6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp

8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp

1/50

BIOFIZICA CONTRACBIOFIZICA CONTRAC IEI MUSCULAREIEI MUSCULARE

Propriet i mecanice ale corpurilor solide

Elemente de structur a mu chiului striat

Etapele contrac iei musculare

Manifest rile mecanice ale contrac iei musculare

Aplicarea principiului I al termodinamicii n cazulcontrac iei musculare

Efecte biologice ale unor factori mecanici


2/50

Propriet i elastice ale corpurilor Deformarea corpurilor rigide se poate face prin:

ntindere

comprimare

ncovoiereforfecare

torsiune

Deformare elastic :

dac este direct propor ional cu m rimea for ei deformatoare

dispare dup ncetarea ac iunii for eiLegea lui Hooke F = k l

Limit de elasticitate

Limit de rupere


3/50

sistem osos

articula iimuchi

Aparatul locomotorSistemul osos

cre terea rezisten ei globale a osului


4/50

orientarea formaiunilor trabeculare se face de-a lungul

traiectoriilor pe care se exercit tensiunea maxim

Orientarea trabeculelor pedirec ia efortului maxim Curbe de trac iune i compresie aleextremit ii superioare a femurului


5/50

pe osteocite se separ sarcinielectrice sub efectul exercit rii uneipresiuni mecanice.efect piezoelectricmineralizarea osoas ar fi ghidat de procese ionice legate demetabolismul fosfo-calcicexemplu de combinare aproceselor biofizice i biochimice.

Stlpii de rezisten (v1, v2, v3) igrinzile de susinere (o1, o2, o3) din

craniu


6/50

Articula ia sinovial Lichidul sinovial dintre cartilaje - rol delubrifiant

Vscozitatea lichidului sinovial variaz la efortExist diferite modele ale mecanismului delubrifiere


7/50

ElementeElemente dede structurstructur aa mumuchiuluichiului striatstriatm nunchi de fibre musculare (celulepolinucleate)

sarcolem : nvele te fascicule de miofibrile separate ntre ele de un sistem de tubuli i cisternemembranoase care apar in reticululuisarcoplasmic

Extremitatea unei fibre musculare (M miofibrile, liniile Z care delimiteaz sarcomerele,TT tubii transversali, SNM sinapsa neuromuscular , S sarcolema, N nucleii)


8/50

FibraFibra

muscularmuscular


9/50

SarcomerulSarcomerulLiniiLiniiZZ separsepar sarcomerelesarcomerele

Filamente subFilamente subiriiri ((5050 ))

FilamenteFilamente groasegroase ((100100))


10/50

Filamente subFilamente sub iriiri ((5050 ))actinaactina globularglobular ((actinaactina G) (42G) (42 kDakDa))

tt ropomiozinaropomiozina (70(70 kDakDa))

troponinatroponina (50(50 kDakDa))


11/50

FilamenteFilamentegroasegroase ((100100))Molecule de miozinMolecule de miozin (500(500 kDakDa))

Partea fibrilarPartea fibrilar -- MeromiozinMeromiozin uuoaroar (MMU)(MMU)

Partea globularPartea globular -- MeromiozinMeromiozin grea (MMG)grea (MMG)SS 11 -- solubilsolubil nn apap

SS 22 -- leglegturatura cucu ceacea uuoaroar


12/50

PPunun ii transversaletransversale miozinicemiozinice

PrinPrin legarealegarea actinactin eiei ii miozinmiozineiei sese formeazformeaz complexulcomplexul

actomiozinicactomiozinic carecare amplificamplific activitateaactivitatea ATP ATP--azicazic aa miozineimiozinei dede250250 dede oriori


13/50

MuMuchiulchiulrelaxatrelaxat

CC Ca++Ca++ 1010 --77 MM

locurilelocurile dede legarelegare aleale actineiactinei cucu miozinamiozina mascatemascate

dede tropomiozintropomiozin

pp ununileile transversaletransversale MMGMMG nunu suntsunt legate delegate de actinactin

miozinamiozina -- activitateactivitate ATPATP --azicazic scsc zutzut

produprodu iiii dede scindarescindare suntsunt eliberaelibera ii nn sarcoplasmsarcoplasm


14/50

EtapeleEtapele

contraccontrac

ieiiei

muscularemusculare

1.1. ExcitaExcita iaia fibreifibrei

2.2. CuplajulCuplajul excitaexcita ieie contraccontrac ieie

3.3. ContracContrac iaia propriupropriu --ziszis aa fibreifibrei


15/50

ExcitaExcita iaia ncepencepe lala nivelulnivelul sinapselorsinapselor neuroneuro --muscularemusculare prinprin eliberareaeliberareaacetilcolinacetilcolineiei AC AC

mmoleculeleoleculele AC ACsese fixeazfixeaz pepe moleculelemoleculele receptoarereceptoare alealemembraneimembranei postsinapticepostsinaptice

deschidereadeschiderea canalelorcanalelor cationicecationice

ccationiiationii intrintr nn fibrfibr

produceproduce rearea PAPA

PAPA sese deplaseazdeplaseaz

prinprin sarcolemsarcolem nn lungullungul fibreifibrei

prinprin membranamembrana tubilortubilor transversalitransversali nn profunzimeprofunzime


