jueves, 11 de diciembre de 2014

Ángulo de penación

El ángulo de penación de un músculo (el ángulo formado por los fascículos y la aponeurosis interna) refleja la orientación de las fibras musculares en relación al tejido conectivo/tendón. El ángulo de penación afectará, por lo tanto, la transmisión de la fuerza a los tendones y huesos.

No todos los músculos presentan los sarcómeros alineados en paralelo con el eje longitudinal del músculo. Los que tienen las fibras musculares alineadas de forma oblicua con el tendón se denominan músculos peniformes, y el ángulo de penación con el tendón puede condicionar el número de sarcómeros por área de sección transversal y, por lo tanto, a la fuerza máxima que se puede producir. Cualquier factor que altere el ángulo de penación afecta por lo tanto la velocidad y la fuerza de acortamiento, siempre y cuando se mantenga constante el área de sección transversal.

La suma de las fuerzas de todas las fibras individuales que están siendo aplicadas al tendón pertinente durante la contracción muscular está reducida por un factor de cos(α) (donde α = ángulo de penación).
Por consiguiente, los ángulos de penación más pequeños tienen una ventaja mecánica respecto a la transmisión de fuerza al tendón.

Los músculos con mayor ángulo de penación (fibras musculares con mayor ángulo con respecto al eje del tendón) tienen más sarcómeros en paralelo y menos en serie; están, por lo tanto, más capacitados para generar fuerza, pero la velocidad máxima de acortamiento es menor que la de los músculos con menos ángulo de penación. El ángulo de penación de un mismo músculo puede variar, dependiendo de factores hereditarios o incluso del entrenamiento, lo cual podría ayudar a explicar algunas de las diferencias observadas en fuerza y velocidad entre sujetos que parecen tener músculos del mismo volumen.



Según estudios científicos mediante el método ultrasónico, el  ángulo de penación en el músculo  tríceps esta   entre los  10  y 60 grados entre personas con edades comprendidas entre 10 y los 60 años. También mediante la obtención de muestras ultrasónicas se ha llegado a la conclusión de que existe relación entre el ángulo del fascículo y el grosor muscular; esto podría implicar que la hipertrofia muscular podría acompañar a un aumento en el  ángulo de las fibras. Debe  tenerse en cuenta que los ángulos de penación medidos por ecografía son  aquellos entre la aponeurosis y los fascículos.
Otros ejemplos de ángulos de penación son por ejemplo el vasto lateral que presenta un ángulo de penación entre los 8 y los 25 grados.

Al aumentar el ángulo de penación es más pequeña la cantidad de fuerza transmitida al tendón. Por consiguiente, los ángulos de penación más pequeños tienen una ventaja mecánica respecto a la transmisión de fuerza al tendón (Ej. Gastrocnemio medial à sobre la articulación del tobillo está en desventaja cuando la rodilla está en posición de 90°, el ángulo de penación de 60° permite sólo la mitad de la fuerza aplicada al tendón).
 

[Pérdida de fuerza en el eje mecánico muscular debida a un aumento del ángulo de penación.]

Otro dato a tener en cuenta es que el ángulo de penación es la variable de arquitectura muscular que peores resultados da respecto a fiabilidad, debido principalmente a que en algunos sujetos las imágenes obtenidas son difíciles de interpretar. También influye el que en los músculos con ángulos de penación pequeños (entre 8 y 25 grados) como el vasto lateral, pequeñas variaciones en la medida (entre 1 y 2 grados) significan un error porcentual grande.

No obstante la fiabilidad es suficientemente buena para seguir usando la actual metodología


Ventajas de la penación:
1-. Para un mismo volumen muscular, un músculo con mayores ángulos tiene una mayor PCSA.

2-. Los sarcómeros operan en una parte más ventajosa de su curva longitud-extensión puesto que los fascículos rotan, además de acortarse. Esto provoca que el recorrido del tendón sea mayor que el acortamiento individual de cada uno de los fascículos.

3-. Se puede incluir mas material contráctil para una misma área de tendón

Por otro lado, el entrenamiento de alta intensidad tradicional a largo plazo se sabe que aumenta el ángulo de  penación. Del mismo modo, una sola sesión de ejercicio en bicicleta o saltos repetitivos han demostrado que aumenta de forma aguda el grosor muscular y el ángulo de penación del fascículo.

Cuanto más elevados son los ángulos de penación, la eficacia en la transmisión de la fuerza de los fascículos al tendón disminuye en función del coseno del ángulo de penación.




También se puede obtener un  aumento de los ángulos de penación después de entrenamientos de resistencia para una mayor rigidez de los tendones y aponeurosis. En apoyo de esta idea, se ha demostrado el aumento de la rigidez de los tendones humanos después de entrenamiento de resistencia y, además, el acortamiento del fascículo. De este modo, las personas sedentarias son las que presentarán un  menor grado en los ángulos de penación

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Referencias bibliográficas:

  • Trotter,J,A.(1993)Functional morphology of force transmission in skeletal muscle.Acta Anat.146,205-222
  • Kawakami,Y..Abe.T,aand Fukunaga,T.(1993)Muscle-fiber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles.J.appl.Physiol.74,2740-2744
  • Herzog ,W,and Read,J(1993)Lines of action and movement arms of the mahor force-carrying structures crossing the human knee joint.J.Anat.182.213-230
  • Gans,C.and Gaunt.A.S,(1991)Muscle architecture in relation to function ,J.Biomechanics  24.53 65.
  • Henriksson-Larsen.K.Wretling,M,Lorentzon,R.and Oberg,L,(1992)Do muscle fiber size and fiber angulation correlate in pennated human muscles?Eur.J.uppl.Physiol.64,68-72






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