FISICA BIOLOGICA

BIODINAMICA MEDICA: TRABAJO, ENERGIA, POTENCIA. BIOFISICA MUSCULAR

"Si he visto más lejos que los otros hombres es porque me he aupado a hombros de gigantes"

Isaac Newton Como habrán visto en sus teorías, a esta altura de nuestra asignatura, se han podido dar cuenta de la gran importancia de las leyes de Newton. Sus leyes nos sirven para analizar el movimiento de los objetos, como la que involucra a la fuerza y la masa que se utiliza para determinar la aceleración del cuerpo. De esta manera las leyes de Newton nos permiten hacer anticipaciones acerca del estado final del objeto en movimiento. Pero este no es el único punto de vista que podemos establecer ante el movimiento de un objeto, nos podemos acercar a él desde la perspectiva del TRABAJO, la ENERGIA y la POTENCIA. TRABAJO El concepto físico de trabajo difiere fundamentalmente de la idea común que de el se tiene. En el lenguaje popular o corriente la expresión trabajo se aplica a cualquier esfuerzo físico o mental que se hace en orden a producir un determinado resultado, así por ejemplo, cuando una persona intenta levantar una piedra sin lograrlo, se dice que ha trabajado mucho y a los estudiantes se les oye decir: me costo mucho trabajo levantarme hoy para ir a clases En física el trabajo se define como una fuerza que actúa sobre un objeto para causar un desplazamiento. En toda idea de trabajo intervienen siempre como elementos una fuerza, un cuerpo u objeto y un efecto obtenido que se manifiesta por un desplazamiento del objeto o cuerpo en la dirección de la fuerza aplicada. Así cuando vamos al supermercado y observamos a las personas “empujando” sus carritos de compras, veremos que sus fuerzas si están realizando trabajo o al levantar un ladrillo para colocarlo sobre una mesa, se estará realizando trabajo y así podemos encontrar muchos ejemplos. Pero recuerden siempre que para que exista trabajo, la fuerza debe ser la causante del desplazamiento. Para calentar el cuerpo resolvamos este primer ejemplo: Determine si los enunciados representan ejemplos de trabajo o no (SI o NO). Como buenos estudiantes de medicina, deben explicar sus respuestas: 1.- Un profesor de educación física, aplica una fuerza a la pared como haciendo

“planchas en ella” quedando exhausto luego de una hora de ejercicio.

2.- Un libro cae al piso desde uno de los estantes de nuestra biblioteca 3.- Un mozo traslada por todo el comedor, una fuente de comida (cebiche mixto), a

la altura de su cabeza 4.- Un cohete acelera al espacio exterior. Matemáticamente el trabajo puede expresarse con la siguiente ecuación: Donde: W = trabajo F = Fuerza d = desplazamiento o distancia θ = ángulo formado entre la fuerza y el vector de desplazamiento. Siempre se presentan algunas dificultades con el ángulo θ pero estas se diluyen cuando recuerdan las tres circunstancias clásicas de aplicación: Primera: Cuando la fuerza y el vector desplazamiento se encuentran en la misma

dirección. El ángulo entre la fuerza (F) y el desplazamiento (d) será de cero

grados.

d

θ = 0º grados

F Segundo: La fuerza actúa en sentido contrario al desplazamiento que tiene un

objeto. El vector fuerza y el vector desplazamiento se encuentran en direcciones opuestas.

W = F. d . cos θ

En esta circunstancias el ángulo entre la fuerza (F) y el desplazamiento (d) será de 180 grados

d

θ = 180º grados

F Tercera: La fuerza actúa de manera vertical (hacia arriba por ejemplo) sobre un

objeto que se desplaza horizontalmente. El vector fuerza y el vector desplazamiento se encuentran en ángulo recto. Por lo tanto el ángulo entre la fuerza (F) y el desplazamiento (d) será de 90 grados.

