Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp

8/13/2019 Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp

1/50

BIOFIZICA CONTRACBIOFIZICA CONTRACIEI MUSCULAREIEI MUSCULARE


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


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


4/50

AparatulAparatullocomotorlocomotor

sistem osos articulaii muchi

Sistemul osos

creterea rezistenei globale a osului


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


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


7/50


8/50

FibraFibra muscularmuscular


9/50

SarcomerulSarcomerul

Filamente subFilamente subiriiri ((5050))

LiniiLinii ZZ separseparsarcomerelesarcomerele

FilamenteFilamente groasegroase ((100100))


10/50

Filamente subFilamente subiriiri ((5050 )) actinaactina globularglobular

((actinaactina G) (42G) (42 kDakDa))

ttropomiozinaropomiozina (70(70 kDakDa))

troponinatroponina (50(50 kDakDa))


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


12/50

PPununii transversaletransversale miozinicemiozinice

PrinPrin legarealegarea actinactineiei ii miozinmiozineiei sese formeazformeazcomplexulcomplexul

actomiozinicactomiozinic carecare amplificamplific activitateaactivitatea ATPATP--azicazicaa

miozineimiozinei dede 250250 dede oriori

Muchirelaxat


13/50

EtapeleEtapele contraccontracieiieimuscularemusculare

1.1. ExcitaExcitaiaia fibreifibrei

2.2. CuplajulCuplajul excitaexcitaieie contraccontracieie

3.3. ContracContraciaia propriupropriu--ziszis aa fibreifibrei


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


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


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


17/50


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


19/50

Adugarea moleculelor deCa2


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


21/50

CicluriCicluri biochimicebiochimice


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


23/50


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


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


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


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


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


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


30/50

BiofiBiofizzicaica mecanorecepmecanorecepieiiei

atingereatingere corpusculiicorpusculii MeissnerMeissner

apapsaresare corpusculiicorpusculii PaciniPacini

tensiunetensiune corpusculiicorpusculii GolgiGolgi

ntinderentindere

fusurilefusurile

neuroneuro

--muscularemusculare

ReceptoriReceptoritactilitactili

MecanoMecano--receptorireceptori


31/50

CorpusculiiCorpusculii MeissnerMeissner

Atingerea pieliiAtingerea pielii

Generarea potenGenerarea potenialelor de acialelor de aciuneiune


32/50

Corpusculul PaciniCorpusculul Pacini

sesizeazsesizeazschimbschimbrile de presiunerile de presiunebrubrutete


33/50

CorpuscululCorpusculul GolgiGolgi

Tensiunea mecanicTensiunea mecanicdindintendoanetendoane

prinprin

MMsurarea forsurarea forei deei de

contraccontracieie


34/50


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)


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 =


37/50


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


39/50

StaticaStatica

Studiul echilibruluiStudiul echilibrului

01

==

n

i

iFr

01

==

n

i

iMr

Suma forelor s fie nul Suma momentelor sfie nul


40/50

Momentul forMomentul foreiei

P iP iii l l l iii l l l i


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)


42/50


43/50

Echilibrul corpuluiEchilibrul corpuluinn edereedere


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


45/50

PrgPrghhiileiile

de echilibru

de for

de deplasare


46/50

PrghiilePrghiilen medicinn medicin Prghii de gradul In organism

elemente de echilibru trunchiul pe picioare

capul pe atlas

antebraul n extensie


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)


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


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


50/50

Prghii asociatePrghii asociate

Documents

Contractia Musculara Biomecanica MG 2012-2013 Prez Pp