UNIVERSIDAD CENTRALDEL ECUADOR

TEGNOLOGÍA MEDICATERAPIA FÍSICA

TERAPIA DEGENERATIVADR. PABLO ACUÑA

HOJA DE VIDA

INFÓRMACION PERSONAL:

• NOMBRE Y APELLIDOS:ALEXANDER ISMAEL NAVAS NARANJO

• CÉDULA DE CIUDADANÍA: 0503183501

• FECHA DE NACIMIENTO: 9 DE ABRIL DE 1991

• LUGAR DE NACIMIENTO: PUJILÍ - COTOPAXI

• ESTADO CIVIL: SOLTERO

• DIRECCIÓN: CALLE GARCÍA MORENO Y SUCRE 7-15

• TELÉFONO: 2723170 / 0996858612

• E-MAIL: chavitomelo_8@hotmail.com

INFORMACIÓN ACADEMICA

• ESTUDIOS PRIMARIOS:

ESCUELA ANEXA “DR. PABLO HERRERA” – PUJILÍ – 2003

• ESTUDIOS SECUNDARIOS:

COLEGIO NACIONAL EXPERIMENTA “PROVINCIA DE COTOPAXI – PUJILÍ - BACHILLER EN

CIENCIAS, ESPECIALIZACIÓN QUÍMICO BIOLÓGICAS - 2008.

• ESTUDIOS UNIVERSITARIOS

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO – AMBATO- TERAPÍA FÍSICA – QUINTO NIVEL

DIARIO REFLEXIVO:

• ME A SERVIDO MUCHO ASISTIR A LAS PRACTICAS

HOSPITALARIAS YA QUE E ADQUIRIDO NUEVOS

CONOCIMIENTOS Y A COMO ACTUAR FRENTE A

UN PACIENTE GRACIAS A LA ENSEÑANZA DE

NUESTROS DOCENTES.

DESARROLLO DEL TRABAJO

BIOMECÁNICA DEL HUESO

PROPIEDADES BIOMECÁNICAS DEL HUESO

Biomecánicamente, el tejido óseo puede ser

considerado como un material compuesto de dos

fases (bifásico), con el mineral como una fase y

el colágeno y la sustancia fundamental como la

otra. Estos materiales compuestos por un

elemento fuerte y vidriado incrustado en uno

más débil y flexible, son más fuertes en relación

a su peso de lo que es una sustancia.

• Funcionalmente, las propiedades mecánicas más

importantes del hueso son su fuerza y su rigidez. Estas

otras características pueden entenderse más fácilmente en

el caso del hueso, o cualquier otra estructura, examinando

su comportamiento bajo carga, esto es, bajo la influencia

de fuerzas aplicadas externamente. La carga causa una

deformación, o un cambio en las dimensiones de la

estructura.

• SI Una carga en una dirección conocida se aplica sobre

una estructura, la deformación de esa estructura puede

ser medida y representada en una curva de carga-

deformación. Se puede extraer mucha información sobre

la fuerza, rigidez, y otras propiedades mecánicas de la

estructura examinando esta curva.

• Las propiedades mecánicas difieren en los dos tipos de hueso. El hueso cortical es más rígido

que el hueso esponjoso, soportando mayor solicitación pero menos deformación antes del

colapso. El hueso esponjoso in vitro puede soportar hasta un 50% de deformación antes de

empezar a tensionarse, mientras que el hueso cortical cede y se fractura cuando la

deformación excede de 1.5 a 2.0%. Debido a su estructura porosa, el hueso esponjoso tiene

una gran capacidad para el almacenamiento de energía. En general, no es suficiente describir

la fuerza ósea con un único número.

• Para comprender mejor la relación del hueso respecto a

otros materiales, las curvas solicitación-deformación

esquemática para el hueso, el metal y el vidrio ilustran las

diferencias en el comportamiento mecánico entre estos

materiales.

• El metal tiene la pendiente más profunda y es por tanto el

material más rígido. La porción elástica de la curva para

el vidrio y el metal es la línea recta, indicando un

comportamiento linealmente elástico; el hueso

prácticamente no cede hasta que se alcanza el límite de

elasticidad. En comparación, la medición precisa del

hueso cortical muestra que la porción elástica de la curva

no es recta sino ligeramente curvada, indicando que el

hueso no el linealmente elástico en su comportamiento sino

que se tensa en algún punto durante la carga en la región

elástica.

COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO DEL HUESO

• El comportamiento mecánico del hueso bajo la influencia de las fuerzas y momentos se ve

afectado por sus propiedades mecánicas, sus características geométricas, el tipo de carga

aplicada, la dirección de la carga, la tasa de carga y la frecuencia de carga.

COMPORTAMIENTO DEL HUESO BAJO VARIOS MODOS DE CARGA:

Las fuerzas y momentos se pueden aplicar a una estructura en varias

direcciones, produciendo tensión, compresión, flexión, cizalla, torsión

y carga combinada.

Las siguientes descripciones de estos modos han sido aplicadas a

estructuras en equilibrio (en reposo o moviéndose a una velocidad

constante); la carga produce un efecto deformante interno sobre la

estructura.

TENSIÓN:• Durante la carga tensil, cargas iguales y opuestas se aplican

hacia fuera desde la superficie de la estructura, y la

solicitación y deformación tensil se producen en el interior de

la estructura. La solicitación tensil puede definirse como

muchas pequeñas fuerzas alejándose de la superficie de la

estructura. La máxima solicitación tensil se produce en un plano

perpendicular a la carga aplicada. Bajo carga tensil, la

estructura se alarga y se estrecha.

