Upload
florin-dumitrache
View
236
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
1/50
BIOFIZICA CONTRACBIOFIZICA CONTRACIEI MUSCULAREIEI MUSCULARE
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
2/50
BIOFIZICA CONTRACBIOFIZICA CONTRACIEI MUSCULAREIEI MUSCULARE
1. Proprieti mecanice ale corpurilor solide
2. Elemente de structura muchiului striat3. Etapele contraciei musculare
4. Manifestrile mecanice ale contracieimusculare
5. Aplicarea principiului I al termodinamicii ncazul contraciei musculare
6. Efecte biologice ale unor factori mecanici
7. Prghiile n medicin
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
3/50
ProprietProprietii elasticeelastice aleale corpurilorcorpurilor Deformarea corpurilor rigide se poate face prin:
ntindere
comprimare
ncovoiere
forfecare
torsiune
Deformare elastic:
dac este direct proporional cu mrimea forei deformatoare
dispare dupncetarea aciunii forei
Legea lui Hooke F = k l
Limitde elasticitate
Limitde rupere
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
4/50
AparatulAparatullocomotorlocomotor
sistem osos articulaii muchi
Sistemul osos
creterea rezistenei globale a osului
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
5/50
orientarea formaiunilor trabeculare se face de-a lungul
traiectoriilor pe care se exercittensiunea maxim
Orientarea
trabeculelor pedirecia efortului
maxim
Curbe de traciune i
compresie aleextremitii superioare a
femurului Grinzi de susinerei stlpi de rezisten
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
6/50
Lichidul sinovial dintre cartilaje - rol de
lubrifiant
Vscozitatea lichidului sinovial variaz la
efort
Existdiferite modele ale mecanismului de
lubrifiere
ArticulaArticula
ia sinovialia sinovial
Structurmiscroscopicporoasi mare elasticitate
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
7/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
8/50
FibraFibra muscularmuscular
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
9/50
SarcomerulSarcomerul
Filamente subFilamente subiriiri ((5050))
LiniiLinii ZZ separseparsarcomerelesarcomerele
FilamenteFilamente groasegroase ((100100))
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
10/50
Filamente subFilamente subiriiri ((5050 )) actinaactina globularglobular
((actinaactina G) (42G) (42 kDakDa))
ttropomiozinaropomiozina (70(70 kDakDa))
troponinatroponina (50(50 kDakDa))
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
11/50
FilamenteFilamente groasegroase ((100100)) Molecule de miozinMolecule de miozin(500(500 kDakDa))
Partea fibrilarPartea fibrilar--MeromiozinMeromiozinuuoaroar(MMU)(MMU)
Partea globularPartea globular--MeromiozinMeromiozingrea (MMG)grea (MMG)
SS11 -- solubilsolubilnn apap
SS22 -- leglegturatura cucu ceacea uuoaroar
Filamentgros
Capetele MMG careformeazpunile transversale
Linie M
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
12/50
PPununii transversaletransversale miozinicemiozinice
PrinPrin legarealegarea actinactineiei ii miozinmiozineiei sese formeazformeazcomplexulcomplexul
actomiozinicactomiozinic carecare amplificamplific activitateaactivitatea ATPATP--azicazicaa
miozineimiozinei dede 250250 dede oriori
Muchirelaxat
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
13/50
EtapeleEtapele contraccontracieiieimuscularemusculare
1.1. ExcitaExcitaiaia fibreifibrei
2.2. CuplajulCuplajul excitaexcitaieie contraccontracieie
3.3. ContracContraciaia propriupropriu--ziszis aa fibreifibrei
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
14/50
ExcitaExcitaiaia ncepencepe lala nivelulnivelul sinapselorsinapselor neuroneuro--muscularemusculare prinprin eliberareaeliberarea
acetilcolinacetilcolineieiACAC
mmoleculeleoleculeleACAC sese fixeazfixeaz pepe moleculelemoleculele receptoarereceptoare aleale
membraneimembranei postsinapticepostsinaptice
deschidereadeschiderea canalelorcanalelor cationicecationice
ccationiiationii intrintrnn fibrfibr
produceproducerearea PAPA
PAPA sese deplaseazdeplaseaz
prinprin sarcolemsarcolemnn lungullungul fibreifibrei
prinprin membranamembrana tubilortubilor transversalitransversalinn profunzimeprofunzime
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
15/50
CuplajulCuplajul excitaexcitaieie--
contraccontracieie ddepolarizareaepolarizarea tubulilortubulilor
deschidereadeschiderea canalelorcanalelor de Cade Ca++++
CaCa++++ esteeste eliberateliberat dindin cisternecisterne,,concentraconcentraiaia lluiuinn sarcoplasmsarcoplasm
crecretete de la ~ 0,1de la ~ 0,1 M la 10M la 10 MM
ttroponinaroponina fixeazfixeaz CaCa++++ ii
deplaseazdeplaseaz moleculelemoleculele dede
tropomiozintropomiozin
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
16/50
ContracContraciaia miozinmiozinaa sese fixeafixeazz pepe locullocul dede legarelegare actinicactinic
complexulcomplexul actomiozinicactomiozinic crecretete activitateaactivitatea ATPATP--azicazic de 250de 250 oriori
produproduiiii dede scindarescindare suntsunt eliberaeliberaii rapidrapid
eliberareaeliberarea PPii induce oinduce o modificaremodificare conformaconformaionalional,, punteapuntea sesenclinnclincu 45cu 4500 fafa de filamentde filament,, deplasndudeplasndu--ll axial cu 7,5 nmaxial cu 7,5 nm
sarcomerulsarcomerul esteeste scurtatscurtat
FORFOR
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
17/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
18/50
ataataarea uneiarea unei nnoioi moleculmoleculee de ATP (de ATP (dupdup 1010--33 s)s)
carecare comandcomand desprindereadesprinderea punpuniiii dede filamentulfilamentulsubsubireire
ciclul se reiaciclul se reia
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
19/50
Adugarea moleculelor deCa2
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
20/50
Scurtarea sarcomeruluiScurtarea sarcomerului
nn lipslipsaaATPATP ((dupdup moartemoarte, de ex.), de ex.)
