ANATOMIA Y FISIOLOGIA DEL TRABAJO Definiciones Anatoma Anatoma

ANATOMIA Y FISIOLOGIA DEL TRABAJO

Definiciones • Anatomía: Anatomía Ciencia que estudia la estructura morfológica de los organismos vivos y la relación existente entre sus partes. • Fisiología: Ciencia que estudia las funciones de los Fisiología seres vivos y las leyes que los rigen. • Fisiopatología: Estudia las alteraciones patológicas Fisiopatología de las funciones corporales (≠ defectos corporales o lesiones).

Organización del Cuerpo Humano • Células: Son las unidades más pequeñas de materia viva capaz de funcionar independientemente, compuesta por un protoplasma y su núcleo, rodeados por una membrana plasmática semipermeable. • Tejidos: Conjunto de células diferenciadas que tienen la misma estructura y análoga función. • Órganos: Estructura diferenciada del cuerpo que cumple una función específica, constituida por elementos similares provenientes de tejidos diferentes. • Aparatos: conjunto de órganos con relación funcional entre sí, que efectúan una función determinada (endócrino, muscular) • Sistemas: Son los aparatos en funcionamiento

ESPACIOS • Espacio Intracelular: Intracelular cada célula está rodeada por una Membrana conformando un pequeño espacio. • Espacio Extracelular: Zona virtual muy pequeña, existente entre célula y célula, en la que circulan líquidos y sustancias que permiten el intercambio entre células y entre estas y la sangre. Estos espacios tienen características similares en cuanto a su comportamiento, pero no en las concentraciones de sustancias.

CÉLULA Integrada por varios componentes en 2 zonas: el Núcleo y el Citoplasma. Cada una tiene una Membrana de separación. • Membrana Celular: Aísla a la célula y permite, facilita o impide el ingreso o egreso de sustancias a la célula. • Núcleo: Contiene el ADN, cuya función es comandar la célula. • Citoplasma: En el se realizan las funciones celulares, como degradación química de nutrientes, generación de moléculas de ATP, formación o degradación de Proteínas, Ácidos Grasos y Carbohidratos, como así también, la metabolización de sustancias, extrañas. Contiene la Mitocondria, que contribuye al metabolismo de degradación de los alimentos, formando Moléculas Energéticas (ATP), Reductoras o dadoras de Hidrógeno y de Agua como producto final de la Cadena Respiratoria o Respiración Celular, previo paso por el Ciclo del Acido Cítrico.

METABOLISMO Y RESPIRACION CELULAR Los diferentes tejidos del cuerpo realizan la degradación de los tres tipos de moléculas que el organismo tiene y que puede degradar, formar o incorporar al mismo por medio de la ingesta: Proteínas, Grasas y Carbohidratos.

Metabolismo ó Biotransformación • Son los pasos necesarios para la degradación de esas moléculas que permiten transformarlas en otras más sencillas hasta obtener moléculas de Agua (H 2 O), Dióxido de Carbono (CO 2) y Energía. • Existen 3 vías metabólicas: Proteica, Grasa e Hidrocarbonada. Cada una llega a una etapa en la que las moléculas resultantes son las mismas (Ácido Pirúvico), se unen en un proceso unificado llamado Ciclo del Ácido Cítrico que las transforma en otras formando las moléculas captadoras de energía (AMP, ADP o ATP), para posteriormente ceder los átomos de H+ liberados a otras reacciones llamadas reductoras (NADH+ y NAPDH+).

Cadena Respiratoria o Respiración Celular Es la última etapa del proceso metabólico que se realiza en la Mitocondria, formando Agua y liberando Energía que es atrapada en los ATP.

FUENTES DE ENERGÍA Energía es la capacidad de realizar un trabajo. Existen diversas formas de energía, nos interesa la Energía mecánica y la química Ø Los músculos convierten la energía química (potencial) en energía mecánica (cinética) Ø La unidad de medida es la caloría (aquella capaz de elevar la temperatura de 1 gr. de agua en 1° C) Ø La Kilocaloría (Kcal. ) equivale a 1. 000 calorías.

• Trabajo (T): Es la resultante de multiplicar Fuerza (f) por Espacio (e). La unidad de medida es el Kgm, T= f x e = Kgm. • Potencia (W): Es la resultante del Trabajo (T) realizado en la Unidad de Tiempo (t) La unidad de medida es el Watt (kgm / seg. ) W = T / t = f x e / t = Kgm / seg = watts

Extracción de energía de los elementos nutritivos Las principales substancias son: • Oxígeno • Carbohidratos Glucosa • Grasas Ácidos Grasos • Proteínas Aminoácidos El organismo recurre a cada uno de ellos según la intensidad y duración del esfuerzo. • Intensos y de corta duración Hidratos de Carbono • Baja intensidad y larga duración Grasas. Las Proteínas sólo se utilizan cuando no pueden utilizarse Hidratos de Carbono y las Grasas.

