6 biomecanica a musculara 2009 pp
TRANSCRIPT
-
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
3/50
sistem osos
articula iimuchi
Aparatul locomotorSistemul osos
cre terea rezisten ei globale a osului
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
6/50
Articula ia sinovial Lichidul sinovial dintre cartilaje - rol delubrifiant
Vscozitatea lichidului sinovial variaz la efortExist diferite modele ale mecanismului delubrifiere
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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)
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
8/50
FibraFibra
muscularmuscular
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
9/50
SarcomerulSarcomerulLiniiLiniiZZ separsepar sarcomerelesarcomerele
Filamente subFilamente subiriiri ((5050 ))
FilamenteFilamente groasegroase ((100100))
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
10/50
Filamente subFilamente sub iriiri ((5050 ))actinaactina globularglobular ((actinaactina G) (42G) (42 kDakDa))
tt ropomiozinaropomiozina (70(70 kDakDa))
troponinatroponina (50(50 kDakDa))
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
16/50
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
18/50
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
21/50
CicluriCicluribiochimicebiochimice
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
29/50
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
30/50
BiofiBiofizzicaica mecanorecepmecanorecep ieiieiatingereatingere corpusculiicorpusculii MeissnerMeissner
apapsaresare corpusculiicorpusculii PaciniPacini
tensiunetensiune corpusculiicorpusculii GolgiGolgi
ntinderentindere fusurilefusurileneuroneuro-- muscularemusculare
ReceptoriReceptoritactilitactili
MecanoMecano--receptorireceptori
Corp sc liiCorpusculiiMeissnerMeissner
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
31/50
CorpusculiiCorpusculiiMeissnerMeissnerAtingerea pieliiAtingerea pieliiGenerarea potenGenerarea poten ialelor de acialelor de ac iuneiune
C l l P i iC l l P i i
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
32/50
Corpusculul PaciniCorpusculul Pacinisesizeazsesizeaz schimbschimbrile de presiunerile de presiunebrubrutete
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
33/50
Corpusculul GolgiCorpusculul GolgiTensiunea mecanicTensiunea mecanic din tendoanedin tendoane
prinprin
MMsurarea forsurarea for ei de contracei de contrac ieie
F ilFusurile
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
34/50
FusurileFusurile
neuroneuro--muscularemusculare
MMsoarsoar gradul degradul descurtare sau descurtare sau de
alungire a mualungire a mu chiuluichiului
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
35/50
FFor g ita gravita i lional
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
=
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
39/50
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
40/50
Momentul forMomentul foreiei
PoziPozi ii anormale ale corpului umanii anormale ale corpului uman
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
43/50
Echilibrul corpuluiEchilibrul corpului nn edereedere
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
45/50
de echilibru
de for
de deplasare
Prghiile
Prghiile n medicin
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
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
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
49/50
-
8/9/2019 6 Biomecanica a Musculara 2009 Pp
50/50
Prghii asociatePrghii asociate