• Clínicamente, las fracturas producidas por una carga tensil se

suelen ver en huesos con una gran Proporción de hueso

esponjoso.

• Por ejemplo, pueden ser las fracturas del calcáneo adyacentes

a la inserción del tendón de Aquiles:

Carga tensil.

Fractura del calcáneo.

COMPRESIÓN:• Durante la carga compresiva, se aplican cargas iguales y

opuestas hacia la superficie de la estructura y la solicitación y

deformación compresiva se produce en el interior de la

estructura.

• La solicitación compresiva se puede definir como muchas

pequeñas fuerzas dirigidas hacia la superficie de la estructura.

• La solicitación compresiva máxima se produce en un plano

perpendicular a la carga aplicada. Bajo carga compresiva, la

estructura se acorta y se ensancha.

• Entonces clínicamente las fracturas por compresión se encuentran

comúnmente en las vértebras que están sometidas a intensas

cargas compresivas, estas fracturas se ven más a menudo en

edades avanzadas con el tejido óseo osteoporótico.

Carga compresiva

Fractura por compresión vertebral

• Durante la carga de cizalla, se aplica una carga

paralela a la superficie de la estructura, y la

solicitación y deformación en cizalla se producen

dentro de la estructura.

• La solicitación en cizalla se puede definir como

muchas pequeñas fuerzas actuando sobre la

superficie de la estructura en un plano paralelo a la

carga aplicada.

• Una estructura sometida a la carga de cizalla se

deforma internamente de una manera angular.

Siempre que una estructura se somete a una carga

tensil o compresiva, se produce una solicitación en

cizalla, las fracturas en cizalla se ven más a menudo

en el hueso esponjoso.

CIZALLA:

Carga en cizalla

Fractura en cizalla

FLEXIÓN:• Cuando una estructura se flexiona, las cargas se aplican

de modo que se genera una flexión alrededor de un eje.

Cuando un hueso se carga en flexión, se somete a una

combinación de tensión y compresión.

• Es un esfuerzo a que está sometido un cuerpo cuando las

fuerzas externas tienden a curvarlo. Como consecuencia

hay tracciones y compresiones de las fibras, en la zona

externa y en la interna respectivamente de la curvatura.

• Las fuerzas aplicadas sobre el hueso hacen que éste se

doble sobre su eje mayor y aparecen fuerzas de

compresión en el lado de la aplicación de la fuerza y de

tracción en el lado opuesto.

• Las solicitaciones y deformaciones tensiles actúan sobre

un lado del eje neutral, y las solicitaciones y

deformaciones compresivas actúan sobre el otro lado; no

hay solicitaciones y deformaciones a lo largo del eje

neutral.

• La flexión puede ser producida por:

• A. Tres fuerzas

(flexión de tres puntos)

• B. Cuatro fuerzas

(flexión de cuatro puntos)

• Las fracturas producidas por ambos tipos de flexión se observan comúnmente en la clínica,

particularmente en los huesos largos.

Sección de cruce de un hueso sometido a flexión, mostrando la distribución de solicitaciones

alrededor de un eje neutral.

Fractura en el antebrazo al caer y poner la mano en el suelo.

TORSIÓN:• Se aplica una carga a una estructura de tal forma que

le causa un giro sobre un eje, y se produce un

momento dentro de la estructura.

• Cuando una estructura se carga en torsión, las

solicitaciones en cizalla se distribuyen por toda la

estructura, la magnitud de estas solicitaciones es

proporcional a su distancia hasta el eje neutral. A

solicitaciones más alejadas del eje neutral, mayor es su

magnitud.

• Bajo una carga en tensión, las solicitaciones en máxima

cizalla actúan sobre planos paralelos y

perpendiculares al eje neutral de la estructura.

Además, solicitaciones tensiles y compresivas máximas

actúan sobre un plano diagonal al eje neutro de la

estructura.Fig.1

Figura 1.

CARGA COMBINADA:

• El hueso está sometido a complejos patrones de carga durante las

actividades fisiológicas comunes tales como caminar o correr. La

mayoría de las fracturas óseas son producidas por una combinación

de varios modos de carga.

DEPENDENCIA DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN EN EL HUESO

Debido a que el hueso es un material viscoelástico, su comportamiento biomecánico varía con la velocidad o tasa de

carga del hueso (velocidad o tasa a la que la carga se aplica y retira). El hueso es más rígido y soporta una mayor

carga hasta el colapso cuando las cargas se aplican a mayor velocidad; el hueso también almacena más energía

antes del colapso a tasas mayores de carga, a menos que estas tasas estén dentro de un rango fisiológico.

La deformación diaria in vivo puede variar considerablemente. La velocidad o tasa de deformación calculada para la

marcha lenta es 0.001 por segundo, mientras que la carrera lenta despliega una velocidad o tasa de deformación de

0.03 por segundo. Cuando las actividades son más vigorosas, la tasa de deformación aumenta.

Clínicamente, las fracturas óseas se clasifican en tres categorías generales basadas en la cantidad de energía

liberada en la fractura y son:

• Baja energía: simple fractura en torsión del esquí.

• Alta energía: accidentes de automóvil.

• Muy alta energía: por la velocidad de disparo de una bala de muy alto calibre.