Alimentación y Energía • Alimento es toda sustancia natural o elaborada que aporta materiales y energía necesarios para el desarrollo de los procesos biológicos. • Nutriente esencial es aquella sustancia cuya ausencia o disminución por debajo de un límite mínimo ocasiona una enfermedad carencial, Ej. : Ca, Fe, Vitaminas, Aminoácidos esenciales. • Nutriente energético son alimentos que suministran energía para sintetizar ATP, ellos son glucógeno (almacenado en músculos e hígado) y grasas (en adipocitos y músculos). Las proteínas se usan para el crecimiento y reparación celular

Dieta • Leyes de Escudero Calidad (nutricional) Armónica (proporción ) Suficiente (cantidad) Adecuada (hábitos, horarios) • Debe lograr Máximo rendimiento físico Mantener el peso ideal Mantener estado de salud

Componentes de la Dieta Proteínas • Animales: carnes, pescados, huevos, leche, quesos. • Vegetales: porotos, lentejas, batatas, cereales. Tienen función plástica. Producen 4, 5 Kcal/gramo • Cantidad recomendada del 15 al 20 % de la dieta (alrededor de 1 g/Kg de peso, es decir 75 g/día) Lípidos • Animales y Vegetales: Simples Triglicéridos: Glicerol + ácidos grasos Tienen función energética. Producen 9, 1 Kcal. / gramo • Cantidad recomendada 20 a 30 %

LOS LÍPIDOS COMO COMBUSTIBLE El grupo de los lípidos, comprenden: • Grasas neutras ó Triglicéridos • Fosfolípidos • Colesterol y • Algunos otros de < importancia.

HIDRATOS DE CARBONO • Mono, Di, Oligo y Polisacáridos: Prácticamente todos vegetales (cereales y papa) Tienen función energética. Producen 4, 5 Kcal/gramo Cantidad recomendada del 50 -60 / 70 % de la dieta • Fibras: Polisacáridos unidos entre si, el organismo no los digiere. Insolubles: > volumen de las heces Solubles: disminuyen el colesterol Ingestión recomendada de 25 - 30 gr. de fibra/día. Son ricos en ellas los cereales integrales, zanahoria, apio, remolacha, porotos, garbanzos, frutilla, pera, uva, maní, coco, almendra.

HIDRATOS DE CARBONO • Monosacáridos: Glucosa – Fructosa – Galactosa • Disacáridos: Sacarosa (fructosa + glucosa) Lactosa (fructosa + galactosa) Maltosa (glucosa + glucosa) • Oligosacáridos: (< 10) Maltotriosas (bebidas deportivas) bebidas deportivas • Polisacáridos: (>10) Almidón Glucógeno.

HIDRATOS DE CARBONO COMBUSTIBLES Se necesita energía para la • Actividad muscular • Actividad secretora de las glándulas • Creación de potenciales de membrana en fibras nerviosas y musculares • Procesos de síntesis • Absorción de alimentos del tubo digestivo

Vitaminas Elementos esenciales no sintetizados por el organismo e indispensables para la vida No liberan energía, por lo que no aportan calorías

Hidrosolubles No se almacenan. Su exceso se elimina. Ø Vitamina C Ø Vitamina B 1 (Tiamina) Ø Vitamina B 3 (Niacina o Ácido Nicotínico) Ø Vitamina B 6 (Piridoxina) Ø Vitamina B 12 (Cianocobalamina) Ø Ácido Fólico Liposolubles Se almacenan en el organismo, por ello es posible la intoxicación. Ø Vitamina A Ø Vitamina D Ø Vitamina E Ø Vitamina K

FISIOLOGÍA APLICADA AL TRABAJO • Es uno de los pilares de la Ergonomía, ya que previene las enfermedades profesionales mediante la economía del gasto energético, lo que determina mayor productividad • La tarea que enfrenta el fisiólogo del trabajo consiste en evaluar la tensión impuesta al organismo que trabaja, por el esfuerzo total del trabajo y el ambiente de trabajo.

Introducción • La experiencia práctica ha demostrado que no se puede exigir más del 30 al 40 % de la potencia aeróbica máxima durante un día de trabajo de 8 hs sin desarrollar síntomas subjetivos y objetivos de fatiga. • El problema consiste en determinar la relación entre la carga de trabajo y la capacidad de la persona.

