Informe Definitivo de Biofisica - Estimulacion Electrica en Un Preparado Neuromuscular Aislado
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ESTIMULACION ELECTRICA EN UN PREPARADO NEUROMUSCULAR AISLADO
ASIGNATURA: BIOFÍSICA
ALUMNOS:
• ADANAQUÉ RAFAEL JOSÉ MANUEL.
• ÁLVAREZ TELLO DIEGO AUGUSTO.
• ARANA DELGADO RICARDO AUGUSTO.
• BACILIO VÁSQUEZ MARJORIE FIORELLA.
• CAICEDO PISFIL MARTIN KELVIN.
• CAMPOS BUSTAMANTE JHON KELVIN.
• CASTILLO GIL FERNANDO CÉSAR.
• CERVANTES PARVINA EDHU FRANCIS
INDICE
INDICE…………………………………………………………………….. 2
I. INTRODUCCION………………………………………………………4
II. MARCO TEORICO…………………………………………………….5
III. MATERIALES………………………………………………………….23
IV. PROCEDIMIENTOS…………………………………………………..28
V. RESULTADOS………………………………………………………...41
VI. DISCUCIONES………………………………………………………...46
VII. CONCLUSIONES……………………………………………………..48
VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS……………………………..
2
I.INTRODUCCIÓN
El siguiente trabajo a realizar tiene como tema principal y discusión la
Estimulación Eléctrica Neuromuscular que no es más que la generación
de contracción muscular usando impulsos eléctricos. Los impulsos se
generan en un dispositivo que se aplica con electrodos en la piel próxima
a los músculos que se pretenden estimular.
La electroestimulación puede producir potenciales de acción en el nervio
y en el músculo, que son indistinguibles de los generados por la acción
del sistema nervioso. La estimulación eléctrica también puede activar las
fibras nerviosas sensibles periféricas y las del sistema vegetativo o
autonómico.
El efecto visible o palpable de la estimulación eléctrica es la contracción
muscular, el músculo inervado responde con una contracción al estímulo
eléctrico que le llega a su placa motriz a través del nervio
correspondiente. Esta respuesta sigue la ley del «todo o nada», es decir,
cuando la intensidad y la duración del estímulo son las adecuadas, se
produce el efecto contráctil.
La repetición del estímulo precisa de un tiempo de recuperación de la
fibra muscular, de forma que sea compatible con su fisiología. Cuando se
aplican estímulos eléctricos mediante electrodos de contacto, se produce
la excitación del sarcolema del nervio que inerva al músculo. En un
músculo sano normalmente inervado, la estimulación eléctrica provoca
3
su contracción por excitación del nervio motor, más que por una
estimulación muscular directa, dado que las fibras nerviosas pueden
excitarse con estímulos de corta duración, mientras que la respuesta
muscular directa se obtiene con estímulos más prolongados.
Otro punto a tomar en cuenta es la variación de longitud de la fibra
muscular al ser sometida a una tracción por la colocación de pesas en la
cual inmediatamente es excitada con un estímulo umbral para medir su
desplazamiento y evidenciar la estructura contráctil y elástica de la fibra
muscular.
También trataremos en este capítulo los diferentes procesos por los que
pasa el musculo cuando está siendo excitado pudiendo generarse varios
procesos.
OBJETIVOS:
Comprender que la contracción se produce cuando se le aplica un
estímulo (en voltios) mayor al liminal.
Comprender y evaluar la resistencia que tiene las fibras
musculares y nerviosas a una determinada cantidad de estímulo y
asi establecer las diferentes tipos de respuesta.
Comparar las respuestas de intensidad contráctil expresada en
milímetros al estimular de manera independiente el musculo y su
nervio ciático respectivo
Reconocer la existencia de un umbral en la intensidad del
estímulo eléctrico necesario para producir una respuesta por parte
del músculo y el nervio.
4
Evaluar y comprender la variedad de sucesos que ocurren cuando
una fibra muscular se encuentra excitada y la intensidad de
estímulo que se requiere en cada uno de estos procesos.
Analizar las bases moleculares de la contracción muscular, y
conocer el acoplamiento del proceso de excitación – contracción
II. MARCO TEORICO
TEJIDO MUSCULAR
Es un tejido diferenciado y especializado, cuyas células denominadas
fibras musculares o miocitos tienen la propiedad de contracción, que
hace posible los movimientos del cuerpo.
CARACTERISTICAS
Es el tejido más abundante del organismo que constituye el 40-50%
del peso corporal.
Sus células son llamadas miocitos o fibra muscular, que no se
reproducen.
Poseen escasa sustancia intercelular la cual le proporciona soporte
y nutrición.