θ = 90º grados F

d Tomen en cuenta la tercera situación para resolver la pregunta del mozo que lleva la fuente del cebiche!. Revisemos su compresión. Tenga la gentileza de resolver lo siguiente. Utilice la ecuación del trabajo para determinar el trabajo (vale la redundancia) realizado al aplicar una fuerza en las siguientes situaciones. N°1. Una fuerza de 100 N se aplica sobre un cuerpo de 15 kilos desplazándolo horizontalmente 5 metros a velocidad constante.

F = 100N N°2. Una fuerza de 100 N se aplica formando un ángulo de 30° con la horizontal, para mover 5 metros a velocidad constante a un cuerpo de 15 Kg.

F = 100 N 30° N°3. Una fuerza vertical “jala” a un objeto de 15 kilogramos y lo levanta hasta una altura de 5 metros a velocidad constante. Considere g = 10m/s2.

F

15 Kg.

15 Kg.

15 Kg.

N°4. Una fuerza de 50 N actúa sobre un bloque como indica la figura en un ángulo de 30°. El bloque se mueve horizontalmente a una distancia de 3.0 m.

30° ENERGIA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD

Albert Einsten consideraba que la materia y la energía son formas diferentes de una misma cosa y que una puede transformarse en la otra, según la siguiente fórmula: E = mc²

Esta fórmula se lee como la energía (E), es el producto de la masa (m) por el cuadrado de la velocidad de la luz (c²) o, también, la energía es la materia altamente rarificada y recíprocamente la materia es la energía altamente condensada. Esto último se entienden como el principio de interconvertibilidad entre la materia y la energía.

CONCEPTO La energía se define como la:

Existen muchas formas de energía (calorífica, magnética, radioactiva), pero en mecánica nos ocuparemos de dos tipos, la energía potencial y la energía cinética. Energía Potencial Por ejemplo un peso suspendido por una cuerda (recuerden como Schwarzennger elimina al extraterrestre en la película “Depredador”), o un arco (con o sin flecha) cuando se encuentra tenso. Esta energía almacenada de acuerdo a la posición del objeto es la denominada energía potencial.

ENERGIA POTENCIAL ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL ELASTICA

Capacidad para producir trabajo

Energía potencial es la energía almacenada o inactiva, es cuando un sistema tiene la capacidad de producir trabajo.

Si uno quiere profundizar un poco podríamos decir que existen dos formas de energía potencial, una dependiente de la gravedad y otra dependiente de la capacidad elástica del objeto. Las llamaremos respectivamente: Energía potencial gravitacional y energía potencial elástica. La energía potencial gravitacional, será aquella que resulta de la posición vertical del objeto (altura a la que se encuentra) .Esta energía será el resultado de la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre el objeto. La energía potencial gravitacional, dependerá de dos variables, la masa del objeto suspendido y de la altura. Existirá como es lógico una relación directa entre la energía potencial gravitacional y la masa del objeto, es decir a mayor masa, mayor energía potencial gravitacional. También con respecto a la altura la relación será directa, los objetos mas elevados tendrán mayor energía potencial gravitacional. Esto lo podríamos expresar así para los fanáticos de la ecuaciones:

Ep (grav) = masa x g x altura

Donde:

Ep = energía potencial M = masa expresada en kg g = aceleración de la gravedad (9,8m/s²)

h = altura expresado en m

Ep (grav) = m x g x h

¿Cuál de los dos clavadistas tiene mayor energía potencial?

Para determinar la energía potencial gravitacional, es necesario asignar un punto de referencia arbitrario, para que sea nuestro cero (0) , lo usual es tomar el ras del suelo como el punto cero (0) de referencia, pero también puede ser la superficie de nuestra mesa de trabajo en el laboratorio. Debido a que la energía potencial gravitacional de un objeto es directamente proporcional a su altura sobre la posición cero, el doble de la altura determinará una energía potencial gravitacional también doble, una altura triple, triplicará la energía potencial y así sucesivamente. La energía potencial elástica, es la segunda forma de energía potencial, es la energía almacenada en los materiales elásticos como resultado de su compresión o estiramiento (como un resorte). La cantidad de energía potencial elástica almacenada, dependerá de la capacidad de estiramiento o compresión del objeto. Esto evidentemente tiene aplicación para entender el trabajo muscular. Si consideramos a un músculo como un elástico o un resorte, la cantidad de fuerza será directamente proporcional a la cantidad de

estrechamiento o compresión (X) y a la constante de proporcionalidad conocida como constante elástica o de resorte (K)

