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Respuestas y Adaptaciones

del Aparato

Locomotor

Músculo

Articulación

Tendón

Hueso

Movimiento

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SISTEMA LOCOMOTORDIVICION MORFOFUNCIONAL

Hueso trabecular o esponjoso

Constituye el 25% de la masa ósea total.Metabolicamente es mas activo.Menor capacidad de compresión y distensión.

Hueso compacto o cortical

Constituye el 75% de la masa ósea total.Mayor capacidad a la compresión y a la distensión.Mayor densidad de masa ósea.

SISTEMA LOCOMOTORDIVISION MORFOFUNCIONAL

Esqueleto Axial Huesos de cara, cráneo, columna vertebral y reja costal.Función antigravitatoria.Mayor % de hueso trabecular.

Esqueleto ApendicularHuesos de la cintura escapular y miembro superior y cintura pélvica y miembro inferior.Mayor porcentaje de hueso cortical.

EJERCICIO Y SISTEMA ÓSEO

1. El ejercicio influye en el desarrollo y la maduración de las células óseas y la matriz ósea.

2. La actividad física influye sobre las unidades de remodelación ósea, mejorando el proceso de resorción y formación ósea.

3. La actividad física influye sobre la matriz orgánica e inorgánica del hueso.

4. El ejercicio de tipo anaerobico modifica la capacidad de elasticidad y plasticidad ósea.

5. El ejercicio de tipo aeróbico modifica la capacidad de recambio de matriz mineral y de las unidades de remodelación ósea.

6. El ciclo de la unidad de remodelación dura 100 días y por año el 4% del hueso compacto y el 20% del hueso trabecular es remodelado.

7. Las actividades antigravitatorias y la inactividad deterioran el tejido óseo.

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SISTEMA ARTICULAR Y LIGAMENTARIO

Subsistema articularSe clasifican por sus ejes de movimiento, por sus características histofisicas como: cartilaginosas y sinoviales.Tienen un cartílago de recubrimiento de tipo hialino.

Subsistema ligamentario

Están constituidos por fibras de colágeno y elastina.Determinan y limitan los movimientos de las articulaciones.

SISTEMA ARTICULARRESPUESTA FISIOLOGICA AL

EJERCICIO1. La actividad física determinada por la

contracción muscular define la función articular.

2. Las articulaciones del esqueleto apendicular próximal definen la movilidad triaxial de la extremidad.

3. Las articulaciones del esqueleto apendicular definen su función antigravitatoria.

SISTEMA LIGAMENTARIORESPUESTA FISIOLOGICA AL

EJERCICIO

1. La capacidad de elasticidad y resistencia esta limitado por la biomecánica de la articulación y la función muscular circundante.

2. La actividad física mejora y estimula la resistencia y elasticidad de dichas estructuras ligamentarias.

3. La inactividad predispone al deterioro de dichas estructuras biomecanicamente.

SISTEMA MUSCULAR

Las células pertenecen al tejido muscular estriado y se denominan miocitos. Los miocitos son células que transfieren la energía química a mecánica.Son elemento funcional de la unidad motora por lo cual se relacionan con una motoneurona inferior por medio de la placa neuromuscular.

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La membrana celular se llama sarcolema y desempeña un papel crucial en el transporte, contracción y transmisión del impulso nervioso.Su micro arquitectura se caracteriza por miofibrillas con actividad contractil, metabólicamente activas denominadas sarcomeras. Las proteínas contractiles de dicha sarcomera se denominan miosina y actina.

Las proteínas reguladoras de dicha sarcomera son la tropomiosina y la troponina.

El sistema T que depende del retículo endoplasmico y del sarcolema es el encargado de regular el ion calcio en la contracción.

El ATP es la molécula energética iniciadora de la actividad contractil en la sarcomera con el calcio y el magnesio.

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MIOSINA

ACTINA

Tejido vivo

El recambio óseo ocurre durante toda la vida de un individuo y depende de diversos factores genéticos, dietarios, actividad física, enfermedades y balance hormonal.

Sistema Oseo

Forma DefinitivaSolicitación mecánica externaNutriciónHormonas (glándulas endocrinas)

Solicitación Mecánica Externa

Orientación de la dirección de las fibras colágenas (modelación ósea)

Destrucción de tejido óseo viejo (reabsorcion ósea)

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Osteoblastos y Osteoclastos

Los osteoblastos provienen de las células mesenquimales de la médula; posteriormente por un proceso de diferenciación, los preosteoblastos se convierten en osteoblastos maduros, los cuales van a localizarse en las llamadas unidades óseas multicelulares (UOM) donde desempeñarán su labor como formadoras de hueso.

Los osteoclastos vienen de una línea diferente a los osteoblastos, en este caso de la línea de los mononucleares, y por lo tanto su función enzimática es mucho más compleja. Estas células poseen un borde velloso que una vez en contacto con el hueso produce la resorción ósea, disolviendo las uniones entre los cristales de hydroxiapatitaasí como la matriz proteica, dejando un área óptima para la posterior llegada de los osteoblastos.