Es un tejido muy vascular izado ya que posee abundante irrigación
sanguínea y linfática.
Poseen células alargadas que se llaman fibras musculares.
5
FUNCIONES
Producir movimiento corporales
Estabilizar las posiciones corporales
Almacenar y movilizar sustancias en el organismo
Generar calor: el tejido muscular al contraerse, produce calor, a
este proceso se le llama termogénesis
PROPIEDADES
1. Excitabilidad eléctrica
Propiedad tanto del músculo como de las neuronas, es la capacidad de
responder a ciertos estímulos produciendo señales eléctricas llamadas
potencial de acción, estos potenciales pueden viajar a lo largo de la
membrana plasmática celular gracias a la presencia de canales
regulados por voltajes específicos.
Tipos de estímulos
- Las señales eléctricas rítmicas automáticas
El marcapaso cardiaco.
Miocitos - Los estímulos químicos
Neurotransmisores
Hormonas
Cambios de pH.
2. Contractibilidad
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Es la capacidad del tejido muscular de contraerse energéticamente tras
ser estimulado por un potencial de acción. Cuando un musculo se
contrae, genera tensión (fuerza de contracción) al atraer sus puntos de
inserción. Si la tensión generada es lo suficientemente grande para
vencer la resistencia del objeto a moverse, el musculo se acorta dando
lugar al movimiento.
3. Extensibilidad
Capacidad del tejido muscular de estirarse sin dañarse. Gracias a esta
capacidad, el músculo se contrae con fuerza incluso si ya está extendido.
4. Elasticidad
Capacidad del tejido muscular de volver a su longitud y formas originarles
tras la contracción o extensión.
5. Tonicidad
Capacidad del musculo de conservar un estado de semicontracción, listo
para una acción. La finalidad de esta situación es la de servir de telón de
fondo a las actividades motrices y posturales. Pero este estado de ligera
tensión no se manifiesta sólo cuando los músculos están en reposo, sino
que acompaña a cualquier actividad cinética o postural.
7
TEJIDO MUSCULAR ESQUELETICO
Cada uno de los músculos esqueléticos es un órgano separado,
compuesto por cientos a miles de células, las cuales se denominan
fibras musculares. Entonces, célula y fibra muscular son dos términos
diferentes que se refieren a la misma estructura. También contienen
tejido conectivo rodeando tanto las fibras como los músculos enteros, así
como vasos sanguíneos y nervios.
CONTRACCION MUSCULAR
La contracción muscular es el proceso fisiológico en el que los músculos
desarrollan tensión y se acortan o estiran (o bien pueden permanecer de
la misma longitud) por razón de un previo estímulo de extensión. Estas
contracciones producen la fuerza motora de casi todos los músculos
superiores, por ejemplo, para desplazar el contenido de la cavidad a la
que recubren (músculo liso) o mueven el organismo a través del medio o
para mover otros objetos (músculo estriado).
Las contracciones involuntarias son controladas por el sistema nervioso
central, mientras que el cerebro controla las contracciones voluntarias, y
la médula espinal controla los reflejos involuntarios.
FACTORES QUE DETERMINAN EL GRADO DE CONTRACCIÓN
MUSCULAR
Los músculos están formados por muchas fibras distintas que se pueden
ir reclutando sucesivamente y cada fibra puede contraerse en distinto
grado.
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REGULACIÓN DE LA CONTRACCIÓN
Para poder contraerse, un músculo esquelético tiene que:
♣ Estimularse por una terminación nerviosa
♣ Propagar una corriente eléctrica, o un potencial de acción, a lo largo
de su sarcolema
♣ Sufrir un aumento en los niveles de Ca+2 intracelular, que es la última
diana para la contracción.
♣ La conversión de la señal eléctrica en una contracción es el
acoplamiento excitación-contracción.
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PROCESO QUIMICO-NERVIOSO
1. En reposo, las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y
miosina están inhibidas.
2. Los potenciales de acción se originan en el sistema nervioso central y
viaja hasta llegar a la membrana de la moto neurona: la fibra muscular.
3. El potencial de acción activa los canales de calcio dependientes de
voltaje en el axón haciendo que el calcio fluya dentro de la neurona.
4. El calcio hace que las vesículas, conteniendo el neurotransmisor
llamado acetilcolina, se unan a la membrana celular de la neurona,
liberando la acetilcolina al espacio sináptico donde se encuentran la
neurona con la fibra muscular estriada.
5. La acetilcolina activa receptores nicotínicos de la acetilcolina en la
fibra muscular abriendo los canales para sodio y potasio haciendo que
ambos se muevan hacia donde sus concentraciones sean menores:
sodio hacia dentro de la célula y potasio hacia fuera.