Factores que Interfieren la realización de Trabajo Físico Prolongado La relación entre carga de trabajo y capacidad es afectada por una interacción compleja de factores, internos y externos. Externos: Externos • Ruido • Temperatura Ambiente • Presión Atmosférica Internos: Internos • Naturaleza del trabajo a realizar • Intensidad y Duración del mismo • Posición y Técnica de trabajo • Turnos rotativos

Relación Carga de Trabajo / Capacidad de Trabajo • La expresión de la carga de trabajo, en valores absolutos (litros de consumo de O 2 x minuto) puede resultar carente de sentido. • Se debería expresar como porcentaje de la potencia aeróbica máxima del individuo, lo cual significa que se debe estimar en forma individual la razón entre la carga y la potencia. Es decir, determinar el consumo máximo de oxígeno del sujeto. • El mismo principio es válido para los grupos musculares que participan del trabajo, pues sólo se puede someter a esfuerzo un cierto porcentaje de la fuerza muscular máxima sin desarrollar fatiga muscular.

Metabolismo Basal Energía consumida en completo reposo (ayuno, reposo, aislamiento térmico. ). Depende de: • Edad ( > en niños y jóvenes; < en adultos y ancianos) • Sexo ( < en las mujeres) • Superficie corporal (peso y altura) El metabolismo basal promedio es de 1. 500 Kcal / día De acuerdo con la actividad desarrollada : • Trabajo de oficina 2. 500 Kcal • Trabajo Industrial 3. 000 Kcal. • Trabajo pesado 3. 600 Kcal. Estibadores y hacheros 4. 000 Kcal. El inexperto > consumo calórico x más movimientos inútiles. • Frecuencia Cardiaca y Carga Física: > 140 x´ • Frecuencia Máxima en entrenado = 220 x´ – edad

SISTEMAS ENERGÉTICOS Son aquellos que proveen la energía química para el trabajo celular, existiendo tres tipos disponibles 1. ATP - PC es decir Adenosina Trifosfato – Fosfocreatina: Aláctico Anaeróbico 2. Ácido láctico – ATP en esta reacción participan los azúcares sin el oxígeno es decir es un sistema: Láctico Anaeróbico. 3. Oxígeno - ATP ó Aeróbico en este sistema participan los azúcares y el oxígeno. • En 1 y 2 el tiempo de duración o agotamiento del sistema es muy corto mientras que en el 3 es de larga duración

Transformación ATP en ADP

SISTEMA ATP-PC SISTEMA DEL ÁCIDO LÁCTICO SISTEMA DEL OXÍGENO Anaerobio Rápido Lento Muy rápido Combustible químico: Combustible alimenticio: Glucógeno, PC proteínas, grasas. Producción limitada de Producción ilimitada de Producción muy ATP limitada de ATP Subproducto: Ácido No hay subproductos que Reservas musculares Láctico que origina fatiga originen fatiga limitadas muscular Se utiliza en tareas de Utilizado en actividades Utilizado en actividad corta duración (< 1´) de 1 -3´ prolongada y de resistencia. (> 3´)

ANAERÓBICO ALÁCTICO: • Constituido por el sistema Fosfágeno (ATP y PC), se almacena especialmente en las células musculares. El ATP está compuesto por Adenosina y 3 grupos fosfato con enlaces de alta energía potencial, en el momento de la utilización se desdobla en ADP, Pi y Energía. Cada mol de ATP produce 7 a 12 Kcal. • La utilidad reside en la rápida disponibilidad. Es un recurso inmediato, anaeróbico y aláctico, corresponde a los primeros 60 segundos del esfuerzo. • Para la re-síntesis del ATP se utiliza la energía de los alimentos y la fosfocreatina (PC), por ello se habla de un sistema ATP - PC. Por cada mol de PC descompuesto, se sintetiza un mol de ATP. Escasas reservas musculares.

ANAERÓBICO LÁCTICO • Energía a la que se recurre partiendo de la glucólisis anaeróbica y que como resultado de dicho proceso se produce Ácido Láctico. • Es una respuesta energética rápida. • Es la segunda fuente de energía muscular (en función del tiempo) dura de 1 a 3 minutos. La elevación de los niveles de Ácido Láctico en el músculo, origina fatiga muscular transitoria. • En estas condiciones de anaerobiosis del glucógeno, 180 gramos de este sólo elaboran 3 moles de ATP.

ETAPA AERÓBICA • Corresponde al sistema energético producido por la degradación del glucógeno en presencia de oxígeno. Dura horas, no forma ácido láctico y la energía necesaria para recomponer el ATP proviene de Ø Grasas: 256 gr. producen 130 moles de ATP Ø Glucógeno: 180 gr. producen 39 moles de ATP • Esta reacción se realiza en las mitocondrias, por ello la célula muscular tiene una gran cantidad de ellas.

