Correlación entre el tamaño muscular y la fuerza absoluta

La respuesta breve a su pregunta es que la producción de trabajo de un músculo es una combinación del área transversal fisiológica, la longitud, el tipo de fibra y el reclutamiento (cuántas unidades motoras se activan).

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La fuerza de salida (tensión) de un músculo es proporcional a su área transversal fisiológica ( Fundamentos de fisiología médica ), y el acortamiento es proporcional a la longitud del músculo. La producción de trabajo (fuerza X longitud) es una función de ambos. La potencia (trabajo / tiempo) implica tanto la fuerza, el cambio de longitud y la velocidad de acortamiento. La velocidad de acortamiento está relacionada con los tipos de fibras musculares.

Existe una relación compleja entre la producción de fuerza y ​​la longitud. En el siguiente gráfico, el eje x es la longitud relativa (1,0 en reposo). Cuando los músculos operan fuera de un rango relativamente estrecho (recuadro gris), los puentes cruzados están demasiado juntos o demasiado separados para generar fuerza de manera óptima. Cuando el músculo se estira realmente, la fuerza aumenta, pero solo porque aumenta la tensión pasiva (el tejido conectivo intramuscular se estira).

La siguiente curva de fuerza-velocidad relaciona la producción de fuerza relativa con la rapidez con la que se acorta el músculo (lo que puede ser negativo; es decir, alarga la contracción). La parte verde de la curva es el acortamiento muscular. A medida que la velocidad se aproxima a 0, el músculo produce una fuerza de acortamiento máxima. Cuando el músculo entra en la parte roja de la curva, la fuerza es aún mayor. Para que un músculo se acorte muy rápidamente, no puede producir mucha fuerza (extremo derecho).

El tipo de fibra muscular generalmente se relaciona tanto con la producción de fuerza de una fibra muscular como con su velocidad de acortamiento. Hay diferentes formas de clasificar las fibras musculares (actividad enzimática, isoforma de miosina o el método "clásico"):

Las fibras SO ("oxidativas lentas"; la carne oscura de un pollo) se contraen lentamente, producen una fuerza menor pero son alimentadas por reacciones oxidativas y, por lo tanto, tienen una buena resistencia. En el otro extremo del espectro, las fibras FG ("glucolíticas rápidas"; la carne blanca de un pollo) se contraen rápidamente con mucha fuerza, pero se fatigan fácilmente porque obtienen energía de la glucosa, que se agota rápidamente. Las fibras FOG son intermedias entre las dos.

La sección transversal y la longitud de la fibra muscular serían proporcionales a su fuerza, pero también hay muchos tipos diferentes de tipos y estructuras celulares que pueden dar como resultado músculos que son más rápidos o más fuertes, tienen mejor resistencia, etc.

Esta publicación de hace 2009 presenta la hipótesis de que los chimpancés, que pesan de 32 a 60 kg (70 a 130 lb) , suelen ser capaces de levantar 3 o 4 veces más peso que un ser humano. También propusieron que la coordinación del músculo con otras fibras musculares constituye la gran diferencia de fuerza. Los seres humanos tienen mucho mejor control de la motricidad fina para operaciones delicadas que los chimpancés, lo que podría causar que los músculos estén menos sincronizados, lo que resulta en una menor fuerza a pesar de que tenemos aproximadamente la misma cantidad (o menos) de tejido muscular en, por ejemplo, nuestros brazos o piernas.