6. La nueva diferencia de cargas causada por la migración de sodio y
potasio despolariza (la hace más positiva) el interior de la membrana,
activando canales de calcio dependientes de voltaje localizados en la
membrana celular (canales de dihidropiridina) los cuales por medio de un
cambio conformacional terminan activando de manera mecánica a los
receptores deRyanodina ubicados en el retículo endoplásmico de la fibra
muscular, llamado retículo sarcoplasmático (RS).
7. El calcio sale del retículo sarcoplasmático y se une a la proteína
troponina C, presente como parte del filamento de actina, haciendo que
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module con la tropomiosina, cuya función es obstruir el sitio de unión
entre la actina y la miosina.
8. Libre del obstáculo de la tropomiosina, ocurre la liberación de grandes
cantidades de iones calcio hacia el sarcoplasma. Estos iones calcio
activan las fuerzas de atracción en los filamentos, y comienza la
contracción.
9. La miosina, lista con anticipación por la compañía energética de ATP
se une a la actina de manera fuerte, liberando el ADP y el fosfato
inorgánico causando un fuerte halón de la actina, acortando las bandas I
una a la otra y produciendo contracción de la fibra muscular.
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TIPOS DE CONTRACCIÓN
1-CONTRACCION ISOMÉTRICA
La palabra isométrica significa (iso: igual, métrica: medida/longitud) igual
medida o igual longitud.
Cuando la carga que tiene que desplazar el músculo es tan grande que
impide su acortamiento, la tensión en los extremos del músculo varía con
la contracción pero el músculo NO SE ACORTA.
No se produce ni acortamiento ni alargamiento de las fibras musculares.
2-CONTRACCION ISOTÓNICA
La palabra isotónicas significa (iso: igual - tónica: tensión) igual tensión.
Cuando la carga que tiene que desplazar el músculo no es lo
suficientemente grande para impedir su acortamiento, la TENSIÓN en los
extremos del músculo NO VARÍA, las fibras musculares además de
contraerse, modifican su longitud.
LAS CONTRACCIONES ISOTÓNICAS SE DIVIDEN EN:
CONCÉNTRICAS Y EXCÉNTRICAS.
CONTRACCIONES CONCÉNTRICAS
Una contracción concéntrica ocurre cuando un músculo desarrolla una
tensión suficiente para superar una resistencia, de forma tal que éste se
acorta, y moviliza una parte del cuerpo venciendo dicha resistencia. Un
claro ejemplo es cuando llevamos un vaso de agua a la boca para beber,
existe acortamiento muscular concéntrico, ya que los puntos de inserción
de los músculos se juntan, se acortan o se contraen.
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En síntesis, decimos que cuando los puntos de inserción de un músculo
se acercan, la contracción que se produce es «concéntrica».
Contracciones excéntricas
Cuando una resistencia dada es mayor que la tensión ejercida por un
músculo determinado, de forma que éste se alarga, se dice que dicho
músculo ejerce una contracción excéntrica. En este caso el músculo
desarrolla tensión alargándose, es decir, extendiendo su longitud. Un
ejemplo claro es cuando llevamos el vaso desde la boca hasta apoyarlo
en la mesa, en este caso el bíceps braquial se contrae excéntricamente.
En este caso actúa la fuerza de gravedad, ya que si no, se produciría una
contracción excéntrica y se relajarían los músculos del brazo, y el vaso
caería hacia el suelo a la velocidad de la fuerza de gravedad. Para que
esto no ocurra, el músculo se extiende contrayéndose en forma
excéntrica.
En este caso podemos decir que cuando los puntos de inserción de un
músculo se alargan, se produce una contracción excéntrica. Aquí se
suele utilizar el término alargamiento bajo tensión. Este vocablo
«alargamiento», suele prestarse a confusión ya que si bien el músculo se
alarga y extiende, lo hace bajo tensión y yendo más lejos no hace más
que volver a su posición natural de reposo.
CONTRACCIÓN AUXOTÓNICA
En este caso es cuando se combinan contracciones isotónica con
contracciones isométricas, al iniciarse la contracción se acentúa más la
parte isotónica, mientras que al final de la contracción se acentúa más la
isométrica
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Un ejemplo práctico de este tipo de contracción lo encontramos cuando
se trabaja con "extensores" el extensor se estira hasta un cierto, el
músculo se contrae concéntricamente, mantenemos unos segundos
estáticamente (Isométricamente) y luego volvemos a la posición inicial
con una contracción en forma excéntrica.
