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Segunda parte del tema 12. Sistema nervioso. Se trata la parte del sistema locomotor, sistema esquelético y muscular en relación con la captación de estímulos y su respuesta.
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El aparato locomotor
1º de BachilleratoTema 12 (II)
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El aparato locomotor.
sistema muscular.
los músculos
sistema esquelético.
Sus principales funciones son:
Sostener el cuerpo
Proteger los órganos vitales
Servir de inserción a los músculos
Fabricar las células sanguíneas
Está formado por:
Elementos semirrígidos
(los cartílagos)
Elementos rígidos (los huesos)
Elementos flexibles que pueden ser de dos
tipos:
Ligamentos.
unen huesos entre sí.
Tendones.
unen músculos entre sí o
músculos con huesos.
Está formado por:
Eduardo Gómez
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La respuesta de los animales a un estímulo es en numerosas ocasiones un movimiento, bien de acercamiento o alejamiento al estímulo percibido.
Esta función la realiza el aparato locomotor, formado por: Esqueleto, con funciones de
sostén, protección y movimiento. Músculos: Están unidos al
esqueleto y facilitan el movimiento gracias a la llegada del estímulo adecuado que provoca su contracción-relajación
Eduardo Gómez
RELACIÓN Y LOCOMOCIÓN
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El sistema esquelético. Sus principales funciones son: • Sostener el cuerpo• Proteger los órganos vitales• Servir de inserción a los músculos• Además de las funciones relacionadas con la locomoción, también se encarga de
fabricar las células sanguíneas.
Está formado por: • Elementos semirrígidos (los cartílagos)• Elementos rígidos (los huesos)• Elementos flexibles que pueden ser de dos tipos:
• Ligamentos. Son las estructuras de tejido conjuntivo que unen los huesos entre sí.• Tendones. Son las estructuras de tejido conjuntivo que unen músculos entre sí o
músculos con huesos.
El sistema muscular lo forman los músculos. Los músculos son los motores del movimiento. Un músculo, es un haz de fibras, cuya propiedad mas destacada es la contractilidad. El paquete de fibras musculares se contrae al recibir la orden adecuada, se acorta y se tira del hueso o de la estructura sujeta. Acabado el trabajo, recupera su posición de reposo.
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Los cartílagos sirven para acomodar las superficies de los cóndilos femorales a las cavidades glenoideas de la tibia, para amortiguar los golpes al caminar y los saltos, para prevenir el desgaste natural por el rozamiento entre los huesos y, por lo tanto, para permitir los movimientos de la articulación.
Es una estructura de soporte, protección y da cierta movilidad a las articulaciones.
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Tipos de esqueletos
Hidrostáticos Exoesqueletos Endoesqueletos
Hay tres tipos
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Consisten en líquidos mantenidos bajo presión en un compartimento corporal cerrado.
Es típico de cnidarios, platelmintos, nematodos y anélidos. Estos animales controlan su forma y movimiento utilizando los músculos para modificar la forma de los compartimentos llenos de líquido
Es un tipo de esqueleto muy adecuado para la vida en medios acuáticos.
También pueden amortiguar los golpes de los órganos internos y brindan sostén para la capacidad de reptar y cavar en los animales terrestres.
Sin embargo no son adecuados para sostener las actividades terrestres en las cuales un animal se tenga que mantener separado del suelo, como caminar o correr.
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Esqueletos hidrostáticos
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Es una cubierta dura depositada sobre la superficie del animal.
En los moluscos es una concha calcárea, en los bivalvos, son dos conchas unidas por una bisagra formada por músculos fijos al interior del exoesqueleto.
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Exoesqueletos
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En los artrópodos, el exoesqueleto es una cutícula, revestimiento secretado por la epidermis, y formado por quitina (polisacárido). Las fibras de quitina están embebidas en una matriz proteica formando un material fuerte y flexible. Algunos animales (crustáceos) refuerzan este exoesqueleto agregando sales de calcio.