ciclulciclul sesentrerupentrerupenn fazafazanncarecare punteapuntea esteeste legatlegat dede
filamentulfilamentul subsubireire,, fiindfiind
nclinatnclinat la 45la 4500
leglegturatura actomiozinicactomiozinic
devdevineine permanentpermanent
aaparepare rigor mortisrigor mortis
((rigiditatearigiditatea cadavericcadaveric))TeoriaTeoria glisglisriirii
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
21/50
CicluriCicluri biochimicebiochimice
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
22/50
RelaxareaRelaxarea sesenchidnchid canalelecanalele dedeCaCa++++ dindin cisternecisterne
sese refacereface concentraconcentraiaiade 10de 1033 oriori mai maremai marenncisternecisterne dectdectnn
sarcoplasmsarcoplasm
troponinatroponinasisi reiareia
conformaconformaiaia,,tropomiozinatropomiozinamascheazmascheazlocurilelocurile dedelegarelegare cu miozinacu miozina
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
23/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
24/50
MuMuchiul glicerinatchiul glicerinat
parial sau total lipsit de sarcolem, tubi transversali i
reticul sarcoplasmic se pot desfura cele 2 cicluri prin modificarea concentraiei
de ioni de Ca++ i ATP n soluia n care se aflfibra:
n soluie lipsitde ATP -rigor mortis
La adugare de ATP - relaxare
La adugarea Ca++
se produce contracia La ndeprtarea Ca++ (cu chelatori) se produce relaxarea sau
rigor mortis
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
25/50
ManifestManifestrile mecanice alerile mecanice ale
contraccontraciei musculareiei musculare ContracContracieie izotonicizotonic -- forfor exterioarexterioar constantconstant
ContracContracieie neizotonicneizotonic -- forfor exterioarexterioar variabilvariabil
ContracContracieie izometricizometric -- lungimealungimea mumuchiuluichiului
constantconstant,, tensiuneatensiunea crecretete
ContracContraciaia tetanictetanic --
stimulatstimulat cu uncu un impulsimpuls
unicunic,, mumuchiulchiul sesecontractcontract sub formasub forma
uneiunei secusesecuse uniceunice
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
26/50
RelaRelaiaia forfor -- lungimelungime fora generat depinde de lungimea sarcomerelor
valoarea maxim pentru o lungime iniial a fibrei (n repaus)
fora nul: muchiul ntins peste o lungime a sarcomerelor de 3,6mm fora MAXIM: toate punile sunt implicate n interaciunea actomiozinic
RelaRelaia dintre foria dintre fora de contraca de contracieie i lungimea mui lungimea muchiuluichiului
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
27/50
RelaRelaiaia forfor -- vitezvitez
dede scurtarescurtare (Hill)(Hill)
(F +(F + a)(va)(v + b) = (+ b) = (FFmaxmax ++ a)ba)b
PutereaPuterea dezvoltatdezvoltatdede mumuchichi
( )( )aF
bFFFvFP
+
== max
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
28/50
Lucrul mecanic efectuat de muLucrul mecanic efectuat de muchichi
Muchi de formcilindric
Lmax= Fmax Cmax
Fmax
= kS
C max= k1lL
max= kS k
1l
L max = k V
dFLrr
=
Lucrul mecanic efectuat de muchi
depinde direct de volumul muchiului
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
29/50
AplicareaAplicarea
principiuluiprincipiului IInncazulcazulcontraccontracieiieimuscularemusculare
cldura de repaus Q1
cldura de contracie: cldura de meninere a forei de contracie Q2
cldura de scurtare Q3 (proporional cu gradul scurtrii)
cldura de relaxare Q4 se produce imediat dupncetarea stimulrii
cldura de restabilire Q5 se produce n urma reaciilor chimice de
regenerare a ATP
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
30/50
BiofiBiofizzicaica mecanorecepmecanorecepieiiei
atingereatingere corpusculiicorpusculii MeissnerMeissner
apapsaresare corpusculiicorpusculii PaciniPacini
tensiunetensiune corpusculiicorpusculii GolgiGolgi
ntinderentindere
fusurilefusurile
neuroneuro
--muscularemusculare
ReceptoriReceptoritactilitactili
MecanoMecano--receptorireceptori
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
31/50
CorpusculiiCorpusculii MeissnerMeissner
Atingerea pieliiAtingerea pielii
Generarea potenGenerarea potenialelor de acialelor de aciuneiune
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
32/50
Corpusculul PaciniCorpusculul Pacini
sesizeazsesizeazschimbschimbrile de presiunerile de presiunebrubrutete
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
33/50
CorpuscululCorpusculul GolgiGolgi
Tensiunea mecanicTensiunea mecanicdindintendoanetendoane
prinprin
