El manguito rotador en humanos maneja la fuerza a través de una región extra flexible
Unir materiales con propiedades muy diferentes es un desafío tanto en la naturaleza como en la fabricación. Cuando se unen diferentes materiales, pueden acumularse fuerzas en la interfaz que provoquen fallas. Este tipo de falla se denomina “fatiga” y puede ocurrir a niveles de estrés más bajos que los que cada material podría soportar por sí solo. En ingeniería, como en la naturaleza, la falla casi siempre ocurre en los puntos de fatiga y no en el material a granel.
Una de las mayores discrepancias de materiales en la naturaleza es la unión del músculo al hueso a través del tendón. Esto es particularmente importante en el hombro, donde no solo la articulación debe manejar el peso de la extremidad en sí, sino también cualquier otra cosa que podamos cargar. En 2019, Lasha Talakhadze de Georgia estableció el récord mundial de levantamiento de pesas, quien levantó con éxito 264 kg (582 lb), el equivalente a unas 4 personas. ¡Eso es mucho peso, todo pasando por sus hombros!
Una forma de reducir el riesgo de fatiga es unir diferentes materiales con una zona de transición que tenga un gradiente de propiedades de uno a otro. En el manguito de los rotadores (el conjunto de tendones que une los músculos del hombro con el extremo superior del brazo) hay un gradiente, pero es más complejo que una simple transición. Comenzando en la clavícula y avanzando hacia el tendón, el tejido es más suave y flexible cuanto más lejos está del hueso. El ablandamiento sigue un patrón sigmoidal, lo que significa que el cambio en la flexibilidad con la distancia al hueso es lento cerca del hueso y se vuelve más dramático más lejos. Una transición similar ocurre en el extremo del tendón de la unión. Sin embargo, en lugar de volverse más rígido como el hueso, como cabría esperar para una transición suave del tendón al hueso, este tejido también pasa a una región que es más flexible. Esto significa que el gradiente comienza con el hueso, se vuelve más flexible que el hueso o el tendón en el medio y luego se endurece ligeramente para adaptarse a las propiedades del tendón. Esta región extra flexible parece controlar las tensiones a medida que surgen, evitando que se acumulen en otras partes de la articulación y reduciendo las lesiones por fatiga.
La articulación del hombro requiere que algunos de los músculos más fuertes del cuerpo se unan al hueso del brazo a través de sitios de unión muy pequeños.
La articulación del hombro requiere que algunos de los músculos más fuertes del cuerpo se unan al hueso del brazo a través de sitios de unión muy pequeños.
