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Copy of Copy of Biomecánica del cartilago articular

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by

Sandra Martínez

on 12 August 2015

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Biomecánica del cartílago articular
Articulación:
Unidad funcional
que permite a dos
o mas huesos estar unidos entre sí.

Función fundamental:
Articulación
Sinartrósis o
articulaciones
fibrosas
Anfiarrosis o
articulaciones
cartilaginosas
Diartrosis o
articulaciones
sinoviales
Sinostosis
Sincondrosis
Sindesmosis
Clasificaciónde las articulaciones
Según:
MOVIMIENTO

La amplitud del movimiento
Artrodial

gínglimo

trocoide

condilar

en silla de montar

enartrosis
Irregular

Deslizables
Trocleartrosis
Troclear
Bisagra
Pivote

rotatoria
Elipsoidales
Ovoide
Por encaje recíproco
Esférica
Cartilago artícular:
El cartílago articular es la cubierta que desarrolla el hueso en la zona vecina a otro, y sirve de protección para evitar que ambos huesos se rocen al moverse entre sí.
Es un tejido elástico.
Se encuentra en articulaciones sinoviales.
Grosor de 2-3 mm
espesor 5 mm
Tipos de cartílago
Hialino
Elástico
Fibrocartílago
Epiglotis & trompa de eustaquio
Discos invertebrales
Condilos temporomandibulares
Meniscos de la rodilla
*
Existe temporalmente en zonas de fractura
Se encuentra en mayor proporción
es el mas importante (art. sinoviales)
Funciones principales del cartílago articular:
Transmitir las fuerzas entre los extremos óseos, evitando así la existencia de cargas puntuales que podrían lesionar la articulación.

Permitir el movimiento entre las superficies articulares con un mínimo de fricción y, por tanto, de desgaste de sus superficies.


"El cartílago
articular es la articulación"

tipos de movimiento
COMPOSICIÓN
Condrocitos
Ocupan el 2%
Biosíntesis va en aumento hasta los 20 años
Presión hidrostática por deformación de la pared celular
Sintetizan y degradan productos de la matriz
Colágeno
Ocupa del 40% a 60%
Proteína más abundante del cuerpo humano
La unidad biológica es el tropocolágeno
Predomina el colágeno tipo III
Proteoglicano
Macromoléculas que retienen líquido
Hacen puentes entre las fibras
Agua
Componente más abundante
Concentrada más en la superficie articular
Biomecánica del músculo esquelético
El sistema musculo-esquelético está formado por la unión de los huesos, articulaciones y los músculos.
Los tendones y ligamentos son tejidos conectivos conocidos por tejidos colagenosos de fibras paralelas.

Se componen de abundante colágeno una proteína fibrosa que constituye aproximadamente un tercio de las proteínas totales del cuerpo.

Los tendones y ligamentos están conformados por relativamente pocas células y una abundante matriz extracelular.

20% material celular
80% matriz extracelular
70% agua
30% sólida
colágeno
elastina
Los ligamentos y tendones tienen una vascularización limitada, que afecta a su procesos de curación y su actividad metabólica.
Reciben un aporte sanguíneo directamente de los vasos sanguíneos .

Músculo > Fibra Muscular > Célula Muscular > Miofibrillas > Miofilamentos > Miosina y Actina
Elementos del citoesqueleto
(delgados y gruesos)
Moléculas de proteína
Estructura
intra celular
especializada
Componentes
celulares
Célula
(tipos)
Órgano
(tejidos)
Ross M., Pawlina W. Histología. Texto y atlas con biología molecular y celular. 5ª ed. Madrid, España: 2008. p. 308-316.
Welsch U. Histología. 2ª ed. Madrid, España: Editorial Panamericana; 2009. p. 152-166.
Ruano M., Llusa M. Manual y atlas fotográfico de anatomía del aparato locomotor. 1ª ed. Madrid, España: Editorial Panamericana; 2006. 134-159.
Moore K., Dalley II A. Anatomía con orientación clínica. 5ª ed. Madrid, España: Editorial Panamericana; 2008. p. 30-38.
Drake R., Wayne A, Mitchell A.Gray Anatomía para estudiantes 2a ed. España:2010. p.561-575-
J. Tortora G., Derrickson B., Principles of Anatomy & Physiology. 13ª ed. United States of America. Wiley; 2012. p. 366-440.
J. Thompson, M. Manore, A.Vaughan. Nutrición. Pearson education. 1ª ed. España; 2008.
. L. Sherwood. Human physiology, 8ª ed. Canada. Brooks cole; 2013.