FATIGA DEL HUESO BAJO CARGAS REPETITIVAS

• Las fracturas óseas se pueden producir por una única carga que exceda la fuerza última del

hueso o por las aplicaciones repetidas de una carga de una magnitud inferior. Una fractura

causada por la aplicación repetida de una carga se llama fractura de fatiga y es típicamente

producida por pocas repeticiones de una carga alta o por muchas repeticiones de una carga

relativamente normal.

• Las fracturas de fatiga se producen durante la actividad física vigorosa continua, que ocasiona

que los músculos se fatiguen y reduzcan su habilidad de contracción; haciéndolos menos capaces

de almacenar energía y así neutralizar las solicitaciones impuestas sobre el hueso.

INFLUENCIA DE LA GEOMETRÍA DEL HUESO SOBRE EL COMPORTAMIENTO MECÁNICO

• La siguiente imagen muestra las secciones transversas distal y

proximal de la tibia sometido a una carga en torsión. Aunque

la sección proximal tiene un área de hueso ligeramente más

pequeña que la sección distal, tiene un momento polar de

inercia mucho mayor debido a que gran parte de tejido óseo

se distribuye a distancia del eje neutral. La sección distal tiene

un área de hueso más grande, y se ve sometida a una

solicitación en cizalla mucho mayor porque gran parte del

tejido óseo se distribuye cercano al eje neutral. La magnitud

de la solicitación en cizalla en la sección distal es

aproximadamente el doble que en la sección proximal.

Clínicamente, las fracturas en torsión de la tibia se producen

comúnmente en la parte distal.

REMODELACIÓN ÓSEA:

El hueso tiene la habilidad de remodelarse, alterando su tamaño, forma y estructura, para afrontar

las demandas mecánicas que le son impuestas. Este fenómeno, por el que el hueso gana o pierde

hueso esponjoso cortical, en respuesta al nivel de solicitación mantenida, se resume por la ley de

wolff, que establece que la remodelación del hueso está influenciada y modulada por las

solicitaciones mecánicas.

CAMBIOS DEGENERATIVOS EN EL HUESO ASOCIADOS CON EL ENVEJECIMIENTO

Una progresiva pérdida de densidad ósea ha sido observada como parte del proceso de

envejecimiento normal. Las trabéculas longitudinales adelgazan y algunas de la trabéculas

transversas son reabsorbidas. El resultado es una reducción marcada en la cantidad del hueso

esponjoso y un adelgazamiento del hueso cortical. La relación entre la masa ósea, la edad y el sexo

se muestra en la siguiente figura.

BIOMECÁNICA DEL CARTILAGO

Existen tres tipos de articulaciones en el cuerpo

humano: fibrosas, cartilaginosas y sinoviales, solo

una de estas, las articulaciones sinoviales, o

diartrodias, permiten un gran rango de

movimiento. En las articulaciones jóvenes

normales, los extremos óseos articulares de las

articulaciones diartrodias están cubiertos por un

tejido conectivo delgado (1-6 mm) denso,

transparente, blanco llamado cartílago articular

hialino.

CARTÍLAGO ARTICULAR HIALINO

• Un ejemplo de cartílago articular hialino es la articulación

temporomandibular, una articulación sinovial en la que el

fibrocartílago se encuentra cubriendo los extremos óseos. El

fibrocartílago y un tercer tipo de cartílago, el cartílago elástico, están

íntimamente relacionados al cartílago hialino embriológica e

histológicamente pero son muy diferentes en sus propiedades

mecánicas y bioquímicas.

• El fibrocartílago también forma los meniscos interpuestos entre el

cartílago articular de algunas articulaciones y compone la cubierta

externa de los discos intervertebrales, el anillo fibroso, el cartílago

elástico se encuentra en el oído externo, en el cartílago de la trompa

de eustaquio, en la epiglotis, y en ciertas partes de la laringe. El

cartílago articular es un tejido altamente especializado precisamente

preparado para soportar el entorno articular altamente cargado sin

fracaso durante la vida media del individuo

COMPOSICIÓN Y ESTRUCTURA DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

• Los condrocitos, las células escasamente distribuidas en el cartílago articular, proporcionan menos

del 10% del volumen del tejido, esquemáticamente la disposición zonal de los condrocitos se

muestra en la siguiente figura:

COLÁGENO:

El colágeno es la proteína más abundante en el cuerpo. En el

cartílago articular, el colágeno tiene un nivel alto de

organización estructural que proporciona una ultra estructura

fibrosa. La unidad biológica básica del colágeno es el tropo

colágeno, una estructura compuesta de tres cadenas de

polipeptidos de procolageno (cadenas alfa) enrolladas en

hélices hacia la izquierda que están además enrolladas entre

sí en una triple hélice a la derecha. Estas moléculas de tropo

colágeno en forma de vara, de 1,4 nanómetros (ni) de

diámetro y 300 nm de largo se polimerizan en fibras de

colágeno más grandes. En el cartílago articular, estas fibras

tienen un diámetro medio de 25 a 40 nm , sin embargo esto

es altamente variable. El colágeno en el cartílago articular

está distribuido de forma dishomogenea, dándole al tejido

un carácter laminado.

PROTEOGLICANO:

Se encuentran muchos tipos de PG en el cartílago.

Fundamentalmente, es una molécula grande de

proteína-polisacárido compuesta de una proteína

básica a la que se une uno o más

glucosaminoglicanos (GAG).

Imagen:

• (A). Representación esquemática del agredan

que se compone de cadenas de queratan sulfato,

condroitin sulfato unidas covalentemente a una

molécula básica de proteína.