Contracciones isocinéticas
Se trata más bien de un nuevo tipo de contracción, por lo menos en lo
que refiere a su aplicación en la práctica deportiva. Se define como una
contracción máxima a velocidad constante en toda la gama de
movimiento. Son comunes en aquellos deportes en lo que no se necesita
generar una aceleración en el movimiento, es decir, en aquellos deportes
en los que lo que necesitamos es una velocidad constante y uniforme,
como puede ser la natación o el remo. El agua ejerce una fuerza
constante y uniforme, cuando aumentamos la fuerza, el agua aumenta en
la resistencia. Para ello se diseñaron los aparatos isocinéticas, para
desarrollar a velocidad constante y uniforme durante todo el movimiento.
Aunque las contracciones isocinéticas e isotónicas son ambas
concéntricas y excéntricas, no son idénticas, sino por el contrario son
bastante distintas, ya que como dijimos anteriormente las contracciones
isocinéticas son a velocidad constante regulada y se desarrolla una
tensión máxima durante todo el movimiento.
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UNA FIBRA MUSCULAR RESPONDERÁ SIGUIENDO LA LEY DEL
TODO O NADA
LA FUERZA DE CONTRACCIÓN DE UN MÚSCULO AUMENTA CON
LA INTENSIDAD DEL ESTÍMULO
CURVA LONGITUD-TENSION
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1.-Los filamentos delgados y gruesos totalmente superpuestos no
desarrollan tensión.
2.-La superposición óptica entre los filamentos posibilita el desarrollo de
la tensión.
3.-Si se estira hasta que los filamentos dejan de solapar no se desarrolla
tensión.
TETANIZACIÓN
20
Cuando un músculo es estimulado con frecuencias crecientes se
alcanza-una en la cuales las contracciones sucesivas se fusionan y
entonces ya no pueden distinguirse entre sí. Este estado se denomina de
tetanización; la frecuencia mínima con la cual se logra recibe el nombre
de frecuencia crítica
• Contracción sostenida del músculo
• Resultado de la sucesión rápida de impulsos nerviosos
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EL PAPEL DE LA MEMBRANA
El papel de la membrana celular en la génesis del fenómeno bioeléctrico
fue postulado inicialmente por Ostwald (1890) cuando, basado en
experimentos con membranas sedimentadas, concluyó que, "las
membranas semipermeables son el lugar donde se inicia un cambio
brusco de potencial no solamente las corrientes en músculos y nervios,
sino también los efectos extraños de los peces eléctricos pueden ser
explicados por as propiedades de las membranas semipermeables."
Posteriormente Hamburger (1902) aplicó los mismos principios sobre
coeficientes osmóticos y plasmólisis obtenidos de células vegetales y
demostró inequívocamente que el eritrocito, aunque 'efectivamente'
impermeable al NaCl y KCl era, sin embargo, permeable a aniones como
el cloruro y nitrato. Este concepto de las permeabilidades específicas a
los iones ya había sido previsto por Ostwald (1890).
Sin embargo, la especulación básica más conocida es la de Bernstein
(1902), quien dijo que como las células vivas estaban rodeadas por una
membrana con una permeabilidad baja para los iones, esto permitiría
predecir que al aplicar una corriente eléctrica los iones pasarían
principalmente alrededor de las células. Ya en 1899 Stewart había
demostrado que la conductividad de la sangre disminuía cuando la
concentración de eritrocitos en un recipiente aumentaba. Por lo tanto, la
siguiente pregunta era, que parte de los eritrocitos contribuía a la
resistencia alta; esto es, si el interior estaba lleno con un electrolito buen
conductor de la electricidad, entonces solamente la hasta entonces
hipotética membrana contribuiría con la resistencia.
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Todas las células vivas tienen un interior electrolítico rodeado por una
membrana permeable a algunos iones; a través de la membrana en
reposo existe una diferencia de potencial, y; durante la actividad la
permeabilidad iónica de la membrana disminuye, de manera que la
diferencia de potencial se reduce a un valor relativamente bajo.
La diferencia de potencial que existe en el medio intracelular y
extracelular, es de particular interés especialmente en los tejidos como el
muscular y el nervioso porque en ellos se observa claramente una serie
de fenómenos eléctricos clásicos.
CONCENTRACIONES Y POTENCIALES DE EQUILIBRIO DE LOS
IONES SODIO, POTASIO Y CLORURO DE LA FIBRA MUSCULAR
ESQUELÉTICA DE LA RANA
Na+ K+ Cl-
Concentración exterior
(mmol/Lt)120 2.5 110
Concentración interior
(mmol/Lt)15 140 3
Potencial de equilibrio (mV) +50 -100 -90
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III.-MATERIALES
BIOLÓGICOS
Animal de experimentación (sapo)
QUÍMICOS:
Solución Ringer rana
El suero que se recomienda para los anfibios es lo que se conoce como
Amphibian Ringer Solution o ARS, o sea, Solución Ringer para anfibios.
