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2.1 Movimientos del cuerpo

Huesos:

EL APARATO LOCOMOTORPermite al ser humano o a los animales en general interactuar con el medio que le rodea mediante el movimiento o locomoción.Se fundamenta en tres elementos:

Huesos Articulaciones Músculos

El aparato locomotores un conjunto integrado con diversos sistemas, por ejemplo, con el sistema nervioso para la generación y modulación de las órdenes motoras. Este sistema está formado por las estructuras encargadas de sostener y originar los movimientos del cuerpo y lo constituyen dos sistemas.

Sistema óseo: Es el elemento pasivo, está formado por los huesos, los cartílagos y los ligamentos articulares.

Sistema muscular: Formado por los músculos los cuales se unen a los huesos y por lo tanto al contraerse provocan el movimiento del cuerpo.

Además de estos, hay que agregar el sistema nervioso, ya que este es el responsable de la coordinación y la estimulación de los músculos para producir el movimiento

Hueso:El hueso es un órgano firme, duro, blanco y resistente que forma parte del esqueleto de los vertebrados. Está compuesto principalmente por tejido óseo, un tipo especializado de tejido conectivo constituido por células, y componentes extracelulares calcificados.

El proceso de formación de un hueso parte cuando naces y culmina, aproximadamente, cuando cumples 20 años. El cartílago, que viene a ser una especie de amortiguador para la articulación, puede tener un espesor que varía entre uno y siete milímetros y está situado en la superficie de las distintas articulaciones. Durante la fase embrionaria del desarrollo humano, este cartílago actúa como sostén, pero al crecer será reemplazado casi totalmente por hueso, salvo en algunos puntos o lugares especiales, como las articulaciones, la estructura profunda de la oreja y la punta de la nariz. Si te tocas esta última, notarás que no existe un hueso que la sostenga. Durante el crecimiento, se lleva a cabo la osificación, proceso por el cual el cartílago se endurece progresivamente, para formar finalmente cada uno de tus huesos como

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resultado de la acumulación de sales minerales, sobre todo de calcio. Ahora entenderás por qué debes tomar mucha leche durante la etapa de crecimiento, ya que el calcio que se encuentra en gran cantidad en los lácteos se fija en los huesos hasta los 20 ó 21 años, cuando dejas de crecer.

Articulaciones:

Las articulaciones son zonas de unión entre los huesos o entre los cartílagos del esqueleto. Cumplen una función muy importante, al permitirte doblar las distintas extremidades de tu cuerpo. Si no existieran, serías una estructura totalmente rígida y no podrías realizar movimientos.

El cuerpo humano tiene diversos tipos de articulaciones móviles. La cadera y el hombro son articulaciones del tipo esfera-cavidad, que permiten movimientos libres en todas las direcciones. Los codos, las rodillas y los dedos tienen articulaciones en bisagra, de modo que solo es posible la movilidad en un plano. Las articulaciones en pivote, que permiten solo la rotación, son características de las dos primeras vértebras; es, además, la articulación que hace posible que gires la cabeza de un lado a otro. Y, por último, las articulaciones deslizantes, donde las superficies óseas se mueven separadas por distancias muy cortas. Se observan entre diferentes huesos de la muñeca y del tobillo.

Clasificación de las articulaciones

Sinartrosis: son articulaciones rígidas y sin movimiento, como, por ejemplo, las que unen los huesos del cráneo. Se mantienen unidas por el crecimiento del hueso, o por un cartílago fibroso resistente.Sínfisis: estas presentan cierta movilidad, aunque muy escasa y se mantienen unidas por un cartílago elástico. Diartrosis: son las articulaciones móviles, como las que unen huesos de las extremidades con el tronco, los hombros o las caderas. Tienen una capa externa de cartílago fibroso y están rodeadas por ligamentos resistentes que se sujetan a los huesos. Los extremos óseos de las articulaciones móviles están

cubiertos con cartílago liso y lubricado por un fluido espeso denominado líquido sinovial.

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Segun el grado de unión de los huesos y la amplitud de movimientos de que gozan, permiten distinguir tres tipos de articulaciones: las que no tienen movimiento o “sin-artrosis” las semimóviles o “anfi-artrosis” las móviles o “di -artrosis”

Todas ellas presentan a considerar:

Las superficies óseas o articulares, que representan el esqueleto de la articulación;

Las formaciones interóseas, blandas, intercaladas entre las superficies articulares;

Las formaciones periféricas, también blandas, que rodean y envuelven a las anteriores

Las sinartrosis son articulaciones sin movilidad donde los huesos estan unidos entre sí por tejido fibroso, o una placa de cartílaginosa.

Las anfiartrosis son articulaciones de movilidad limitada en las que entre las dos superficies articulares se encuentra un tejido fibrocartilaginoso que las une.

Las diartrosis son las articulaciones dotadas de movilidad en las que entre los cuerpos articulares se sitúa una cavidad articular que impide la unión directa entre los huesos que se articulan.

Haciendo uso del menu tematico podras informarte sobre todas las articulaciones del cuerpo humano.

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Músculos:

La palabra "músculo" proviene del diminutivo latino músculos, mus (ratón) culus (pequeño), porque en el momento de la contracción, los romanos decían que parecía un pequeño ratón por la forma.Músculo es cada uno de los órganos contráctiles del cuerpo humano y de otros animales, formados por tejido muscular. Los músculos se relacionan íntimamente bien con el esqueleto -músculos esqueléticos-, o bien forman parte de la estructura de diversos órganos y aparatos -músculos viscerales-. La unidad funcional y estructural del músculo es la fibra muscular.El músculo es un tejido formado por células fusiformes constituidas por el sarcolema que es la membrana celular y el sarcoplasma que contienen los orgánulos, el núcleo celular, mioglobina y un complejo entramado proteico de fibras llamadas actina y miosina cuya principal propiedad, llamada contractilidad, es la de acortar su longitud cuando son sometidas a un estímulo químico o eléctrico. Estas proteínas tienen forma helicoidal o de hélice, y cuando son activadas se unen y rotan de forma que producen un acortamiento de la fibra. Durante un solo movimiento existen varios procesos de unión y desunión del conjunto actina-mielina

Los movimientos musculares se clasifican según sus plano y ejes. Los ejes y planos principales son:

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Movimientos musculares del cuerpo humano paralelos al plano sagital y alrededor de un eje frontal o transversal:

·Flexión: es el movimiento por el cual los huesos u otras partes del cuerpo se aproximan entre sí en dirección anteroposterior.(ej. de musculo flexor: bíceps braquial.)·Extensión: movimiento de separación entre huesos o partes del cuerpo, en dirección anteroposterior. Es lo opuesto a la flexión.(ej. de musculo extensor: triceps)

Movimientos musculares del cuerpo humano paralelos al plano frontal (coronal) y alrededor de un eje sagital-horizontal:

·Adducion: Es el movimiento por el que una parte del cuerpo se aproxima al mismo. Es un movimiento de aproximación, es decir, lleva una parte ósea hacia la línea media. (ej. De musculo adductor: dorsal ancho, pectoral mayor...)·Abduccion: también conocida como separación, es el movimiento de erección o separacion de una parte del cuerpo del mismo. Es un movimiento separador, en otras palabras, lleva una parte ósea lejos de la línea media. (ej. de musculo abductor: deltoides, supraespinoso...)

Movimientos musculares del cuerpo humano paralelos al plano transversal (horizontal) y alrededor de un eje vertical:

· Rotacion interna: Rotacio hacia el interior de los huesos sobre su eje. Es el movimiento que permite rotar una parte ósea hacia adentro partiendo de la posición anatómica y tomando como eje el punto articular.· Rotacion externa: Rotación hacia el exterior de los huesos sobre su eje. Es el movimiento que permite a partir de la posición anatómica, rotar una parte ósea externamente, tomando como eje de rotación el punto articular.

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2.1.1 Columna vertebral

La estructura fundamental de tu cuerpo es la columna vertebral, ya que se encarga de sostener tu cabeza y cuerpo erguidos, y gracias a la cual puedes doblarte y girarte. Está formada por 33 huesos en forma de anillos, llamados vértebras, unidas por una serie de articulaciones móviles. Entre ellas hay discos de cartílago duro que se comprimen para absorber los choques - que a su vez - se encuentran sometidos a grandes fuerzas durante movimientos determinados.

La columna está configurada por tres tipos de vértebras: cervicales, en el cuello; torácicas, en la parte superior de la espalda; y lumbares, en la parte inferior. Las primeras se encargan de sostener la cabeza y el cuello; las torácicas se preocupan de anclar las costillas; y las lumbares tienen como función soportar el peso y estabilizar el movimiento.

Según esto, cada vértebra lleva el nombre de la región a que pertenecen. Ellas son:

7 vértebras cervicales (C1 a C7)

12 vértebras torácicas (T1 a T12)

5 vértebras lumbares (L1 a L5)

5 vértebras sacras (S1 a S5)

3 a 5 vértebras coccígeas (Co1 a Co5)

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Un componente vital de nuestro cuerpo es la médula espinal. De tejido nervioso, se encarga de emitir mensajes entre el cerebro y las diferentes partes del cuerpo, siendo protegido por las 33 vértebras de la columna dorsal.

¿Cuándo está sana tu columna?

Tu columna estará sana si tiene tres curvas suaves que ayudan a hacerla resistente y aseguran un centro de gravedad equilibrado; las secciones cervical y lumbar se curvan ligeramente hacia adelante, mientras que la sección torácica se curva hacia atrás. Las curvas exageradas o anormales pueden deberse a un defecto congénito, una mala postura, músculos abdominales débiles o enfermedades debilitadoras de

los huesos.

Las vértebras sacras y coccígeas están fusionadas y forman respectivamente el sacro y el cóccix. Las vértebras de cada región presentan una morfología especial, sin embargo pueden apreciarse componentes básicos en ellas:

Cuerpo Vertebral

• Arco Vertebral

• Procesos Vertebrales

• Foramen o agujero Vertebral

(1) Cuerpo Vertebral

Forma una masa ósea cilíndrica de ubicación anterior. Los cuerpos de vértebras adyacentes están unidos por discos intervertebrales. Su función es soportar el peso. Las superficies anterior y lateral son cóncavas de arriba abajo y tienen orificios vasculares. La superficie posterior forma la pared anterior del agujero vertebral. Las superficies superior e inferior son rugosas por la inserción de los discos intervertebrales y existe una marca que deja el núcleo pulposo.

El tamaño creciente de los cuerpos vertebrales de arriba hacia abajo se relaciona con la fuerza y peso que sostiene cada segmento.

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(2) Arco Vertebral

El arco vertebral emerge de la región posterolateral del cuerpo y consta de dos pedículos y dos láminas. Junto al cuerpo vertebral, forma el agujero vertebral, y la sucesión de estos últimos forma el canal vertebral, éste protege a la médula espinal de traumatismos.

Los pedículos son procesos gruesos y cortos que se proyectan posteriormente desde su origen en la región posterolateral superior del cuerpo vertebral. Presentan una escotadura superior e inferior en los bordes respectivos (escotadura vertebral superior e inferior), cuya sucesión con escotaduras de vértebras adyacentes originan los agujeros intervertebrales. Este agujero está en relación anteroinferiormente con los discos intervertebrales, por el pasan los nervios raquídeos y vasos sanguíneos de la médula espinal.

Las láminas son dos placas planas y anchas que se proyectan posteromedialmente desde su unión con el correspondiente pedículo. Se unen en el plano medio y originan el proceso espinoso.

En ambas uniones pedículo-lámina surge un proceso transverso de orientación posterolateral y dos procesos articulares de orientación superior e inferior.

Se denomina laminectomía al procedimiento quirúrgico de remoción de una o más láminas con el fin de acceder al contenido del canal vertebral, por ejemplo, extirpación de un tumor medular.

(3) Procesos Vertebrales

Una vértebra típica suele tener siete procesos. Pueden funcionar como palanca y proporcionar inserción para músculos y ligamentos, o formar parte de una articulación.

Proceso Espinoso (uno por vértebra): se proyectan posteroinferiormente en el plano medio de forma variable según la zona. Se forma en la unión de ambas láminas. Proporciona inserción para varios músculos y para los ligamentos supraespinoso e infraespinoso.