MMsurarea forsurarea forei deei de
contraccontracieie
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
34/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
35/50
Efectele biologice aleEfectele biologice ale
presiunilor hidrostatice maripresiunilor hidrostatice mari diviziunea celulareste blocat fora i viteza contraciei musculare scad
excitabilitatea nervoascrete, pnla autoexcitabilitate
Efectele biologice ale gravitaEfectele biologice ale gravitaieiiei
Efectele biologice ale acceleraEfectele biologice ale acceleraiiloriilor
Imponderabilitate (atrofie muscula, decalcefiere osoas)
apare riscul redistribuirii sngelui n patul vascular, ducnd la
pierderea temporara vederii n hipotensiunea cerebral (vl negru) acumularea sngelui n extremitatea cefalic ((vvl rou)l rou)
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
36/50
ForFora gravitaa gravitaionalional Legea graviaLegea graviaiei a lui Newtoniei a lui Newton:: orice particulorice particuldede
materie din Univers atrage orice altmaterie din Univers atrage orice altparticulparticulcu ocu o
forforcare este direct proporcare este direct proporionalionalcu produsulcu produsul
maselor particulelormaselor particulelor i invers propori invers proporionalionalcucu
pptratul distantratul distanei dintre eleei dintre ele..
2
'
r
mmKFg =
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
37/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
38/50
CentrulCentrul dede greutategreutate (CG)(CG) alal corpuluicorpului umanuman
formformneregulatneregulati oi o
structurstructurneomogenneomogenii
nerigidnerigid CGCG al corpului uman seal corpului uman se
modificmodificn permanenn permanen
CGCG alal corpuluicorpului umanuman sese
aflafl lala intersecinterseciaia aa treitrei
planeplane reciprocreciprocperpendiculareperpendiculare
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
39/50
StaticaStatica
Studiul echilibruluiStudiul echilibrului
01
==
n
i
iFr
01
==
n
i
iMr
Suma forelor s fie nul Suma momentelor sfie nul
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
40/50
Momentul forMomentul foreiei
P iP iii l l l iii l l l i
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
41/50
PoziPoziii anormale ale corpului umanii anormale ale corpului uman
pozia momentandatoratpurtrii unei greuti; atitudini patologice datorate flexiei sau extensiei anormale a
diferitelor segmente;
poziii vicioase:
scolioza(deformare a coloanei
vertebrale)
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
42/50
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
43/50
Echilibrul corpuluiEchilibrul corpuluinn edereedere
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
44/50
Echilibrul corpuluiEchilibrul corpuluin pozin poziie culcatie culcat
echilibrul cel mai stabil
CG are poziia cea mai joas;
poligonul convex de sprijin are aria cea mai mare
echilibru instabil - subiectul este culcat pe o parte acest lucru poate fi ndeprtat prin ndoirea membrelor aflate n
contact cu planul de sprijin
efortul muscular minim, toi muchii fiind relaxai
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
45/50
PrgPrghhiileiile
de echilibru
de for
de deplasare
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
46/50
PrghiilePrghiilen medicinn medicin Prghii de gradul In organism
elemente de echilibru trunchiul pe picioare
capul pe atlas
antebraul n extensie
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
47/50
Prghiile de gradul alPrghiile de gradul al IIII--lea (lea (de forde for))
incisivii i caninii
piciorul are ca rezisten
greutatea corpului
transmisprin tibie i
aplicatla nivelul
articulaiei tibio-tarsiene
instrumente medicale
(bisturiu, dalt, lanet)
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
48/50
PPrghiirghii dede gradulgradul alal IIIIII--lealea
elemente de deplasare
antebraul n flexie funcioneazca o prghie de gradul al
III-lea cnd muchii flexori se contractpentru a-l ridica
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
49/50
Prghii umane multiplePrghii umane multiple grupe de prghii acionate de un singur muchi
ex: falangele care au extensorii i flexorii comuni
suma rotaiilor diverselor prghii osoase micate deun singur muchi = rotaia pe care ar determina-o
acest muchi, acionnd asupra unei singure prghiiumane, muchiul contractndu-se cu aceeai
lungime
8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp
50/50
Prghii asociatePrghii asociate