Existe un suero para humanos que es el Lactato de Ringer, pero por su
composición, no nos sirve para anfibios, pues no tiene algunos
electrolitos y otros están en mayor proporción.
COMPOSICIÓN DE LA SOLUCIÓN RINGER PARA ANFIBIOS:
Agua destilada - 1 litro
NaCl (cloruro sódico) - 6.6 g
KCl (cloruro potásico) - 0.15 g
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CaCl2 (cloruro cálcico) - 0.15 g
NaHCO3 (bicarbonato sódico) - 0.2 g
La composición es totalmente equilibrada e isotónica para que un anfibio
recupere electrolitos. La falta de algunos de ellos, ocasiona la muerte del
animal en pocos días.
En nuestro país no se encuentra muy fácilmente, es por ello que se
requiere de preparar por uno mismo, aunque existen problemas en ello
pues las cantidades de su composición son muy pequeñas por lo que se
requerirá de una balanza electrónica para su preparación.
Una vez hecha la solución del suero Ringer, lo guardaremos en un
envase bien cerrado y en un lugar fresco y seco.
MECÁNICOS Y ELÉCTRICOS
ESTIMULADOR ELECTRÓNICO
Instrumento diseñado para ayudar a mejorar o modular la
activación muscular. El instrumento puede ser una unidad
portátil para el tratamiento en el domicilio de un paciente que
precisa estimulación muscular durante un período de tiempo largo, o
un modelo clínico grande capaz de ajustar una variedad más amplia de
formas de onda y modulaciones del estímulo. ElNMES genera pulsos o
impulsos que producen contracciones musculares controladas similares a
las que ocurren fisiológicamente. A no ser que se haya producido la
degeneración nerviosa, los músculos que están débiles o paralizados por
25
afectación del sistema nervioso central deberían contraerse cuando se
aplica el NMES.
El procedimiento puede ensayarse en un músculo no afectado de la
misma o de otraextremidad para establecer una respuesta normal.
KIMÓGRAFO
El quimógrafo es un aparato que permite el registro solamente de los
fenómenos mecánicos. Con el registramos por ejemplo los movimientos
del corazón de una tortuga, la contracción de un músculo de un sapo.
Fundamentalmente el quimógrafo es un tambor metálico montado en un
eje vertical que puede girar a diferentes velocidades por medio de un
mecanismo eléctrico. El quimógrafo la base del aparato .El tambor se
cubre con una hoja de papel ahumado sobre el cual se trazara el
registro gráfico correspondiente mediante el uso de palancas
inscriptoras adecuada.
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MATERIALES II:
SISTEMA DE PESAS
Conjunto de pequeñas pesas que nos ayudarán a ejecutar tracción en el músculo y por ende tensión. Los valores de los pesos son los siguientes:
Pesa 1 = 8.8g
Pesa2 = 11.0g
Pesa3 = 11.5g
Pesa4 = 12.0g
Pesa5= 19.6g
Pesa6= 11.0g
Peso total: 73.9 g
ESTILETE
Vara alargada y estrecha o punzón estilizado.
Un estilete puede ser empleado también para
imprimir una grabación sobre láminas metálicas
o cristales ahumados. Este método puede ser
usado en varios instrumentos en lugar de un
bolígrafo para grabar, ya que tiene la ventaja de
poder operar sobre un amplio rango de temperaturas,
no se atasca o seca prematuramente, y tiene muy
poca fricción en comparación con otros métodos.
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HILO DE COSER
Es una hebra larga y delgada de un material textil, especialmente la que
se usa para coser, que en este caso se usará para atar el tendón del
musculo gastrocnemio a la plumilla del kimógrafo y para medir la longitud
del músculo.
ESTUCHE DE DISECCIÓN
Constituido principalmente por mango de bisturí de hoja cambiable,
tijeras rectas y curvas de Mayo, pinzas de pean o de rochester, pinzas de
disección plana y con dientes, herinas, sonda acanalada, y estilete
romo; durante la disección se usan todos estos instrumentos para
separar los elementos anatómicos con la mayor minuciosidad posible y
sin lesionarlos, para identificarlos correctamente, así quedarán
expuestos músculos, tendones, vasos y nervios, así como la piel, la
grasa de la aneurosis, etc
IV.-PROCEDIMIENTO
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Al ingresar al laboratorio procedimos a realizar la practica numero dos
previamente listos con los materiales, se presentaba en la mesa de
practicas el animal con el cual íbamos a experimentar el cual era una
rana.