Proceso Transverso (dos por vértebra: derecho e izquierdo): Se dirigen posterolateralmente desde su sitio de origen en la unión pedículo-lámina. Son un sitio de inserción de varios músculos y del ligamento intertransverso. En la región torácica se observan carillas articulares para las costillas. Proceso Articular (cuatro por vértebra: dos superiores y dos inferiores): Surgen en la unión del pedículo y la

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lámina. Cada proceso articular tiene una faceta o carilla que se articula con la faceta de la vértebra adyacente formando así la articulación facetaria.

(4) Canal Vertebral

La superficie posterior del cuerpo vertebral y el arco vertebral conforman el agujero vertebral. La sucesión de estos últimos y el ligamento amarillo forman el canal vertebral a lo largo de toda la columna vertebral. En él se alojan la médula espinal, las raíces anteriores y posteriores de los nervios espinales, meninges, arterias y venas.

CURVATURAS DE LA COLUMNA VERTEBRAL: En la etapa embrionaria, la columna vertebral sólo presenta una convexidad posterior. Durante los períodos pre y post natal, las regiones cervical y lumbar adquieren una concavidad posterior, lo que completa un total de 4 curvaturas anteroposteriores. (Fig.2)

Las 2 convexidades posteriores, torácicas y sacras, conforman las curvaturas primarias. Ya están presentes en el neonato y su movilidad es limitada debido su relación anatómica con las costillas y la pelvis.

Las dos convexidades anteriores, cervicales y lumbares, conforman las curvaturas secundarias. Alcanzan su desarrollo después del nacimiento, y al no relacionarse con otras estructuras óseas su movilidad es mayor. La curvatura cervical se acentúa cuando el niño logra mantener la cabeza erecta, alrededor del tercer mes. La curvatura lumbar se acentúa cuando el niño logra sostenerse de pie y caminar, alrededor del noveno mes.

Las curvaturas secundarias son compensatorias a las primarias para permitir una postura erecta y su alternancia permite la absorción de sacudidas verticales. La curvatura cervical es poco marcada y desaparece con la flexión del cuello. La curvatura lumbar es más pronunciada y se proyecta a la pared anterior del abdomen a nivel del ombligo (L3-L4). El hecho de ser diestro o zurdo crea una tracción desigual en los músculos de la espalda, por lo que suelen observarse pequeñas desviaciones laterales de la columna vertebral.

Existen curvaturas anormales de la columna vertebral:

La xifosis es una exageración de una curvatura primaria. Se observa con más frecuencia en la región torácica.

La hiperlordosis es una exageración de una curvatura secundaria. Ocurre con más frecuencia en la región lumbar y se presenta esporádicamente en las embarazadas.

La escoliosis es la formación de una curvatura lateral en la columna vertebral. Constituye el tipo de curvatura anormal más frecuente (0.5% de la población),

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siendo más común en mujeres. Puede deberse al crecimiento desigual de la hemivértebra de uno o más niveles.

MOVIMIENTOS DE LA COLUMNA VERTEBRAL

La suma de los movimientos limitados entre vértebras adyacentes permite un importante grado de movilidad a la columna vertebral en conjunto. Son posibles los siguientes movimientos:

• Flexión

• Extensión

• Flexión lateral

• Rotación

• Circunducción

Estos movimientos se dan con mayor facilidad en la columna cervical y lumbar debido a las siguientes razones: (1) en estos sectores los discos intervertebrales son más gruesos (2) los procesos espinosos de estas regiones son más cortos y están más separados entre sí (3) no existe sujeción a la caja torácica (4) existe una disposición favorable de las articulaciones facetarias.

CARACTERISTICAS REGIONALES DE LAS VERTEBRAS

Existen diferencias de tamaño, forma y características regionales entre las vértebras de cada área de la columna vertebral. Se describirán: las vértebras cervicales, torácicas y lumbares, el sacro y el cóccix.

• Vértebras Cervicales

Se denominan vértebras cervicales típicas a C3, C4, C5 y C6, y vértebras cervicales atípicas al atlas (C1), axis (C2) y vértebra prominente (C7).

Atlas: Esta vértebra sostiene el cráneo. Carece de cuerpo y es un anillo constituido por los arcos anterior y posterior, y por dos masas laterales.

El arco anterior posee en la línea media un tubérculo anterior y una carilla articular posterior para el diente del axis. En el tubérculo anterior se insertan los músculos largos del cuello.

El arco posterior es más curvo y posee un proceso espinoso rudimentario (tubérculo posterior) que presta inserción al ligamento de la nuca y a ambos músculos recto posterior menor de la cabeza. Posterior a cada carilla articular superior está el surco

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para la arteria vertebral. El primer nervio cervical abandona el canal vertebral por este surco, entre la arteria y el hueso.

Las masas laterales contienen las carillas articulares superiores e inferiores y los procesos transversos. Las carillas articulares superiores son cóncavas, ovoideas y poco profundas; se dirigen superomedialmente para adaptarse a los cóndilos occipitales, con los cuales conforma las articulaciones atlantooccipitales. Estas articulaciones permiten el movimiento de flexión de la cabeza. Las carillas articulares inferiores son más circulares, ligeramente cóncavas y dirigidas inferomedialmente para articularse con las carillas articulares superiores del axis. Los procesos transversos se proyectan externamente y poseen un extremo libre bituberoso. Contienen un agujero para la arteria vertebral (agujero transverso) y cumplen un rol fundamental en la estabilidad y rotación de la cabeza ya que proporcionan inserción a diversos músculos que participan en este movimiento. Los procesos transversos pueden llegar a palparse entre los ángulos mandibulares y las apófisis mastoides.

Axis: Se denomina así a la segunda vértebra cervical (C2), la más fuerte de ellas. Posee una apófisis con forma de diente que se proyecta superiormente desde el cuerpo: la apófisis odontoides o diente. Esta estructura corresponde al cuerpo disociado del atlas que se ha unido al axis, formando un eje sobre el cual el atlas y el cráneo pueden rotar. Su superficie anterior presenta una carilla oval que se articula con la carilla articular del arco anterior del atlas. En su superficie posterior tiene una carilla articular que está separada del ligamento transverso del atlas por una bursa.

El cuerpo tiene una proyección inferior que cubre el borde anterosuperior de C3. En la superficie anterior se observan dos depresiones que son ocupadas por los músculos largos del cuello. La membrana tectoria y el ligamento longitudinal posterior se fijan al borde posteroinferior del cuerpo.

Los pedículos y láminas son gruesos y fuertes, al igual que el proceso espinoso que se presenta bífido. El agujero vertebral no es tan grande como el del atlas. Lateralmente al cuerpo se originan los procesos articulares superior e inferior y los procesos transversos. Las facetas superiores son amplias, relativamente convexas y orientadas superolateralmente; transmiten el peso de la cabeza al cuerpo de C2. Los agujeros transversos se orientan superolateralmente para facilitar el paso de las arterias vertebrales hacia cefálico.

Vértebras típicas C3 - C6

Existen elementos anatómicos típicos en estas vértebras: (1) Un agujero transverso en cada proceso transverso. Este agujero está delimitado por dos bandas óseas que finalizan en los tubérculos anterior y posterior, y que se unen por la barra

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costotransversa. Sólo la porción medial de la barra posterior conforma el proceso transverso; las barras anterior y costotransversa y la porción lateral de la barra posterior conforman el elemento costal que puede estar ampliamente desarrollado en C6 y/o C7, formando las costillas cervicales supernumeriarias Por cada agujero transverso pasa la arteria vertebral, un plexo venoso y nervios simpáticos del ganglio cervical inferior (2) Procesos articulares que se disponen angulosamente para permitir la flexión, extensión y rotación de la cabeza (3) Agujero vertebral amplio de forma triangular (4) Cuerpos vertebrales pequeños (aumentan de tamaño de arriba abajo) y diámetro transverso mayor al anteroposterior. Las superficies superiores son cóncavas en sentido transverso y un poco convexo en sentido anteroposterior; los bordes laterales son elevados. Las superficies inferiores tienen forma de silla de montar con sus bordes laterales biselados (5) Los pedículos se proyectan desde los cuerpos en sentido posterolateral y presentan las escotaduras vertebrales superior e inferior que forman los agujeros intervertebrales al conectarse con las escotaduras de las vértebras adyacentes (6) Las láminas se dirigen medialmente, son delgadas y largas (7)

Procesos espinosos cortos y bífidos.

Vértebra prominente C7

Se denomina vértebra prominente porque su proceso espinoso es largo y termina en un tubérculo fácilmente palpable en el extremo inferior del surco nucal. Suele no tener agujero transverso, sin embargo, cuando está presente pasan por él pequeñas venas vertebrales accesorias. El proceso espinoso de T1 suele ser igual de prominente que C7.

• Vértebras Torácicas

Las doce vértebras torácicas se ubican en la pared posterior del tórax, cada una unida a un par de costillas. Su tamaño es intermedio entre las cervicales y lumbares.

Los cuerpos vertebrales tienen forma de corazón. Poseen carillas costales a ambos lados que se articulan con las carillas de las cabezas costales.

Los pedículos son grandes y poseen las escotaduras vertebrales, siendo la inferior mucho más profunda que la superior. Las láminas son cortas y gruesas. Los agujeros vertebrales son de menor tamaño y más ovalado que los cervicales, adecuados a la forma más circular de la médula espinal.

Los procesos articulares superiores se dirigen superiormente desde la unión pedículo-lámina y sus facetas se proyectan posterosuperiormente y algo hacia fuera; permiten la rotación en el eje longitudinal, la flexión y extensión. Los procesos articulares

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inferiores se dirigen inferiormente desde la porción anterior de las láminas y sus facetas se proyectan anteroinferiormente y algo hacia dentro. Los procesos espinosos son largos y se dirigen posteroinferiormente. Las primeras y las últimas vértebras torácicas son más horizontales. Los procesos transversos son largos y se dirigen posterolateralmente desde la unión pedículo-lámina; en sus extremos poseen facetas ovales que se articulan con sus similares de los tubérculos costales, exceptuando T11 y T12. El proceso transverso de T12 es corto y de apariencia trituberculado (rasgos lumbares)

• Vértebras Lumbares

Las cinco vértebras lumbares son de gran tamaño y deben soportar mucho peso. El elemento costal está incorporado a los procesos transversos. No existen facetas costales ni agujeros transversos.

Los cuerpos vertebrales son grandes y su diámetro transverso es mayor al anteroposterior. Las superficies superior e inferior son arriñonadas, planas y paralelas unas con otras, exceptuando L5. La curvatura lumbar es mantenida por la forma de cuña de los discos intervertebrales de este segmento. Los agujeros vertebrales son triangulares y más grandes que los torácicos debido a la mayor anchura de los cuerpos vertebrales lumbares.

Los pedículos se originan de las caras superior y posterolateral de los cuerpos; son cortos y robustos. Las escotaduras vertebrales superiores son menos profundas que las inferiores. Las láminas son cortas y anchas; están bien separadas, dejando un espacio rómbico donde se ubican los ligamentos amarillos. Este espacio es de importancia clínica ya que es el sitio donde se realizan las punciones lumbares.

Los procesos articulares se originan en la unión pedículo-lámina y se dirigen verticalmente hacia arriba y hacia abajo. Las carillas articulares superiores miran posteromedialmente, mientras las inferiores lo hacen anterolateralmente. Esta disposición permite la flexión y, en menor grado, la extensión. La rotación es limitada. Los procesos transversos de L1 a L3 son planos como espátulas y se proyectan posterolateralmente. En L4 y L5 estos procesos son más oblicuos y de forma piramidal debido a sus gruesas zonas basales. El elemento costal en L1 puede llegar a formar una costilla lumbar, supernumeraria. En la raíz de cada proceso transverso se observa un tubérculo accesorio. Por otra parte, en los bordes posteriores de los procesos articulares superiores se observa un tubérculo mamilar. Ambos dan inserción a músculos. Los procesos espinosos son rectangulares y se proyectan casi horizontalmente hacia atrás. Debido a la inclinación de las láminas, estos procesos están a nivel de la mitad inferior del cuerpo.

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Cada agujero intervertebral está limitado anteriormente por los discos intervertebrales, y posteriormente por la articulación entre los procesos articulares superior e inferior de las vértebras adyacentes.

L5 es una vértebra atípica: es la de mayor tamaño, la porción anterior del cuerpo posee un mayor diámetro longitudinal, las carillas articulares son más planas y anchas, y las raíces de los procesos transversos son continuas con las porciones posterolaterales del cuerpo y superficies laterales de los pedículos.

