Sistema esquelético 2: estructura y función del sistema musculoesquelético

Introducción

El sistema musculoesquelético está formado por huesos, cartílagos, ligamentos, tendones y músculos, que forman el armazón del cuerpo. Los tendones, los ligamentos y el tejido fibroso unen las estructuras para crear estabilidad; los ligamentos conectan hueso con hueso y los tendones conectan músculo con hueso. El esqueleto del adulto tiene 206 huesos; los esqueletos masculino y femenino son casi iguales, pero el femenino tiene una pelvis más ancha para acomodar el parto y el masculino suele ser más alto y con mayor densidad ósea. El esqueleto se divide en:

• Esqueleto axial – que comprende el cráneo, la columna vertebral y la caja torácica;
• Esqueleto apendicular – que consiste en las fajas pélvica y pectoral, y las extremidades superiores e inferiores (Cedar, 2012).

El movimiento coordinado es posible gracias a la combinación de movimientos intencionados y sincronizados a través de los músculos y huesos pertinentes para crear la articulación de las articulaciones. La configuración de la superficie articular determina el movimiento posible. Los planos de movimiento incluyen la flexión, la extensión, la abducción, la aducción, la rotación y la circunducción (Tabla 1).

Articulaciones

Las articulaciones son las superficies de articulación entre dos huesos y pueden clasificarse según el grado de movimiento que permiten:

• Sinartrosis – una articulación fija e inamovible;
• Amfiartrosis – una articulación en la que es posible algún movimiento;
• Diartrosis – una articulación de movimiento libre (Moini, 2020).

También se pueden clasificar según los componentes que unen los huesos (como estructuras fibrosas, estructuras cartilaginosas y estructuras sinoviales), como se muestra a continuación.

Articulaciones fibrosas

Las articulaciones fibrosas son superficies de articulación unidas entre sí con conexiones fibrosas resistentes. Un ejemplo son las líneas de sutura en el cráneo, donde los huesos que inicialmente estaban separados se han fusionado (sinostosis) para formar un solo hueso (Danning, 2019). Como la línea de sutura no permite el movimiento una vez que se ha producido la fusión, se considera una articulación sinartrosis.

Las sindesmosis son otro tipo de articulación fibrosa, en la que los ligamentos y la membrana interósea conectan la articulación para crear una estructura firme. Un ejemplo es la articulación tibiofibular inferior, en la que los ligamentos interóseos, tibiofibulares y transversales conectan la tibia distal y el peroné de la pierna. Otro ejemplo es la articulación radiocubital, en la que una membrana intraósea conecta los huesos radio y cubital distales del antebrazo. Esta también puede clasificarse como una articulación anfiartrótica, ya que permite cierto movimiento para permitir la pronación y supinación de la mano y el antebrazo.

Articulaciones cartilaginosas

Estas articulaciones están conectadas por un cartílago resistente entre el hueso y pueden clasificarse como primarias (sincondrosas) o secundarias (sinfisarias).

Sincondrosis
Las sincondrosis son articulaciones cartilaginosas formadas por cartílago hialino, y se encuentran principalmente en el esqueleto en crecimiento como centros de osificación del hueso en crecimiento que se osificará con el tiempo (sinostosis), como la placa de crecimiento epifisaria.

Las articulaciones cartilaginosas suelen ser inmóviles pero, en una condición poco frecuente en niños y adolescentes, la fijación de la epífisis se afloja, permitiendo que la cabeza femoral se deslice por el cuello femoral. Esto se conoce como deslizamiento de la epífisis femoral superior y a menudo se presenta con el niño desarrollando una cojera inesperada (Robson y Syndercombe Court, 2019).

En el esqueleto maduro, un ejemplo de sincondrosis es la primera articulación esternocostal (entre la primera costilla y el manubrio); todas las demás articulaciones esternocostales son sinoviales.