Síntesis Aeróbica del ATP

ANATOMÍA

CONTEXTURA CORPORAL Somatotipo (Tipos Físicos): Describe un tipo o categoría Somatotipo particular de constitución física. Se clasifican: • Atlético: Posee grandes masas músculo-esqueléticas y estructuras óseas grandes y prominentes. Es Predominante. • Asténico: Generalmente altos, delgados, poco musculosos y con reducida grasa corporal. Poseen extremidades largas, y tronco corto. • Pícnico: Es obeso, tiene abdomen protuberante, pecho relativamente pequeño, y extremidades relativamente cortas.

Posición y Dirección Posición Anatómica: Anatómica Cuerpo erguido, brazos a los lados y palmas hacia el frente, la cabeza y pies hacia adelante. Términos Direccionales • • • Superior o cefálico - Inferior o caudal Anterior o ventral – Posterior o dorsal Línea media - Medial o interna - Lateral o externa Proximal - Distal Superficial o periférica - Profundo o central Parietal - Visceral Planos Corporales • Sagital ó antero-posterior • Coronal ó latero-lateral • Transversal u horizontal

Regiones Corporales • Axial: Cabeza (cráneo, cara y mandíbula), el cuello y tronco (tórax, abdomen y pelvis). • Apendicular: Extremidades superiores (hombro, brazo, codo, antebrazo, muñeca y mano), e inferiores (cadera, muslo, rodilla, pierna, tobillo, y pie). Cavidades del Cuerpo • Craneana con el canal raquídeo: encéfalo y estructuras nerviosas y la médula espinal • Torácica: cavidades pleurales y mediastino. • Abdominal: Hígado, vesícula biliar, estómago, páncreas, intestinos, bazo, riñones y uréteres. • Pelviana: Vejiga urinaria, órganos de la reproducción y la porción distal del intestino grueso (colon sigmoideo y recto).

ESQUELETO • Formado por más de 200 huesos. La principal función es mantener huesos la estructura del cuerpo humano. • Pueden clasificarse según su forma en: Huesos Largos: Constan de una zona cilíndrica (la diáfisis) y dos extremos, llamados cada uno epífisis (húmero, tibia). Huesos Cortos: Tienen forma irregular (carpo, tarso). Huesos Planos: Se encuentran dondequiera que se necesite protección de partes blandas del cuerpo o un lugar para inserción muscular extensa. (costillas, escápula, pelvis, cráneo). Huesos Irregulares: Comprende huesos de forma característica y diferente. (vértebras y los huesillos del oído) Huesos Sesamoideos: Pequeños y redondeados junto a articulaciones. Incrementan la función de palanca de los músculos. (rótula ).

SISTEMA ARTICULAR • Articulación es la zona de unión entre los huesos o cartílagos del esqueleto. Por los movimientos se pueden clasificar en: • Sinartrosis: articulaciones rígidas, unidas por el crecimiento rígidas del hueso. (huesos del cráneo). • Anfiartrosis: articulaciones semimóviles, con las superficies semimóviles articulares cubiertas de cartílagos y la unión es por dos tipos de ligamentos: ínter-óseo o fibrocartilaginoso y ligamento periféricos que rodean al ligamento anterior (vertebras, carpo, tarso). • Diartrosis: articulaciones móviles Estas tienen una capa externa de cartílago fibroso y están rodeadas por ligamentos resistentes que se sujetan a los huesos. (cadera, hombro, codo, rodilla, dedos, muñeca y tobillos).

APARATO MUSCULAR • Compuesto de dos tipos distintos de células que a su vez, se diferencian en las funciones y las estructuras que lo controlan. • Son elásticos. Funcionan en pares (agonistas y antagonistas). • Las células musculares están dispuestas en hilos elásticos agrupados en paquetes. Varios juntos constituyen un músculo. • Los músculos se hallan cubiertos por la aponeurosis, cuyos extremos forman el tendón, que adhiere a los huesos. • Se fijan a los huesos en los puntos que pueden dar mayor movimiento, quedando un extremo adherido a un hueso de mayor movimiento (inserción) y el otro a uno de menor movimiento (origen). • También se fijan a cartílagos, ligamentos, tendones y piel.

Clasificación de los Músculos Hay tres tipos: liso, esquelético, y cardíaco. • Liso • Estriado Músculos de la Respiración • Cardíaco

Músculo Liso • NO está bajo nuestro control consciente, es decir, que sobre el actúa el Sistema Vegetativo ó Nervioso Autónomo (SNA). • Se encuentra compuesto por células en forma de huso con una organización interna diferente a los demás tipos de músculos (carece de estrías transversales aunque muestra débiles estrías longitudinales), igualmente conserva las mismas bases químicas de la contracción. • Estos músculos trabajan automáticamente. Son componentes estructurales de las paredes en los vasos sanguíneos y órganos internos. Realizan los movimientos de la digestión y el flujo de líquidos (sistemas linfático, urinario y reproductor).