• (B).Representación esquemática de una

macromolécula de proteoglicano

INTERACCIÓN ESTRUCTURAL Y FÍSICA ENTRE LOS COMPONENTES DEL CARTÍLAGO

• La estructura química y las interacciones físicas de

los agregados de PG influyen en las propiedades

de la MEC. Los grupos sulfato íntimamente

dispuestos y los de carga carboxilo en las cadenas

CS y QS se disocian en solución a un PH fisiológico

dejando una concentración alta de cargas negativas

fijadas que crean fuertes fuerzas repulsivas carga-

carga intramoleculares e intermoleculares; la suma

coligativa de estas fuerzas cuando el tejido está

inmerso en una solución salina fisiológica es

equivalente a la presión osmótica de donnan.

• Estructuralmente, estas fuerzas repulsivas carga-carga tienden a extender y rigidificar las

macromoléculas de PG en un espacio interfibrilar formado por la red de colágeno anexa. Según

stephen hawkins, está repulsión eléctrica es un millón, millón, millón, millón de veces (42 ceros) más

grandes que las fuerzas gravitacionales. En la naturaleza, un cuerpo cargado no puede persistir largo

tiempo sin descargar o atraer contra-iones para mantener la electro neutralidad.

• Así los grupos de sulfato cargados y los grupos carboxilo fijados a lo largo de los pg en el cartílago

articular deben atraer varios contraiones y coiones al tejido para mantener la electro neutralidad.

Dentro del tejido, los contra-iones y co-iones móviles forman una nube alrededor de las cargas fijadas

de sulfato y carboxilo así escudando estas cargas entre sí. Esta defensa de la carga actúa

disminuyendo las muy grandes fuerzas repulsivas eléctricas que de otra forma existirían. El resultado

neto es una presión de tumefacción dada por la ley de presión osmótica de donnan.

Se muestra un diagrama esquemático que detalla la

exposición estructural dentro de un pequeño volumen de

cartílago articular.

COMPORTAMIENTO BIOMECÁNICO DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

• El cartílago articular será tratado como un material bifásico que consiste en dos fases distintas

intrínsecamente incomprensibles e inmiscibles una fase de fluido intersticial y una fase sólida

porosa-permeable. Para el análisis explícito de la contribución de las cargas e iones de los pg,

uno tendría que considerar tres fases distintas: una fase fluida, una fase iónica y una fase sólida

cargada.

• Durante la función articular, las fuerzas en la superficie articular pueden variar de casi cero a más

de 10 veces el peso del cuerpo. Las áreas de contacto también varían de una manera compleja y

típicamente están sólo en el orden de varios centímetros cuadrados.

NATURALEZA DE VISCO ELASTICIDAD DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

• Si un material se somete a la acción de una carga constante (independiente del tiempo) o a una

deformación constante y su respuesta varía con el tiempo, entonces el comportamiento mecánico de un

material se dice que es viscoelástico. En general, la respuesta de tal material puede ser teóricamente

modelada como una combinación de la respuesta del fluido viscoso (amortiguador) y un sólido elástico

(muelle), por lo tanto viscoelástico. Las dos respuestas fundamentales de un material viscoelástico son la

deformación progresiva y la relajación de la solicitación. La deformación progresiva ocurre cuando un

sólido viscoelástico se somete a la acción de una carga constante. Típicamente, un sólido viscoelástico

responde con una solicitación rápida inicial alta seguida de una solicitación lenta progresivamente

decreciente (dependiente del tiempo) requerida para mantener la deformación; este fenómeno se

conoce como relajación de la solicitación. Los fenómenos de deformación progresiva y relajación de

la solicitación pueden ser causados por diferentes mecanismos.

RESPUESTA BIFÁSICA DE DEFORMACIÓN PROGRESIVA DEL CARTÍLAGO ARTICULAR EN COMPRESIÓN

• En este caso, una solicitación compresiva constante se aplica al tejido en el tiempo y se permite al tejido que se

deforme progresivamente hasta su deformación de equilibrio final. Para el cartílago articular como en la

ilustración, la deformación progresiva se debe a la exudación del fluido intersticial. La exudación es más rápida

inicialmente, como se evidencia por la mayor velocidad inicial de aumento de deformación y disminuye

gradualmente hasta que se produce el cese del flujo.

• Durante la deformación progresiva, la carga aplicada en la superficie es equilibrada por la solicitación

compresiva desarrollada dentro de la matriz sólida colágeno-pg y la resistencia friccional generada por el flujo

del fluido intersticial durante la exudación. La deformación progresiva cesa cuando la solicitación compresiva

desarrollada dentro de la matriz sólida es suficiente para equilibrar sólo la solicitación aplicada; en este punto no

fluye ya líquido y se alcanza el equilibrio de deformación. Típicamente, para los cartílagos articulares humanos y

bovinos relativamente gruesos, de 2 a 4mm, se tarde de 4 a 16 horas para alcanzar el equilibrio de deformación

progresiva. Teóricamente, se puede mostrar que el tiempo que conlleva alcanzar el equilibrio de deformación

progresiva varía inversamente con la superficie del espesor del tejido.

RESPUESTA BIFÁSICA DE RELAJACIÓN DE LA SOLICITACIÓN DEL CARTÍLAGO ARTICULAR EN

COMPRESIÓN• En este caso, se aplica una tasa de compresión constante al tejido hasta que alcanza más del punto B,

la deformación se mantiene.

• Para el cartílago articular, la respuesta de solicitación típica causada por la deformación. Durante la

fase de compresión, la solicitación aumenta continuamente hasta que se alcanza equilibrio, mientras

que durante la fase de relajación, la solicitación cae continuamente a lo largo de la curva B-C-D-E

hasta que se alcanza la solicitación de equilibrio.