Sínfisis
Son articulaciones cartilaginosas permanentes, en las que los huesos están conectados a través de fibrocartílago; curiosamente, todas ellas se encuentran en la línea media del cuerpo (Robson y Syndercombe Court, 2019). Los discos intervertebrales entre los cuerpos vertebrales de la columna vertebral son un ejemplo de huesos conectados por fibrocartílago. Estas articulaciones fibrosas permiten un movimiento relativamente limitado de forma individual, pero se puede lograr un amplio movimiento de forma colectiva en toda la columna vertebral.

Otro ejemplo de sínfisis es la sínfisis del pubis en la pelvis, que ayuda a mantener la estabilidad pélvica. En el embarazo, la sínfisis del pubis se ablanda gracias a las hormonas para permitir la expansión durante el parto. Esto, junto con los huesos no fusionados del cráneo del bebé, permite el paso de la cabeza del bebé a través del canal de parto.

Como las sínfisis permiten un ligero movimiento entre las superficies articulares, se consideran anfiartrosis.

Articulaciones sinoviales

Las articulaciones sinoviales están diseñadas para permitir el libre movimiento de la articulación y se clasifican como diartrosis. Se caracterizan por la existencia de un espacio entre los huesos articulados y se mantienen en estrecha proximidad por una cápsula articular. La contracción de la infraestructura de los músculos que rodean la articulación mantiene el movimiento, mientras que la estabilidad se mantiene mediante el uso de estructuras de tejidos blandos, como ligamentos, láminas, almohadillas de grasa y meniscos (Danning, 2019).

La articulación tiene una cápsula fibrosa externa que encapsula toda la articulación y está unida al periostio, lo que permite el movimiento, mantiene la resistencia a la tracción y ayuda a prevenir la dislocación. En el interior de la cápsula se encuentran las fibras nerviosas sensoriales, que detectan el dolor e identifican la posición de la articulación (Moini, 2020). La capa interna de la cápsula está muy vascularizada e inervada por fibras nerviosas lentas/pequeñas que, si se estimulan, pueden provocar una sensación difusa de ardor o dolor (Danning, 2019). Esta capa también contiene la membrana sinovial (sinovio), que se compone de sinoviocitos de los cuales hay dos tipos:

• Tipo A – median la liberación de citoquinas y están involucrados en la generación de una respuesta inmune (Robson y Syndercombe Court, 2019);
• Tipo B – producen el líquido sinovial.

Líquido sinovial
El líquido sinovial ayuda a proteger la articulación de las lesiones mecánicas y contiene ácido hialurónico y lubricina (Danning, 2019). En una articulación sana, el líquido sinovial es muy viscoso y transparente, y es incoloro o de color pajizo pálido. El agua puede entrar en la articulación muy fácilmente durante la inflamación pero, una vez que se mezcla con el ácido hialurónico, no puede salir tan rápidamente (Robson y Syndercombe Court, 2019); por ello, aunque la articulación puede tardar solo unas horas en hincharse, pueden pasar unos días hasta que esa hinchazón desaparezca.

El líquido sinovial puede infectarse por una propagación hematógena (transmitida por la sangre) de bacterias, por la extensión de una infección adyacente o por la inoculación directa tras un traumatismo o un procedimiento invasivo. Esto se conoce como artritis séptica y puede dañar la sinovia o el cartílago.

Artritis reumatoide
Es una artropatía inflamatoria autoinmune que afecta a la sinovia. Se da con más frecuencia en fumadores y es tres veces más común en mujeres que en hombres (Ralston y McInnes, 2014).

El inicio clínico se caracteriza por la producción anormal de citoquinas y mediadores inflamatorios como la interleucina 1, la interleucina 6, la interleucina 15 y el factor de necrosis tumoral (Ralston y McInnes, 2014). Esto hace que la sinovia se inflame y se hipertrofie, por lo que las vellosidades sinoviales se engrosan y se fusionan para formar un pannus. El pannus invade el tejido circundante (como el cartílago, los ligamentos y la cápsula articular), lo que puede conducir a la destrucción progresiva de la articulación (Danning, 2019).

La artritis reumatoide también puede afectar a las estructuras periarticulares, incluidas las vainas de los tendones y las bursas, además de tener manifestaciones extraarticulares.

