SISTEMA DE LOCOMOCIÓN DEL HOMBRE

SISTEMA DE LOCOMOCIÓN DEL HOMBRE.

Interactúan

Músculos

huesos

Tendones - ligamentos

articulaciones

SISTEMA OSEO

1º Hueso tejido vivo

Osteocitos

Remodelación

• Osteoclastos destruyen

• Osteoblastos construyen

Esqueleto nuevo cada 7 años aproximadamente.

2º CONSTITUYENTES DEL HUESO

H (3,4%)

C (15,5%)

N (4%)

O (44%)

Ca (22,2%)

Mg (0,2%)

P (10,2%)

S (0,3)

Otros (0,2%)

•Colágeno óseo : Menos densoPegamentoElasticidad

•Mineral óseo :Hidroxiapatita de calcio Ca10 (PO4)6 (OH)2

Cristales cilíndricos

TEJIDO ESPONJOSO Y COMPACTO

El esponjoso es menos denso que el compacto, es parte de los extremos de huesos largos.

Tejido compacto ubicado en parte superficial de huesos y en caña central de huesos largos.

FUNCIONES EN EL CUERPO HUMANO

i) soporte

ii) Locomoción

iii)Protección de órganos

iv)Almacén de componentes químicos

v) Alimentación

vi)Transmisión de sonido

RESISTENCIA MECANICA DE HUESOS

Depende del material de constitución y su forma

Tensión

Comprensión

Torsión

CASO FEMUR

Las fuerzas que soporta puede llegar en cualquier

dirección, la

forma de cilindro hueco en la cabeza y sólido en el centro

del

hueso determina su efectividad para soportarla.

El diseño trabecular en extremos optimiza su resistencia.

Compuesto de pequeños cristales minerales de hueso

duro

atados a matriz de colágeno flexible, cuya combinación

es

similar a granito en comprensión y 25 veces mas fuerte

que

granito bajo tensión.

RELACION DE ESFUERZOS

MATERIAL

ESFUERZO DE COMPRESION PARA RUPTURA(N/mm2)

ESFUERZO DE TENSION PARA RUPTURA(N/mm2)

MODULO DE YOUNG DE ELASTICIDAD(x 102 N/mm2)

Hueso trabecular

Hueso compacto

Concreto

Roble

Granito

Acero duro

Porcelana

2,2

170

21

59

145

552

552

-

120

2,1

117

4,8

827

55

0,76

179

165

110

517

2070

-

Relación de esfuerzos

Observaciones

Según los valores de tabla 01, el hueso:

•Alta resistencia a fuerzas de comprensión.

•Baja resistencia a fuerza de torsión + comprensión

Caso: cinemática – dinámica del cuerpo

Esfuerzo sobre huesos largos

Tibia vulnerable (área mínima),

tobillo.

Efecto de 50000 N comprensivo

Efecto de 100000 N comprensivo

n = 130 W ; m = 75kg

Segunda ley de Newton •Fuerza sobre huesos de piernas

•Aceleración y fuerza de detención (a)

•De (2) y (3):

Entonces:

…………. (1)

…………. (2)

…………. (3)

…. (4)

EJEMPLO DE FRACTURA

•Si rodillas + tobillo rectos, h = 1cm y F = 130W, entonces:

•Si rodillas se doblan

Tendones + ligamentos -> fuerza de desaceleración.

Resisten 1/20 de fuerza necesaria para fractura de huesos.

Hmax = 4m

FRACTURA DE CUERPO

Inmovilizar zona fracturada.

Necesario movimiento pronto

Crecimiento + reparación de huesos

• Campos eléctricos

• Hueso esforzado – cargas

eléctricas

• Potencial eléctrico

• Clavos + alambres + prótesis

SISTEMA MUSCULAR1º Tejido muscular (músculos) - locomoción

• Transductores: energía química en eléctrica, térmica y /o energía mecánica útil.

• Diferentes formas y tamaños

• Difieren en fuerzas ejercidas y velocidad de acción.

• Cambian con edad, medio ambiente y actividad.