El problema de los artrópodos es que deben eliminar el exoesqueleto (proceso de muda) y producir otro más grande en cada fase del crecimiento.
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Se compone de elementos de sostén duros (huesos) ocultos dentro de los tejidos blandos del animal.
En las esponjas existen unas espículas duras (sílice o calcio) además de fibras proteicas para mantener la forma.
Los equinodermos tienen un endoesqueleto formado por placas duras de carbonatos cálcico y magnésico bajo la piel.
El endoesqueleto de los cordados está formado por una combinación de cartílagos y huesos.
En el caso de los mamíferos, existen más de 200 huesos, algunos fusionados entre sí y otros conectados a las articulaciones por ligamentos que permiten la libertad de movimientos.
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Endoesqueletos
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En anatomía se pueden diferenciar dos partes principales en el esqueleto:
• Esqueleto axial: Cráneo, columna vertebral y caja torácica.• Esqueleto apendicular: Huesos de las extremidades, y las cinturas escapular y
pelviana, que fijan los apéndices al esqueleto axial.
En cada apéndice hay varios tipos de articulaciones que proporcionan flexibilidad a los movimientos corporales
Esqueleto axial:
Craneo, columna vertebral y caja torácica.
Esqueleto apendicular:
Huesos de las extremidades, y las cinturas escapular y
pelviana, que fijan los apéndices al
esqueleto axial.
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Las Articulaciones
Una articulación es la conjunción entre dos huesos formada por una serie de estructuras mediante las cuales se unen los huesos entre sí.
Según el grado de unión de los huesos y la amplitud de movimientos de que gozan, permiten distinguir tres tipos de articulaciones
Articulaciones
Sin movimiento (sinartrosis)
articulaciones sin movilidad donde los huesos están unidos
entre sí por tejido fibroso, o una placa de
cartilaginosa.
Móviles (diartrosis)
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.
Semimóviles (anfiartrosis)
articulaciones de movilidad limitada en las que entre las dos
superficies articulares se encuentra un tejido fibrocartilaginoso que
las une.
Se clasifican en
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Los huesos no son capaces de contraerse, pero actúan como palancas en el movimiento. El movimiento de la palanca lo generan los músculos. En el cuerpo podemos encontrar tres tipos de palancas distintas:
•Palancas de primer género•Palancas de segundo género•Palancas de tercer género
PALANCAS DE PRIMER GÉNERO
En el movimiento de la cabeza cuando asentimos, encontramos una palanca de primer grado.Al desplazar la cabeza hacia atrás, el cráneo pivota sobre la vértebra atlas (el punto de apoyo).Los músculos trapecio y esternocleidomastoideo, realizan la fuerza necesaria para mover el peso de la cabeza.
PALANCAS Y MOVIMIENTO
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PALANCAS DE SEGUNDO GÉNEROEste tipo de palanca permite la marcha. Al andar, se ponen en juego distintos músculos que accionan palancas de 2º género, que multiplican la fuerza para que podamos desplazar el peso de nuestro cuerpo.
• En la primera fase nos impulsamos para elevar el pie gracias a los gemelos. Éstos al contraerse, transmiten su fuerza al talón de Aquiles, que vence el peso del cuerpo, haciendo pivotar el pie cerca del nacimiento de las falanges.
• En la segunda fase, el pie se deposita en el suelo suavemente. Al apoyar el pie en el suelo, éste pivota sobre el talón (su punto de apoyo). La fuerza la realizan ahora los músculos tibiales que permiten que el peso se deposite suavemente en el suelo.