Osteoartritis
Las superficies articulares de las articulaciones sinoviales están recubiertas por aproximadamente 2-3 mm de cartílago hialino, que proporciona una superficie lisa y reduce la fricción durante el movimiento. Esto ayuda a distribuir el peso a través de la articulación, reduciendo la fricción y el daño a la superficie ósea (Robson y Syndercombe Court, 2019).

La artrosis es una condición degenerativa que implica la pérdida focal del cartílago articular, por lo que el cartílago se vuelve menos eficiente en la protección de los extremos del hueso (Ralston y McInnes, 2014). Con el tiempo, esto puede provocar que las superficies óseas se rocen al moverse, causando dolor y crujidos audibles. Cuando el hueso intenta compensar la pérdida de cartílago articular, produce hueso nuevo para intentar estabilizar la articulación. Esto da lugar a un engrosamiento del hueso bajo el cartílago restante (esclerosis) y a la formación de osteofitos en los márgenes de la articulación, lo que puede reducir el rango de movimiento de la misma.

Ligamentos de soporte
Las articulaciones sinoviales están diseñadas para permitir el movimiento y, al mismo tiempo, mantener el equilibrio, la fuerza y la estabilidad. Varían en su estructura y en el tipo de movimiento que permiten – la Tabla 2 resume los diferentes tipos.

La estabilidad de la articulación depende de su forma, del número y de la posición de los ligamentos de soporte que la rodean, de su fuerza y de la tensión que ejercen (Tortora y Derrickson, 2009). Los ligamentos de soporte se describen según su posición en relación con la cápsula (extracapsular o intracapsular). Una tensión excesiva sobre los ligamentos, como por ejemplo mover la articulación más allá de su rango de movimiento funcional, puede provocar su estiramiento y puede significar su esguince o desgarro. El daño de los ligamentos puede comprometer la estabilidad y la función de la articulación.

El desuso prolongado de la articulación, por ejemplo debido a la inmovilización en una escayola o a través del reposo en cama, suele dar lugar a la reducción de la flexibilidad de los ligamentos y los tendones, así como a la atrofia muscular (Tortora y Derrickson, 2009). Esto puede dar lugar a una reducción de la movilidad de las articulaciones y a dificultades en la actividad funcional.

Músculo

Hay tres tipos de músculo en el cuerpo:

• Liso;
• Cardíaco;
• Esquelético.

A diferencia del músculo esquelético, los músculos lisos y cardíacos no están bajo control voluntario (Soames y Palastanga, 2019). El músculo esquelético está inervado por los nervios somáticos (motores) para simular el movimiento voluntario, mientras que los músculos cardíacos y lisos están inervados por el sistema nervioso autónomo.

Músculo esquelético
La anatomía del músculo esquelético se muestra en la Fig 1. Las células de las fibras musculares esqueléticas son estrechas, pero pueden ser largas (Danning, 2019) y cada fibra tiene su propia cubierta de tejido conectivo llamada endomisio (Soames y Palastanga, 2019). Las fibras musculares se encuentran en haces conocidos como fascículos, que se mantienen unidos por una capa de tejido conectivo llamada perimisio. Estos se agrupan para formar los músculos, unidos por una vaina de tejido conectivo fibroso conocida como epimisio. El epimisio se fusiona con el perimisio para formar el tendón muscular, que une el músculo al periostio del hueso.

El lugar en el que los tendones y los ligamentos se insertan en el hueso se conoce como entesis; este es el lugar comúnmente afectado en las espondiloartropatías seronegativas (por ejemplo, la espondilitis anquilosante, la artritis psoriásica y la artritis reactiva). Las artropatías seronegativas son un tipo de artritis que no presentan anticuerpos del factor reumatoide.