Ep.e = energía potencial elástica (J) K = constante de elasticidad N

m² X = longitud estiramiento a Comprensión (m)

¿Qué energía potencial almacena el arco que ha mostrado una longitud de 0,9 m con una constante de elasticidad de 2? ----------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------- ----------------------------------------------------------------- Para resumir diremos que la energía potencial es aquella que el objeto almacena o tiene de acuerdo a su posición relativa a una posición cero. Esta puede ser gravitacional o elástica. Un objeto tiene energía potencial gravitacional si se posiciona por encima o por debajo de la posición cero. Un objeto posee energía potencial elástica, dependiendo de su elasticidad es decir de su capacidad de estrechamiento, compresión o acortamiento, como en nuestros músculos. ENERGIA CINETICA Es la energía que depende del movimiento, un objeto en movimiento sin importar la dirección tiene energía cinética. La energía cinética mas conocida es la translacional, es decir, la involucrada en el desplazamiento de un objeto de un lugar a otro. La energía cinética (translacional) depende de dos variables, la masa (m) del objeto y de la velocidad (v) del mismo.

Ep.e = 1 . K. X² 2

Es aquella que poseen los cuerpos en movimiento. Ejemplo: una bala al ser disparada, un tren en movimiento, un futbolista corriendo.

Para los matemáticos, la formula es:

Ec = energía cinética expresada en Joules (J) m = masa expresada en kilogramos (kg) v = es la velocidad del objeto.

La ecuación revela que la energía cinética (EC), de un objeto es directamente proporcional al CUADRADO de su velocidad. Esto significa que si duplicamos la velocidad, la energía cinética se incrementara multiplicada por un factor de 4; si triplicamos la velocidad, la EC se multiplicara por nueve (9); y una cuadruplicada de velocidad nos ocasiona una multiplicación por 16 del valor de la energía cinética. Recuerde esto cuando resolvamos problemas. Finalmente decimos que la energía cinética es una magnitud escalar, no tiene dirección. Además, al igual que el trabajo y la energía potencial, la unidad de la energía cinética será el Joule. Como una consecuencia implícita en la ecuación anterior 1 Joule es equivalente a 1Kg x (m/s2).

Observa el siguiente dibujo y determina cuál de los dos participantes llegará primero a la meta, sabiendo que el de mayor peso se desplaza a una velocidad 4m/s y el de menor peso con 5 m/s.

Ec = 1 . m. v² 2

1 Joule = 1 Kg x m2 s2

Ahora responda estas preguntas de comprobación: 01. Determine la energía cinética de un automóvil de 1000 Kg. que se mueve a

una velocidad de 20 m/s. 02. Si el automóvil de la pegunta 01. Se moviera al doble de la velocidad

anterior, cual será el nuevo valor de la energía cinética. 03. Un automóvil de 750 Kg. se mueve a una velocidad de 100 Km/h y posee

una energía cinética de aproximadamente 290 000 joules. Cual seria su EC, si su velocidad fuera de 50 Km./h.