• S a c r o

El sacro es una estructura compuesta por cinco vértebras fusionadas, tiene la forma de una cuña desde la base a su vértice y desde la superficie pélvica a la dorsal. El sacro da estabilidad y resistencia a la pelvis y permite transmitir el peso del cuerpo al cinturón pélvico a través de la articulación sacroiliaca (S1 a S3).

La superficie pélvica del sacro, la cual representa los cuerpos vertebrales fusionados, conforma la mayor parte de la pared posterior de la pelvis; se caracteriza por ser cóncava en sentido vertical y horizontal, proyectarse hacia delante y abajo, y poseer cuatro crestas transversas que representan las líneas de fusión entre las vértebras. Lateralmente a estas crestas se observa una hilera de cuatro orificios sacros pélvicos que permiten la salida de las ramas ventrales de los primeros cuatro nervios espinales sacros, la entrada de las arterias sacras laterales y la comunicación entre las venas pélvicas y el plexo venoso vertebral interno.

La superficie dorsal representa los arcos vertebrales fusionados, es convexa y es de aspecto rugoso debido a la presencia de las crestas sacras media, lateral e intermedia que representan los procesos espinosos, transversos y articulares fusionados, respectivamente. Entre las crestas sacras media e intermedia existen cuatro pares de agujeros sacros dorsales que permiten el paso de los primeros cuatro nervios sacros. La cresta sacra media desaparece inferiormente en el hiato sacro, el cual se forma por la ausencia de fusión de las láminas de S5 (y a veces S4). Este hiato está relleno de tejido conjuntivo y permite inyectar anestésicos epidurales al conducto sacro. A cada lado del hiato sacro están las astas sacras que se proyectan inferiormente para articularse con el cóccix.

La base se orienta anterosuperiormente hacia la cavidad abdominal; su tercio medio es el cuerpo de S1 y posee una región oval para la inserción del disco intervertebral lumbosacro. La porción anterior del borde se proyecta anteriormente y conforma el promontorio sacro, un importante hito anatómico obstétrico. El vértice es estrecho y se articula con el cóccix.

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Los procesos transversos y pedículos se engrosan y forman la porción lateral de S1 con forma de ala (ala sacra), la cual está separada de la superficie pélvica por la porción sacra de la línea innominada. Los procesos articulares están fusionados, excepto en S1 donde mantienen su independencia y se proyectan posterosuperiormente para articularse con los procesos articulares inferiores de L5. La unión lumbosacra es muy angulada y esto favorece la subluxación de L5 (espondilolistesis), sin embargo, esto no ocurre gracias a la orientación posterior de los procesos articulares de S1.

Las porciones superiores de las regiones laterales a los agujeros sacros se denominan superficies auriculares. Tienen forma de L, irregulares, están cubiertas por cartílago y forman parte de la fuerte articulación sinovial sacroilíaca.

El conducto raquídeo o sacro es triangular y termina aproximadamente a nivel de S2. Cubre las raíces sacras y coccígeas de la cauda equina y la porción intratecal inferior del filum terminale.

Cóccix

El cóccix está formado por la fusión de 4 o 5 vertebras primitivas. Tiene un contorno triangular, estrechándose hacia el vértice; puede ser palpado entre las nalgas. La base está formada por Co1 y se articula con el vértice del sacro. El vértice coccígeo es simplemente un nódulo óseo. Co1 presenta unos pequeños procesos transversos y dos pequeñas astas o procesos articulares superiores que se articulan con las astas del sacro. Los procesos transversos y astas de las otras vértebras coccígeas son cada vez más indefinidos hasta la última vértebra que es sólo un botón óseo. El cóccix provee inserción para diversos músculos y ligamentos pélvicos.

ARTICULACIONES DE LA COLUMNA VERTEBRAL Articulaciones sinoviales

Las superficies articulares están cubiertas por cartílago hialino; una cápsula fibrosa laxa rodea la articulación. Estas son:

- Articulaciones facetarias.

Cuatro por vértebra. Son las articulaciones entre los procesos articulares de arcos vertebrales adyacentes. Permiten movimientos de deslizamiento entre las vértebras.

- Articulaciones atlantooccipitales

Carillas articulares superiores del atlas toman contacto con cóndilos occipitales y facilitan la flexión de la cabeza.

- Articulación atlantoaxial media

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El diente del axis se articula con la carilla articular del arco anterior del atlas.

Articulaciones fibrocartilaginosas.

Los discos intervertebrales son estructuras fibrocartilaginosas muy fuertes que conforman elementos de fijación y amortiguación entre las vértebras, desde C2 a S1. Cada disco consta de dos partes esenciales: (1) El anillo fibroso, formado por capas concéntricas externas de tejido fibroso. Las fibras fibrocartilaginosas corren oblicuamente para insertarse en el borde de la superficie articular de cuerpos vertebrales adyacentes (2) el núcleo pulposo en la porción central, una estructura, gelatinosa, de un alto contenido acuoso y altamente elástica. Actúa como un amortiguador. Un trauma o enfermedad pueden romper el anillo fibroso con el consecuente prolapso del núcleo pulposo. Esta estructura puede comprimir estructuras vasculares y nerviosas importantes (hernia del núcleo pulposo). El núcleo pulposo es avascular; recibe los nutrientes por difusión desde los vasos sanguíneos presentes en el anillo fibroso y en la superficie de los cuerpos vertebrales. La inervación de los discos es escasa.

Los discos intervertebrales conforman el 25% de la longitud de la columna vertebral: son delgados en la región torácica y gruesos en la región lumbar. La curvatura lumbar se debe principalmente a la forma de cuña de los discos intervertebrales de esta región.

La conformación del núcleo pulposo varía con los años: (1) disminuye su contenido de agua (2) la matriz mucoide es gradualmente sustituida por tejido fibrocartilaginoso, llegando a ser similar al anillo fibroso. Como consecuencia de estas modificaciones, cada disco disminuye su grosor y puede haber una disminución de 1 a 3 cm. en la longitud total de la columna vertebral.

Ligamentos de la columna vertebral

- Ligamento longitudinal anterior

Es una banda ancha y fibrosa que corre a lo largo de la superficie anterior de cuerpos vertebrales y discos intervertebrales. Se extiende desde el hueso occipital hasta la superficie anterior del sacro. Estabiliza los cuerpos vertebrales anteriormente y refuerza la pared anterior de los discos intervertebrales; además previene la hiperextensión de la columna vertebral.

- Ligamento longitudinal posterior

Es una banda fibrosa y estrecha que corre a lo largo de la superficie posterior de los cuerpos vertebrales y discos intervertebrales dentro del canal vertebral. Se extiende

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desde el cráneo al sacro; previene la hiperflexión de la columna vertebral.

-Ligamento amarillo

Son bandas elásticas pequeñas y anchas que corren entre láminas de vértebras adyacentes. Están formados principalmente de tejido elástico amarillo. En la línea media existen pequeñas hendiduras que permiten el paso de venas desde los plexos venosos vertebrales internos a los externos. Estos ligamentos ayudan a mantener la postura normal y las curvaturas de la columna vertebral.

- Ligamentos interespinosos

Son membranosos y relativamente débiles. Se extienden entre las raíces y vértices de los procesos espinosos. Están más desarrollados en la región lumbar.

- Ligamentos supraespinosos

Son ligamentos fuertes parecidos a un cordón; se extienden a lo largo de los vértices de los procesos espinosos desde C7 hasta el sacro, aumentando de grosor de arriba a abajo. Superiormente se continúan con el ligamento nucal y anteriormente con los ligamentos interespinosos.

-Ligamento nucal

Corresponde al ligamento supraespinoso engrosado de la columna vertebral superior (C1-C6); forma un septo medio triangular entre los músculos de cada lado del cuello posterior.

- Ligamentos intertransversos

Se extienden entre procesos transversos adyacentes; son importantes sólo en la región lumbar.

2.1.2 Pelvis

La pelvis se define como la parte del tronco inferoposterior del abdomen, la cual esta tapizada por dentro y por fuera por estructuras musculares. La pelvis se cierra inferiormente por un conjunto musculo facial llamado perineo y está abierta arriba hacia el abdomen. Es así como podemos definir la pelvis ósea como un anillo óseo cerrado, formado posteriormente por el hueso sacro y el cóccix (hacen parte de la columna vertebral), lateralmente y por delante por los huesos coxales; los cuales protegen las porciones distales de los tractos intestinales y urinarios como también los órganos genitales internos.

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Los huesos están unidos estrechamente por articulaciones casi inmóviles, anteriormente por la sínfisis púbica y posterior por las articulaciones sacroiliacas, lumbosacras (reforzados por los ligamentos iliolumbar y sacroiliaco) y la articulación sacro coccígea.Formando así la cavidad pélvica, con forma de infundíbulo, donde el límite superior de la cavidad pélvica es el estrecho superior de la pelvis, y el límite inferior es el estrecho inferior de la pelvis.La principal función de la pelvis ósea:· Trasmitir el peso de la mitad superior del cuerpo del esqueleto axil, al apendicular inferior.· Resiste las fuerzas de compresión y otras derivadas del soporte corporal.Hueso coxalEs un hueso aplanado estrecho en su parte central, la cual contiene una cavidad hemisférica llamada acetábulo, localizado en la cara lateral y articulado con el fémur. La parte superior se orienta lateral y ligeramente hacia atrás y la anterior se orienta lateral y anteriormente. Presenta una abertura en forma ovalada: el foramen obturador.

Esta constituido en un adulto por la fusión de tres huesos (a nivel del acetábulo) el ilion, pubis e isquion.· El ilion, es la parte superior y cóncava (formando la fosa iliaca), que se abre en forma de abanico, costa de un cuerpo que ayuda a cerrar el acetábulo y un ala que representa el semicírculo del abanico; la cresta iliaca es el borde del abanico, la cual recorre el cóccix entre las espinas iliacas antero superiores y postero superiores.

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· El isquion, tiene forma de “L”, es la parte posteriorinferior del hueso coxal, conformado por un cuerpo en dirección vertical (ayuda a formar el acetábulo) y un ramo que asciende hacia el pubis y forma la parte inferior del foramen obturador. Su unión forma el túber isquiático.· El pubis constituido por un cuerpo aplanado, formando la parte anteroinferior de la pelvis, formado por un ramo superior que ayuda a formar el acetábulo, además la porción lateral de este ramo, forma una cresta oblicua: línea pectínea del pubis. Y un ramo inferior que contribuye a formar el obturador. El engrosamiento en la parte superior del pubis corresponde a la cresta del pubis y más lateral se localiza tubérculo del pubis. El cuerpo del pubis se articula con el lado opuesto, formando la sínfisis púbica. El hueso coxal presenta una cara externa, una cara interna y cuatro bordes: superior, inferior, anterior y posterior. La cara externa presenta una región glútea, el acetábulo y el foramen obturador.· La región glútea es ondula y recorrida por tres líneas curvas, línea glútea anterior, termina posterior a la espina iliaca antero superior; línea glútea posterior, casi vertical y línea glútea inferior, inconstante casi horizontal.El acetábulo, es una cavidad hemisférica orientada lateral, inferior y anteriormente; el

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cual está rodeado por el limbo del acetábulo y en la parte superior forman el surco supraacetabulo. En la parte inferior, el limbo se interrumpe por la incisura del acetábulo. En el fondo de la cavidad se presenta una parte central rugosa, la fosa acetabular, rodeado por la cara lunada; es aquí donde se articula la cabeza del fémur. El foramen obturador, limitado por el pubis y el isquion.

La cara interna del hueso está dividida por la línea arcuada, oblicua hacia abajo y adelante, superior al pecten del pubis. En la parte superior a la línea, anteriormente se forma la fosa iliaca y posterior la cara auricular y la cara sacropelvica. También encontramos que sobre la cara auricular se encuentra la tuberosidad iliaca.Inferior a la línea arcuada, está el segmento pélvico de la cara interna, con una superficie lisa.

· Bordes:o El borde superior corresponde a la cresta iliaca, la cual presenta una línea intermedia que separa a los labios externo e interno.o El borde anterior presenta la espina iliaca anterosuperior, una escotadura y la

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espina iliaca anteroinferior.o El borde inferior, forma un borde inferior al hueso opuesto al arco del pubiso El borde posterior presenta las espinas iliacas posterosuperiores e inferiores, incisura isquiática mayor y el túber isquiático.La pelvis ósea se divide en pelvis mayor o falsa y pelvis menor o verdadera, atravesada por un plano oblicuo que trascurre por el promontorio del sacro y las líneas terminales.