• El análisis del proceso de relajación de la solicitación llevará a la conclusión de que bajo condiciones

de carga fisiológicas, los niveles excesivos de solicitación son difíciles de mantener debido que la

relajación de la solicitación atenuará rápidamente la solicitación desarrollada dentro del tejido; esto

debe llevar necesariamente a la rápida expansión del área de contacto en la articulación durante su

función.

PERMEABILIDAD DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

• La permeabilidad es una medida de la facilidad con la que el fluido puede fluir a través de un

material poroso, y es inversamente proporcional a la resistencia friccional ejecutada por el fluido

que se desplaza a través de un material poroso permeable. Esta fuerza de resistencia friccional

se genera por la interacción del fluido intersticial y las paredes del poro del material poroso-

permeable.

• La permeabilidad del cartílago articular bajo deformación compresiva y a presiones fisiológicas

altas, fue obtenida por primera vez por mansour y mow. Las condiciones de alta presión y

deformación compresiva examinadas en estos estudios asemejan más íntimamente aquellas

condiciones encontradas en la carga de la articulación diartrodia.

COMPORTAMIENTO DEL CARTÍLAGO ARTICULAR BAJO TENSIÓN UNIAXIAL

• El comportamiento mecánico del cartílago articular en tensión es muy complejo. En tensión, el

tejido es fuertemente anisótropo (siendo más rígido y más fuerte para los especímenes recogidos

en la dirección paralela al patrón de línea de división que para aquellos recogidos

perpendicularmente a este patrón de línea de división) y fuertemente dishomogéneo (para los

anímales maduros, más rígido y fuerte para los especímenes recogidos de las regiones

superficiales que para aquellos recogidos más profundamente en el tejido).

COMPORTAMIENTO DEL CARTÍLAGO ARTICULAR EN CIZALLA PURA

• En tensión y compresión, solo las propiedades intrínsecas de equilibrio de la matriz solida

colágeno pueden ser determinadas. Esto es debido a que siempre se producen un cambio

volumétrico dentro de un material cuando se le somete a tensión o a compresión uniaxial.

• Este cambio volumétrico causa un flujo de fluido intersticial e induce efectos bifásicos viscoelasticos

dentro del tejido. Sin embargo si se valora el cartílago articular en pura cizalla bajo condiciones

de deformación infinitesimal, ningún gradiente de presión o cambio volumétrico será producido

dentro del material; por lo tanto ningún flujo de fluid intersticial se llevara a cabo.

• La magnitud del módulo de cizalla dinámico para el cartílago articular se ha medido oscilando de 1 a

3 mpa , mientras que el ángulo oscilo de 9 a 200 el comportamiento de relajación de la solicitación en

cizalla transitorio intrínseco de la matriz solida PG solida junto con las propiedades de cizalla

dinámica invariable , la visco elasticidad cuasi lineal propuesta para los materiales biológicos

proporciona una descripción precisa del comportamiento viscoelástico independientemente del flujo de

la matriz solida colágeno PG. Desde estos estudios de cizalla es posible obtener alguna compresión

sobre cómo funciona la matriz solida colágeno PG.

• La rigidez de la cizalla del cartílago articular debe derivar por lo tanto de su contenido de colágeno,

o de su interacción de colágeno pg. Desde esta interpretación, un incremento en el colágeno, que es un

elemento mucho más elástico que el PG y el elemento de soporte de carga predominante en el tejido

en cizalla, disminuirá la disipación friccional y por lo tanto el ángulo de fase observado.

LUBRICACIÓN DEL CARTÍLAGO ARTICULAR

• Las articulaciones sinoviales están sometidas a un enorme rango de condiciones de carga, y en

condiciones normales, el cartílago articular soporta poco desgaste. El mínimo desgaste del

cartílago normal asociado con variadas cargas indica que los sofisticados procesos de lubricación

están funcionando dentro de la articulación y dentro de y sobre la superficie del tejido.

• Las superficies lubricadas tipo barrera tienen coeficientes de fricción de uno o dos órdenes de

magnitud superior que las superficies lubricadas por el tipo película-fluido sugiriendo que las

articulaciones sinoviales están lubricadas al menos en parte, por el mecanismo de película-fluido.

• LUBRICACIÓN PELÍCULA-FLUIDO

Es una delgada película de lubricante que causa una separación de la superficie de carga. La

carga sobre esta superficie se soporta por la presión que se desarrolla en esta película de fluido. El

espesor de la película fluido asociada con las superficies de carga de ingeniería es normalmente

menor de 20µm.

La lubricación de la película-fluido requiere un espesor mínimo de la película-fluido para exceder

tres veces la dureza de la superficie estadística combinada del cartílago. Sin la lubricación película-

fluido no es realizable debido a la carga pesada y prolongada, la geometría incongruente del

espacio, el movimiento lento de la articulación recíproca, o la baja viscosidad del líquido sinovial,

debe existir la lubricación de barrera.

• LUBRICACIÓN DE BARRERA

Durante la función de la articulación diartrodia se produce el movimiento relativo de las superficies articulares. En la

lubricación de barrera, las superficies están protegidas por una capa adsorbida de lubricante de barrera, que

previene el contacto directo superficie a superficie y elimina la mayoría del desgaste articular.