16/50


17/50

CuplajulCuplajulexcitaexcita ieie-- contraccontrac ieieddepolarizareaepolarizarea tubulilortubulilor

deschidereadeschiderea canalelorcanalelor de Cade Ca++++

CaCa++++ esteeste eliberateliberat dindin cisternecisterne , ,concentraconcentra iaia lluiui nn sarcoplasmsarcoplasm crecretete de la ~ 0,1de la ~ 0,1 M la 10M la 10 MM

ttroponinaroponina fixeazfixeaz CaCa++++ iideplaseazdeplaseaz moleculelemoleculele dede

tropomiozintropomiozin


18/50


19/50

ataata area uneiarea unei nnoioi moleculmoleculee de ATP (de ATP ( dupdup 1010--33 s)s) carecare

comandcomand desprindereadesprinderea punpun iiii dede filamentulfilamentul subsub ireire

ciclul se reiaciclul se reia


20/50

Scurtarea sarcomeruluiScurtarea sarcomeruluinn lipslipsaa ATP ATP ((dupdup moartemoarte , de ex.) , de ex.)

ciclulciclul sese ntrerupentrerupe nn fazafaza nncarecare punteapuntea esteeste legatlegat dedefilamentulfilamentul subsub ireire , , fiindfiind

nclinatnclinat la 45la 4500

legleg turatura actomiozinicactomiozinic

devdevineine permanentpermanent

aaparepare rigor mortis rigor mortis

((rigiditatearigiditatea cadavericcadaveric ))

TeoriaTeoria glisglisriirii


21/50

CicluriCicluribiochimicebiochimice


22/50

RelaxareaRelaxareasese nchidnchid canalelecanalele dedeCaCa++++ dindin cisternecisterne

sese refacereface concentraconcentra iaiade 10de 10 33 oriori mai maremai mare nncisternecisterne dectdect nn

sarcoplasmsarcoplasm

troponinatroponina sisi reiareiaconformaconforma iaia , ,tropomiozinatropomiozinamascheazmascheaz locurilelocurile dedelegarelegare cu miozinacu miozina


23/50

MeMecanismele de refacere a rezervei de ATPcanismele de refacere a rezervei de ATP

GlicolizGlicoliz anaerobanaerob

Fosforilare oxidativFosforilare oxidativ

ReacReac ia creatinia creatin --chinazei (Lohmann):chinazei (Lohmann): ADP + CP ADP + CP ATP + C ATP + C

ReacReac ia miochinazei:ia miochinazei:

ADP + ADP ADP + ADP ATP + AMP ATP + AMP


24/50

MuMuchiul glicerinatchiul glicerinat

par ial sau total lipsit de sarcolem , tubi transversali ireticul sarcoplasmicse pot desf ura cele 2 cicluri prin modificareaconcentra iei de ioni de Ca++ i ATP n soluia n care se

afl fibra: n soluie lipsit de ATP -rigor mortis

La adugare de ATP - relaxareLa adugarea Ca ++ se produce contrac ia

La ndep rtarea Ca ++ (cu chelatori) se produce relaxarea saurigor mortis

ManifestManifestrile mecanice ale contracrile mecanice ale contrac ieiiei


25/50

ManifestManifestrile mecanice ale contracrile mecanice ale contrac ieiieimuscularemusculare

ContracContrac ieie izotonicizotonic -- for for exterioar exterioar constantconstant ContracContrac ieie neizotonicneizotonic -- for for exterioar exterioar variabilvariabil

ContracContrac ieie izometricizometric -- lungimealungimea mumu chiuluichiuluiconstantconstant ,, tensiuneatensiunea crecre teteContracContrac iaia tetanictetanic --stimulatstimulat cu uncu un impulsimpuls

unicunic ,, mumu chiulchiul sesecontractcontract sub formasub forma

uneiunei secusesecuse uniceunice

lR l i ff ll i


26/50

RelaRela iaia forfor -- lungimelungimefor a generat depinde de lungimea sarcomerelor valoarea maxim pentru o lungime ini ial a fibrei (n repaus)

for a nul : mu chiul ntins peste o lungime a sarcomerelor de 3,6mmfor a MAXIM: toate pun ile sunt implicate n interac iuneaactomiozinic

RelaRela ia dintre foria dintre for a de contraca de contrac ieie i lungimea mui lungimea muchiuluichiului


27/50

RelaRela iaia forfor -- vitezvitez

dede scurtarescurtare (Hill)(Hill)

(F +(F + a)(va)(v + b) = (+ b) = ( FFmaxmax ++ a)ba)b

PutereaPuterea dezvoltatdezvoltat dedemumuchichi

( )

( )aF bF F F

vF P+

== max

Lucrul mecanic efectuat de mu chi


28/50

Lucrul mecanic efectuat de mu chi

d F Lrr

=Muchi de form cilindric

Lmax = F max C max F max = kS

C max = k 1l L max = kS k 1l L max = k 2 V Lucrul mecanic efectuat de muchidepinde direct de volumul muchiului