Músculo Estriado • Conforma la estructura muscular que permiten un movimiento controlado por la “voluntad”, es decir, responden “voluntad”, a una orden del cerebro originada en una determinación del individuo. • Sus contracciones producen los movimientos corporales. Constituyen cerca de 40 % de peso corporal de la persona. • Es el utilizado para realizar las diversas actividades físicas que desarrolla el individuo. Requiere una importante irrigación para aportar la cantidad de oxígeno necesario para las reacciones químicas involucradas en el proceso de la contracción.

Músculo Cardíaco • Llamado también Miocardio. • Es involuntario. No se halla bajo control consciente • Es automático y posee autocontrol nervioso y endocrino. • • Se caracteriza por tener células que presentan estrías longitudinales y transversales imperfectas.

Músculos de la Respiración • La respiración consiste de un movimiento de inspiración seguido de una espiración. • Los músculos de la inspiración son el diafragma y los intercostales externos. • Los músculos de la espiración son los intercostales internos y abdominales. • El diafragma representa el músculo más importante en la inspiración. Tiene tres aberturas por donde pasa el esófago, los nervios vagos, la aorta, la vena cava y algunas ramas de los nervios frénicos. • Los músculos intercostales (dos capas: interna y externa).

Músculo Esquelético Fibras: Células largas y cilíndricas de 10 a 100 micrones de diámetro y hasta 6 cm de largo), rodeadas por una membrana llamada sarcolema. Dentro del sarcolema se encuentra el citoplasma de la fibra, conocido como sarcoplasma. Este contiene núcleos múltiples colocados en la periferia y miofibrillas paralelas arregladas en dirección longitudinal compuestas de miofilamentos. Fascículo: Haces de fibras envueltos por una vaina de tejido conectivo, el perimisio. Fibras Musculares: Son las células individuales con diámetro entre 10 y 80 µm y longitud igual al músculo (hasta 35 cm). Su número varía en cada Músculo dependiendo del tamaño y función del mismo. Sarcolema: Membrana externa de plasma que rodea cada fibra. Se encuentra constituida por una membrana plasmática, y una capa de material polisacárido y fibrillas delgadas de colágeno que le proveen resistencia.

Tendón: Cuerdas fibrosas de tejido conectivo que Transmiten la fuerza generada por las fibras musculares a los huesos, produciendo el movimiento. Sarcoplasma: Representa la parte líquida de las fibras musculares. Equivale al citoplasma de una célula común. Miofibrilla: Largos filamentos contenida cada fibra Muscular. Representan los elementos contráctiles de los esqueléticos. Aponeurosis: Tejido conectivo externo que recubre todo el músculo. Perimisio: Tejido conectivo intermedio que recubre cada fascículo, manteniéndolo unido. Endomisio: Tejido conectivo interno que recubre a cada fibra manteniéndolas unidas.

Sinapsis Neuromuscular Inervación de la Fibra Muscular • Las fibras musculares son estimuladas por una neurona motora, donde su contacto es la porción media de la fibra. Unidad Motora • Representa un solo nervio o neurona motora que inerva a un grupo de fibras musculares Unión Neuromuscular • Es la sinapsis entre un nervio motor y una fibra muscular. Impulso Nervioso • Llega a las terminaciones del nervio (axones o botones terminales), allí secreta Acetilcolina (Ach) que se une a los receptores en el sarcoplasma. Ahí es cuando se inicia la transmisión de la carga eléctrica por despolarización de la membrana (sarcolema) de la fibra, transmitiéndose a lo largo de toda la fibra muscular.

Energía para la Acción Muscular • La fuente inmediata de energía para la actividad contráctil proviene de las moléculas de ATP sobre la miosina. • La cabeza de miosina posee un punto de enlace para el ATP. • La enzima ATPasa se encuentra en la cabeza de la miosina, descomponiendo la molécula de ATP y produciendo ADP + Pi + Energía Libre/Útil. • La energía liberada enlaza la cabeza de miosina con el filamento de actina permitiendo la acción muscular.