La lubricación de barrera es esencialmente independiente de las propiedades físicas tanto del lubricante como del

material de la superficie de carga, en vez de depender casi completamente de las propiedades químicas del

lubricante. En las articulaciones sinoviales, una glicoproteína específica la “lubricina” parece ser el constituyente del

líquido sinovial responsable de la lubricación de barrera. La lubricina es adsorbida como una monocapa

macromolecular para cada superficie articular.

• LUBRICACIÓN DE MIXTA

En las articulaciones sinoviales, pueden ocurrir situaciones en las que el espesor de la película-fluido es del mismo

orden que la aspereza media de la superficie articular. Durante tales situaciones, la lubricación en barrera entre las

asperezas puede entrar en juego.

Si esto ocurre un modo mixto de lubricación está operando, con la carga de la superficie articular mantenida por la

presión película-fluido en áreas de no contacto y por el lubricante de barrera lubricina en las áreas de contacto de

aspereza.

En este modo de lubricación mixta es probable que la que la mayoría de la fricción se genera en las áreas

lubricadas de barrera mientras que la mayoría de la carga es soportada por la película-fluido.

DESGASTE DEL CARTÍLAGO ARTICULAREl desgaste se refiere a la retirada no deseada del material de las superficies sólidas por a acción

mecánica. El desgaste articular puede ocurrir por dos componentes:

• El desgaste interferencial: que resulta de la interacción de las superficies de carga, esto quiere

decir que las superficies articulares entran en contacto directo sin ser separadas por una barrera

de lubricación. Este puede ocurrir de dos maneras: adhesión este aparece cuando los fragmentos

de las superficies articulares se adhieren entre sí y son arrancados durante el movimiento. Y el

desgaste abrasivo que ocurre cuando un material blando es raspado por una más duro. El

desgaste adhesivo y abrasivo puede tener lugar en una articulación sinovial alterada o

degenerada.

• El desgaste de fatiga: que resulta de la deformación bajo carga, esto se refiere a la acumulación

de daño microscópico dentro del material de soporte de la carga bajo solicitación repetitiva.

HIPÓTESIS SOBRE LA BIOMECÁNICA DE LA DEGENERACIÓN DEL CARTÍLAGO

El cartílago articular tiene solo una limitada capacidad de reparación y regeneración, y si se somete a un rango

anormal de solicitaciones puede experimentar rápidamente el colapso total, la progresión del colapso se relaciona

con:

• La magnitud de las solicitaciones impuestas

• El número total de picos de solicitación mantenidos

• Los cambios en la estructura molecular intrínseca y microscópica de la matriz colágeno-pg

• Los cambios en la propiedad mecánica intrínseca del tejido

La laxitud es el factor más importante para que ocurra el colapso de la red de colágeno que permite la expansión

anormal del PG y así se produce la tumefacción tisular, también se asocia la disminución en la rigidez de cartílago y

un aumento en la superficie articular que finalmente se extenderá a través de la entera profundidad del cartílago.

BIOMECÁNICA DEL MÚSCULO

• L Ser humano es un sistema locomotor que constituye

una estructura que desde un punto de vista mecánico,

está compuesto por unidades contráctiles que son los

músculos, los cuales ejercen fuerza de tracción

mediante cuerdas que son los tendones sobre un

sistema de palancas articuladas que son los huesos y

las articulaciones.

• Están formados por fibras musculares, que en

definitiva son células especializadas que responden a

impulsos nerviosos (voluntarios o involuntarios), debido

a lo cual se contrae o se acorta produciendo el

movimiento.

Los músculos esqueléticos están formados por fibras

musculares estriadas que se organizan de la siguiente

manera:

• Cada fibra muscular está rodeada por una fina

membrana de tejido conjuntivo denominada endomisio.

• Varias fibras se agrupan en manojos denominados

fascículos musculares. Cada fascículo está rodeado por

una capa de tejido conjuntivo denominada perimisio.

• El conjunto de los fascículos forman el músculo que, a su

vez, se encuentra rodeado por una envoltura de tejido

conjuntivo llamada epimisio.

Estructura del músculo

TEJIDO MUSCULAR• El tejido muscular se encuentra conformado por células

precursoras musculares llamados miocitos, la característica

principal de estas células se da por la contractibilidad

que presentan bajo el efecto del sistema nervioso u

hormonas estimulantes como la oxitocina.

• En todas las células musculares el aparato contráctil está

formado por el filamento de actina y miosina y también

de otras proteínas.

• Los músculos esqueléticos se contraen como respuesta a

impulsos nerviosos. Estos impulsos viajan por nervios

motores que terminan en los músculos.

• La zona de contacto entre un nervio y una fibra muscular

estriada esquelética se conoce como unión

neuromuscular o placa motora.

•Unión neuromuscular

FUNCIONES DEL SISTEMA MUSCULAR

Las principales funciones del sistema muscular son:

• El movimiento del cuerpo (locomoción).

• Producción de calor.

• El mantenimiento de la postura.

• Protección de los órganos internos.

• Reserva de energía

CLASIFICACIÓN DEL TEJIDO MUSCULAR

• Existen distintas formas de clasificar al tejido muscular,

algunas de ellas son por la disposición de sus fibras y función

interna del cuerpo:

MÚSCULOS LISO:

El musculo visceral o involuntario está compuesto

de células con forma de huso con un núcleo central,

que carecen de estrías transversales aunque

muestren débiles estrías longitudinales.

El estímulo para la contracción de los músculos lisos

esta mediado por el sistema nervioso vegetativo.

El musculo liso se localiza en la piel, órgano

interno, aparato reproductor, grande vasos

sanguíneos y aparato excretor.