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PALANCAS DE TERCER GÉNERO
Son unas palancas muy utilizadas en el cuerpo humano. Su ventaja mecánica es que aumentan el movimiento, sacrificando así la fuerza, con el fin de conseguir una mayor velocidad y un mayor desplazamiento.Podemos sujetar y elevar pesos en nuestras manos gracias a la acción de los bíceps, que ejercen la fuerza necesaria sobre el antebrazo. Éste pivota sobre el codo levantando así el brazo y acercando el objeto a nuestro cuerpo. También los cuádriceps trabajan accionando una palanca de tercer género, cuando por ejemplo, damos una patada al balón en un partido de fútbol. Así los cuádriceps, hacen pivotar a la pierna hacia arriba, venciendo su peso. Fíjate que en este caso el punto de apoyo es la rodilla.
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Los músculos implicados en la locomoción son los músculos esqueléticos que se encuentran en algunos moluscos, en los artrópodos y en los vertebrados. El funcionamiento de estos músculos se basa en el principio de la palanca. Se unen a los huesos por medio de los tendones y sus acciones son antagónicas.
SISTEMA MUSCULAR
Bíceps contraído y tríceps relajado: El brazo se flexiona
Bíceps relajado y tríceps contraído: El brazo se estira
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Los músculos esqueléticos estriado en vertebrados están formados por haces de miofibrillas dispuestas longitudinalmente formado por dos tipos de miofilamentos proteicos: la actina (delgados) y la miosina (más gruesos).
La superposición de estos dos miofilamentos forma un sarcómero que son las unidades básicas de la contracción muscular
MÚSCULOS ESQUELÉTICOS DE VERTEBRADOS
Al microscopio óptico se observan, alternas, bandas claras, llamadas Bandas I (Isótropas: que dejan pasar la luz uniformemente), y bandas oscuras, denominadas Bandas A (Anisótropas: no dejan pasar la luz).
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• Banda A: Zona donde se encuentran los filamentos de miosina.
• Banda H: Zona donde solo hay filamentos de miosina visible.
• Banda M: Zona donde la miosina se encuentra unida a la miosina adyacente, en la cual se contraen músculos internos cardiovasculares.
• Banda I: Banda compuesta por los filamentos finos de actina.
• Discos Z: Sector donde se encuentran unidas las actinas adyacentes y se mantiene la continuidad con el sarcómero subsiguiente.
ESTRUCTURA DE UN SARCÓMERO
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La Banda I está formada por actina. La Banda A está formada por miosinas y fragmentos de actinas que se introducen entre ellas. La zona donde no aparecen actinas en la Banda A se observa más clara. A esta Banda se le denomina Banda H (Hell: pálido, en alemán).Cuando se produce la contracción, el tamaño de la Banda I y de la Banda H disminuye, puesto que las actinas se acercan al centro de la Banda A, gastando energía química. Así, se acortan los sarcómeros y se acorta el músculo entero, produciendo el movimiento.
Animación: Rotura del ATP y movimiento de las fibrillas musculares:
1.- http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter10/animation__breakdown_of_atp_and_cross-bridge_movement_during_muscle_contraction.html2.- http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter10/animation__sarcomere_contraction.html
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La contracción se produce cuando llega hasta la fibra muscular un impulso nervioso a través de una neurona motora. A la unión entre neurona y fibra muscular se le conoce como sinapsis neuromuscular, y la estructura en la que tiene lugar placa motora.
Cuando una neurona motora es estimulada libera un neurotransmisor, la acetilcolina en la hendidura sináptica entre la neurona motora y la fibra muscular
La acetilcolina es captada por receptores de la membrana de la fibra y se desencadena un potencial de acción que provocará la contracción muscular
SINAPSIS NEUROMUSCULAR
Animación: Unión neuromuscular
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter10/animation__function_of_the_neuromuscular_junction__quiz_1_.html
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Cada fibra (célula muscular tiene una sinapsis única con una neurona motora, pero cada neurona motora establece sinapsis con varias o muchas fibras musculares. La neurona motora y todas las fibras musculares que controla constituyen la unidad motora.