Después se retiro la piel del miembro inferior derecho localizando el
músculo gastrocnemio separándolo del animal, manteniendo su
integridad anatómica y su inervación con el nervio ciático por sección
del hueso fémur y tibial.
1. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA:
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a) Teniendo en cuenta que la resistividad ( ) de los fluidos del cuerpo es⍴
aproximadamente de 0.15 ohm.
Evaluar la resistencia del segmento muscular, en base a la fórmula:
R = ρ. L
A
R = resistencia.
Ρ = resistividad.
L = longitud.
A = área de sección transversal (del músculo).
b) Mida la longitud transversal de la circunferencia del músculo y calcule
su radio y luego el área de sección transversal, mida la longitud mayor
del músculo.
Reemplace en la formula y calcule.
Long. Mayor del músculo = 31 mm
Long. Transversal de la circunferencia del músculo = 36mm
Long. circunf. = 2πr = 36 mm
πr = 18 mm
(3.14) r = 18 mm
r = 5.73 mm
Área (músculo) = πr2 = (πr) r = (18)5.73 = 103.14.mm2
Resistencia del músculo: R = ρ L
A
ρ = resistividad del músculo = 0.15 Ω x m
30
R = (0.15x103 Ω x mm) 36 mm = 0.0523 x 103 Ω
103.14mm2
Seguimos el experimento cortando toda la extremidad posterior con
unas tijeras quirúrgicas, el sapo experimento una relajación de esfínteres
al momento de realizar el corte contaminando al músculo. Luego se paso
a cortar el hueso donde se sujetaba el tendón atado al hilo del músculo
31
ya mencionado e inmediatamente lo colocamos el músculo en un
sistema especial de registro humedecido con solución de ringer rana
(solución de osmolaridad parecida a la del plasma del anfibio).
Procedemos a llevar el músculo gastrocnemio hacia el kimógrafo, el
cual es un soporte de acero con dos varillas separadas verticalmente, la
varilla inferior se encontraba rozando un papel circular que giraba en el
tambor rodeado de papel cuche quemado a una velocidad constante,
mostrando así los diferentes grados de respuesta del músculo.
Luego sujetamos la parte del tendón con una varilla superior que
presentaba hilos de cobre conectados a un cable del generador de
corriente el cual iba ser utilizado por el doctor. El hilo se sujetaba
fuertemente en la varilla inferior del soporte para poder tener tenso al
32
músculo y poder ver sus movimientos y contracciones al momento de la
estimulación.
Los Hilos de cobre se conectaron primeramente al nervio y se
encendió la máquina que contenía el papel pintado.
Se pretendía estimular por medio de los hilos de cobre con el
generador empezando con una corriente de 0.1 V y luego seguir
avanzando hasta lograr el Umbral mínimo de excitación.
Al momento de dar la descarga de 0.6 V al nervio se pudo lograr el
umbral mínimo de excitación. Por consiguiente se pasó a estimular al
músculo.
Luego se continuó con una serie de descargas de 0.7V. – 0.8 V. –
0.9V. resultando el mismo resultado que ha 0.6 V
33
Al momento de pasar a 1 V. se vio un leve trazo en la lectura del papel
de tan solo (0.5 mm.), dando en el músculo una respuesta tan pequeña
que paso por alto a todos los observadores, resultando como hecho por
la lectura del papel que ha 1V. se llego al Umbral Mínimo de Excitación.
Luego a 2 V el efecto se hizo más notorio hacia los espectadores
sorprendiéndolos a todos, resultando un trazo en el papel un tamaño
más claro de 1mm.
34
Efectuando a 3V. – 4 V. – 5 V. – 7 V. se vio que iba aumentándolas
respuestas las cuales se veían reflejadas en el papel de tornasol hasta
que llegamos a un punto en el cual llego a estimularse en un punto
máximo (supra umbral).
PROCEDIMIENTO N°2
1.- DIAGRAMA LONGITUD – TENSIÓN
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A) Cálculo del área de la sección transversal:
1. Medimos la mayor circunferencia de la masa muscular con un hilo, luego medimos la longitud que alcanzó el hilo:
2. Con la longitud de la circunferencia encontrada procedemos a calcular el radio, y el área de la sección transversal:
Lc = 2πr Lc = 38 mm
2πr =36 mm
2(r)(3.1416) = 38 mm
r = 6.04 mm
Área = πr2 Área = 114.85mm
2
B) Elaboración de la curva Longitud - Tensión Pasiva:
36
Lc= 38 mm
1. Procedemos a medir la longitud inicial del músculo, la cual fue de:
2. Colocamos las pesas en la palanca inscriptora unida al músculo:
2.1. Primera pesa: 8.8g
M1= 11g
L1= 1 mm.