04. Un atleta de saltos ornamentales, pesa 50 Kg. Salta y justo antes de tocar

el agua su energía cinética es de 15 000 J. Cual será su velocidad?. POTENCIA En el valor de trabajo mecánico realizado por el Hombre o por una maquina, el factor tiempo no tiene ninguna influencia, o sea que el trabajo es independiente del tiempo empleado para efectuarlo. Así por ejemplo, para elevar 200 ladrillos a 5 mts de altura el trabajo que realiza no cambia de valor así se emplee en la mencionada operación dos horas dos días o dos meses. Sin embargo en la actividad industrial no solo es necesario realizar cierta clase de trabajos, sino que es indispensable tener en cuenta el tiempo durante el cual el trabajo debe ser realizado a quien construye una casa o eleva agua con una bomba, no solo le interesa efectuar el trabajo propiamente enunciado, sino que es indispensable tener en cuenta el tiempo durante el cual el tiempo debe ser terminado. Si dos personas o maquinas realizan el mismo trabajo (elevar 200 litros de agua a 10 mts de altura ) empleando cada una de ellas diferente tiempo, físicamente se le califica diciendo que tienen distinta potencia; si por ejemplo una persona emplea la mencionada operación dos horas y la otra cinco horas , la primera tiene mayor potencia que la segunda. Levantar un Kg. del suelo a la mesa, es trabajo que puede hacer un hombre en un segundo, y una hormiga en varias horas por esto es que se dice que el hombre tiene mas fuerza que una hormiga. El concepto físico de potencia es el mismo que se encuentra en el lenguaje ordinario, se define como la CANTIDAD de trabajo que tiene que realizar una fuerza (que causa desplazamiento) en la unidad de tiempo La potencia de un mecanismo es un concepto muy importante pues en un motor, por ejemplo lo que interesa no es la cantidad total de trabajo que puede hacer hasta que se descomponga sino la rapidez con la que pueda entregar el trabajo ósea el trabajo que puede hacer en cada unidad de tiempo, que es precisamente la potencia.

Los matemáticos ya están alucinando la fórmula:

La unidad de la potencia es el Watt. Implícitamente en la ecuación de la potencia, nos damos cuenta que una unidad de potencia equivale a una unidad de trabajo dividida entre una unidad de tiempo. Esto indica que un Watt es equivalente a un Joul/ segundo. Por cuestiones de uso histórico ocasionalmente nos encontramos con otra unidad llamada “Caballo de fuerza” (HP) sobre todo cuando hablamos de la potencia de un motor de autos. Debemos aclarar que para nuestra asignatura usaremos la siguiente equivalencia. La potencia indica el mayor o menor poder con el que una maquina puede realizar un trabajo. Si interpretamos al cuerpo humano como una maquina, lógicamente tendrá una determinada potencia. Así algunos hombre somos mas potentes que otros, esto físicamente hablando indicaría que los potentes somos capaces de realizar un mismo trabajo en menor tiempo o si se quiere mas trabajo en el mismo tiempo. Esto nos permita afirmar que la expresión para POTENCIA es trabajo/tiempo. Ahora como ya sabemos que el trabajo es fuerza por desplazamiento, la expresión para la POTENCIA puede escribirse como (fuerza por desplazamiento)/tiempo. Y como la velocidad es desplazamiento/tiempo, la expresión de POTENCIA seria fuerza por velocidad.

POTENCIA = Trabajo = fuerza x desplazamiento Tiempo tiempo

POTENCIA = TRABAJO TIEMPO

1 HP = 750 Watts

POTENCIA = Fuerza x desplazamiento tiempo LAS FUERZAS, LA ENERGIA Y EL TRABAJO Lo mas importante de esta parte del seminario es comprender que existe muchos tipos de fuerza, quién no conoce la fuerza de la gravedad, la fuerza de rozamiento, o la fuerza magnética?. Todas ellas existen y ejercen acción sobre los cuerpos aunque no estén en contacto físico. Estas dos categorías de fuerza se les denomina fuerzas externas e internas respectivamente. Las fuerza externas son aquellas que modifican la energía mecánica total de un objeto, estas serán: las fuerzas que se aplican al objeto (empujar el carrito de compras), fuerzas normales (perpendiculares), fuerzas tencionales, las fuerzas de fricción y la fuerza de resistencia del aire. Las fuerzas internas son aquellas que NO modifican la energía mecánica total de un objeto, estas serán: la fuerza de gravedad, las magnéticas, las fuerzas elásticas (como las de un resorte). La importancia de saber esta clasificación se relaciona con poder discriminar los fenómenos en los que se las fuerza involucradas cambian o no la energía mecánica del total del objeto. Y ¿como determino la energía mecánica total de un objeto? Fàcil, simplemente sumo la energía potencial (Ep) mas la energía cinética (Ec) del objeto, es decir Ep + Ec.