29/50


30/50

BiofiBiofizzicaica mecanorecepmecanorecep ieiieiatingereatingere corpusculiicorpusculii MeissnerMeissner

apapsaresare corpusculiicorpusculii PaciniPacini

tensiunetensiune corpusculiicorpusculii GolgiGolgi

ntinderentindere fusurilefusurileneuroneuro-- muscularemusculare

ReceptoriReceptoritactilitactili

MecanoMecano--receptorireceptori

Corp sc liiCorpusculiiMeissnerMeissner


31/50

CorpusculiiCorpusculiiMeissnerMeissnerAtingerea pieliiAtingerea pieliiGenerarea potenGenerarea poten ialelor de acialelor de ac iuneiune

C l l P i iC l l P i i


32/50

Corpusculul PaciniCorpusculul Pacinisesizeazsesizeaz schimbschimbrile de presiunerile de presiunebrubrutete


33/50

Corpusculul GolgiCorpusculul GolgiTensiunea mecanicTensiunea mecanic din tendoanedin tendoane

prinprin

MMsurarea forsurarea for ei de contracei de contrac ieie

F ilFusurile


34/50

FusurileFusurile

neuroneuro--muscularemusculare

MMsoarsoar gradul degradul descurtare sau descurtare sau de

alungire a mualungire a mu chiuluichiului


35/50

FFor g ita gravita i lional


36/50

ForFora gravitaa gravita ionalionalLegea graviaLegea gravia iei a lui Newtoniei a lui Newton :: orice particul orice particul de de materie din Univers atrage orice alt materie din Univers atrage orice alt particul particul cu o cu o

for for care este direct propor care este direct propor ional ional cu produsul cu produsul

maselor particulelor maselor particulelor i invers propor i invers propor ional ional cu cu

p p tratul distan tratul distan ei dintre ele ei dintre ele ..

2

'

r

mmK F

g

=


37/50

ConsiderndConsidernd PPmntulmntul o sfero sfer omogenomogen dede

razraz R R i masi mas m m P P , greutatea, greutatea G G a unui corp dea unui corp demasmas m m aflat la suprafaaflat la suprafa a Pa P mntului estemntului este

2 R

KmmF G

Pg ==

2 R

Kmg P=

CentrulCentrul dede greutategreutate (CG)(CG) alal corpuluicorpului umanuman


38/50

CentrulCentrul dede greutategreutate (CG)(CG) alal corpuluicorpului umanuman

formform neregulatneregulat i oi ostructurstructur neomogenneomogen

ii nerigidnerigid CGCGal corpului uman seal corpului uman semodificmodific nnpermanenpermanen

CGCGalal corpuluicorpului umanuman seseaflafl lala intersecintersec iaia aatreitrei planeplane reciprocreciproc

perpendiculareperpendiculare


39/50


40/50

Momentul forMomentul foreiei

PoziPozi ii anormale ale corpului umanii anormale ale corpului uman


41/50

pppozia momentan datorat purt rii unei greut i;atitudini patologice datorate flexiei sau extensiei anormale adiferitelor segmente;poziii vicioase:

scolioza(deformare a coloanei

vertebrale)

cifoza - exagerare a curburii


42/50

cifoza exagerare a curburiidorsale, pentru a c reicompensare se produce oaplificare a curburii lombarecu convexitatea anterioar -

lordoza;piciorul plat- datorat

discordanei dintreapsarea puternic icontinu a corpului celuicare st mult timp n

picioare i estesupranc rcat cu greut i irezistena oaselor i aligamentelor


43/50

Echilibrul corpuluiEchilibrul corpului nn edereedere


44/50

Echilibrul corpuluiEchilibrul corpului n pozin pozi ie culcatie culcat

echilibrul cel mai stabilCGare pozi ia cea mai joas ;

poligonul convex de sprijin are aria cea mai mare

echilibru instabil - subiectul este culcat pe o parteacest lucru poate fi ndep rtat prin ndoirea membrelor aflate n

contact cu planul de sprijin

efortul muscular minim, to i muchii fiind relaxa i


45/50

de echilibru

de for

de deplasare

Prghiile

Prghiile n medicin


46/50

Prghiile n medicinPrghii de gradul I n organism

trunchiul pe picioare

capul pe atlasantebra ul n extensie

Prghiile de gradul al II-lea


47/50

Prghiile de gradul al II lea

incisivii i caninii

piciorul are ca rezisten greutatea corpului

transmis prin tibie iaplicat la nivelul

articula iei tibio-tarsiene

instrumente medicale

(bisturiu, dalt , lanet)

Prghii de gradul al III lea


48/50

Prghii de gradul al III-leaSunt elemente de deplasare

antebra ul n flexie funcioneaz ca o prghie de gradul al

III-lea cnd muchii flexori se contract pentru a-l ridica


49/50


50/50

Prghii asociatePrghii asociate

Documents

6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp