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APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Huesos: Son órganos duros y resistentes que forman al esqueleto. El sistema esquelético cumple las funciones de sostén, protección, asistencia en el movimiento (gracias a los músculos que se unen a ellos a través de los tendones), homeostasis mineral (el tejido óseo almacena diversos minerales, especialmente calcio y fosforo, lo cual contribuye a la solidez del hueso; los huesos liberan hacia la sangre los minerales necesarios para mantener su equilibrio [homeostasis[), producción de células sanguíneas (proceso hemopoyesis en la medula ósea roja) y almacenamiento de triglicéridos (medula ósea amarrilla constituida principalmente por adipocitos). Las partes de un hueso largo típico son: - La diáfisis (cuerpo) - Epífisis proximal y distal (extremos) - Metáfisis (regiones donde la diáfisis se une a la epífisis) - Cartílago articular (capa fina que cubre la zona de epífisis donde un hueso se articula con otro) - Periostio (vaina dura de tejido conectivo denso e irregular que envuelve la superficie ósea en los lugares que no están cubiertos por cartílago. Protege al hueso, lo asiste en la reparación de fracturas, ayuda a la nutrición del tejido óseo y sirve como punto de inserción a ligamentos y tendones.) - Cavidad medular (espacio dentro de la diáfisis que en los adultos contiene medula ósea amarilla) - Endostio (es una fina membrana que limita la cavidad medular. Aparato locomotor: Está formado por el esqueleto o sistema óseo (huesos) y el sistema muscular (músculos) Esqueleto/Sistema óseo: Está formado por los huesos, los cartílagos y las articulaciones. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Histología del tejido óseo: Contiene una abundante matriz extracelular que rodea a células muy separadas unas de otras. Los cuatro tipos principales de células del hueso son: • Osteogénicas: son las únicas células óseas que realizan división celular, las células resultantes se transforman en osteoblastos. • Osteoblastos: son células formadoras de hueso que sintetizan y secretan fibras colágenas y otros componentes orgánicos necesarios para construir la matriz osteoide y además inicia la calcificación. A medida que los osteoblastos se rodean a si mismos con matriz osteoide, van quedando atrapados en sus secreciones y se convierten en osteocitos. • Osteocitos: son las principales células del hueso y mantienen su metabolismo diario a través del intercambio de nutrientes y productos metabólicos con la sangre. • Osteoclastos: son células grandes derivadas de la fusión de muchos monocitos (un tipo de glóbulo blanco) El hueso no es completamente solido porque tiene pequeños espacios entre sus células y los componentes de la matriz osteoide. Según el tamaño y la distribución de los espacios, las regiones de un hueso pueden clasificarse como esponjosas o compactas. Aproximadamente el 80% del esqueleto está formado por hueso compacto el 20% por hueso esponjoso. Tejido óseo compacto: Está formado por osteonas (sistemas haversianos) separados por pequeños espacios. Contiene pocos espacios y es el componente más sólido del tejido óseo. Se encuentra por debajo del periostio de todos los huesos y forma la mayor parte de la diáfisis de los huesos largos. Proporciona protección y soporte, y ofrece resistencia a la tensión causada por el peso y el movimiento. Hueso esponjoso: Carece de osteonas. Está formado por trabéculas que rodean a los espacios que contienen medula ósea roja. Constituye la mayor parte de la estructura de los huesos planos, cortos e irregulares, y el interior de la epífisis de los huesos largos. Sus trabéculas ofrecen resistencia a lo largo de las líneas de tensión, soportan y protegen a la medula ósea y hacen a los huesos más livianos, lo cual facilita su movilidad APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Divisiones del sistema esquelético: El esqueleto humano adulto está constituido por 206 huesos. El esqueleto se agrupa en dos grandes divisiones: El esqueleto axial: está constituido por huesos dispuestos alrededor de un eje longitudinal axial. Los constituyentes del esqueleto axial son el cráneo, los órganos de la audición (huesecillos del oído), el hueso hiodes, la columna vertebral, el esternón y las costillas. El esqueleto apendicular: está constituido por los miembros (extremidades) superior e inferior y los huesos que forman las cinturas (escapular y pelviana) que unen las extremidades con el esqueleto axial. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Tipos de hueso: De acuerdo con su forma, los huesos se clasifican en: Largos: predomina la longitud sobre el ancho, tienen una diáfisis y un número variable de terminaciones (epífisis) y están ligeramente curvados para darles resistencia (un hueso curvo absorbe el estrés del peso del cuerpo en distintos puntos para que haya una distribución más uniforme de la carga). Están conformados mayormente por tejido óseo compacto a nivel de la diáfisis y tejido óseo esponjoso a nivel de las epífisis. Varían notablemente en su longitud y comprenden los huesos del muslo (fémur), pierna (tibia y peroné), brazo (humero), antebrazo (cúbito y radio) y los dedos de las extremidades superiores e inferiores (falanges). Cortos: forma cúbica y su longitud y ancho con casi iguales. Constituidos por tejido óseo esponjoso excepto en su superficie, donde se halla una fina capa de tejido óseo compacto. Se encuentran en el carpo (muñeca) y en el tarso (tobillo) Planos: son generalmente delgados y están compuestos por dos capas paralelas de tejido óseo compacto separadas por una capa de tejido óseo esponjoso. Ofrecen y proveen una extensa superficie para las inserciones musculares. En este grupo encontramos los huesos del cráneo, que protegen al cerebro; el esternón y las costillas, que protegen los órganos de la caja torácica; y las escapulas. Irregulares: tienen formas complejas, por eso no entran en las clasificaciones anteriores. Presentan una distribución de tejido esponjoso y compacto variada. Ej: vertebras, huesos coxales, algunos huesos de la cara y el calcáneo. Sesamoideos: (forma de semilla de sésamo) se desarrollan en el interior de tendones sometidos a considerable fricción, tensión y estrés mecánico, como los de las palmas y las plantas. Protegen a los tendones del desgaste excesivo y de los desgarros. - APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA División por zonas Curvaturas de la columna 7 vértebras cervicales, en la región del cuello Curvatura cervical/Lordosis cervical 12 vértebras torácicas, en la región posterior de la caja torácica Curvatura dorsal o torácica/Cifosis dorsal o torácica 5 vértebras lumbares, que son el soporte de la porción inferior de la espalda Curvatura lumbar/Lordosis lumbar 1 hueso sacro, formado por 5vertebras sacras fusionadas Curvatura sacra/Cifosis sacra 1 hueso coxis, formado por las 4 vertebras coxígeas fusionadas Columna vertebral: También llamada raquis o espina dorsal, representa alrededor de dos quintas partes de la longitud del cuerpo y está compuesta por una serie de huesos llamados vértebras. Junto con el esternón y las costillas forman el esqueleto del tronco. Está constituida por hueso y tejido conectivo que rodea y protege a la medula espinal; además, sirve de soporte a la cabeza y es el sitio de inserción de las costillas, de la cintura pelviana y los musculo de la espalda. La columna vertebral del adulto tiene 26 vértebras, que se distribuyen: APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA • Las curvaturas cervical y lumbar se curvan hacia atrás (lordosis). • La curva de las curvaturas torácica y sacra mira hacia adentro (cifosis). Estas curvaturas aumentan la resistencia de la columna, ayudan a mantener el equilibrio del cuerpo en posición erecta, absorben el impacto cuando una persona camina y protegen a las vértebras de las fracturas. Partes de una vértebra típica: Cada vertebra generalmente está constituida por un cuerpo, un arco vertebral y 7 apófisis. Las vértebras en las diferentes regiones de la columna varían en tamaño, forma y otros detalles. Cuerpo: el cuerpo vertebral es grueso y con forma discoide. Es la porción que soporta el peso de la vértebra. Las superior e inferior son rugosas debido a la inserción de los discos intervertebrales; las caras anteriores y laterales presentan agujeros nutricios por donde penetran los vasos sanguíneos que aportan nutrientes y oxígeno al hueso y retiran el dióxido de carbono y otros productos de desecho. Arco vertebral: está formado por los pedículos que se proyectan hacia atrás desde el cuerpo vertebral y se unen con la lámina plana para formar el arco vertebral. El arco se extiende hacia atrás desde el cuerpo vertebral, y estas dos estructuras en conjunto rodean la medula espinal delimitando el agujero vertebral. En conjunto, todos los agujeros vertebrales de todas las vértebras forman el conducto vertebral o espinal. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Apófisis: Siete apófisis nacen del arco verteral. Estas 3 sirven como sitios de inserción muscular Estas 4 forman articulaciones con vertebras adyacentes. Una vértebra está constituida por un cuerpo, un arco vertebral y 7 apófisis: 2 apófisis articulares superiores: articulan con las 2 inferiores de la vértebra que se encuentra encima. 