Músculo Liso

MÚSCULO ESQUELÉTICO O ESTRIADO:

• Este tipo de musculo está compuesto por fibras

largas rodeadas de una membrana celular, el

sarcolema. Las fibras son células alargadas

que contienen muchos núcleos y en las que se

observa con claridad estrías longitudinales y

transversales. Controlado por el sistema

nervios autónomo

• Los músculos estriados están formados por

haces de células muy largas (30 cm), cilíndricas

y plurinucleadas, llamadas fibras musculares

Músculo Esquelético

MÚSCULO CARDIACO:

Las células presentan estriaciones longitudinales y

transversales imperfectas difieren del músculo esquelético

sobre todo en la posición central de su núcleo y en la

ramificación e interconexión de las fibras.

El músculo cardiaco carece de control voluntario. Esta

inervado por el sistema nervioso vegetativo, aunque los

impulsos procedentes de él solo aumentan o disminuyen su

actividad sin ser responsables de la contracción rítmica.

El mecanismo de la contracción cardiaca se basa en la

generación y transmisión automático de impulsos.

Músculo Cardiaco

ESTRUCTURA DE LA FIBRA MUSCULAR

El músculo esquelético se puede disociar

fácilmente en un conjunto de elementos (fibras

musculares) que son las unidades anatómicas del

tejido.

En la estructura de una fibra muscular se pueden

distinguir el sarcolema, el sarcoplasma, retículo

sarcoplásmico, las miofibrillas y los núcleos.

Fibra Muscular

SARCOLEMA O MEMBRANA MUSCULAR

Se encuentra formado por la membrana celular

típica (plasmalema) y una lámina basal externa

formada por glucoproteínas. Presenta una serie de

invaginaciones, denominados túbulos t, que se

prolongan hasta situarse en estrecha relación con el

retículo endoplasmático.

Se localizan en el límite entre las bandas a y las

bandas i de las miofibrillas, existiendo por tanto dos

en cada sarcómero.

Sarcolema

SARCOPLASMA

• Difiere únicamente del de otras células por la

presencia en él de una proteína con capacidad

de fijar el oxígeno transportado por la sangre

(mioglobina) y que confiere a la fibra su

característica coloración roja. La fibra muscular,

además, tiene capacidad de almacenar

hidratos de carbono en forma de glucógeno.

Sarcoplasma

MIOFIBRILLAS

Son unas finas estructuras cilíndricas (1 micra de

diámetro) de naturaleza proteica y son los elementos

responsables de la contracción muscular.

Están dispuestas paralelamente al eje longitudinal de

la fibra, a la cual recorren de punta a punta,

uniéndose finalmente al sarcolema.

• Fibras delgadas de actina

• Fibras gruesas de MIOSINA

Miofibrillas

RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO

• Es el principal almacén de calcio intracelular en

el músculo estriado y participa de forma

importante en la regulación del proceso

acoplamiento excitación-contracción en el

músculo esquelético y cardíaco, regulando las

concentraciones intracelulares de calcio durante

la contracción y la relajación muscular.

Retículo Sarcoplásmatico

COMPONENTES DE LA CONTRACCIÓN MUSCULAR

• Cada fibra muscular está compuesta de decenas

de miles de miofibrillas que se pueden contraer,

relajar y elongar. Las miofibrillas están

formadas por millones de bandas denominadas

sarcómeros.

•

• Cada sarcómero está formado por filamentos

delgados y gruesos llamados miofilamentos que

están formados por proteínas contráctiles,

fundamentalmente actina y miosina

Componente de la fibra muscular

SARCÓMERO

Las miofibrillas están divididas en una serie de unidades

repetidas longitudinalmente llamadas sarcómeros, estas

subunidades se alinean perfectamente a lo largo de la

miofibrilla. Cada sarcómero tiene una longitud media de 2

μ, y está delimitado por unas regiones conocidas como

discos Z.

El sarcómero de una miofibrilla es la unidad funcional del

músculo estriado.

Extendiéndose en ambas direcciones desde los discos z, hay

numerosos miofilamentos delgados que se intercalan entre

los miofilamentos gruesos.

La disposición intercalada de estos filamentos da lugar a la

aparición de unas bandas o segmentos de diferente

coloración al microscopio.

Estructura del Sarcómero

MIOFILAMENTOS DEL SARCÓMERO

• MIOSINA

• ACTINA

• MOLÉCULAS DE TROPONINA

• MOLÉCULAS DE TROPOMIOSINA

Miofilamentos del Sarcómero

ACTINALos miofilamentos finos están formados por una proteína

denominada actina, es una proteína globular que se denomina

actina G.

Estas moléculas se polimerizan en número de hasta 400, para

formar dos hileras fibrosas o cadenas trenzadas entre sí, dando

lugar a la actina fibrilar o actina f.

Formando parte de estos filamentos se encuentran otras proteínas:

• La tropomiosina, y cerca del extremo de la tropomiosina se

encuentra un complejo proteico, llamado troponina y formado

por tres subunidades,

• Troponina C, capaz de unir iones calcio,

• Troponina T que se une a la tropomiosina

• Troponina I que tiene una función inhibidora o bloqueadora

sobre la actina.

Formación de Actina

MIOSINA

Los miofilamentos gruesos están formados por una

proteína denominada miosina.

La molécula de miosina está formada por dos cadenas

polipeptídicas enrrolladas entre sí y tiene forma de palo

de golf o bastón.