· Estrecho superior de la pelvis separa la pelvis mayor de la pelvis menor, delimitada por un plano horizontal que cursa desde el promontorio del sacro al borde superior de la sínfisis púbica. Es decir que limita con borde anterior del ala del sacro, la línea arcuada del íleon y el pecten.· Estrecho inferior de la pelvis limita borde inferior de la sínfisis púbica, ramos inferiores del pubis y vértice del cóccix en la cara posterior. · Pelvis mayor: localizada sobre al estrecho superior de la pelvis, contiene algunas vísceras abdominales como el ilion, el colon sigmoide. Formada por las alas del sacro y las iliacas.Limitada anteriormente por la pared abdominal, posterolateral con la fosa iliaca y posterior con las vértebras L5 y S1.· Pelvis menor localiza entre el estrecho superior e inferior de la pelvis, contiene vísceras pélvicas, vejiga urinaria y órganos de reproducción.· Formada posteriormente por cara pélvica del hueso sacro y el cóccix y anterior la cara interna de la sínfisis púbica.

Posee una abertura superior circundada por líneas terminales y una inferior limitada por el ápex del cóccix, los tuberes isquiáticos y los ramos isquiáticos.

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En posición erecta, donde las EIAS y la cara anterior de la sínfisis del pubis quedan en el mismo plano vertical. Así la sínfisis púbica forma con la horizontal un ángulo de 45 grados, y la pelvis con una inclinación con respecto al plano de la abertura superior es de 60 grados y el de la abertura inferior es de 15 grados.Diferencias sexuales de pelvis, que aparecen después de la pubertad, debido a la forma cónica de la pelvis que se presenta en los fetos. La pelvis femenina es más ancha y menos alta que la masculina, que es más pesada y más gruesa; y también la pelvis femenina encontramos un foramen más triangular que ovalado, con un ángulo subpubico aproximadamente de 60 grados. Además de la adaptación de la pelvis femenina a la dinámica del parto.

Hueso sacroLocalizado en la parte posterior de la pelvis entre los huesos iliacos.Es en el adulto la fusión de 5 vertebras sacras, formando un hueso de forma triangular de ápex inferior. La cara anterior cóncava presenta 4 crestas trasversales del sacro, en sus extremos e localizan los forámenes sacro pélvicos, donde emergen los ramos ventrales de los cuatro primeros nervios sacros. Su borde superior convexo junto con la 5 vertebra lumbar forman un ángulo conocido como el promontorio

En la cara dorsal, encontramos la cresta sacra media donde esta la fusión de los procesos espinosos; los forámenes sacro dorsales se alinean con los pélvicos.

De su parte superior emergen dos cuernos que se articulan con el hueso sacro, por tanto su cara superior se articula con el vértice del sacro Medial a los forámenes están las crestas sacras intermedias por la fusión de procesos articulares y lateral a ellas las crestas sacras laterales por la fusión de procesos trasversos.Las caras laterales presentan las caras auriculares, para articularse con el hueso coxal y posterior a ella se forma el ala sacra.

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Hueso del cóccixResulta de la fusión de 4 o 5 vertebras atrofiadas, impar y mediano con forma triangular irregular.El hueso del cóccix no tiene canal vertebral en su interior.

2.1.3 Músculos, Fuerza y Fatiga muscular

El trabajo del operario debe estar dentro de las capacidades físicas y cognoscitivas del mismo. Por ello hay que analizar las áreas de antropometría y biomecánica.El trabajo de los músculos está restringido por los límites de su fuerza y la habilidad para mantener la misma. Hay que diferenciar entre el trabajo dinámico y estático. Se dice que es estático si no ocurre ningún movimiento, ejemplo: cuando se sostiene un peso en la palma de la mano con el brazo extendido pero sin moverse; pero si el brazo se mueve hacia arriba o hacia abajo, se dice que el antebrazo se mueve y el hombro desarrolla un trabajo dinámico.

FUERZA:"Potencia máxima que puede ejercer los músculos de la manera isométrica en un esfuerzo único y voluntario". Los ergónomos necesitan información acerca de la fuerza muscular para poder sugerir controles y sistemas de movimiento apropiados, para determinar las resistencias de control máximas y optimas; para definir las fuerzas requeridas en diversas tareas manuales y para asegurar las disposiciones adecuadas en el levantamiento o el desplazamiento seguro y eficaz. Los niveles de fuerza humanos también son apropiados para el diseño de equipo que se usa en condiciones anormales o especiales, como el viaje en el espacio, debido a las restricciones de área y espacio, las acciones musculares que interesan al ergónomo suelen requerir el ejercicio integrado de muchos grupos músculos; por ejemplo: empujar un pedal requiere girar el tobillo, extender la rodilla y la cadera y estabilizar sobre el asiento tanto la pelvis como el tronco.

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Los factores que se relacionan con la fuerza muscular y que influyen en ella son la edad, y el sexo, otros factores adicionales pueden ser el peso y la altura, la posición del cuerpo, la fatiga, el ejercicio, la salud, la dieta, las drogas, las variaciones diurnas, los factores ambientales, la motivación y la ocupación.

TOLERANCIA O RESISTENCIA MUSCULAR:Se refiere a la habilidad del hombre para continuar trabajando o, en caso estático, para continuar ejerciendo su fuerza. El periodo durante el cual puede ejercerse y mantenerse una fuerza depende de la proporción de la fuerza disponible que se ejerza. Cuanta más pequeña sea la fuerza requerida, más tiempo se podrá ejercer.

Fatiga muscular:Puede causar displacer dependiendo del grado de fatiga experimentado, o distracción, o un decremento en la satisfacción y la ejecución. En muchos casos, estos factores conducen rápidamente accidentes, por lo que es recomendable evitarla.La importancia de entender los mecanismos que causan la fatiga radica en el hecho de que él oxigeno que aporta la sangre, y la sangre misma, son los únicos agentes para reducir el nivel de fatiga o para incrementar el periodo antes de que se instaure ka fatiga, por lo que se necesita diseñar las condiciones en las que el flujo sanguíneo a los músculos sea máximo. Toda actividad muscular debe ser intermitente tanto como sea posible, de manera que permita que la sangre fluya a través del músculo, para reducir la posibilidad de que falte oxigeno o para facilitar su flujo.

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2.1.4 Relación de la postura con la columna y pelvis

La columna vertebral, también denominada raquis, es una estructura ósea en forma de pilar que soporta todo el tronco. Constituye, el eje principal de nuestro cuerpo y está constituida por un conjunto de vértebras superpuestas y articuladas por una serie de estructuras discales y cápsulo-ligamentosas, cuya disposición asegura tres características fundamentales para su funcionalidad, como son dotar de rigidez suficiente para soportar cargas axiales, proteger las estructuras del sistema nervioso central (médula, meninges y raíces nerviosas) y otorgar una adecuada movilidad y flexibilidad para los principales movimientos del tronco.

Si observamos la columna vertebral normal (figura 53) podemos apreciar que, desde un plano frontal, presenta un alineamiento casi perfecto entre cada una de sus vértebras; es decir, es casi rectilínea, aunque en algunos casos pueda surgir una ligera desviación que situada entre ciertos límites no es considerada patológica. En el plano sagital, el raquis queda dividido en una serie de curvaturas de naturaleza fisiológica que justifican su presencia en el aumento de las resistencias a las fuerzas de compresión axiales. Desde el punto de vista de la ingeniería, queda demostrado que la resistencia de una columna es proporcional al cuadrado del número de

curvaturas más uno (R=N2+1). En la columna vertebral podemos encontrar cuatro curvaturas principales. Una de estas curvaturas será fija, y constituye la llamada zona sacra, que presenta concavidad anterior (cifosis). El resto de curvaturas son móviles y queda formada por la llamada lordosis cervical (concavidad posterior), cifosis dorsal (concavidad anterior) y lordosis lumbar (concavidad posterior).

Zona cervical

Zona dorsal

Zona lumbar

Zona sacra

Plano frontal Plano sagital Plano frontal

Visión anterior

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En el nacimiento la columna vertebral es rectilínea, pudiendo mostrar una ligera concavidad anterior desde la zona occipital al sacro. Cuando el niño es capaz de elevar la cabeza voluntariamente comienza a desarrollarse la lordosis cervical. Con la adquisición del ortoestatismo y la deambulación la pelvis se inclina y se genera la lordosis lumbar y la cifosis torácica.

La valoración del raquis en el plano sagital implica la complejidad de tener que discernir los límites fisiológicos y patológicos de su forma y función, circunstancia que precisa de un adecuado conocimiento de las estructuras anatómicas que la conforman y la biomecánica que rige su funcionalidad. Según señala Munuera (1996), los valores angulares de las curvaturas del raquis medidas por procedimientos radiológicos oscilan entre 2º y 24º en la lordosis cervical, con una media de 9º; cifosis dorsal entre 22º y 56º, con una media de 40º; lordosis lumbar entre 38º y 75º, con una media en torno a 57º En G.R.D se moviliza ampliamente todas las estructuras corporales, especialmente la columna vertebral a través de los movimientos de extensión y flexión.

Esta movilidad se realiza desde edades tempranas con un trabajo progresivo y adecuado sobre la postura corporal, redundando positivamente sobre la prevención de los problemas que en un futuro puede procurar la falta o el exceso de actividad físico-deportiva.

Se considera de gran importancia la correcta preparación y el análisis de las posturas corporales en el momento de enseñar las técnicas corporales específicas de este deporte.

La pelvis es una estructura de partes duras y blandas encargadas de unir el miembro inferior y el tronco. Forma la parte inferior de la pared abdominal, sirve de origen e inserción a los músculos del miembro inferior y aloja a las vísceras abdominales.

En la mujer la entrada superior es más ancha y corta, siendo la salida también más ancha. Esto hace que los ángulos pelvianos estén más abiertos y, en conjunto, ligeramente más inclinada hacia delante. Al ser más ancha le confiere la propiedad de aumentar la base de sustentación con unos músculos más gruesos.

Sus funciones son: estabilizar el centro de gravedad, favorecer las posiciones estáticas y transmitir los impulsos craneo-caudal y caudo- cranealmente. Está compuesta por un cinturón óseo, formado por el sacro en medio y el coxal a ambos lados, con forma de embudo y diferencias en base al género.

Los movimientos de la pelvis inciden sobre las curvaturas sagitales del raquis en sentido opuesto. La pelvis unida al raquis lumbar por medio de la articulación lumbosacra determina que todos los movimientos de la pelvis afecten al raquis y

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viceversa. Un aumento de la lordosis lumbar afecta al raquis dorsal aumentando la cifosis, para posicionar adecuadamente el centro de gravedad. También las variaciones en la inclinación pélvica modifican la actividad de los músculos que contribuyen a configurar la postura, afectando la estática del raquis.

En bipedestación, la base del sacro se halla inclinada hacia delante alrededor de 30 grados en relación al plano sagital, pudiendo girar sobre un eje transversal (articulación coxofemoral) en sentido anterior y posterior.

El movimiento por el cual la base superior de la pelvis se desplaza hacia delante se denomina ante versión pélvica mientras que el movimiento contrario se denomina retroversión.

Estabilidad raquídea

La correcta disposición del raquis es precisa para desempeñar sus funciones sin que se produzcan alteraciones, tanto a corto como a largo plazo. Para tal fin es necesario disponer de estabilidad articular. Las posiciones de estabilidad y reposo de las curvas sagitales dependen de los componentes óseos, ligamentosos y musculares. Esta función la realizan los siguientes elementos:

1. El disco intervertebral.

2. Elementos osteoligamentosos del arco posterior y anterior. La literatura especializada indica que los ligamentos tienen un pequeño rol en el mantenimiento de estabilidad raquídea, ya que es la contracción de los musculos anteriores y porteriores del raquis la que realmente tiene una gran actividad estabilizadora.

3. Musculatura intrínseca del raquis la más importante en la estabilidad raquídea. Cuando es sometida a sobrecargas cíclicas, se fatiga, aumenta la inestabilidad y el riesgo de repercusiones.

Sobre la columna actúan varios tipos de estrés provocados por las acciones cotidianas de la persona. Cualquier tipo de estrés o su combinación tiene mayor repercusión en las vértebras de transición (charnelas) que existen entre cada región vertebral, caracterizadas por la inestabilidad que les confiere su mayor movilidad. En general, las vértebras de cada región se parecen mucho entre sí, salvo las que constituyen la línea de transición entre dos regiones.

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Éstas son:

• Charnela craneo-cervical.

• Charnela cervico-dorsal. Una gran parte de los cambios posturales del cuerpo humano se originan en la unión cervico-dorsal, siendo una zona que se traumatiza constantemente en las actividades de la vida diaria.

• Charnela dorso-lumbar. Esta zona de transición presenta la característica mecánica de ser rígida a nivel torácico, pero con las facetas articulares más bien horizontalizadas, por lo que ofrecen poca resistencia a la torsión.

En esta transición aumenta considerablemente el estrés de compresión y cizalla en posturas forzadas. El funcionamiento normal de ésta requiere de una notable flexibilidad y de una gran fuerza, debido a su movilidad y a la necesidad de soportar peso.

En cuanto a las estructuras ligamentosas hay que considerar que durante los movimientos de flexión forzada se produce un deslizamiento en las articulaciones interapofisarias, circunstancia que pone en tensión máxima su cápsula y ligamentos. Del mismo modo se ponen en tensión todos los ligamentos del arco posterior: amarillo, interespinoso, supraespinoso y ligamento vertebral común posterior. La repetición de dichos movimientos forzados generará paulatinamente en virtud del fenómeno de fatiga de los elementos elásticos una pérdida de elasticidad en dichos ligamentos, lo que provocará una insuficiencia para detener el desplazamiento vertebral indeseado.

Los ligamentos del raquis presentan abundante inervación. Se han identificado mecanorreceptores en el ligamento longitudinal anterior y en las dos o tres capas más periféricas del anillo. Parece ser que juegan un papel preponderante en la información sobre la postura. Al estar situados en la parte más anterior de la columna, intervienen en la postura antigravitatoria.

El objetivo de los ligamentos es mantener sólidamente unidas las diversas piezas que constituyen la columna. Los ligamentos estabilizan la articulación intervertebral, y si se estiran en exceso la movilidad intervertebral puede aumentar por encima de valores fisiológicos.

Es importante adoptar posturas adecuadas para trabajar en la zona de deformación elástica, que asegura, en todo momento, la condición de elasticidad en los ligamentos. Superar este umbral, supone adentrarse en la zona de deformación plástica, provocando un estiramiento excesivo de los ligamentos que puede desembocar en repercusiones raquídeas.

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Biomecánica: Mecánica del movimiento.

El cuerpo humano ha sido construido para moverse mediante la acción de sus huesos, articulaciones y músculos, y este movimiento puede tomar muy variadas y complicadas formas. Debido a esto se ha desarrollado una nueva disciplina, la biomecánica, que estudia la mecánica y los rangos del movimiento humano.

Las acciones que interesan son fundamentalmente las de caminar y levantar. Los rangos de movimiento de las articulaciones varían de persona a persona, debido a las diferencias antropométricas y al resultado de otros factores, como la edad, el sexo, la raza, la estructura del cuerpo, el ejercicio, la ocupación, la fatiga, la enfermedad, la posición del cuerpo y la presencia o ausencia de ropa.

En algunas partes del cuerpo se pueden realizar más de dos ejercicios, por ejemplo para los hombros: Flexión, Abducción o alejamiento, Rotación interna, Extensión, Abducción o acercamiento y Rotación externa. Y para otras partes de nuestro cuerpo, como es el caso de las rodillas, sólo se pueden realizar dos: Flexión y extensión.

A continuación se presentan movimientos combinados y otros especiales que se producen en los hombros y caderas. A estos se les llama movimientos combinados porque en el momento de realizar el ejercicio, se combinan dos o más movimientos articulares.

Movimientos Articulares

El cuerpo humano presenta varias zonas donde se producen movimientos, a estas zonas se les llama articulaciones y son los puntos donde se unen dos o más huesos del esqueleto. Estos movimientos se pueden implementar como una pausa activa entre jornadas laborales o de estudio para manejar los niveles de estrés físico y mental.

Estos ejercicios deberán realizarse en repeticiones de diez cada uno

Las articulaciones están formadas por elementos duros que son las superficies articulares de los huesos próximos entre sí, y por elementos blandos llamados ligamentos articulares, cartílagos articulares, meniscos, cápsula articular y membrana sinovial. Todos estos elementos blandos sirven de unión, de amortiguación y facilitan los movimientos articulares.

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La imagen del lado derecho identifica los lugares donde se encuentran las diferentes articulaciones del cuerpo humano. Los movimientos articulares que realiza el cuerpo humano reciben nombres

muy precisos. Los movimientos articulares son diversos, ellos son: flexión, extensión, abducción o alejamiento, aducción o acercamiento, rotación

A continuación se presentan los nombres y dibujos de los movimientos articulares de las principales articulaciones del cuerpo humano, así como ciertos movimientos combinados y otros especiales que se producen en los hombros y caderas.

Movimientos articulares para el cuello

Flexión de cuello:

1. Inclinación a la derecha 4. Inclinación a la izquierda

2. Rotación a la derecha 5. Rotación a la izquierda

3. Extensión

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Movimientos articulares para los hombros

1. Flexión

2. Abducción o alejamiento

3. Rotación interna

4. Extensión

5. Aducción o acercamiento

6. Rotación externa.

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Movimientos articulares para los codos:

1. Flexión 2. Extensión 3. Rotación interna

4. Rotación externa.

Movimientos articulares para las muñecas

1. Dorsiflexión o flexión dorsal

2. Palmiflexión o flexión palmar

3. Abducción o alejamiento

4. Aducción o acercamiento

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.

Movimientos articulares para la cadera

1. Flexión 2. Extensión 3. Abducción o alejamiento

4. Aducción o acercamiento 5. Rotación interna

6. Rotación externa.

Movimientos articulares para las rodillas

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1. Flexión

2. Extensión.

Movimientos articulares para los tobillos

1. Dorsiflexión

2. Plantiflexión

3. Inversión

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4. Eversión.

Circunducción de tronco

1. El primer movimiento que se va a realizar es: la inclinación a la izquierda si se comienza por el lado izquierdo, o inclinación a la derecha si se empieza por el lado derecho. En el ejemplo se va a comenzar por el lado derecho.

2. El segundo movimiento es la hiperextensión, con las manos en la cintura.

3. El tercer movimiento es inclinación al lado izquierdo

4. El cuarto movimiento es extensión con las manos en la cintura.

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Circunducción de cuello

Se combinan los siguientes movimientos articulares:

1. Flexión de cuello

2. Inclinación a la derecha

3. Extensión

4. Inclinación a la izquierda.

2.2.1 Estabilidad y soporte

Huesos:

El sistema esquelético consiste de una armazón sólido que incluye todos los huesos del cuerpo. El cuerpo humano se compone de 206 huesos. Los huesos son formados por tejido conectivo cuya substancia intercelular es endurecida por las sales minerales, principalmente el fósforo y el calcio, los que se obtienen de los alimentos. Los huesos están cubiertos (excepto en la parte cartilaginosa) por una capa o membrana que se llama periosteo. El endurecimiento de los huesos es un proceso gradual que toma alrededor de 20 años. Las células óseas se multiplican rápidamente durante los años de crecimiento. Más tarde las células nuevas reemplazan únicamente las células muertas o lesionadas y el proceso de reparación es más lento. A medida que se envejece los huesos se ponen más duros y frágiles y se rompen con facilidad.

FUNCIONES

Sostén de los Tejidos Circundantes: Sirve de soporte a los tejidos blandos del cuerpo, de suerte que pueda mantener su forma y postura erecta.

Protege Órganos Vitales y Otros Tejidos Blandos del Cuerpo: Estos incluyen el cerebro, la médula espinal, los pulmones, los principales vasos sanguíneos en la cavidad torácica, entre otros.

Ayuda al Movimiento Corporal: Los huesos constituyen palancas en las que se insertan los músculos. Cuando los músculos se contraen, los huesos actuando como palancas producen el movimiento.

Función Hematopoyética: En la médula (o tuetano) osea roja de los huesos largos se fabrican globulos (o células) rojas (hematies o eritrocitos). Además, produce gran

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mayoría de las celulas blancas.

Proporciona un área de Almacenamiento de Nutrientes a fin de Satisfacer las Necesidades Corporales: Los nutrientes almacenados son sales minerales (sobre todo fósforo y calcio) y lípidos (grasa).

Eje Mecánico de un Hueso o Segmento: Representa una línea recta que conecta el punto medio de un extremo de la articulación con el punto medio del otro extremo de la articulación, o si en el caso de un segmento terminal, con el punto medio de su extremo distal. Su función es servir como palanca. El eje no necesariamente atraviesa longitudinalmente el diáfisis de la de la palanca ósea. Si el diáfisis es encorvado o si el apófisis articular se proyecta a un ángulo desde el diáfisis, la mayor porción del eje puede orientarse fuera del diáfisis. Por el ejemplo, el eje mecánico del fémur.

Definiciones:

Diáfisis: Cuerpo o porción principal del hueso, la cual es hueca, cilíndrica y compuesta de hueso compacto.

Epífisis: Constituyen los extremos de los huesos largos.

Osificación: Depósito de sales óseas en una matriz orgánica.

Placa o Lámina Epifisaria: La placa epifisaria consiste de una lámina de cartílago localizada entre la epífisis y la diáfisis de los huesos largos, donde ocurre el alargamiento/crecimiento subsecuente de dichos huesos. En los huesos largos el diáfisis es separado de los extremos y de las protuberancia articulares por los cartilagos epifisarios. En las placas epifisarias ocurre el alargamiento subsecuente del hueso largo. Cuando el crecimiento cesa, los cartílagos gradualmente se osifican, un fenómeno llamado cierre de la epífisis, lo cual resulta en el cese del crecimiento. Varias placas epifisarias no se osifican completamente hasta los veinte, o aún hasta los veinte y cinco años. Esto implica que la mayoría de los jóvenes y muchos varones universitarios participan en deportes vigorosos antes que sus huesos maduren por completo.

DIVISIONES DEL ESQUELETO

Esqueleto Axial

Cráneo: Incluye los huesos craneales, huesos de la cara, orbitales y agujeros del cráneo.

Huesos hioides.

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Torso o tronco: Se compone de las vértebras, sacro, columna vertebral como un todo y el tórax (esternón y costillas).

Esqueleto Apendicular

Cintura torácica o escapular: Constituida de la clavicular y la escapula (omoplato).

Extremidad superior: Los huesos que componen la extremidad superior son el húmero, ulna (cúbito), radio, huesos del carpo, metacarpianos y las falanges.

Cintura pelviana: Incluye los huesos coxales o iliacos.

Extremidad inferior: Sus huesos son el fémur, la fíbula o peroné, la tibia, la rótula (patela), los huesos tarsianos (o tarsos), los metatarsianos y las falanges.

CLASIFICACION DE LOS HUESOS

Huesos Largos: Constan de una zona cilíndrica (la diáfisis) y dos extremos, llamados cada uno epífisis. Ejemplos de huesos largos son el humero, radio, tibia y peroné.

Huesos Cortos: Estos tipos de hueso se caracterizan por tener una forma algo irregular y no son simplemente una versión más corta de un tipo de hueso largo. Los huesos del carpo y del tronco son ejemplo de esta categoría.

Huesos Planos: Se encuentran dondequiera que se necesite protección de partes blandas del cuerpo o un lugar para inserción muscular extensa. Ejemplo incluyen las costillas, escápula (u omóplatos), partes de la cintura pélvica, y los huesos del cráneo.

Huesos Irregulares: Comprende huesos de forma característica y diferente. Las vértebras y los huesillos del oído representan ejemplos clásicos de huesos irregulares

Huesos Sesamoideos: Huesos pequeños y redondeados que se encuentran junto a las articulaciones, y tienen la función de incrementar la función de palanca de los músculos. Un ejemplo de huesos sesamoideos es la rótula (o patela).

