Para que el cuerpo humano se mueva, los músculos esqueléticos deben contraerse. Cada músculo del cuerpo está compuesto de fibras musculares, organizadas en grupos llamados unidades motoras. Estas unidades motoras reciben señales del cerebro cuando se desea movimiento. La capacidad de variar la cantidad de fuerza producida por los músculos esqueléticos es esencial para un desempeño suave y coordinado del movimiento modelado. En el cuerpo humano, existen varios mecanismos para graduar eficientemente la cantidad de fuerza necesaria para realizar estas tareas de manera eficiente.
Reclutamiento de unidades motoras y frecuencia de disparo
Una unidad motora es la unidad funcional del sistema neuromuscular. La cantidad de fibras musculares inervadas por una unidad motora varía de menos de 10 fibras para músculos pequeños a más de 100 para músculos más grandes. Cuando se estimula, todas las fibras inervadas por la unidad motora estimulada se contraen. Para aumentar la fuerza, se reclutan más unidades motoras para contraerse o aumenta la frecuencia de la señal para contraerse.
Velocidad de contracción
La capacidad del músculo para generar fuerza está determinada en parte por la velocidad a la que se contrae un músculo. Para las contracciones musculares concéntricas, o cuando un músculo se acorta, a medida que la velocidad de una contracción aumenta, la capacidad de producción de fuerza del músculo disminuye de forma hiperbólica. Durante el estiramiento excéntrico o muscular, las contracciones aumentan la capacidad de producción de fuerza del músculo con mayor velocidad.
Longitud muscular
Las fibras musculares se componen de filamentos gruesos y delgados organizados en sarcómeros, o la unidad contráctil más pequeña del músculo. La longitud de un músculo afecta su capacidad de producción de fuerza debido a la superposición correspondiente de filamentos gruesos y delgados a diferentes longitudes. Cuando se estimula la contracción de una fibra muscular y ese músculo tiene una longitud óptima, indicada por la mayor superposición posible de filamentos gruesos y delgados, se produce la máxima fuerza. Si un músculo es demasiado corto o demasiado largo, se produce una fuerza inferior a la óptima debido a la falta de superposición de filamentos y la disponibilidad del sitio de unión.
Tipo de fibra muscular
No todas las fibras musculares son iguales. Las fibras musculares esqueléticas se dividen en una de dos categorías según la neurona motora alfa que las inerva: fibras musculares tipo I, o fibras de contracción lenta, y fibras tipo II, o fibras de contracción rápida. Las unidades motoras que contienen fibras de tipo II son típicamente más grandes que las unidades motoras que contienen fibras de tipo I. Esta diferencia en el tamaño de la unidad motora significa que cuando se estimula una sola unidad motora tipo II, se contraen más fibras musculares que cuando se estimula una unidad motora tipo I. Como se estimula la contratación de más fibras en las unidades motoras de tipo II, las fibras de tipo II producen más fuerza.