El sodio ayuda a la contracción muscular mientras que el magnesio ayuda a la relajación muscular
Miofilamentos
Recordemos que la interacción de miofilamentos es la principal causa de la contracción celular.
Son polímeros filamentosos individuales y se encuentran divididos en:

Filamentos finos
Miofilamentos gruesos
-Diámetro: 6-8 mm
-Longitud: 1 µm
-Compuestos principalmente por la proteína actina.
-Cada filamento fino de actina fibrilar (actina F) es un polímero formado por moléculas de actina globular (actina G).
-Diámetro: 15 nm
-Longitud: 15 µm.
-Cada filamento grueso consiste de 200 a 300 moléculas de miosina II.
-Las largas porciones en varilla se aglomeran de una manera regular paralela pero escalonada.
Miofibrillas
Son subunidades de disposición longitudinal de las que esta repleta la fibra muscular, las cuales nos ayudan a entender la forma en la que se contraen, relajan y estiran los músculos.
Características
Se extienden a lo largo de la célula muscular.
Extensiones transversales.
Presentes en el tejido muscular estriado.
Propósito de las miofibrillas en la contracción
Sacómero
Unidad contráctil básica del musculo estriado.
Porción de miofibrilla.
Segmento de una miofibrilla entre dos líneas Z.
Unidad funcional de la miofibrilla (tiene millones de sarcómeros).
Es aquí donde podemos ver a los filamentos finos y gruesos.
División de miofibrillas
Forman parte de las características del músculo estriado.
En estos aparecen bandas claras y oscuras.
Presentan zonas claras y oscuras (vistas por microscopios polarizados)
Compuestas por miofilamentos.

Actina y Miosina
Ambas son proteínas primarias
Actina
Proteína incluida en filamentos de actina finos.
Se usa en el tejido muscular como actina F (filamentosa o fibrial)

Tropomiosina: en el musculo relajado se une a la miosina que hay en la mólecula de actina Y tropomina: Se une a la actina e inhibe la interacción miosina-actina
También esta la actina G (globular) molécula pequeña

Miosina
La miosina II es una proteína que esta incluida en los filamentos gruesos.
Compuesta por dos cadenas polipeptidicas pesadas.
Cuatro cadenas ligeras o livianas (cadena ligera esencial y cadena ligera reguladora).
Cada cadena pesada tiene una pequeña cabeza globular que poseen dos sitios especificos:
ATP
Actina
Se agrupan cola por cola -> filamentos grueso de miosina

ESTRUCTURA Y ORGANIZACIÓN
DEL MÚSCULO
Su estructura funcional es la MIOFIBRILLA.​
La actina y la miosina son la parte contractil.
La titina y nebulina son parte del citoesqueleto
intramiofibrilar.
BASES MOLECULARES DE LA
CONTRACCIÓN MUSCULAR
Una fibra muscular se contrae cuando todas las sarcómeras se acortan al simultáneamente según un modelo todo o nada, lo que se llama contracción.
El ión calcio (Ca²+), es quien activa o desactiva la actividad contráctil.
Un potencial de acción proporciona la señal eléctrica para el inicio de la actividad contráctil.
El acoplamiento de contracción-excitación es el mecanismo por el cual la señal eléctrica desencadena los sucesos químicos de la contracción.
La unidad motora
Incluye una única neurona motora y todas
las fibras musculares inervadas por ella. ​

Es la parte más pequeña del músculo y
puede contraerse independientemente.​

Sus fibras muestran una respuesta de todo o nada a la estimulación: se contraen de forma máxima o no se contraen.
Usan el Acetilcolina para comunicarse
con la fibra muscular.
mecánica de la construcción
muscular
SUMACIÓN Y CONTRACCIÓN TETÁNICA

Se componen de abundante colágeno una proteína fibrosa que constituye aproximadamente un tercio de las proteínas totales del cuerpo.
Cuanto mayor es la frecuencia de estimulación de las fibras musculares, mayor es la tensión producida en el músculo como unidad.​
Sin embargo, se alcanzará una frecuencia máxima más allá de la cual la tensión del músculo no aumentará.​
Cuando esta tensión máxima se mantiene como resultado de la sumación, se dice que el músculo está contraído tetánicamente.
PRODUCCIÓN DE FUERZA EN EL MÚSCULO
La fuerza total que un musculo produce esta influenciada por sus propiedades mecánicas, que pueden describirse mediante la valoración de las relaciones tensión-longitud, carga-velocidad y fuerza-tiempo del musculo.
RELACIÓN TIEMPO- FUERZA
La fuerza generada por un musculo es proporcional al tiempo de contracción: cuanto mayor sea el tiempo de contracción, mayor será la fuerza desarrollada, hasta el punto de máxima extensión ​

Una contracción muy lenta produce una mayor producción de fuerza .
RELACIÓN TENSIÓN-LONGITUD
La fuerza que un musculo ejerce varia con la longitud a la cual se mantiene cuando se estimula . ​
La máxima tensión se produce cuando la fibra muscular esta aproximadamente en su longitud de reposo.​
Si la fibra se mantiene una longitud corta, la tensión decae lentamente y luego rápidamente.​
Si la fibra se alarga mas allá de la longitud de reposo, la tensión desciende progresivamente.
RELACIÓN CARGA-VELOCIDAD
Un músculo se contrae con mucha rapidez cuando la carga es baja.​
Cuando se aplican cargas la velocidad de contracción disminuye, siendo cada vez más lenta cuanto más grande sea la carga.​

Cuando la carga se iguala a la tensión que el músculo puede soportar, la velocidad se hace cero, el músculo se contrae isométricamente.​