Lf= L0 + L
Lf= 36 mm.+ 1mm.
Lf= 37 mm.
Calculamos la tensión respectiva:
σ1 = A
mg
σ1= (8.8) (10-3) (9.8)/ (114.85) σ1 = 0.0008N/ mm2
2.2. Segunda pesa: 11g
M2= 8g + 11g = 19g
L2= 2mm.37
L 0 = 36 mm
Lf= L0 + L
Lf= 36mm +2 mm.
Lf= 38 mm.
Calculamos la tensión respectiva:
σ2 = A
mg
σ2 = (19) (10-3) (9.8)/ (114.85) σ2 = 0.001N/ mm2
2.3. Tercera pesa: 12 g
M3=8g + 11g +12g= 31g
L3= 3mm.
Lf= L0 + L
Lf= 36 mm. + 3mm.
Lf= 39 mm.
Calculamos la tensión respectiva:
σ3= A
mg
σ3= (33.09) (10-6) (9.8)/ (114.85) σ3= 0.002 N/ mm2
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MÚSCULO EN ACTIVIDAD
A). SACUDIDA SIMPLE:
Aplicamos un estímulo umbral al músculo y observamos la contracción.
El proceso consistió en estimular al nervio con una breve descarga
eléctrica, como resultado el músculo se contrajo bruscamente y
enseguida se relajó.
El estímulo umbral de nuestro músculo es: 0.8 V
B). CURVA LONGITUD TENSION ACTIVA (tétanos)
Incremente la frecuencia de los estímulos a valores mayores a los
aplicados en la suma de contracciones, observe que en el kimógrafo se
grafica una curva que representa la contracción tetánica y la curva de
longitud tensión activa.
TRABAJO MUSCULAR
A). GRAFICA DEL TRABAJO MUSCULAR:
Hallamos el trabajo realizado en la parte de la curva de la tensión activa
Utilizando:
39
W = Ta (Lf - Lo)
Dónde:
Ta= Tensión Activa generada por el músculo
Lf – Lo=Variación de la Longitud
W1= 0.0008(1) = 8X10-4Joule
W2= 0.002(2) =4X10-3Joule
W3=0.001(3) =3X10-3Joule
Después procedimos a ver el aumento de la tensión del sapo y por
consiguiente del músculo aplicando sobre el soporte pesas de 8.8 g , 11g
y 12 g.
Aplicamos luego estímulos supra umbrales y empezamos a medir
consecutivamente hasta llegar a ponerle la pesa de 12g.
40
Contracción Isotónica
Contracción Auxotónica
Contracción Poscarga
En cada uno de estos procedimientos llegamos a visualizar las
características del tejido muscular y sus expresiones.
V.-.RESULTADOS
ESTIMULACION EN VOLTIOS
RESPUESTA DEL MUSCULO
ESTIMULACION MUSCULAR0.1 -
0.3 -
41
0.4 -
0.5 -
0.6 +
2.0 +
3.0 ++
4.0 ++
5.0 ++
7.0 +++10.0 +++
15.0 ++++
18.0 ++++
20.0++++
25.0++++
ESTIMULACIÓN EN MÚSCULO
Subumbral menores de 0.6 V
Umbral 0.6V
Supraumbral mayores de 0.6, menores de 15.0
Maximal 15.0
Supramaximal mayores de 15 .0
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ESTÍMULOS SUPRAUMBRALES
45
Lo= 3.1 cm g= 9,8 m/s2
Masa Agregada
Masa Final
σ P (N/ m2) Lo(cm) L (cm) Lf (cm)
8.8 g 8.8 g 0.001 3.1 0.3 3.4
11.0 g 19.8 g
0.003 3.4 0.15 3.55
1.0 g 20.8 g0.004 3.55 0.15 3.7
46
Lo= 3.2 cm g= 9,8 m/s2
Masa Agregada
Masa Final
σ P (N/ m2) Lo(cm) L (cm) Lf (cm)
8.8 g 8.8 g 0.001 3.2 0.25 3.45
2.2 g 11.0 g 0.003 3.45 0.10 3.55
0.5. g 11.5 g 0.004 3.55 0.5 3.6
0.5g 12.0 g 0.006 3.6 0.2 3.8
7.6 19.6g 0.008 3.8 0.5 3.85
-8.6.0g 11.0 0.011 3.85 16.5 3.5
-11g 0.0 g 0.00 3.5 20.5 3.4
VI.-DISCUSION
En esta práctica se realizó la extracción del músculo gastronecmio del
sapo así como su inervación con el nervio ciático luego fue llevado al
kimografo, a donde el músculo fue conectado directamente con los
electrodos del estimulador eléctrico.