POTENCIA = Fuerza x Velocidad

E total = Ep + Ec

Se denomina trabajo positivo cuando el objeto gana energía. Se denomina trabajo negativo cuando el objeto pierde energía. La ganancia o perdida de energía puede realizarse a expensas de la energía potencial, de la energía cinética o de ambas. Cuando el trabajo es realizado por una fuerza interna (por ejemplo la de gravedad, o una fuerza elástica), la energía mecánica total ( Ep + Ec) del objeto permanece constante. En dichos casos la energía del objeto, cambia de forma. Por ejemplo, si un objeto cae por acción de la gravedad, parte de la energía potencial del objeto se transforma en energía cinética. Pero sin embargo, la suma de la nueva energía potencial y la nueva y aumentada energía cinética permanece igual a la anterior suma. Esto se entiende en términos de la ley de la conservación de la energía. Si usted ha comprendido este concepto tan importante, resuelva y discuta el siguiente ejercicio: Asumiendo que las únicas fuerzas que realizan el trabajo son las internas (gravitacional o elástica), indique en cada uno de los ejemplos a continuación, si la transformación es de Energía cinética (Ec) a Energía potencial (Ep) o viceversa. Recuerde que la energía mecánica total se conserva. 01. Una pelota cae desde una altura de 2 metros en ausencia de resistencia de

aire. 02. Un esquiador viaja desde A hasta B, la fricción sobre la nieve es

despreciable.

A B

03. Un encendedor “viaja” en el bolsillo de un aficionado al fútbol. Desde las

gradas inferiores hasta las superiores de la tribuna norte. 04. Un loquito realiza “puenting” y gracias a Dios, la cuerda de nylon que lo

sostiene, realiza una fuerza ascendiente, antes que el loco llegue al suelo. 05. El resorte de una pistola de dardos, ejerce fuerza sobre este y sale

disparado violentamente hacia el blanco. Cuando el trabajo es realizado por fuerzas externas, la energía mecánica total del objeto se altera. Es decir que si la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección el trabajo será positivo y por consiguiente el objeto gana energía mecánica. Si la fuerza y el desplazamiento se encuentran en dirección opuesta entonces el trabajo será negativo , por lo tanto el objeto pierde energía mecánica. Las siguientes descripciones, involucran fuerzas externas actuando sobre un objeto. Examínelas y determine si el objeto realiza trabajo positivo (gana energía) o negativo (pierde energía). Luego indique si la ganancia o perdida ha originado un cambio en la energía cinética del objeto, en la energía potencial del mismo o en ambas formas de energía. 01. Andre Agassi deja caer una bola desde su mano y

luego golpea fuertemente con la raqueta de manera horizontal.

02. Un beisbolista impacta fuertemente una pelota,

logrando que llegue hasta las graderias. El contacto del bate con la pelota se realizo en un angulo de 10 grados.

03. Un carpintero golpea un clavo en un bloque de

madera. La cabeza del martillo se mueve de manera horizontal cuando impacta sobre el clavo.

04. La fuerza de rozamiento entre una carretera y las llantas de un carro cuando se encuentran frenando.

05. Una nadadora, se impulsa horizontalmente desde

un poyo al iniciar una competencia. 06. Un levantador de pesas, aplica una fuerza que eleva

las pesas por encima de su cabeza a velocidad constante.