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LOCOMOCIÓN ANIMAL
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LOCOMOCIÓN ANIMAL
El desplazamiento activo de los animales para huir del peligro,
encontrar pareja u obtener alimento es lo que se denomina
locomoción y es un rasgo característico de los animales
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Formas de locomoción
Natación Locomoción sobre el suelo
Locomoción en el aire
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La mayoría de los animales flotan razonablemente bien en el agua, por lo que superar el problema de la gravedad en el agua es menos problemático que en el aire o en tierra, pero existe el problema de la densidad y viscosidad del medio, que si supone un impedimento al desplazamiento de los seres vivos. Las principales adaptaciones para superar esto son la forma hidrodinámica y la piel lisa y resbaladiza.
Existen distintas formas de natación:
Los insectos y los vertebrados acuáticos utilizan las extremidades para desplazarse.
Los cefalópodos, algunos cnidarios y las vieiras expulsan chorros de agua en dirección contraria al movimiento.
Los crustáceos contraen el abdomen y se mueven hacia atrás.
Los Tiburones y peces óseos nadan moviendo su cuerpo y su cola de un lado a
otro.
Los cetáceos y otros mamíferos acuáticos se mueven ondulando el cuerpo y la cola hacia
arriba y hacia abajo
LOCOMOCIÓN EN EL AGUA
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La locomoción sobre tierra tiene que permitir que el animal se sostenga y avance contra la gravedad. El aire plantea poca resistencia (al menos a velocidades moderadas). El animal al desplazarse consume energía tanto para impulsarse en su movimiento como para impedir que caiga. Para moverse en tierra son los músculos poderosos y sostén esquelético son más importantes que la forma aerodinámica.
Formas de locomoción terrestre:
Carrera: Unas patas se apoyan y otras avanzan
Salto: Contracciones bruscas de las patas traseras
Reptación: Todo el cuerpo se apoya sobre el suelo. El esfuerzo para vencer el rozamiento
es mucho mayor
LOCOMOCIÓN EN TIERRA
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En la locomoción por el aire, el principal problema es la gravedad. Las alas deben conseguir una elevación suficiente para superar la fuerza descendente de la gravedad.
La clave para volar es la forma de las alas, que son planos aerodinámicos cuya forma altera las corrientes de aire de una forma que las ayuda a mantenerse en lo alto.
LOCOMOCIÓN EN EL AIRE
Los animales voladores son relativamente ligeros, con masas corporales que pueden oscilar entre menos de un gramo (algunos insectos) hasta 20 kg en las aves más grandes. Muchos animales tienen adaptaciones para reducir la masa corporal, como los huesos huecos de las aves, los sacos aéreos y la falta de dientes.
La estructura fusiforme del cuerpo también ayuda a reducir la resistencia aerodinámica del aire.
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Las alas sirven para apoyarse y sustentarse en el aire.
El borde anterior es más grueso que el posterior o de salida; la superficie superior es ligeramente convexa y la inferior, cóncava.
El aire pasa más deprisa por la parte superior, porque siempre hay más aire debajo del ala, frente al vacío relativo superior; el resultado es que aparece una fuerza de sustentación que impulsa hacia arriba.
Si el borde anterior se inclina hacia abajo un poco, el ave sube.
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Los insectos tienen dos pares de alas que se mueven por las contracciones
de los músculos del tórax
Los murciélagos y las aves tienen alas desarrolladas a partir de las extremidades anteriores, con músculos que van desde los huesos del ala al esternón
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La locomoción requiere energía para superar la fricción y la gravedad:
• En la natación: El principal problema es la fricción, no la gravedad.• En la locomoción sobre tierra, tanto al caminar como correr, saltar o reptar, el
animal debe apoyarse y moverse en contra de la gravedad.• En el vuelo, las alas deben superar la fuerza descendente de la gravedad.
En cuanto al coste energético de la locomoción, el menor gasto de energía por metro recorrido se da en los animales acuáticos frente a animales de tamaño equivalente que se desplacen corriendo o volando.
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