Osteoblastos y Osteoclastos

Acción osteoblastica-osteoclastica

Hueso NormalHueso en estado de reposo

Hueso sano: la cavidad producida por la actividad osteoclásticaha sido totalmente reparada con hueso nuevo

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Esquema sobresimplificado del proceso de remodelación ósea que muestra las fases de formación (FO), por parte de los osteoblatos

(OB), y de reabsorción (RO) a cargo de los osteoclastos (OC).

Ley de Wolff

El hueso responde en función de las fuerzas que se aplican sobre

él." Por lo tanto si hay tensión habrá más formación ósea, y si no

hay tensión habrá mas reabsorción.

Modelación Ósea NutriciónIncorporación de los nutrientes necesarios para la formación ósea

CalcioFósforoMagnesioFlúorProteínasVitaminas

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Glándulas y producción de Hormonas

ParathormonaCalciferolesCalcitoninaGlucocorticidesEstrógenosAndrógenos

Regulación de las Propiedades Mecánicas Óseas

El resultado de este proceso finalmente adaptatorio de la arquitectura ósea de acuerdo con los requerimientos mecánicos de cada región, es la optimización de la EFICIENCIA mecánica de los huesos, una valencia biológica de gran importancia ecológica por su repercusión en la vida de relación de los individuos, que se sabe altamente seleccionada (es decir, protegida a lo largo de la Evolución a través de sucesivas generaciones) en las especies superiores

ConclusiónCada organismo «modela» su esqueleto como puede, dentro de los límites de su programa genético heredado de sus progenitores, y de acuerdo con las perturbaciones propias de su dieta y del funcionamiento de su sistema endócrino; y va «remodelando» con el tiempo la arquitectura de sus huesos de acuerdo con la forma como cada uno de ellos responde (se deforma) frente a los estímulos mecánicos externos.

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Curva Tensión/Deformación Escala de deformación

Es posible establecer una escala de intensidades de deformación, a lo largo de la cual se pueden ubicar los valores de referencia correspondientes a las deformaciones propias de la actividad física corriente del sujeto investigado, y los artificialmente provocados por la metodología descripta

La escala de valores puede estar representada tanto en porcentajes como en «microstrains». Un «microstrain», unidad de reciente adopción para esta clase de investigaciones, equivale a una deformación del 0.0001 % (100 «microstrains» equivalen a 0.01 % de deformación, o sea, a una alteración de 0,1 mm por cada 10 cm de longitud).

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Factores que afectan la modelación ósea

Inmovilización

La inmovilización obligada de segmentos del cuerpo (yesos, lesiones nerviosas o tendinosas, enclavijado óseo) o del cuerpo entero (reposo absoluto en cama, lesiones medulares) no afecta mayormente a la formación ósea, pero aumenta mucho la reabsorción.

IngravidezComo consecuencia, se reduce el contenido mineral óseo a una tasa del 0,1 % por semana, disminuyendo paralelamente la resistencia y la rigidez de los huesos, especialmente en los miembros de apoyo y en la columna lumbar, hasta un 50 % en pocos meses. Las trabéculas óseas se reabsorben y van desapareciendo, hasta que só1o quedan las necesarias para la integridad estructural estática del hueso. La removilización ulterior recupera rápida pero incompletamente el defecto.

IngravidezLa ingravidez propia de los vuelos espaciales, estudiada en ratas (Cosmos) y en humanos (Skylab, Apolo, Geminis-Titan, Soyuz) produce una gran disminución, prácticamente a cero, de la formación ósea, acompañada de una reabsorción desacoplada de la formación, que se muestra menos deprimida o incluso aumentada. Las consecuencias son una profunda desmineralización de los huesos que antes soportaban en mayor proporción la carga del peso del cuerpo (fémur y tibia > que el húmero > que costillas y mandíbula). La vuelta a la normalidad recupera el mineral óseo en aproximadamente un mes.

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ReposoEl reposo absoluto en cama incrementa mucho la reabsorción ósea y disminuye el contenido mineral total del cuerpo humano a razón del 0,4 % mensual (un valor bastante importante), pero en los huesos que normalmente soportan mucho peso (calcáneo, columna lumbar) se llega a reducir el contenido cálcico entre 4 y 7 % por mes (una proporción extremadamente grande), perdiéndose unos 200 mg. diarios.

Semejante alteración puede evitarse casi completamente con só1o permanecer parado entre 2 y 4 horas diarias, en tanto que hacer ejercicios sentado, o sobrellevar presión hidrostática en las piernas surge poco o ningún efecto. Las pérdidas ocasionadas por este mecanismo se reponen con cierta rapidez inicial, pero son difíciles de recuperar totalmente.

OSTEOPOROSIS

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Fotografías de microscopia de barrido. A, B: secciones del cuerpo vertebral de L3 (después de eliminar las células óseas y los tejidos blandos) de mujeres sanas de 30 y 71 años, respectivamente. Se observan cambios osteoporóticos marcados con trabéculas muy adelgazadas en B (barra = 500 μm). C: detalle de la sección B a mayor aumento. Se observan lagunas de resorción osteoclástica en la trabécula vertical, que además presenta un posible callo de microfractura en su parte alta (barra = 100 μm). D: trabécula perforada como consecuencia de la actividad de los osteoclastos. La superficie festoneada corresponde a lagunas de resorción (barra = 100 μm).