9.6F: Sistemas de Palanca

La disposición de los músculos les permite moverse uno respecto al otro, mientras que la articulación de inserción actúa como punto de pivote para un sistema de palanca.

Objetivos de aprendizaje

• Diferenciar entre flexores y extensores y entre aductores y abductores

Puntos Clave

• Se puede usar un sistema de palanca simple para describir la acción del músculo esquelético. Las palancas están compuestas por un pivote, una varilla fija y una carga a la que se aplica una fuerza.
• Las posiciones relativas del pivote, la carga y la fuerza determinan el tipo de palanca y la acción posterior.
• Los flexores y extensores funcionan para ajustar el ángulo entre dos partes del cuerpo. La flexión disminuye el ángulo y la extensión aumenta el ángulo.
• La abducción y la aducción son movimientos relativos a la línea media del cuerpo. El secuestro es el movimiento que se aleja de esta línea media mientras que la aducción es el movimiento hacia la línea media.
• La rotación interna lleva las porciones distales de las extremidades hacia adentro hacia la línea media. La rotación externa es el movimiento opuesto, apuntando la porción distal de las extremidades lejos de la línea media.
• La elevación de una extremidad o parte del cuerpo la mueve en una dirección superior, mientras que la depresión mueve partes del cuerpo en una dirección inferior.

Términos Clave

• rapto: Alejamiento de la línea media del cuerpo.
• rotación: El acto de girar alrededor de un centro o de un eje.
• palanca de primera clase: Fuerza y carga a ambos lados del pivote.
• palanca de segunda clase: Carga entre la fuerza y el pivote.
• palanca de tercera clase: Fuerza entre el pivote y la carga.
• origen: El punto de unión relativamente inamovible para un músculo.
• inserción: El punto de unión móvil para un músculo.
• flexión: Reduce el ángulo entre dos partes del cuerpo.
• extensión: Aumenta el ángulo entre dos partes del cuerpo.
• aducción: Movimiento hacia la línea media del cuerpo.

El músculo esquelético suele estar unido a una parte relativamente inamovible del cuerpo en un extremo y una región más móvil en el otro extremo de una articulación. El accesorio en el extremo inamovible se conoce como el origen y en el extremo móvil, la inserción. Al contraerse, la inserción se tira hacia el origen. Este movimiento se puede describir utilizando un sistema de palanca simple. Los músculos pueden tener múltiples orígenes e inserciones que modulan el tipo de movimiento que producen.

Palancas

Una palanca se compone de tres partes: una varilla fija que se une a un fulcro (pivote) y una carga. Dependiendo de la posición relativa de los tres componentes, las palancas pueden mover cargas pesadas o mover cargas más o más rápido cuando se aplica una fuerza.

Si una carga está cerca de un pivote y la fuerza se aplica lejos del pivote, entonces se dice que la palanca opera con ventaja mecánica. Una fuerza grande pero relativamente pequeña puede mover un objeto pesado. El ejemplo clásico de tal palanca es un gato para automóvil. Con grandes movimientos de la palanca, el carro pesado se levanta en pequeños incrementos del suelo.

Si una carga está lejos de un pivote y se aplica una fuerza cerca del pivote, entonces se dice que la palanca opera con una desventaja mecánica. Se requiere una gran fuerza para mover una carga relativamente pequeña, pero la velocidad y distancia a la que se puede mover esa carga aumenta considerablemente. Un ejemplo de ello es una pala combinada con movimientos contundentes de los músculos del brazo, lo que resulta en grandes movimientos de la cabeza de pala.

En los músculos, las articulaciones son los pivotes y los huesos son las varillas fijas. La carga es el peso del hueso, los tejidos asociados y otros objetos que se mueven, y la fuerza es aplicada por el músculo en su punto de inserción.

Clases de Palancas

Las palancas también pueden variar según la posición relativa de la carga, el pivote y el punto de aplicación de fuerza. Las clases de palancas incluyen:

Palanca de primera clase

En una palanca de primera clase, la carga y la fuerza se asientan a ambos lados del pivote como un balancín. Las palancas de primera clase son relativamente poco comunes en el cuerpo, pero un ejemplo es el músculo tríceps braquial de la parte superior del brazo que actúa extendiendo el antebrazo. La fuerza se aplica en su punto de inserción sobre el cúbito en el antebrazo, el codo es el pivote y la carga es el húmero en la parte superior del brazo. Pensando en la distancia relativa entre los puntos de unión, se puede decir que el tríceps braquial actúa en desventaja mecánica.

Palanca de segunda clase

En una palanca de segunda clase, la fuerza se aplica en un extremo con el pivote en el otro y la carga en el medio. Las palancas de segunda clase también son relativamente poco comunes en el cuerpo. Un ejemplo es levantarte de los dedos de los pies. El pivote se basa en la parte delantera del pie, la carga es el peso del cuerpo, y la fuerza se aplica a través del tendón de Aquiles en el talón. Todas las palancas de segunda clase en el cuerpo actúan con una ventaja mecánica ya que la fuerza siempre se aplica más cerca de la carga que del pivote.

Palanca de tercera clase

En una palanca de tercera clase la fuerza se aplica entre la carga y el pivote. La mayoría de los músculos del cuerpo son palancas de tercera clase y todos actúan en desventaja mecánica ya que la fuerza se aplica más cerca del pivote que la carga. Un ejemplo de palanca de tercera clase en el cuerpo es el bíceps braquial, que flexiona el antebrazo hacia el hombro. Originado en la escápula, el pivote es el codo, con la fuerza aplicada inmediatamente después del codo en el punto de inserción en el radio del antebrazo. La carga es el antebrazo y cualquier objeto que una persona lleve.

Tipos de Movimiento

Trabajando juntos usando los principios de palanca discutidos anteriormente, los músculos esqueléticos pueden inducir una amplia gama de movimientos.

Flexores y Extensores

Los flexores y extensores ajustan y cambian el ángulo entre dos partes del cuerpo. La flexión disminuye el ángulo y la extensión aumenta el ángulo. Por ejemplo, la extensión del brazo abre el ángulo de la articulación del codo, mientras que la flexión permite la flexión del brazo. La flexión también puede moverse hacia adentro, hacia el cuerpo o hacia adelante, como con las caderas o los hombros. La extensión en este caso mueve las extremidades hacia el lado posterior de la palanca del cuerpo.

Secuestro y Aducción

La abducción y la aducción son movimientos relativos a la línea media del cuerpo. El secuestro es el movimiento que se aleja de la línea media del cuerpo y la aducción es el movimiento hacia esta línea. Por ejemplo, mover los brazos o las piernas lateralmente lejos del cuerpo es abducción, y llevar las extremidades de nuevo a la línea media es aducción.

Rotación interna

La rotación interna o medial es específica del hombro o la cadera y lleva las porciones distales de las extremidades hacia adentro hacia la línea media. La rotación interna también puede mover el húmero y el fémur hacia adentro. La rotación externa o lateral es el movimiento opuesto, apuntando la porción distal de las extremidades, así como el húmero y el fémur lejos de la línea media.

Depresión y Elevación

Una extremidad o una parte del cuerpo se puede mover hacia arriba (o en una dirección superior) a través de la elevación. Por ejemplo, el trapecio eleva el ápice del hombro hacia arriba. La depresión es lo opuesto a la elevación, o mover partes del cuerpo en una dirección inferior.

Tipos de movimientos corporales: El posicionamiento muscular alrededor de una articulación determina el tipo de movimiento que se produce.