El Centro de Gravedad Concepto: El centro de gravedad se puede definir de diversas maneras. Podemos decir que es el punto imaginario que representa el centro de peso de un objeto. También se puede describir como aquel punto en el cuerpo alrededor del cual todas las partes se equilibran de forma precisa unas a otras. Además, se puede definir como el punto en el cual todo el peso corporal se concentra. Finalmente, el centro de gravedad se conoce como aquel punto en el cual todos los planos del cuerpo se interceptan unos a otros. Localización en el cuerpo humano: Desde la posición anatómica de pie, el centro de gravedad se encuentra en la pelvis, enfrente de la porción superior del sacro (segunda vértebra sacra, S-2). En las mujeres, se encuentra más abajo que en los hombres, debido a que las mujeres poseen una pelvis y muslos más pesados y piernas más cortas.

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Factores que determinan la posición del centro de gravedad en el cuerpo: La posición del centro de gravedad depende de varios factores, tales como la estructura anatómica individual, las posturas habituales de pie, las posiciones actuales, el hecho de sostener pesos externos y el edad, género (femenino o masculino).

La Línea de Gravedad: La línea de gravedad representa una línea vertical imaginaria que atraviesa el centro de gravedad. Por consiguiente, esta línea se localiza a través del centro de gravedad. La línea de gravedad depende de la posición del centro de gravedad. En términos generales, se admite que cuando la postura es correcta, la línea pasa a través de las vértebras cervicales medias y lumbares medias y por delante de las vértebras dorsales.

2.2.2 MECANICA DE LA LOCOMOCIÓN

Desde el punto de vista del ergónomo, la mecánica de la locomoción es importante por varias razones:

a. La locomoción puede causar fatiga; b. Entender como se camina puede ayudar a diseñar calzado apropiado; c. Ocurren muchos accidentes por resbalones, y d. Comprender como funcionan las piernas normales pueden ayudar a diseñar aparatos protésicos adecuados para los lisiados.

Caminar puede parecer muy simple, pero en realidad es el producto de muchas interacciónes complejas entre las fuerzas generadas en el cuerpo y fuerzas externas que actúan sobre ellas coordinadas de manera que producen un patrón particular de movimiento, conocido como paso normal.

EL PASO:Se divide el ciclo en dos fases: apoyo y balanceo. El apoyo comienza cuando el talón de una pierna golpea el piso y termina cuando esa misma pierna levanta el dedo gordo. La fase de balanceo constituye el periodo entre el levantamiento del dedo gordo del pie y el contacto del talón de ese mismo pie. A medida que se alterna entre apoyo y balanceo sobre cada pierna, existe un periodo cuando ambos pies están en contacto con el piso al mismo tiempo. Este es el periodo denominado del doble apoyo, que ocurre entre el empuje y el levantamiento del dedo gordo de un pie y el golpe del talón y el movimiento del pie plano del otro (la ausencia de doble apoyo indica que la persona está corriendo, en vez de caminar).

A velocidades ordinarias, una sola pierna está en la fase de apoyo aproximadamente el 65% del ciclo, y en balanceo aproximadamente el 35%. El periodo del doble apoyo ocupa entre un 25 y el 30% del ciclo de tiempo de la marcha.

Movimiento y Fuerzas:Las fuerzas que causan la locomoción resultan de aquellas que crean los músculos y las

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fuerzas externas, principalmente la influencia de la gravedad sobre el cuerpo.

Cuando se está en una postura erecta, el centro de gravedad del cuerpo se halla en frente de la cadera, la rodilla y las articulaciones del tobillo. Esta fuerza tiende a doblar (flexionar) la cadera, a estirar (extender) la rodilla y a doblar (dorsi-flexionar) el tobillo.

La sección de andar que produce mayor inestabilidad ocurre en el momento de empujar una pierna; aquí se hace el mismo contacto con el piso, ya que se lleva a cabo solo con los dedos de un pie, y la pelvis se halla adelante del punto de contacto, reduciendo más la estabilidad, debido a que la otra pierna es balanceada hacia delante. En este punto ocurre la mayoría de los resbalones.

Resbalarse es una de la causa más común de accidentes en el trabajo, y depende sobre todo de la fricción estática que existe entre el pie y el piso anterior al resbalón.

Un estudio hecho por Kroemer en 1974 muestra que las losetas de hule, el concreto y la madera suave tienen las máximos coeficientes de fricción (Son más resistentes a los resbalones) y no se veían afectados por la mugre. De los materiales de calzado, la suela de huele estándar usado por el ejército y la fuerza aérea de E.U. probo ser superior a otros materiales. Carlsoo (1972) sugiere que no es solo una, sino dos las fases críticas de la marcha en las que es posible que ocurra el resbalón.

La primera ocurre cuando el talón golpea al principio de la fase de apoyo, pues el peso del cuerpo está por detrás del punto de contacto del talón y el piso, mientras que el movimiento del centro de gravedad del cuerpo apenas ha empezado la fase de balanceo.

El segundo instante es el impulso real, cuando el centro de gravedad del cuerpo se encuentra enfrente del pie que impulsa. El primero de estos ejemplos presenta el peligro mayor, dado que si una persona resbala cuando su centro de gravedad esta por detrás de su pie, es probable que caiga hacia atrás, con poca oportunidad de usar las manos para detener el golpe. Si resbala en el segundo instante, el cuerpo está inclinado hacia delante y es probable que caiga hacia delante y tenga oportunidad de meter las manos.

Para las combinaciones de superficie de piso y el calzado, el coeficiente de fricción se puede incrementar mediante el uso de los músculos del tobillo, de la pierna y de la cadera que alteran las fuerzas que actúan sobre el pie; no obstante, si se usan los músculos con mucha frecuencia para sobre ponerse a la tendencia a resbalar, pronto sentirán fatiga, por lo que nos que claro que el ambiente se debería adaptar para adecuarlo al operario pues, un diseño pobre, rápidamente es obvio.

2.3 Mecanismos sensoriales: Piel, Visión y Audición

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Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos altamente especializados que permiten a los organismos captar una amplia gama de señales provenientes del medio ambiente. Ello es fundamental para que dichos organismos puedan adaptarse a ese medio.

Pero, para los organismos es igualmente fundamental recoger información desde su medio interno con lo cual logran regular eficazmente su homeostasis. Para estos fines existen igualmente sistemas de detectores que representan formas distintas de receptores, con una organización morfo funcional diferente y que podemos llamar receptores sensitivos.

Ambos grupos de receptores están ligados a sistemas sensoriales/sensitivos que presentan un plan similar de organización funcional y ambos son capaces de transformar la energía de los estímulos en lenguaje de información que manejan los organismos (señales químicas, potenciales locales y propagados). Es decir, ambos grupos de receptores son capaces de translucir información.

En cada sistema sensorial o sensitivo es fundamental la célula receptora. Es ella la célula transductora, es decir, la que es capaz de traducir la energía del estímulo en señales reconocibles y manejables (procesamiento de la información) por el organismo. Esas señales son transportadas por vías nerviosas específicas (haces de axones) para cada modalidad sensorial hasta los centros nerviosos. En estos, la llegada de esa información provoca la sensación y su posterior análisis, por esos centros nerviosos, llevará a la percepción. La sensación y la percepción son entonces, procesos íntimamente ligados a la función de los receptores.

Los estímulos son cambios detectados de niveles de energía que se producen en los distintos sistemas físicos que rodean a cada organismo.

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Cada variedad de estímulo solo es detectado en un estrecho rango de su espectro. Pero para ello ocurra, el estímulo debe presentar una intensidad mínima (estímulo umbral). Pero más allá de ese nivel de intensidad los organismos son capaces de detectar modalidades de un mismo tipo de estímulo: de color, de sonido, etc.

Células, especialmente nerviosas, altamente especializadas, llamadas receptores sensoriales o sensitivos son las encargadas de reconocer y convertir en forma específica diferentes formas de energía presentes en el medio ambiente o en el medio interno de un organismo y en señales bioeléctricas que son transportados a centros

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nerviosos específicos. Según el tipo de estímulo que excita las células sensoriales, se pueden clasificar los receptores en grandes grupos:

Receptores mecánicos

Receptores químicos

Receptores térmicos

Receptores luminosos

Célula sensorial del corpúsculo carótideo sensible a estímulos químicos

Célula gustativa a moléculas presentes en los alimentos

Neurona olfativa sensible a odógenos

Corpúsculo de Pacini, sensible a estímulos mecánicos de presión

Terminales nerviosos de la piel sensibles a estímulos nocivos que provocan dolor

Células pilosas del oído interno sensibles a las ondas inducidas por los estímulos acústicos

Células de la retina (conos o bastoncitos) sensibles a los efectos de la luz

Primera neurona de la vía sensorial de mecanorreceptors de elongación presente en el huso muscular (músculo esquelético)

En los órganos receptores, las células receptoras o procesos de ellas, se han adaptado para reconocer en forma específica el estímulo adecuado que las excita. Las flechas pequeñas indican los sitios donde actúan los estímulos y las mayores el sentido del flujo de la información. Las zonas punteadas indican los sitios donde se produce la transducción.

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Compuestos químicos derivados de los alimentos actúan sobre células gustativas que se agrupan en estructuras especiales de la lengua, las papilas gustativas. También se les encuentra en el paladar blando, en la faringe y en la parte superior del esófago. Tradicionalmente se ha descrito los receptores gustativos para cuatro sabores básicos: salado, dulce, ácido y amargo. Sin embargo, se sabe que se pueden distinguir una gama mucho mayor de sabores. Es en las células gustativas donde se realiza el proceso de transducción. Ellas se hallan rodeadas por células basales. Los estímulos químicos actúan sobre receptores ubicados en los cilios de las células gustativas desencadenando en ellas una serie de cambios que provocan, por el polo opuesto, la liberación de señales que estimulan a los terminales nerviosos que las inervan. Ellos son fibras aferentes que se dirigen al sistema nervioso central a través de tres nervios: el facial o VII° par craneano, el glosofaríngeo o IX° par y el nervio vago o X° par.

El olfato depende de neuronas olfativas que son células bipolares que reciben estímulos de naturaleza química (odógenos) por el extremo donde presentan cilios olfativos. Por el otro extremo nace un axón amielínico que se dirige al sistema nervioso central.

Los Corpúsculos de Pacini son terminaciones nerviosas encapsuladas que transducen estímulos mecánicos de presión. Se les encuentra en la piel y en órganos viscerales. Al ser estimulados generan potenciales de acción que van al sistema nerviosos central.

En diversos órganos existen terminales nerviosos libres que son estimulados químicamente por substancias peptídicas que se liberan por efecto de estímulos nocivos que dañan la región. Desde esos terminales se originan potenciales de acción hacia el sistema nervioso central y la sensación que inducen es la de dolor.

En los músculos esqueléticos se encuentran una variedad de mecano-receptores, las fibras intrafusales, que se ubican en una estructura llamada el huso muscular. El huso se orienta en paralelo con las fibras extrafusales, que son las responsables de la contracción muscular. En las fibras intrafusales hay terminales nerviosos que la envuelven en su parte central, son las terminaciones anulo-espirales. Cuando el músculo se estira, se alargan las fibras intrafusales y ese cambio en longitud, estimula a los terminales nerviosos, desde los cuales se generan potenciales de acción que se dirigen hacia la médula espinal.

Células pilosas del oído interno son estimuladas mecánicamente por ondas de presión que actúan sobre el Órgano de Corti donde inducen la formación de potenciales de acción, que codifican los estímulos sonoros que captan los oídos.

Los conos y los bastoncitos son células especializadas de la retina que son estimuladas por las ondas luminosas. Pigmentos que se ubican en esas células son modificados por

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la energía de la radiación luminosa, generándose así una cadena de reacciones que llevan a la activación de la vía visual.

Membrana plasmática

Odógeno

Fosfodiesterasa

Proteina G

Receptor de membrana de una célula sensorial olfativa

IP3

DG

Adinelato ciclasa

cAMP

Canales iónicos (Na+)

Elementos del citoesqueleto en el terminal del axón de un corpúsculo de Pacini

Rodopsina

cGMP

En el proceso de transducción la energía del estímulo es transformada en una señal bioeléctrica. A pesar de los diversos tipos de receptores que existen en un organismo es posible sin embargo, resumir en tres mecanismos básicos de transducción la aparente diversidad que para este proceso podría encontrarse en los receptores sensoriales. En los tres modelos se llega, con participación en algunos de ellos de segundos mensajeros, a la modificación de canales iónicos lo que se traduce en cambios en el potencial de reposo en una región dada o en toda la célula sensorial. Es el potencial receptor. Es un potencial local que a veces puede representar la única respuesta que resulta del proceso de transducción, por ejemplo en la célula sensorial gustativa.