ACCIÓN MUSCULAR Tipos de Tensión generada Isotónica (Dinámica) • Concéntrica • Excéntrica Isométrica (Estática)

Isotónica (Dinámica) Concéntrica Este tipo de contracción produce un acortamiento muscular con el consiguiente movimiento articular (acción dinámica). Representa la acción principal de los músculos esqueléticos. Ø A > velocidad (0. 8 m/s) < fuerza generada. Ø Con < velocidad (0. 2 m/s) > fuerza muscular. • Los filamentos de actina y miosina se deslizan los unos a lo largo de los otros. Los filamentos de actina (delgados) son arrastrados, haciendo que se aproximen, lo cual incrementa su sobreposición con los filamentos de miosina (gruesos).

Isotónica (Dinámica) Excéntrica Produce un alargamiento muscular, incluido en la acción dinámica que genera el movimiento articular. Ø A > velocidad (0. 8 m/s), > incremento en la fuerza muscular. Ø Con < velocidad (0. 2 m/s), < fuerza muscular generada. • Los filamentos de actina se separan (estiran) siendo arrastrados en dirección contraria al centro del sarcómero. • Esto produce un movimiento articular (acciones dinámicas). Por ejemplo, la acción del bíceps braquial cuando el codo se extiende para bajar una resistencia/peso.

Isométrica (Estática) • Se genera tensión pero la longitud muscular no cambia. El ángulo articular no varía, por lo tanto no existe una velocidad de acción (0. 0 m/s). Esto implica que la fuerza muscular será elevada. • Los filamentos de actina y miosina permanecen en su posición original. Los puentes cruzados de miosina se forman y son reciclados, produciendo fuerza/tensión. Esta fuerza es demasiado grande para que los filamentos de actina se muevan. Este tipo de contracción no produce movimiento. (sostener el peso de un objeto, manteniéndolo fijo con el codo flexionado).

CONTRACCIÓN MUSCULAR

CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO Y LISO • Todos los músculos esqueléticos del cuerpo están formados por gran número de fibras. • Generalmente las fibras se extienden en toda la longitud del músculo, y cada una esta inervada por una o más uniones neuromusculares localizadas alrededor del tercio medio de la fibra. • Cada fibra muscular contiene desde varios centenares a varios millares de miofibrillas y cada miofibrilla, a su vez, tiene, uno al lado de otro, unos 2. 500 filamentos de miosina y filamentos de actina-tropomiosina que, son moléculas de proteína a las cuales corresponde la contracción muscular.

Todas las fibras musculares esqueléticas, presentan extracciones transversales, las pequeñas bandas claras reciben el nombre de bandas “I”. Las bandas oscuras se conocen como bandas “A”. La combinación de una “A” y una banda “I” recibe el nombre de sarcómero. Además, aparecen una zona “H” en el centro de la banda “A”, esta formada principalmente por filamentos de miosina y las bandas “I” por filamentos de actina. Sin embargo, los filamentos de actina también se extienden en las bandas “A”, aunque no en sus zonas “H”. Una membrana “Z” pasa a través de la parte media de la banda “I” luego se extiende de una fibrilla a otra, uniéndolas entre sí. Esta membrana también une las partes medias de los filamentos de actina - tropomiosina entre sí. El 20 por 100 del peso sólido de la fibra muscular depende de proteínas; la mayor parte de ellas son miosina y actina. Las fibrillas están incluidas en una matriz semilíquida denominada sarcoplasma, que forma quizá el 50 % de toda la fibra muscular y contiene gran número de mitocondrias para asegurar el metabolismo oxidativo de la fibra muscular. Rodeando a lsarcoplasma y las miofibrillas esta el sarcolema o sea la membrana celular de la fibra muscular. Así pues el sarcolema es la membrana que conduce los potenciales de acción a lo largo de la fibra.

CONTRACCIÓN MUSCULAR ESQUELÉTICA • Cuando un potencial de acción ha pasado a través de la unión neuromuscular y se ha difundido en ambas direcciones a lo largo de la fibra muscular, ésta empieza a contraerse después de un periodo de latencia inicial de aproximadamente 0. 003 de segundo. La membrana “Z” conduce el potencial de acción hacia las partes mas internas de la fibra, con lo cual se desencadena el proceso contráctil, pase de iones de calcio al interior de la fibra, son capaces de provocar la contracción del complejo de actina-miosina. El proceso contráctil • Los filamentos de actina-tropomiosina simplemente se deslizan como pistones hacia adentro entre los filamentos de miosina.

Energía para la Contracción • Ocurre un proceso químico activo durante la contracción, por virtud de la cual se transfiere instantáneamente energía a los filamentos de miosina y de actina-tropomiosina. • El origen de la energía para la contracción es el ATP. La miosina, activada por los iones de calcio, se transforma en una enzima denominada adenosintrifosfatasa que separa un radical fosfato del ATP, y así libera grandes cantidades de energía. • Cuando el ATP almacenado en una fibra muscular se acaba a consecuencia de la contracción muscular, se forma en unas cuantas milésimas de segundo nuevo ATP utilizando energía almacenada en otra sustancia, la fosfocreatina, que se halla en mucha mayor abundancia en las células musculares que el propio ATP. Se forma más ATP todavía, con menor rapidez, gracias a los procesos glucolíticos oxidativos.