El musculo se alarga de forma excéntrica mas rápidamente con el incremento de carga.
DIFERENCIACIÓN DE LA FIBRA
MUSCULAR
Las fibras musculares individuales muestran diferencia, en sus tasas de contracción, desarrollo de tensión, y susceptibilidad a la fatiga.​
Las observaciones histológicas e histoquímicas identifican 3 tipos distintos de fibras musculares basándose en propiedades contráctiles y metabólicas.
La inervación nerviosa de la fibra muscular determina su tipo.​
​En los humanos se hallo que la estimulación eléctrica cambiaba el tipo de fibras, seccionando los nervios que inervan las fibras musculares, cruzando estos nervios se observo que se invertían los tipos de fibras.
La composición de las fibras de un musculo dado depende de la función de ese musculo.
Los 3 tipos de fibras se llaman tipo I, fibras oxidativas de contracción-lenta, tipo IIA, fibras glucolíticas-oxidativas de contracción-rápida, tipo IIB, fibras glucolíticas de contracción-rápida.
REMODELACÓN MUSCULAR
EFECTOS DEL ENTRENAMIENTO FÍSICO
INCREMENTA EL ÁREA DE SECCIÓN TRANSVERSAL DE TODAS LAS FIBRAS MUSCULARES ​

EL ESTIRAMIENTO INCREMENTA LA FLEXIBILIDAD MUSCULAR, MANTIENE Y AUMENTA EL RANGO DE MOVILIDAD ARTICULAR E INCREMENTA LA ELASTICIDAD Y LONGITUD DE LA UNIDAD MUSCULO-TENDINOSA
EL REFLEJO DEL HUSO INCREMENTA LA CONTRACCIÓN MUSCULAR ​

EL REFLEJO DE GOLGI AUMENTA LA RELAJACIÓN MUSCULAR
HUSOS PRIMARIOS: CAMBIOS EN LA TASA DE ALARGAMIENTO MUSCULAR​

RESPUESTA DINÁMICA  VERDADERA CANTIDAD DE ALARGAMIENTO
HUSOS SECUNDARIOS: VERDADERO CAMBIO DE LONGITUD ​

RESPUESTA ESTÁTICA
ESTIRAMIENTO
INHIBIR EL EFECTO DEL HUSO ​

POTENCIAR EL EFECTO DEL GOLGI PARA RELAJAR EL MUSCULO Y PROMOVER LA POSTERIOR ELONGACIÓN
EFECTO DE LA ARQUITECTURA DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO
EFECTO DEL PREESTIRAMIENTO
EFECTO DE LA TEMPERATURA
EFECTO DE LA FATIGA
Un aumento en la temperatura del músculo provoca:

Un incremento en la velocidad de conducción a través del sarcolema.​
Una mayor actividad enzimática del metabolismo muscular.​
Elasticidad incrementada del colágeno en los componentes elásticos paralelos y en serie.
Si un musculo tiene un adecuado aporte de oxigeno y nutrientes que pueden romperse para proporcionar ATP, puede mantener una serie de respuestas de contracción de baja frecuencia por un tiempo prolongado. La frecuencia debe ser baja para permitir al musculo sintetizar ATP a un nivel nivel para continuar con la tasa de rotura de ATP durante la contracción. Si la frecuencia de estimulación incrementa y supera la tasa de reposición de ATP, las respuestas de contracción pronto se producirán de forma mas débil progresivamente y finalmente caerán hasta cero.​
Esta caída en la tensión siguiendo a la estimulación prolongada es la fatiga.​
​Está dada por la disposición de las fibras musculares con respecto al eje de generación de la fuerza (ángulo de inserción en hueso llamado ángulo de plumación).​

El ángulo de plumación determina 2 tipos de músculos:
​A)fusiformes: con forma de hueso con fibras paralelas al eje de transmisión de fuerza.​
B) plumados :fibras insertadas oblicuamente en el tendón. El ángulo puede ser hasta 30°
Consecuencias
Fusiformes: la velocidad de acortamiento es mayor porque tienen fibras musculares más largas.​
Plumados: producen mayor fuerza porque poseen un mayor número de fibras musculares en paralelo; pero presentan un menor rango de movimiento fusiformes. ​
​Se ha demostrado que un musculo realiza mas trabajo cuando se acorta inmediatamente después de ser estirado en el estado de contracción concéntrica que cuando se acorta desde un estado de contracción isométrica.
lesiones musculares
EFECTOS DEL DESUSO Y LA INMOVILIZACIÓN

PERDIDA DE RESISTENCIA Y LA FUERZA Y LAS ATROFIAS MUSCULARES Y EN NIVELES MICROESTRUCTURALES Y MACROESTRUCTURALES.​

AFECTAN LA PRODUCCIÓN AERÓBICA Y ANAERÓBICA DE ENERGÍA.​

LA INMOVILIZACION EN UNA POSICIÓN DE ALARGAMIENTO TIENE UN EFECTO MENOS NOCIVO.​

Las lesiones musculares comprenden la contusión, la laceración, las rupturas, la isquemia, los sindromes compartimentales y la denervación.
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