A estas alturas podemos concluir que existe una relación entre el trabajo y la energía mecánica. Si el trabajo es realizado por fuerzas externas habrá un cambio en la energía mecánica total del objeto. Si solamente las fuerzas internas realizan el trabajo, no habrá cambio en la energía mecánica total, es decir esta se conserva. La ecuación para los matemáticos, que expresa este fenómeno es la siguiente: Donde: Eci = Energía cinética interna Ec final = E. cinética final Epi = Energía potencial interna Ep final = E. potencial final Wext = Trabajo externo

Eci + Epi + Wext = Ecfinal + Epfinal

Problemas 01. Para cada situación indicar, que tipo de fuerzas están realizando el trabajo

sobre la pelota. Indique también si la energía de la pelota se conserva explicando el porque, finalmente, mencione la energía cinética y la velocidad justo antes de llegar al suelo asumiendo que la pelota tiene una masa de 2 Kg. No considere la fuerza de rozamiento.

Ep = 100J Ep = 100J Ec = ____ J Ec = _____ J V = _____ m/s V = _____ m/s A B 02. Si las fuerzas de rozamiento y la resistencia del aire actuasen sobre la pelota

que cae en el problema N°1, ¿Cómo estará la energía cinética de la misma justo antes de llegar al suelo, mayor, menor o igual?.

03. Complete la tabla que relacione la distancia a la que se detiene un carro

cuando frena con la velocidad que lleva.

Velocidad Milas/h Distancia de frenado (pies) 60 240 40 a 30 b 20 27 10 c

04. En un exàmen para conseguir una licencia de conducir, viene la siguiente pregunta: “Si un carro moviéndose a 50 Km./h frena y se detiene a los 15 metros. A que distancia se detendrá cuando frena a 150 Km/h?

05. Una persona de 734 N sube corriendo las escaleras de 7,3 m de altura en 5

s a) ¿Qué potencia promedio se desarrolla (b) ¿Cuánto tardaría una persona de este peso subiendo las escaleras si alguna condición de su corazón limitara la capacidad a 0,1 hp?

BIOFISICA MUSCULAR Que bueno que podamos, discutir ahora con todo el conocimiento de lo que como médicos nos interesa mas, la biofísica del movimiento muscular.Claro que este tema es tan interesante como amplio y les aseguro que tendrán un conocimiento mucho mas profundo y cabal cuando pasen el curso de Bioquímica y posteriormente el de Fisiología En el cuerpo humano existen más de 500 músculos cubriendo el esqueleto casi totalmente y constituyen toda la parte carnosa del cuerpo. Se sabe que el tejido muscular es excitable (reacciona al estimulo) y es contráctil, es decir se acorta. Las unidades contráctiles del músculo llamadas sarcomèras y por ende todo el músculo ejercen fuerzas de tracción mediante los tendones para mover las palancas formadas por las articulaciones y los huesos. Esta descripción es fundamentalmente del músculo estriado, pero por extensión es valido para los otros tipos de músculos. Los músculos pueden clasificarse de diferentes maneras, de las cuales la histológica, distingue tres tipos de músculos: estriado, liso y cardiaco. El músculo estriado (de estría = raya), que acabamos de describir es llamado también esquelético (mueve al esqueleto en los “tonos”), externo (es obvio) y también voluntario (obedece al sistema nervioso de la vida “voluntaria”). Está formado por un conjunto de “fibras musculares” y una estructura que los liga o sostiene constituida por el tejido conectivo Fig. 1

Fig. 1

Sus proteínas contráctiles se organizan formando la sarcomera. Sus fibras son de color rojo por la presencia de una proteína llamada Mioglobina y uno lo puede reconocer fácilmente cuando compre la carne para una parrillada. A este tipo de músculo nos estaremos refiriendo en esta parte del seminario.

MUSCULO ESTRIADO ESQUELETICO EXTERNO VOLUNTARIO TIENE SARCOMERA

El músculo liso, es llamado también visceral (forma las vísceras del tubo digestivo, el estómago por ejemplo); interno (también es obvio el porque) y se le llama finalmente involuntario (obedece solo el sistema nervioso autónomo o de la vida “involuntaria”. Intenten detener a su estomago cuando se mueve y suena por ejemplo). No presenta sarcomera. Sus fibras tienen mucho menos Mioglobina y por lo tanto son blanquecinas, lo pueden reconocer cuando compran el “mondonguito” para cocinar un delicioso cau-cau.