Trabajo de los músculos • El proceso de acortamiento de los músculos puede elevar objetos o moverlos contra una fuerza y en consecuencia, efectuar trabajo. Cuando así ocurre, se libera una cantidad adicional de energía, exactamente igual a la cantidad adicional de trabajo producida, por el ATP que hay en el músculo. Eficacia de la contracción muscular • Se calcula por el porcentaje de energía absorbida por un músculo (energía química de los alimentos) que puede convertirse en trabajo es menor del 20 – 25 %, el resto se transforma en calor. La eficacia máxima solo puede lograrse cuando el músculo se contrae con velocidad moderada, ni demasiado lentamente ni con excesiva rapidez. • De ordinario, la eficacia máxima se obtiene cuando la velocidad de contracción es de aproximadamente el 30 por 100 de la máxima.

CONTRACCIÓN DEL MÚSCULO ESQUELÉTICO EN EL CUERPO Unidad motora • Cada neurona motora que sale de la médula espinal suele inervar varias fibras musculares; el número depende del tipo de músculo • Todas las fibras musculares inervadas por una sola fibra nerviosa reciben el nombre de unidad motora. En general, los músculos que reaccionan muy rápidamente y los que contraen en forma muy precisa tiene pocas fibras musculares (10 a 25 en el músculo ocular) para cada unidad motora, y un número mayor de fibras nerviosas para cada músculo. Por otra parte, los músculos posturales de acción lenta, que no requieren un control extraordinariamente fino, pueden tener hasta 2. 000 a 3. 000 fibras por unidad motora. Un valor medio para todos los músculos de la economía podría ser de alrededor de 1. 500 fibras musculares por unidad motora.

• Las fibras musculares de una sola unidad motora suelen hallarse bastante cerca de unas de otras, pero no siempre adyacentes. Forman en el cuerpo del músculo una masa grande hasta de 6 mm de diámetro, aunque otras veces solo se trata de un diámetro de fracción de milímetro. Generalmente las fibras musculares de unidades motoras vecinas se superponen unas a otras, y algunas de las fibras de una unidad motoras quedan situadas dentro de la segunda unidad motora, y algunas fibras de ambas se hallan todavía en unidades motoras adicionales. • Esta inter digitación permite que las unidades motoras separadas se contraigan para ayudarse unas a otras mejor que como segmentos individuales. • La mayor parte de fibras musculares reciben dos o más terminaciones nerviosas, y estas muchas veces nacen de neuronas motoras muy diversas. En otras palabras, una misma fibra muscular puede formar parte de dos, o quizás mas, unidades motoras. Esta innervación múltiple protege la fibra contra la pérdida de función cuando parte del nervio motor es destruido.

• El control nervioso de un músculo puede estar tan bien graduado por circuitos neuronales en la médula espinal, que pueda pedírsele a dicho músculo cualquier grado imaginable de contracción. Los músculos de acción rápida, como los ojos y los dedos, pueden controlarse mas críticamente que los músculos posturales lentos porque son menores el número de fibras en las unidades motoras y porque sus músculos tienen acción mucho más rápida. Por lo tanto, los músculos dedos y los ojos tienen una graduación de contracción mejor que los músculos posturales. • La contracción de un músculo puede ocurrir muy rápidamente cuando se contrae sin carga, tan rápidamente como diez veces su propia longitud en un segundo. Cuando se aplican cargas, la velocidad de contracción se hace progresivamente menor a medida que la carga aumenta. Cuando la carga equivale a la fuerza isométrica máxima de contracción del músculo, la velocidad de contracción de este resulta nula y no se produce contracción ninguna. Como el músculo solo puede obtenergía del ATP con cierto ritmo, cuanto mayor sea la carga, menor será la velocidad de movimiento mientras el músculo obtiene la cantidad necesaria de energía.

Tono Muscular Esquelético • Es el grado de contracción residual en el músculo esquelético. Resulta de potenciales de acción muscular. Nacen unos pocos impulsos espontáneos en cada fibra muscular, la mayor parte del tono muscular esquelético depende de los impulsos nerviosos que provienen de la médula espinal, Estos, a su vez, están controlados en parte por impulsos transmitidos desde el cerebro a las neuronas motora anteriores de la médula, y en parte por impulsos que se originan en husos musculares localizados en el propio músculo. Los husos musculares son receptores sensitivos que existen prácticamente en todos los músculos que transmiten impulsos casi continuamente por las raíces posteriores hacia la médula espinal, donde excitan las neuronas anteriores motoras, el músculo queda casi completamente fláccido.