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Otras veces, este potencial es la respuesta al estímulo que se da en una región determinada de una célula, como es el caso del Corpúsculo de Pacini. Este es un terminal nervioso encapsulado que en respuesta a un estímulo mecánico genera un potencial local, graduado, que induce en el primer nódulo de Ranvier de ese axón, potenciales de acción propagados. A estos potenciales locales capaces de producir potenciales de acción se les llama también potenciales generadores.

En el modelo de transducción esquematizado en A se representa, en un segmento de la membrana de los cilios de la célula sensorial olfativa, un quimio-receptor de membrana al cual se unirá el estímulo (odógeno). Cuando éste se une al quimio-receptor, se activa la proteína G, lo cual induce la formación de segundos mensajeros, IP3, DG o cAMP, los cuales pueden modificar la permeabilidad iónica de la membrana, generando así un potencial receptor.

En el esquema B, se esquematiza un segmento de membrana del extremo terminal, encapsulado, de un corpúsculo de Pacini. El estímulo adecuado que actúa sobre este tipo de receptor, es un estímulo mecánico de presión, el cual deforma la cápsula que envuelve el terminal deformando también su membrana, lo que estimula elementos del citoesqueleto conectados a canales para el Na+, induciéndose así una despolarización local, el potencial receptor.

En el esquema C se muestra el proceso de transducción en la célula sensorial (cono o bastoncito) de un fotorreceptor de mamífero. El estímulo (energía de la luz) actúa sobre un pigmento (rodopsina) ubicado en un sistema de membranas internas (discos) de la célula receptora. Por este efecto se inicia una cadena de reacciones que lleva finalmente a la reducción de los niveles del segundo mensajero, el cGMP. En reposo, esta molécula es un activador de los canales de Na+, manteniéndolos abiertos, lo cual se traduce en que las células sensoriales estén depolarizadas en la obscuridad. Al disminuir el nivel del cGMP, se cierran los canales de Na+, produciéndose una hiperpolarización de la célula. Al dejar de influir ésta, inhibitoriamente sobre la célula bipolar, se inicia la activación de la vía.

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Barra de luz que se le presenta al sujeto en la pantalla, con diferentes orientaciones

Potenciales de acción registrados en una neurona de la corteza visual en respuesta a la barra amarilla (estímulo luminoso) que se le presenta en la pantalla

Duración del estímulo (tiempo que la barra está presente en la pantalla)

Representa el segmento de la retina donde cae la imagen del estímulo (barra amarilla) representado por una barra con diferentes orientaciones

Pantalla donde se presenta el estímulo

Sujeto de experimentación

Sistema de registro de la actividad eléctrica de neuronas. Microelectrodo ubicado en la corteza visual primaria, sobre una célula simple o sobre una compleja

Representación de campos receptivos de células simples ubicadas en la corteza visual primaria. El campo receptivo es un área de la retina que presenta una región central (barra vertical rosada) que es excitada por el borde de la barra-estímulo luminosa. La zona central está limitada por zonas rectangulares que se bloquean al ser iluminadas

Células simples de la corteza visual con sus respectivos campos receptivos

Célula compleja inervada por axones excitadores de las células simples (convergencia). Su campo receptivo está formado por el de las células simples que la inervan

Esquema que representa el efecto de la posición del estímulo en diferentes áreas de un campo receptivo

En la piel se ha estudiado la organización básica de un modelo simple de campo receptivo. En una región dada de la piel podemos definir diferentes áreas, cada una de

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la cuales es inervada por ramificaciones de terminales nerviosos que se originan de axones específicos. Una misma área puede recibir terminales de diferentes axones pero hay uno de ellos, que la inerva preferencialmente. Al aplicar estímulos sobre la piel, por ejemplo de naturaleza mecánica, estos pueden activar simultáneamente varias áreas vecinas. Pero hay una que será especialmente activada. Esta, como cualquiera de las otras, está conectada a diferentes neuronas a lo largo de la vía sensitiva respectiva. Por lo tanto, esas neuronas responderán cada vez que se estimulen las áreas correspondientes de la piel y una de ellas responderá preferencialmente. Esas áreas representan los campos receptivos de esas neuronas.

Modelos más complejos de campos receptivos los encontramos en el sistema visual. En el esquema se muestran los resultados del estudio del campo receptivo de una célula compleja de la corteza visual primaria. Para ello, se estudia la respuesta de este tipo de célula cuando se le presenta a un animal de experimentación (un mono) una barra de luz con diferentes orientaciones o posiciones en su campo visual (una pantalla). La barra de luz (barra amarilla) actúa sobre la retina, membrana en la cual se pueden definir diversos campos receptivos de forma rectangular. El estímulo esta representado por uno de los bordes de una barra de luz que se hace caer en la pantalla en distintas posiciones y orientaciones. Para esta célula, cuya actividad eléctrica se está registrando, existe un campo receptivo óptimo. Este corresponde al activado por el borde la barra, con una orientación y posiciones tales, que la célula responde con la más alta frecuencia. Es su campo receptivo. Ver registros en A1 y A2.

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Neurona sensorial

Campo receptivo

Neuronas de primer orden

Neuronas de segundo orden

Corteza cerebral

Homúnculo somato-sensorial en la corteza cerebral

Divergencia (un axón se ramifica e inerva varias otras neuronas)

Convergencia (varios axones de diferente origen inervan la misma neurona)

Células accesorias en el órgano receptor

Además de las células receptoras, en los receptores sensoriales pueden existir otros tipos de células que optimizan el proceso de excitación del sistema sensorial. La célula sensorial (célula receptora) activada puede liberar un neurotransmisor que actúa sobre el primer componente de la vía sensorial. Esta es la vía que va desde el receptor sensorial hasta el área sensorial respectiva de la corteza sensorial. En esa vía viajan potenciales de acción organizados en formas particulares de frecuencias o conjuntos (trenes) de potenciales con intervalos específicos que representan una forma de código en cada modalidad sensorial. En ese recorrido, la información atraviesa varias sinapsis en las cuales pueden aparecer modificaciones (procesamiento). En el sitio de destino de la información en la corteza cerebral, se ha descrito para varias modalidades sensoriales, la existencia de una representación sensorial. Es decir, los campos receptivos de los órganos sensoriales (piel, Órgano de Corti, retina) se

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encuentran representados en ubicaciones definidas. Así por ejemplo, en la zona somestésica de la corteza cerebral existe una representación sensitiva de las regiones del cuerpo (homúnculo sensitivo).

En la vía sensorial misma hay que tener presente algunas de sus propiedades. Así por ejemplo, los estímulos al actuar sobre los receptores sensoriales actúan sobre campos receptivos no sobre receptores individuales. Esto significa que en una vía sensorial viajan simultáneamente los potenciales de acción por varios axones de la vía. Esos axones pueden pertenecer a las células sensoriales o a las primeras neuronas que inician la vía. Ellos se pueden ramificar (divergencia) y alcanzar a varias otras neuronas (de primer orden) en la vía. Pero estas también pueden recibir inervación desde otros campos receptivos o desde otros sistemas sensoriales o de axones que no pertenezcan a sistemas sensoriales (convergencias). En todo caso, cada modalidad sensorial se identifica con una vía específica.

La visión es una compleja forma de conducta, por la cual los organismos pueden percibir a distancias variables y en forma tridimensional, el mundo físico que les rodea. A través de complejos procesos, los organismos pueden extraer las características de los objetos de ese mundo físico, las pueden clasificar e interpretar la información que ellas proporcionan. En forma paralela y como parte del complejo proceso, son capaces, además, de integrar esa información y de reinterpretarla logrando así una apreciación de los objetos, es la percepción visual.

Globos oculares

Nervio óptico

Radiación óptica

Corteza visual primaria

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Quiasma óptico

Tracto óptico

Ganglio geniculado lateral

Campo visual del ojo derecho

Campo visual del ojo izquierdo

Campo binocular

El substrato físico de la visión está en el sistema visual. Este es un conjunto de órganos, vías y centros nerviosos, que permiten la captación, procesamiento y aprovechamiento de la información visual, lo cual lleva a alcanzar una percepción muy precisa del mundo físico que nos rodea.

La entrada al sistema visual es el globo ocular. En este órgano ocurre el proceso de transducción de la información derivada del campo visual. Es decir, la energía electromagnética del estímulo representado por la imagen, se transforma en información codificada que se envía a centros nerviosos donde es procesada.

Visto lateralmente desde el exterior, el globo ocular aparece como una esfera deformada, rodeada de una membrana blanca, la esclerótica, que en la parte anterior del ojo es transparente. Esta zona transparente tiene la forma de un disco ligeramente curvado, la córnea, a través del cual los rayos luminosos son orientados (refracción) para que caigan exactamente en la retina.

Detrás de la córnea existe una cavidad, la cámara anterior del ojo, llena de un líquido nutritivo para la córnea, el humor acuoso. Hacia el interior del ojo, esta cámara está limitada por una membrana circular de tejido muscular, el iris, que deja en su centro una apertura circular, la pupila. Gracias a su musculatura, el iris puede regular el diámetro de la pupila regulando así el paso de luz que llega a la retina.

Detrás del iris y de la pupila excite un lente, el cristalino, que permite el enfoque fino de la imagen en los fotorreceptores de la retina. Pero la luz, después de atravesar el cristalino debe cruzar una segunda cavidad o cámara antes de alcanzar a la retina. Esa cámara está llena de un líquido llamado humor vítreo y su parede esta limitada por una membrana, la retina.

La retina presenta varias capas celulares en una de las cuales se encuentran los fotorreceptores, los conos y los bastoncitos. En ellos ocurre el proceso de transducción. En otra de las capas se encuentra las células ganglionares que se comunican con las células receptoras a través de las células bipolares. Son los axones de las células ganglionares los que constituyen el nervio óptico, que sale de cada globo ocular.

Los nervios ópticos alcanzan al quiasma óptico, estructura en la que se produce el cruce de parte de los axones de las células ganglionares al lado opuesto. Los axones

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que salen del quiasma óptico, forman los llamados los tractos ópticos los cuales se dirigen a los tálamos ipsilaterales correspondientes. Alcanzan a los ganglios geniculados laterales de dichos núcleos. Los axones que llegan al tálamo hacen relevo de la información en neuronas talámicas. Estas, a través de sus axones, inician una vía que va a termina en la corteza cerebral ipsilateral del polo occipital. Es el área visual primaria o corteza estriada o área V1.

Corte de la retina

Epitelio pigmentario

Cono

Bastoncito

Célula horizontal

Célula bipolar

Célula amacrina

Célula ganglionar

Nervio óptico

Capa nuclear externa

Capa plexiforme externa

Capa plexiforme interna

Capa de las células ganglionares

Estímulo luminoso

Al obtener un corte de la retina y prepararlo adecuadamente se puede conseguir una visión de las células de la retina y de la organización cito-arquitectónica de ese órgano. Si ello se logra, se encuentra que los diversos tipos de células de la retina están organizadas en capas:

La capa pigmentada. Es la más externa (capa más alejada del centro del globo ocular) y corresponde un epitelio pigmentado debido a que sus células tiene melanina. Esta capa cumple importantes funciones: absorbe el exceso de luz, evitando el efecto de su reflejo; renueva los fotopigmentos y fagocita los discos de los fotorreceptores, que deben ser recambiados a alta velocidad.

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La capa de los fotorreceptores. Los conos y los bastoncitos son las células sensoriales que transducen la acción de las ondas luminosas que forman la imagen. Esta capa se ubica al interior de la pigmentada. Sin embargo, la distribución de los receptores en la retina no es homogénea. En la especie humana, existe una región en ella donde se ubica la más alta concentración de conos, es la fóvea. Por ello, la imagen que cae exactamente en ella proporciona una visión más clara lo que significa que las imágenes que caen fuera de ella se verán con menos claridad. En nuestra especie existe sólo una fóvea en cada globo ocular, ubicada en el centro de la retina. La mayoría de los mamíferos no tiene fóvea pero en algunos animales, como las aves y los caballos se describen dos fóveas por ojo.

La capa de las células bipolares. Estas células son interneuronas que conectan a las células sensoriales con las células ganglionares. Hacia la región externa de la retina hacen sinapsis con las células sensoriales y con otro tipo de interneuronas, las células horizontales. La zona donde se dan estas interacciones se presenta como una capa que ha sido llamada la capa plexiforme externa. Viene, entonces, inmediatamente por dentro de la capa de los fotorreceptores. Por el otro extremo, las células bipolares hacen contactos con las células ganglionares y con otro tipo de interneuronas, las células amacrinas. La capa donde se dan estas interacciones es la capa plexiforme interna.