En ella se pueden distinguir varias partes:

Meromiosina pesada o globular, con dos partes la cabeza

(S1) y el cuello o (S2).

Meromiosina ligera, cola (s3).

Las colas de las diferentes moléculas se empaquetan

juntas constituyendo el eje central o armazón del

miofilamento grueso y las cabezas y cuellos se disponen

sobresaliendo en disposición helicoidal, cada cabeza

forma un ángulo de 60° alrededor de la circunferencia

del miofilamento.

Formación de Miosina

CLASIFICACIÓN DE LOS MÚSCULOS • Según su forma se clasifican en:

Músculo largo: predomina la longitud por encima de las dos otras dimensiones. Se encuentran

principalmente en las extremidades.

Músculo plano: predominan dos dimensiones, a excepción del grosor. Se encuentran principalmente

en el tronco, cuello y abdomen.

Músculos cortos: son cúbicos, ninguna dimensión predomina. Se encuentran alrededor de la columna

vertebral.

Músculos según su forma (Largo, plano y corto)

SEGÚN SI MORFOLOGÍA SE CLASIFICAN EN:• Unipenniformes: son aquellos músculos cuyas fibras

musculares salen del lado de un tendón, estas fibras

intentan seguir el sentido longitudinal del tendón de origen,

haciéndolo diagonalmente, y entre las propias fibras

paralelamente. Puede decirse que se asemejan a la forma

de media pluma.

• Bipenniformes: son aquellos músculos cuyas fibras

musculares salen de un tendón central, estas fibras intentan

seguir el sentido longitudinal del tendón central, haciéndolo

diagonalmente, y entre las propias fibras paralelamente.

Puede decirse que se asemejan a la forma de una pluma.

• Multipenniformes: son aquellos músculos cuyas fibras salen

de varios tendones, los haces de fibras siguen un

organización compleja dependiendo de las funciones que

realizan, por ejemplo el deltoides.

SEGÚN SU NÚMERO DE VIENTRES

• Monogástrico: un solo vientre.

(Ej: braquial anterior)

• Digástrico: dos vientres.

(Ej: digástrico del cuello)

• Poligástrico: más de dos vientres.

(Ej: cuadriceps)

SEGÚN LA ACCIÓN EN EL TRABAJO MECÁNICO:

• Agonistas.- Son aquellos músculos que siguen la misma dirección o van a ayudar o a realizar el

mismo movimiento.

• Músculo antagonista.- Son aquellos músculos que se oponen en la acción de un movimiento.

Cuando el agonista se contrae, el antagonista se relaja.

• Sinergista.- Es como un agonista, ayuda indirectamente a un movimiento.

SEGÚN SUS FIBRAS CONTRÁCTILES:

• Músculos con fibras de tipo i.- Son fibras rojas, usan más la energía oxidativa, son de menor

velocidad por lo cual son más resistentes.

• Músculos con fibras de tipo ii.- Son fibras blanquecinas, usan más la glucosa como energía, son

más rápidas pero fatigables.

SEGÚN SU INERVACIÓN:

• Voluntarios:

Inervados por el sistema nervioso somático.

• Poseen una contracción potente, rápida y brusca, si así se precisa.

• Son músculos de acción rápida

• Ejemplo: músculos de los miembros

• Involuntarios:

Inervados por el sistema nervioso autónomo.

• Suelen constituir las paredes de las vísceras, del aparato respiratorio y del aparato circulatorio.

• Estos músculos poseen una contracción y una relajación lentas.

• Ejemplo: el corazón

PROPIEDADES DE LOS MÚSCULOS

Los músculos presentan cuatro propiedades características:

• Excitabilidad

• Contractibilidad

• Elasticidad

• Tonicidad

EXCITABILIDAD

• Propiedad también conocida como irritabilidad

es la propiedad para reaccionar ante los

estímulos físicos, químicos, mecánicos que al

actuar a al excitar a las células, motiva en ellas

una determinada reacción.

• La reacción o respuesta de las fibras

musculares ante los estímulos casi siempre en

una contracción.

CONTRACTIBILIDAD

• Es la propiedad que tienen las fibras musculares

para contraerse o acortarse cambiando de

forma.

• La contracción puede ser voluntaria como la de

los músculos esqueléticos o involuntaria propia

de los músculos lisos y cardiacos.

El musculo cambia de forma durante la

contracción sin embargo su volumen permanece

igual.

ELASTICIDAD

• Es la propiedad que tienen los

músculos de recuperar su forma

original cuando ésta ha cambiado por

acción de una contracción, tracción o

comprensión.

TONICIDAD

• Es la propiedad que

tienen todos los

músculos de estar

siempre

semicontaridos.

TIPOS DE CONTRACCIÓN MUSCULAR

• Contracción isométrica: es cuando el musculo se contrae

y su longitud no varía.

• Contracción isotónica: el músculo cambia su longitud,

pero mantiene constante la fuerza que ejerce durante

toda la contracción.

• Contracción concéntrica: es cuando la fuerza muscular es

superior a la resistencia ya que el musculo se acorta y

desarrolla una tensión capaz de superar la resistencia.

• Contracción excéntrica: es cuando la fuerza muscular es

inferior a la resistencia y el musculo se alarga y

desarrolla una tensión que no es capaz de superar la

resistencia.

• Contracción auxotonica: durante esta

contracción varia la longitud y la fuerza

• Contracción a isocinética: el movimiento, sería

aquella en la que la velocidad y la intensidad

se mantienen constantes a lo largo de todo el

movimiento.

• BIBLIOGRAFÍA

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