• Anatómico: función, inervación, localización, etc.

Ejemplo :

• Lisos: cortos

• Estriados: bandas oscuras y claras, forma regular, largas.

Centro de gravedad

Punto de aplicación del peso del cuerpo.

Centro de equilibrio del cuerpo

1º Cuerpo

Homogéneo densidad uniforme, geometría simétrica.

* centro de gravedad coincide con centro geométrico.

Heterogéneo densidad variable, geometría asimétrica.

* centro de gravedad no coincide con centro geométrico.

Centro de gravedad

2º Aplicación

En terapia Física centro de equilibrio

Equilibrio vertical – región pélvica.

Área poligonal – línea del peso –rotación.

Peso de carga – cuerpo de persona equilibrio

conjunto.

Centro de gravedad(idem)

Varias fuerzas actúan sobre el cuerpo versus movimiento.

•Todas se aplican en un punto (centro de masa) dentro o fuera del cuerpo.

Centro de masa concentra toda la masa del cuerpo, describe movimiento del cuerpo.

Casos de equilibrioi) ESTABLEii) INESTABLEiii) INDIFERENTE

ESTABLE

Cuerpo al moverse regresa a su posición original. Ejm: movimiento pendular.

INESTABLE

Al moverse fuera de su posición equilibrio no retornan. Ejm.

INDIFERENTE

Cuerpos al moverse de posición de equilibrio regresan al equilibrio en cualquier

otra posición. Ejm: hombre que camina, cada vez que se detiene está en

Equilibrio.

EQUILIBRIO Y FUERZA MUSCULAR

CONDICIONES:

i) Traslación nula

ii) Rotación nula

Aplicación

• Inmovilización de huesos rotos• Tracción Russell: fractura de femur• Determinación de fuerza muscular

Considerando centro de giro la

articulación

del codo (punto 0) para condiciones

estáticas

en la figura adjunta; hállese fuerza del

bíceps.

SOLUCIÓN :

1º de

2º

EJEMPLO: DETERMINACIÓN DE FUERZA DEL BÍCEPS

Equilibrio

IMPORTANCIA

Seres vivos estabilidad

Hombre : * Estabilidad física. * Estabilidad emocional.

Estimulo Muscular•Musculo con longitud constante desarrolla una fuerza ( ISOMETRICA ).

•Al desplazar peso se contrae y desarrolla trabajo ( ISOTONICA ).

MEDIOS DE ESTIMULO.

Corrientes eléctricas.

Impulsos mecánicos.

Térmicos, etc

OBSERVACIONES

•Estimulo – contracción – relajación – estimulo

•Contracción estacionaria

•Fatiga muscular.

Contracción falla frente a estimulo

•Músculos estriados grandes fuerzas

•Músculos esqueléticos: * fuerzas > cargas

* Movimiento de carga > contracción

muscular

TRABAJO MUSCULARProduce calor: conversión energía química en trabajo

mecánico.

•Experimento : ∆ Temperatura corporal

∆ alimentos - ∆ energía - ∆ trabajo

Energía: capacidad para desarrollar trabajo.

Conversión de formas de energía en organismo humano.

Principio de

conservación de energía.

Sistema de palancas en cuerpo humano

Músculos + huesos palancas

CLASES

i) DE PRIMERA

Punto de apoyo (F) esta entre punto

de

aplicación de la fuerza y el

punto

de aplicación del peso a mover

ii) DE SEGUNDA

Peso está entre

punto de apoyo (F)

y la fuerza muscular

iii) DE TERCERA

Punto de aplicación de

fuerza muscular

ubicado entre punto de

aplicación del

peso y del apoyo (F)

OBSERVACIONES Carga versus región lumbar dolor

Presión sobre discos que separan vertebras

• Transductor calibrado conectado a una aguja hueca insertada en centro gelatinoso de disco intervertebral.

• Posición erecta versus disco lumbar

- Sin carga extra : p = 5 atm- Con carga 20 kgf: p = 7atm

• Elevación de carga

- Con rodillas dobladas: p = 12 atm- Sin rodillas dobladas: p = 35 atm