MUSCULO LISO VISCERAL INTERNO INVOLUNTARIO NO TIENE SARCOMERA

El músculo cardiaco, se encuentra como Uds. suponen en el corazón. Tiene sarcomera pero es involuntario y se le reconoce en los anticuchos.

MUSCULO CARDIACO ESTRIADO INVOLUNTARIO CON SARCOMERA

Todos los músculos tienen en común la capacidad de ejercer fuerzas de tracción y por ende generar una fuerza fisiológicamente útil a nuestro organismo. La unidad responsable de la capacidad contráctil del músculo (esquelético se entiende) es la sarcómera. La contracción de las sarcomeras de un músculo es la causa de la contracción del mismo

Y COMO ES LA SARCÓMERA? La sarcomera es una estructura proteica y microscópica con capacidad de acortamiento, que presenta proteínas contráctiles de varios tipos. Su estructura básica es la siguiente:

Miofilamentos vistos transversalmente. Disposición hexagonal: filamentos finos; disposición triangular: filamentos gruesos.

Los filamentos delgados están formados de Actina, Tropomiosina y Troponina (I, T y C). Los filamentos gruesos formados por Miosina y Meromiosina. Filamento delgado (Banda II):

Filamento grueso (Banda A). La Miosina tiene dos segmentos de meromiosina, ligera y pesada.

Esquema de acoplamiento y contracción, en la sarcomera (entre actina y miosina).

A partir de este concepto podemos integrar el fenómeno de la contracción muscular solo necesitamos ahora precisar algunos conceptos. Si estudiamos al músculo desde el punto de vista físico, tenemos que definir lo siguiente: El elemento contráctil: la sarcomera y sin duda el mas importante. El elemento elástico en serie: inicialmente se consideraba al tendón, pero al parecer existen otras proteínas contráctiles y elásticas mas que formarían parte de el (continua la investigación).

El elemento elástico en paralelo: formado por el tejido de relleno del músculo (tejido conectivo) y la membrana de la fibra muscular llamada sarcolema. Estos componentes se representan en un esquema como el siguiente, denominado esquema de Voigt, y existe otra interpretación llamada esquema de Maxwell. Elastico en serie Elemento Elastico contractil en paralelo carga Una vez determinado el esquema de análisis, podemos definir los tipos de contracción que presenta un músculo. Contracción Isométrica: es aquella en la que el músculo se contrae pero su longitud no varía. Evidentemente su tensión si aumenta. Esto se da por ejemplo, cuando se realizan las demostraciones de los físico culturistas, en las competencias de vencidas y cuando un pesista sostiene las pesas en todo lo alto. Estos ejercicios no son recomendables para conservar una buena salud. En resumen contracción isométrica = tensión SIN acortamiento.

CONTRACCION ISOMETRICA

Elastico en serie

Se estira

Elemento Elástico en contractil paralelo Se acorta No cambia

Carga No se desplaza

Contracción isotónica: es aquella en la que el músculo modifica su longitud manteniendo constante la fuerza que ejerce durante toda la contracción. Esto se da en la mayoría de los ejercicios, caminar, carrera, natación, ciclismo y otros. Estos si son recomendables para mantener en estado optimo nuestra salud. En resumen contracción isotónica = tensión MAS acortamiento. CONTRACCION ISOTONICA

Elástico en Serie

No cambia Elemento Elástico en Contráctil paralelo Se acorta Se acorta Carga Se desplaza Estos son los dos tipos de contracción que todo medico conoce pero en fisiología también definimos la contracción a postcarga y la contracción auxotònica; les dejo la tarea hallar las definiciones correspondientes. *El presente material didáctico ha sido revisado por la Dra. Karina Cabrejos

Dr. Mauro Rivera Ramírez Encargado de la Asignatura