Las bursas son sacos llenos de líquido que se localizan en lugares donde puede haber fuerzas de cizallamiento, como cuando los músculos y los tendones pasan por encima o alrededor del borde del hueso, por ejemplo, en el hombro (bursa subacromial) o en la cadera (bursa trocantérica) (Robson y Syndercombe Court, 2019). Las bursas permiten que las estructuras se deslicen suavemente unas sobre otras, reduciendo la fricción durante el movimiento. En ocasiones, pueden inflamarse y doler debido a una infección, a la artritis o al movimiento repetitivo y al «uso excesivo» de la articulación, una afección conocida como bursitis. Algunos ejemplos comunes son la bursitis prepatelar (rodilla de ama de casa) y la bursitis del olécranon (codo de estudiante).

Los músculos del esqueleto tienen varias funciones clave, entre ellas:

• Mantener la postura y la posición del cuerpo;
• Producir el movimiento;
• Ayudar a devolver la sangre venosa de las extremidades inferiores al lado derecho del corazón (bomba muscular esquelética);
• Convertir la energía química en energía mecánica, lo que genera calor y contribuye a la temperatura del cuerpo (Moini, 2020; Robson y Syndercombe Court, 2019).

Muchos músculos reciben nombres según sus diversas características, como: brevis (corto), longus (largo), maximus (grande) y minimus (pequeño). Sus nombres también pueden indicar la dirección del músculo -por ejemplo, el transverso del abdomen corre transversalmente y el músculo recto del abdomen corre verticalmente (‘rectus’ significa recto)- y también pueden indicar la función; como ejemplo, el flexor pollicis longus significa un músculo que se flexiona (Drake et al, 2020).

Los músculos esqueléticos son antagonistas -trabajan en oposición entre sí para crear movimiento. Cuando el músculo esquelético recibe una señal del nervio somático (motor), se acorta, tirando de un hueso hacia el otro. Cuando un músculo del par se contrae, el otro se relaja; el proceso se invierte para enderezar la articulación ósea.

El músculo esquelético requiere cuatro propiedades clave:

• Contractilidad – para que se contraiga y produzca fuerzas suficientes para mover el hueso;
• Extensibilidad – para que pueda estirarse sin dañarse;
• Elasticidad – para que pueda volver a su estado de reposo después de estirarse o contraerse;
• Excitabilidad – por lo que es capaz de responder a un estímulo (potencial de acción).

La unión neuromuscular es la sinapsis química que se forma entre la fibra nerviosa y la fibra muscular. El nervio en la sinapsis entre el músculo y la fibra nerviosa libera acetilcolina, que actúa como neurotransmisor químico para transmitir el impulso eléctrico del nervio a los receptores del músculo. Durante la cirugía, la unión neuromuscular es un lugar importante para la acción de los fármacos, ya que el bloqueo de los receptores de acetilcolina proporciona un bloqueo neuromuscular que provoca la parálisis del músculo.

El músculo esquelético rinde mejor cuando se utiliza con regularidad, y el uso de un entrenamiento o ejercicio específico puede mejorar su resistencia y potencia. Asimismo, la pérdida de masa muscular (atrofia), como la disminución del tamaño y la fuerza de los músculos, puede producirse debido a la inactividad o a factores como la mala alimentación o las enfermedades crónicas. Aunque el envejecimiento, y la reducción de la movilidad que lo acompaña, puede reducir la calidad del tejido conectivo y hacer que los ligamentos pierdan parte de su flexibilidad (Robson y Syndercombe Court 2019), es importante optimizar la salud musculoesquelética manteniendo una dieta saludable y continuando la actividad física en la medida de las posibilidades de la persona (Rowe et al, 2019).

Conclusión

Los músculos y las articulaciones son una parte importante del sistema musculoesquelético. La estructura de las superficies articulares y el tipo de tejidos conectivos juegan un papel importante en el rango y el plano de movimiento permitido en la articulación. Los músculos del esqueleto son responsables del movimiento y la postura, y funcionan mejor cuando se utilizan regularmente para evitar su atrofia. La patología que afecta a las articulaciones puede tener un impacto significativo en la función y el rango de movimiento – entender cómo la patología afecta al sistema musculoesquelético permite a los profesionales abordar los signos y síntomas, y promover proactivamente la salud musculoesquelética.

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