusă, cum ar fi: sistola cardiacă, frisonul, contracția obținută în urma reflexului miotatic.

• manifestări termice – apar ca urmare a fenomenelor biochimice din fibra musculară. Randamentul contracției masei musculare are o valoare de 30%. În acest fel, 70% din energia chimică se transformă în energie calorică.

12.8. Noțiuni elementare de igienă și patologie

Oboseala și forța musculară

Oboseala musculară apare ca urmare a unei stări de contracție prelungite și susținute a mușchiului. Aceasta are drept cauză rata epuizării glicogenului muscular de care și depinde proporțional. În plus, își aduce contribuția și scăderea pH-ului intracelular prin acumulare de acid lactic, cu inhibiția unor enzime.

Incapacitatea proceselor contractile și metabolice ale fibrei musculare de a realiza continuu același lucru mecanic, generează cel mai mare procent de oboseală musculară. Mai mult decât atât, după o activitate musculară prelungită se poate înregistra o diminuare în transmiterea nervoasă la nivelul joncțiunii neuromusculare, ceea ce conduce la o diminuare a contracției musculare.

În unele cazuri, mușchiul obosit poate intra în contractură dureroasă (crampe musculare). Consecința unei activități fizice intense după o perioadă mai lungă de inactivitate constă în apariția la 2-48 de ore a unor dureri musculare persistente, uneori de intensitate mare, resimțite la grupele musculare solicitate. Acest fenomen se numește febră musculară și poate să fie atenuată sau să dispară complet odată cu reluarea aceluiași tip de efort.

O soluție de prevenire pentru instalarea precoce a oboselii, precum și scăderea forței musculare, poate fi gradarea progresivă a activității fizice, cu respectarea curbei capacității de efort în cursul zilei și săptămânii. În perioadele cu efort fizic intens este obligatoriu să existe o alternanță a activității cu pauze pentru a permite refacerea capacității de efort. Totodată, întinderile și rupturile musculare sunt prevenite prin evitarea exceselor.

Distrofiile musculare (miopatii) – grup de afecțiuni musculare ereditare, progresive, care prezintă grade de severitate variate. Diferențierea clinică se face prin distribuția selectivă a grupelor musculare afectate. În cazul acestor maladii de natură degenerativă, țesutul muscular striat scheletic se înlocuiește succesiv cu țesutul sclero-adipos. Afecțiunile musculare pot fi însoțite și de retracții tendinoase care pot favoriza deformări la nivelul trunchiului și membrelor.

Miopatiile pot să apară la preșcolari, în perioada de pubertate, în jurul vârstei de 20 de ani și în cazuri mai rare, peste 30 de ani.

12.9. Lucrare practică – evidențierea proprietăților mușchiului scheletic

Extensibilitatea și elasticitatea musculară

Materiale necesare: broască, trusa de disecție, stativ, greutăți de la balanța analitică, rigla gradată, planșeta.

Mușchiul gastrocnemian al broaștei se detașează. Asupra tendonului lui Ahile se aplică două legături: la capătul uneia dintre ele se atașează o greutate (firul de plastic trebuie să suporte până la 500 g), iar cealaltă se aplică la nivelul tendonului superior prin intermediul căreia se suspendă de tija așezată perpendicular pe suport. Între legăturile distale se introduce un ac care va indica poziția extremității inferioare a mușchiului. Rigla se așează vertical în fața acului indicator tocmai pentru a putea estima în mm alungirea și scurtarea mușchiului.

Mai întâi se atașează de prima legătură o greutate de 10 g (se marchează astfel poziția de repaus). De cealaltă se atașează succesiv greutăți de la 10 la 500 g. Mușchiul se alungește proporțional mai mult la primele greutăți comparativ cu ultimele. Odată cu îndepărtarea greutăților mușchiul își recapătă lungimea inițială.

Excitabilitatea musculară

Materiale necesare: preparat neuromuscular gastrocnemian-sciatic, baterie electrica de 6 sau 9V, fire de sârmă de sonerie.

Se recomandă păstrarea preparatului pentru o perioada de 2-3 zile la temperaturi de 2-3°C, astfel încât să deconecteze răspunsul nervos motor din mușchi atunci când se va alica stimulul electric. Totodată, în aceste condiții fibrele musculare rămân viabile.

La aplicarea stimulului electric direct, mușchiul va răspunde prin contracții.