2 apófisis articulares inferiores: articulan con las 2 superiores de la vertebra que se encuentra por debajo. Apófisis transversas (2): desde el punto de unión de la lámina y el pedículo hacia afuera y a cada lado. Apófisis espinosa: se proyecta hacia atrás desde la unión de las láminas APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Vértebras Forámenes (cuerpo) Agujero vertebral Apófisis espinosa Cervicales Pequeño 1 vertebral (+ grande las 3) 2 transversos Delgado y usualmente bífido Torácicas + grande que el anterior 1 vertebral (un poco + chico) Largo y considerablemente grueso (proyectado hacia abajo) Lumbares El + grande 1 vertebral (el + chico) Corto y sin punta (proyectado recto hacia atrás) Lo que diferencia a las vertebras dorsales es que se articulan con las costillas (presentan carillas articulares) Principales diferencias entre las vértebras: APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Las dos primeras vértebras cervicales difieren considerablemente del resto: Atlas (C I): • Es la 1era vértebra cervical ubicada inmediatamente por debajo del cráneo • Anillo de hueso con dos arcos: anterior y posterior • Dos grandes masas laterales: superficies: carillas articulares superiores (se articulan con los cóndilos occipitales formando la articulación atlantooccipital, estas articulaciones permiten realizar el típico movimiento de afirmación) e inferiores. • Carece de cuerpo y de apófisis espinosa • La apófisis transversa y los forámenes transversos son particularmente grande Axis (C II): • Segunda vértebra cervical. • Presenta cuerpo. • 1 apófisis en forma de clavija: apófisis odontoides (forma un eje alrededor del cual rotan tanto el atlas como la cabeza, formando la articulación atlantoaxoidea; que permite el típico movimiento de lado a lado, negación) APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Sacro: • Hueso triangular formado por la fusión de las 5 vértebras sacras. • Colocado en la porción posterior de la cavidad pelviana entre ambos huesos coxales • Sirve de fuerte cimiento de la cintura pelviana Coxis: • Forma triangular, formado por la fusión de las 4 vertebras coxígeas Clasificación: se clasifican por su estructura (de acuerdo con sus características anatómicas) y por su función (el tipo de movimiento que permiten). Clasificación estructural: basada en la presencia o ausencia de una cavidad sinovial (espacio entre los huesos que se articulan entre sí) y en el tipo de tejido conectivo. Articulaciones fibrosas: no hay cavidad sinovial y los huesos se mantienen unidos por tejido conectivo fibroso que es rico en fibras colágenas. Articulaciones cartilaginosas: no hay cavidad sinovial y los huesos se mantienen unidos mediante cartílago. Articulaciones sinoviales: hay cavidad sinovial y están unidos por una capsula articular del tejido conectivo denso irregular y a menudo por ligamentos accesorios. Clasificación funcional: basada en el grado de movimiento que permiten. Inmóviles o sinartrosis: ej: los huesos del cráneo Semimóviles o anfiartrosis: ej: las vértebras de la columna. Móviles o diartrosis: Todas las diartrosis son articulaciones sinoviales; ej: caderas, rodillas, codos, muñecas Articulaciones APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Sistema Muscular: • El movimiento resulta de la contracción y relajación alternadas de los músculos, constituyen entre el 40-50% del eso corporal total. • La función primordial del músculo es transformar la energía química en mecánica para producir trabajo. • El tejido muscular está constituido por células alargadas que se denominan fibras musculares, las cuales utilizan ATP (es la molécula de energía, significa: adenosín trifosfato) para generar fuerza. Tejido muscular: Los tres tipos de tejido muscular son: • Tejido muscular esquelético: está fijado principalmente a loshuesos; es estriado y voluntario. • Tejido muscular cardiaco: solo el corazón lo tiene, el musculo cardiaco forma la pared del corazón; es estriado e involuntario. • Tejido muscular liso: se localiza principalmente en las vísceras internas; es no estriado (liso) y su control es involuntario. Funciones: A través de la contracción y la relajación, el tejido muscular lleva a cabo cuatro importantes funciones: • Producir los movimientos • Estabilizar las posiciones del cuerpo • Movilizar sustancias por el cuerpo • Regular el volumen de las vísceras y producir calor Propiedades de los tejidos musculares: • Excitabilidad eléctrica (la propiedad de responder a un estímulo mediante la producción de potenciales de acción) • Contractilidad (capacidad de generar tensión para realizar un trabajo) • Extensibilidad (capacidad de extenderse [estirarse]) • Elasticidad (capacidad de volver a la forma original tras la contracción o extensión) Tejido muscular esquelético: • Cada uno de los músculos esqueléticos es un órgano separado, compuesto por cientos a miles de células, las cuales se denominan fibras musculares por su forma alargada. • También contiene tejido conectivo rodeando tanto las fibras como los músculos enteros, así como vasos sanguíneos y nervios. Las 3 capas de tejido conectivo que rodean al músculo son: Epimisio: la más externa, envuelve al musculo en su totalidad. Perimisio: rodea grupos de entre 10 y 100 o incluso más fibras musculares, separándolas en haces llamados fascículos. Endomisio: se encuentra como una fina lámina de tejido conectivo areolar en el interior de cada fascículo y separando las fibras musculares individuales. • Los tendones son extensiones de tejido conectivo que se ubican por encima de las fibras musculares y adhieren el musculo al hueso o a otros músculos. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA • Los músculos esqueléticos poseen un importante aporte de nervios y vasos sanguíneos. • Las motoneuronas son las neuronas que proveen los impulsos nerviosos que estimulan la contracción del musculo esquelético. Histología de la fibra muscular esquelética: • Las células principales del tejido muscular esquelético se denominan fibras musculares esqueléticas. • Cada una de ellas posee 100 o más núcleos porque surge de la fusión de muchos mioblastos. Durante el desarrollo embrionario se establece el número de miocitos y con el nacimiento las fibras musculares pierden la capacidad de realizar mitosis, sin embargo, el numero de fibras musculares formadas no es suficiente para compensar perdidas importantes de tejido por lesión o degeneración. En tales circunstancias el musculo esquelético experimenta fibrosis, un reemplazo de fibras por tejido fibroso cicatricial. • El sarcolema es la membrana plasmática de una fibra. • Los túbulos transversales (túbulos T) son invaginaciones del sarcolema, penetrando desde la superficie hacia el centro de cada fibra. • Los potenciales de acción musculares viajan a lo largo del sarcolema y a través de los túbulos T, extendiéndose por toda la fibra. Esta disposición asegura que el potencial de acción generado excite todas las porciones de la fibra aproximadamente en forma simultánea. • El sarcolema envuelve al sarcoplasma que es el citoplasma de la fibra. • Cada fibra muscular(célula) posee cientos de miofibrillas, los organulos contráctiles del músculo esquelético. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA • Dentro de las microfibrillas hay estructuras más pequeñas denominadas filamentos. Hay filamentos finos y gruesos; ambos están directamente involucrados en el proceso contráctil. En general hay dos filamentos finos por cada filamento grueso en las regiones en los que ambos se superponen. Estos filamentos se organizan en compartimientos llamados sarcómeros (unidades funcionales básicas de una miofibrilla) • Líneas Z: Regiones estrechas de material denso en forma de placa separan un sarcómero del siguiente. • Banda A: Oscura porción central del sarcómero, recorre toda la longitud de los filamentos gruesos. • Banda I: Es un área clara y de menor densidad, que contiene la porción restante de los filamentos finos, pero no los gruesos. • Banda H: En el centro de cada anda A, contiene solo filamentos gruesos. • Línea M: formada por las proteínas de sostén que soportan los filamentos gruesos en el medio de cada zona H. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA • Las miofibrillas se componen de 3 tipos de proteínas: • Contráctiles: miosina (filamentos gruesos) y actina (filamentos finos) • Reguladoras: tropomiosina y troponina (filamentos finos) • Estructurales: titina (une el disco Z a la línea M y estabiliza al filamento grueso), nebulina (ancla los filamentos finos a las líneas Z y regula la longitud de los primeros durante su desarrollo) y la distrofina (une los filamentos finos al sarcolema) Mecanismo de deslizamiento de los filamentos: La contracción muscular se lleva a cabo gracias a que las cabezas de miosina se adhieren y “caminan” a lo largo de los filamentos finos a ambos lados del sarcómero, atrayéndolos progresivamente hacia la línea M. Como resultado, se deslizan hacia el interior, encontrándose en el centro del sarcómero. El deslizamiento de los filamentos finos provoca el acercamiento de las líneas Z, y, por ende, el acortamiento del sarcómero. No obstante, las longitudes de los filamentos finos y gruesos en forma individual no varían. El acortamiento de los sarcómeros provoca el acortamiento de toda la fibra muscular y, de esta manera, de la totalidad del músculo. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA El ciclo contráctil: • es la secuencia repetida de fenómenos que provoca el deslizamiento de los filamentos. • Para que el musculo se contraiga es necesario un impulso nervioso que es enviado mediante sinapsis de una neurona a una célula muscular. • El impulso nervioso pasa de la neurona a la célula muscular mediante sinapsis. Este impulso hace que el retículo sarcoplasmático libere calcio y el túbulo T lo distribuya hacia las miofibrillas. El calcio se une al complejo toponímico del filamento fino lo que provoca la separación de los complejos troponina-tropomiosina dejando libre el sitio para la miosina. Una vez que estos sitios se “liberan”, comienza el ciclo contráctil: tiene 4 etapas: 1. Hidrólisis del ATP: la cabeza de miosina posee un sitio de unión al ATP (adenosín trifosfato) y una enzima ATPasa, enzima que hidroliza (rompe) el ATP a ADP (adenosín difosfato) y un grupo fosfato. Liberando energía. 