Capa de las células ganglionares. Viene a continuación de la anterior. Los axones de estas neuronas forman el nervio óptico.

La luz que viene entonces en la imagen, cae sobre la retina pero debe atravesarla desde el interior hacia el exterior, hasta alcanzar a la capa de los fotorreceptores. Estos responden desinhibiendo a las bipolares, lo cual activa a la células ganglionares.

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Cono (segmento externo)

Cono (región sináptica en el segmento interno)

Membrana plasmática del cono

Canal de sodio en la membrana plasmática (abierto)

Canal de sodio en la membrana plasmática (cerrado)

Disco en el interior del cono

Energía luminosa (estímulo)

Rodopsina unida a transducina

Fosfodiesterasa activa (destruye por hidrólisis a cGMP)

Moléculas de cGMP que mantienen abiertos a los canales de sodio

En la membrana del disco de la célula fotoreceptora (cono) se ubica el pigmento rodopsina (11-cis retinal + opsina). Este pigmento es estimulado por la luz, lo cual provoca la activación de una variedad de proteina G, la transducina.

La transducina activada estimula a la fosfodiesterasa, enzima que provoca la hidrólisis de c GMP, reduciendo, por lo tanto, su concentración. Este mensajero mantiene abierto a los canales al Na+, ubicados en la membrana plasmática del cono. Esto significa que en la obscuridad, los canales a ese ión permanecen abiertos, por lo cual la célula se mantiene en un cierto nivel de despolarización. A esa corriente constante de sodio que se observa en ausencia de luz, se le llama corriente obscura.

Al cerrarse lo canales por efecto de la luz, el cono se hiperpolariza, lo cual provoca una disminución de la liberación del neurotransmisor inhibidor que se ha estado liberando constantemente en el obscuridad y que mantiene bloqueada a las células bipolares. Estas son entonces estimuladas por disminución de un efecto inhibidor y responden despolarizándose, generando entonces un potencial receptor.

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Cerebro visto por su cara inferior

Globo ocular

Nervio óptico

Quiasma óptico

Núcleo geniculado lateral

Radiación óptica

Corteza estriada

Cisura interhemisférica

Area visual primaria (V1)

Colliculus superior (núcleo relacionado con el movimiento de los ojos y de la cabeza)

Pretectum. Núcleo relacionado con el control reflejo de la pupila y del cristalino

Hipotálamo

Tracto óptico

Ganglio ciliar

Vía preganglionar parasimpática

Núcleo de Edinger-Westphal

Pretectum

Colliculo superior

Lóbulo frontal

Lóbulo parietal

Lóbulo (polo) occipital

Lóbulo temporal

Area visual primaria

Vía dorsal para la visión espacial

Vía central de reconocimiento de objetos

Las células de la corteza visual responden en forma diferente a las neuronas de la retina y del tálamo. En efecto, muchas de neuronas corticales responden a estímulos presentados a ambos ojos. La corteza representaría, entonces, el primer nivel del sistema visual donde ocurren interacciones binoculares y sería el substrato para la percepción en profundidad.

La mayoría de las neuronas de la corteza visual responden a contornos lineales que poseen una orientación definida. Hubel y Wiesel definieron en la corteza dos tipos de neuronas: las simples y las complejas, ambas sensibles selectivamente a la orientación del estímulo. Sin embargo, estas dos categorías de células estarían jerárquicamente relacionadas. Las células simples recibirían inervación directamente de las células talámicas y ellas serían las que proyectarían su información a las células complejas.

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Esta explicación representaría una de las hipótesis que explicaría el procesamiento de la información visual, sería la hipótesis del modelo serial del procesamiento.

Las células simples responden a estímulos luminosos con orientación definida y con configuración y ubicación específica en el campo visual. Las células complejas también responde al parámetro orientación, pero su campo receptivo no parece ser segregado, se maneja como una unidad que es independiente al parámetro orientación del estímulo.

Las células simples son más comunes en las capas corticales que reciben inervación directamente del tálamo. Las células complejas se ubican en capas más alejadas de aquellas que reciben inervación talámica.

La corteza visual tienen una arquitectura ordenadamente funcional. Presenta una organización columnar de sus neuronas y en cada columna ellas presentan características similares, es decir, las neuronas de una misma columna presentan los mismos atributos relacionados con el campo receptivo: selectividad de la orientación, dominancia ocular y localización en el campo receptivo.

Al igual que los bastones, los conos presentan pigmentos que tienen dos partes: una proteína llamada opsina del cono y una molécula que absorbe la luz, que es la 11-cis retinal.

La excitación, degradación y regeneración de los pigmentos de los conos ocurrirían por mecanismos similares a los descritos en relación a los pigmentos de los bastoncitos.

Hay tres tipos de conos en la retina, cada uno de los cuales tiene pigmentos diferentes, que absorben ondas de diferente longitud, componentes del espectro de la luz blanca. Los tres tipos de pigmentos del cono presentan diferentes opsinas, cada una de las cuales interactúan con el 11-cis retinal, de manera distinta.

Estímulo sonoro

Medio aéreo de conducción del estímulo

Pabellón de la oreja, entrada al receptor auditivo

Conducto auditivo externo

Cadena de huesecillos en el oído medio

Coclea, órgano transductor

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para el estímulo auditivo

Canales semicirculares. Receptores de la aceleración de rotación de la cabeza

Trompa de Eustaquio

El estímulo adecuado para el receptor auditivo lo representan las ondas sonoras. Ellas se generan en una fuente sonora y se pueden propagar por un medio que puede ser aéreo, líquido o sólido.

Dicha fuente origina las ondas cuando es inducida a vibrar, por algún mecanismo adecuado. Su vibración es comunicada al medio que le rodea, al cual comprime y descomprime, generando así un juego de presiones que se propagan como ondas. En el aire estas ondas sonoras se propagan a una velocidad de 332 m/seg (0° C).

Cada onda sonora tiene una longitud (l) y una amplitud (a) o intensidad o fuerza, parámetros que se combinan y la caracterizan. Así al aumentar l, el tono se escucha más bajo. Cuando se reduce al sonido se escucha menos.

Otra propiedad de las ondas sonoras es su frecuencia (F) medida en Hertz (Hz). Cada sonido puro tiene una sola F, que lo define y que representa su tono (número de ciclos por segundo). Normalmente, los sonidos son mezclas de tonos diferentes. Hay una frecuencia fundamental (el tono más bajo) sobre la cual se sobreponen frecuencias más altas distintas, que constituyen el timbre del sonido.

El umbral para la percepción de un sonido, que depende de la frecuencia, es la presión mínima que necesita un sonido para inducir su audición. La presión de un sonido se mide, como nivel de presión, en unidades prácticas, los decibeles (dB). Para cualquier sonido (Px), su intensidad se calcula comparándola con un nivel arbitrario de presión sonora (Po = 2*105 Pa, donde Po es la presión de referencia, Pa = Pascal). Su presión se calcula, entonces, aplicando la siguiente fórmula:

Nivel de presión del sonido x (en dB) = 20 log Px/Po.

Las ondas sonoras se propagan por el aire y alcanzan al oído externo, en el cual penetran a través del conducto auditivo externo. Al hacerlo estimulan la membrana del tímpano, que cierra el extremo interno de dicho conducto. Al vibrar esta membrana, se induce la vibración de una cadena de huesecillos ubicados en el oído medio. Estos huesecillos transmiten su vibración a la ventana oval, que es una estructura membranosa que comunica el oído medio con la cóclea del oído interno. Al moverse la membrana oval, mueve el líquido (perilinfa) que llena una de las tres

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cavidades de la cóclea generando en él ondas. Estas ondas estimulan mecánicamente a las células sensoriales (células pilosas) ubicadas en el órgano de Corti, dentro de la cóclea en la cavidad central, la rampa media. Esta cavidad está llena de un líquido rico en K+, la endolinfa. Las células embebidas en la endolinfa, cambian su permeabilidad al K+ por efecto del movimiento de los cilios y responden liberando un neurotransmisor que excita a los terminales nerviosos, que inician la vía sensorial auditiva.

Pabellón de la oreja

Concha

Pina

Conducto auditiva externo

Hueso

Tímpano

Conducto de Eustaquio

Ventana redonda

Ventana oval

Coclea

Nervio coclear

Nervio vestíbular

Martillo

Yunque

Estribo

Canales semicirculares. Receptores de la aceleración de rotación de la cabeza

Vestíbulo

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Es un conjunto complejo de órganos entre los cuales juega un papel fundamental la cóclea, que es el órgano receptor que se ubica en el oído interno. Su nombre de cóclea se debe a que tiene la forma de un caracol pequeño, formado por un tubito de unos 10 mm de ancho que se enrolla como un espiral. En su interior ese tubo esta dividido longitudinalmente por dos membranas, la membrana basilar y la tectoria, en tres cavidades o compartimientos, llenos de líquido. La cavidad superior es la escala vestibular, la central es la escala media y la inferior es la escala timpánica.

Las ondas sonoras activan a la cóclea luego de penetrar al oído externo y estimular a la membrana del tímpano, la cual esta conectada con una cadena de huesecillos ubicados en el oído medio y a los cuales transmite sus vibraciones. Los huesecillos transmiten sus movimientos al oído interno generando ondas que estimulan a las células pilosas, que son las células sensoriales. Estas transducen estos efectos mecánicos a los cuales responden eléctricamente (potencial receptor) y secretando un neurotransmisor que excita a los terminales nerviosos que inician la vía auditiva.. Los axones del nervio auditivo van desde la cóclea al tronco cerebral, donde inervan al núcleo coclear. Desde este núcleo, la vía asciende hasta el núcleo oliva superior, ipsilateral. En este núcleo, parte de las fibras cruzan al lado opuesto y alcanzan al núcleo homólogo contralateral. Desde estos núcleos, en ambos lados, las vías respectivas ascienden hasta el tálamo, desde donde alcanzan a la corteza auditiva primaria ipsilateral.

Célula pilosa en reposo

Sistemas de cilios (estereocilios)

Canales de K+ en la punta de los estereocilios

Canales de Ca2+

Vesículas sinápticas con neurotransmisores

Terminal nervioso aferente (se dirige al sistema nervioso)

El sistema de estereocilios se desplaza en un sentido, lo cual provoca apertura de sus canales de K+

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El proceso de transducción en las células pilosas se ha estudiado con técnicas electrofisiológicas y otras que han permitido entender el mecanismo iónico involucrado.

En la punta de los cilios de las células pilosas existen canales de K+, catión que es muy abundante en la endolinfa, líquido que está en contacto con dichas células. En condiciones de reposo ellas presentan un potencial de membrana que fluctúa entre 45 y 60 mV, con respecto a la endolinfa. Esos canales de K+ están abiertos en bajo número lo que explicaría la variabilidad del potencial de reposo ya que estaría entrando ese catión y tendiendo a despolarizar a la célula.

Los cilios se mueven en dos direcciones debido a la influencia de las ondas que vienen por la perilinfa. Cuando de mueven en la dirección de estereocilio mayor se abren más canales de transducción lo que provoca un mayor entrada de K+, con la consiguiente despolarización de las células. Esta disminución de su potencial de reposo abre canales de Ca2+-dependientes de voltaje lo cual gatilla la liberación del neurotransmisor que excita a un grupo de terminales nerviosos que inervan dichas células. Estos responden generando potenciales de acción que viajan por la vía auditiva hasta el sistema nervioso central.

El desplazamiento de los cilios en sentido opuesto al estereocilio mayor induce hiperpolarización en las células pilosas.

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El Olfato:

Membrana de los cilios de la célula olfativa Adelinato ciclasa

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Odógeno (molécula que estimula al receptor olfativo)

Receptor químico (proteína ubicada en la membrana del cilio)

Proteína G

GTP

Proteína G odógeno específica

Segundo mensajero

cAMP

Canal de sodio y calcio

Canal de Cl- controlado por calcio

Proteína intercambiador sodio-calcio

Bibliografía

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http://www.salonhogar.net/Enciclopedia/Conoce_tu_cuerpo/Los_huesos/indice.htm

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63

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http://www.estrucplan.com.ar/articulos/verarticulo.asp?IDArticulo=836