Fatiga Muscular • La contracción enérgica y prolongada resulta de una incapacidad de los procesos contráctiles y metabólicos de las fibras musculares para continuar proporcionando el mismo trabajo. El nervio continúa funcionando adecuadamente, los impulsos nerviosos atraviesan normalmente la unión neuromuscular hacia la fibra del músculo, e incluso potenciales normales difunden por las mismas, pero la contracción se debilita cada vez más. • La interrupción del riego sanguíneo del músculo origina la fatiga muscular muy intensa en un minuto o poco más, por la pérdida manifiesta del aporte nutritivo.

Contractura Fisiológica • Si un músculo se fatiga en grado extremo, posiblemente quede continuamente contraído y persista durante varios minutos así. Además de la energía necesaria para la contracción, parece necesitarse una pequeña cantidad de energía para promover la relajación al terminar la fase contráctil. Si un músculo se ha fatigado tanto que todos los componentes dadores de energía almacenados en las fibras musculares han sido desintegrados, no puede obtener la energía necesaria para la relajación y el músculo adopta una contracción semipermanente. Cuando el estado de fatiga pasa y se ha formado ya más ATP, el músculo se relaja gradualmente.

MÁQUINAS SIMPLES Concepto • Dispositivo que permite mediante la aplicación de una fuerza vencer una resistencia. Función • Su uso esta indicado cuando la intensidad de la fuerza aplicada es menor que la resistencia que debe vencer, o bien para permitir que la fuerza se aplique en forma más conveniente.

PALANCAS Concepto: • La palanca es un tallo rígido capaz de moverse alrededor de un punto denominado fulcro (F). Trabajo: • Se realiza cuando una fuerza (E), aplicada a un punto de la palanca, actúa sobre un peso (P), ejerciendo su acción sobre un segundo punto de la palanca. Componentes: • a. Brazo de Esfuerzo (BE): Es la distancia perpendicular desde el fulcro al punto de esfuerzo (E). • b. Brazo de Resistencia o peso (BR): Es la distancia desde el fulcro al punto del peso (P).

Clases de Palancas • Existen tres géneros o clases, relacionadas por las relativas posiciones del fulcro, esfuerzo y peso. Primer género: • 1) El fulcro se halla entre el esfuerzo y el peso. • 2) Puede estar situado en la parte central, o hacia cualquiera de los lados (esfuerzo o peso), con lo que los dos brazos pueden ser iguales o uno de ellos más largo que el otro. Segundo género: • 1) El peso se halla entre el fulcro y el esfuerzo. • 2) El brazo de esfuerzo es siempre más largo que el brazo de peso. Tercer género: • 1) El esfuerzo se halla entre el fulcro y el peso. • 2) El brazo de peso es siempre más largo que el brazo de esfuerzo. Son las más numerosas en el cuerpo humano

Palancas del Cuerpo Primer género 1) Durante el balanceo de la cabeza: a) La palanca: Representado por el cráneo. b) El fulcro: Representado por las articulaciones occipito - atloideas. c) El peso: Se halla situado en la parte anterior, en la cara. d) El esfuerzo: Sería realizado por la contracción de los músculos posteriores del cuello, con su inserción en el hueso occipital. 2) Los movimientos de inclinación de la pelvis sobre las cabezas femorales.

Segundo género 1) Cuando se elevan los talones para mantenerse de puntillas sobre los dedos: a) La palanca: Los huesos del tarso y metatarso se estabilizan por acción muscular para formar la palanca. b) El fulcro: Se halla situado en la articulación metatarso falángica y el peso del cuerpo se transmite al astrágalo a través de la articulación del tobillo. c) El esfuerzo: Se aplica en la inserción del tendón de Aquiles por la contracción de los músculos de la pantorrilla. 2) La flexión del codo puede considerarse como otro tipo de palanca relativamente poco frecuente en el cuerpo humano.

Tercer género A. Característica: Existe siempre una desventaja mecánica; es la palanca de velocidad, en la que la pérdida de la ventaja mecánica se compensa sobradamente por la ventaja que se logra por la rapidez y amplitud del movimiento. B. Cuando la palanca es el antebrazo, el fulcro se halla en la articulación del codo, y cuando el esfuerzo es realizado por el músculo bíceps y el peso es algún objeto sostenido en la mano, podrá observarse que una pequeña contracción muscular se traducirá en un movimiento mucho más extenso y rápido de la mano.