2. Acoplamiento de la miosina a la actina para formar puentes cruzados: la energía liberada de ese rompimiento hace que la cabeza de miosina, cargada de energía, se adhiere a la actina, formando un puente cruzado. 3. Fase de deslizamiento: el sitio del puente donde el ADP sigue unido se abre, en consecuencia, el puente rota y libera al ADP. EL puente cruzado genera fuerza a medidaque rota hacia el centro del sarcómero, deslizando a los filamentos finos sobre los gruesos, hacia la línea M, el centro del sarcómero. De esta manera se acorta el sarcómero, es decir, se produce la contracción muscular desapareciendo la banda I, la zona H y quedando solo la banda A. 4. Desacoplamiento de la miosina de la actina: los puentes permanecen firmemente acoplados a la actina hasta que se les une otra molécula de ATP. la unión del ATP a la cabeza de la miosina provoca su desacople de la actina. La miosina, entonces, hidroliza el ATP, vuelve a su posición original y se une a otro sitio de la actina, a medida que continua el ciclo. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA Unión neuromuscular: Las neuronas que estimulan a las fibras musculares esqueléticas para que se contraigan se denominan neuronas motoras somáticas o motoneuronas. La unión neuromuscular (UNM) es la sinapsis entre una motoneurona y una fibra muscular esquelética. La UNM comprende tanto los axones terminales y los botones sinápticos de la motoneurona como la placa motora del sarcolema de la fibra muscular adyacente. Una sinapsis es una región donde se comunican dos neuronas o una neurona y una célula diana (célula con una función específica), en este caso, entre una motoneurona y una fibra muscular. En la mayoría de las sinapsis una pequeña brecha (hendidura o espacio sináptico) separa a las dos células. Dado que las células no llegan a hacer contacto, el potencial de acción no puede “saltar la brecha” de una célula a la otra. En cambio, la primera célula (presináptica) se comunica con la siguiente (postsináptica) mediante la liberación de una sustancia química: neurotransmisor. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA En la UNM, el extremo de una neurona motora, el terminal axónico, se divide en un racimo de botones sinápticos. Dentro de cada uno, suspendidos en el citosol, hay cientos de sacos recubiertos por membrana llamados vesículas sinápticas. En el interior de cada una hay miles de moléculas de acetilcolina [ACh] (sustancia química que actúa en la transmisión de los impulsos nerviosos; es el neurotransmisor liberado en la UNM) La región del sarcolema opuesta a los botones sinápticos, la placa motora terminal, es la porción de la fibra muscular que participa en la UNM. En cada una de las placas existen entre 30 y 40 millones de receptores de acetilcolina (proteínas integrales de membrana que se unen específicamente a la ACh. La unión neuromuscular comprende, entonces, todos los botones sinápticos de un lado del espacio sináptico, mas la placa motora de la fibra muscular en el lado opuesto. El impulso nervioso (potencial de acción neuronal) da origen al muscular de la siguiente manera: 1- Liberación de acetilcolina: cuando un impulso nervioso alcanza los botones sinápticos de una motoneurona, se activa la exocitosis de las vesículas sinápticas, que liberan acetilcolina (ACh). Esta difunde a través de la hendidura sináptica y se una a sus receptores, iniciando el potencial de acción muscular. 2- Activación de los receptores de ACh: la unión de dos moléculas de ACh al receptor presente en la placa abre un canal iónico. Una vez abierto, pequeños cationes, especialmente Na+ (sodio), fluyen a través de la membrana. 3- Producción del potencial de acción muscular: el influjo de Na+ hace que el interior de la fibra se cargue más positivamente, este cambio en el potencial de membrana dispara el potencial de acción. Cada impulso nervioso suele dar origen a un potencial de acción muscular que se propaga a lo largo del sarcolema hacia el sistema de túbulos T. De esta manera, se activa la liberación del Ca2+ almacenado en el retículo sarcoplasmático hacia el sarcoplasma, con la subsiguiente contracción de la fibra. 4- Terminación de la actividad de la ACh: El efecto de la ACh unida dura poco tiempo porque la enzima acetilcolinesterasa (AChE) la degrada rápidamente en acetilo y colina, productos que no pueden activar al receptor de ACh. APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA APARATO LOCOMOTOR POLYANA IKUMA
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