Pudimos observar que al administrar estímulos eléctricos al músculo a
través de los electrodos con intensidades entre 0.1v -0.5v (umbral
subliminal), no se obtuvo ninguna respuesta del músculo ya que no se
produjo un potencial de acción suficiente para excitar a las fibras
musculares.
Cuando la intensidad fue de 0.6v, obtuvimos una mínima señal
registrada en el kimógrafo, pues la corriente eléctrica atravesó las
cercanías de todas las miofibrillas, produciendo una ínfima contracción
por lo tanto evidenciamos que dicho estímulo era el umbral de excitación.
A partir del umbral de excitación y al incrementar la intensidad del
estímulo (estímulo supra umbral) las respuestas mecánicas del músculo
eran ascendentes, pero cuando la intensidad fue de 25v.el músculo
realizó la máxima contracción (estímulo maximal) y de allí en adelante
evidenciamos que por más que se incrementaba la intensidad de los
estímulos (supramaximal) la respuesta era la misma, porque las
miofibrillas ya llegaron a su máximo nivel de excitación en el estímulo
maximal.
Al experimentar con el nervio, observamos que la respuesta fue
positiva con la intensidad de menos de 0.1 voltios , esto se debe a que el
potencial de acción viaja por el nervio motor hasta el final del mismo en
47
las fibras musculares , en cada extremo el nervio secreta una pequeña
cantidad de acetilcolina , esta actúa localmente , en una zona de la
membrana de la fibra muscular abriendo múltiples canales para los iones
de sodio con compuerta operada por acetilcolina .La apertura de estos
canales permite la entrada a la fibra muscular de grandes cantidades de
iones de sodio en el punto correspondiente a la terminal nerviosa de esta
forma comienza un potencial de acción en la fibra muscular , este
potencial de acción se desplaza a lo largo de la membrana de la fibra
muscular.
Luego a dicho músculo se le fueron aplicando diversas pesas para
determinar las variaciones de longitud, tensión y trabajo realizado, previa
medición de su radio y por ende de su área de sección transversal,
observamos que la longitud, tensión y trabajo realizado por el músculo al
momento de contraerse y relajarse variaba directamente proporcional a
la cantidad de pesas aderidas.
Al conseguir estimular al musculo con frecuencias crecientes y debido
al impedimento que el musculo se relaje, se llegó a un estado en que las
contracciones sucesivas se fisionan y no pueden distinguirse entre sí
llamándose a este fenómeno: Tetanización.
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VII.- CONCLUSIONES:
Un músculo se puede excitar a por dos vías, una es aplicando
directamente una diferencia de potencial sobre el músculo y la otra es
aplicando un estímulo sobre el nervio que lo inerva.
El umbral de excitación es el valor mínimo en intensidad que necesita
un potencial de acción para generar la contracción muscular
Los estímulos de acuerdo a su intensidad y el grado de respuesta se
clasifican en: Subliminal, liminal, supra umbral y maximal.
El estímulo más débil que genera contracción se llama estímulo liminal
(genera un potencial igual al umbral de excitación), si es menor se llama
estímulo sub liminal (no origina contracción) y si es mayor se llama
maximal( origina la contracción máxima)
Al ser estimulados por los electrodos el músculo alcanza su umbral
luego de un periodo de estímulos crecientes, por el contrario el nervio
alcanza su umbral maximal en forma inmediata sin tener que aplicarle
tantos estímulos (voltajes), debido a que el nervio tiene menor
resistencia y mayor transmisión de potencial.
Cuando el músculo haya alcanzado su umbral maximal, a pesar que
se eleven los niveles de intensidad de la corriente en el músculo o el
nervio por el cual es inervado, éste ya no provocara variación alguna
porque ya las fibras musculares llegaron a su máxima excitación en el
umbral maximal.
El trabajo realizado por el músculo al levantar las pesas en el
momento de contraerse, se debe gracias al estímulo maximal.
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Al incrementar la frecuencia de estímulos sobre el músculo, impedirá
una relajación apropiada después de la contracción, lo que propicia una
fusión de contracciones llamándose tetanización.
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VI. BIBLIOGRAFIA: GX STROTHER: “física aplicada a las ciencias de la salud”.
Edit. Latinoamericana.
FRUMENTO, ANTONIO: “biofísica”. Edit. Buenos aires.
Diccionario Terminológico de Ciencias Médicas. 11ava Edición.
Salvat Editores.
G. K. Strother. “Física Aplicada a las Ciencias de la Salud”.
Edit. Latinoamericana.
R. Montoreano. “Manual De Fisiología Y Biofísica Para
Estudiantes De Medicina”
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