UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MEDICA

ESCUELA DE MEDICINA

BIOFISICA

HECHO POR: DANIELA ARELLANO

EULOGIO ARMIJOS

DIEGO MADRID

AGRADECIMIENTOS AL DR. CECIL FLORES BALSECA

VÍDEO SOBRE TEJIDOS HUMANOS

CARACTERISTICAS, ESTRUCTURAS Y FUNCIONES DE LAS ARTICULACIONES

Se conoce como articulación al conjunto de elementos o tejidos que permiten la unión entre dos o más huesos.

 Clasificación funcional:

 La clasificación funcional de las articulaciones toma en cuenta el grado de movimiento que éstas permiten. Se clasifican como

·         sinartrosis (inmóviles)

·         anfiartrosis (ligero movimiento)

·         diartrosis (movimiento libre).

Clasificación estructural:

 La clasificación estructural de las articulaciones se basa en la presencia o ausencia de una cavidad sinovial y el tipo de tejido conectivo que une a los huesos. Desde el punto de vista estructural, las articulaciones se clasifican como

·         Fibrosas: en las cuales no hay cavidad sinovial y los huesos se mantienen juntos por medio de tejido conectivo fibroso. Permiten poco o nada de movimiento. Existen tres tipos:

 1. Suturas: Se encuentran entre los huesos del cráneo, se unen por una delgada capa de tejido conectivo fibroso denso, tienen estructura irregular (interdigitada), la cual les proporciona fuerza adicional y disminuye la posibilidad de que se fracturen.

Desde el punto de vista funcional son sinartrosis. Pueden pasar a ser sinostosis (o articulaciones óseas) en la adultez, debido a que hay una fusión completa de los huesos a través de la línea de sutura.

 2. Sindesmosis : El tejido conectivo fibroso está presente en mucha mayor cantidad que en las suturas, la unión no es tan rígida, se forma una membrana o ligamento interóseo. Tiene ligera movilidad y flexibilidad, gracias a la pequeña separación entre los huesos y al ligamento interóseo. Desde el punto de vista funcional son anfiartrosis. Ejemplo: articulación distal de la fíbula y el peroné.

 3. Gónfosis: Una espiga en forma de cono se fija dentro de una cavidad receptora. Interviene el ligamento periodontal,  Desde el punto de vista funcional son sinartrosis. Ejemplo: articulaciones de las raíces de los dientes con el alveolo (cavidad receptora) del maxilar y la mandíbula.

·         Cartilaginosas: en las cuales no hay cavidad sinovial y los huesos están juntos por medio de cartílago, al igual que las articulaciones fibrosas, permiten poco o nada de movimiento. Existen dos tipos:

 1. Sincondrosis: El material de conexión es el cartílago hialino, el tipo más común es la lámina epifisiaria, entre la sínfisis y la diáfisis de un hueso en crecimiento (es inmóvil). Ejemplo: articulación entre la primera costilla y el esternón.

 2. Sínfisis: El material de conexión es un disco ancho y plano de fibrocartílago; se encuentra entre los cuerpos de las vértebras, una porción del disco intervertebral es material cartilaginoso. Desde el punto de vista funcional son anfiartrosis.  Ejemplo: la sínfisis del pubis.

·         Sinoviales: Se mueven con libertad. Se clasifican desde el punto de vista funcional como diartrosis. Se caracterizan por la presencia de cartílago articular. Este cubre las superficies de los huesos de la articulación, pero no une o mantiene juntos a los huesos. Es cartílago hialino.

Las articulaciones sinoviales están rodeadas por una cápsula articular en forma de manguito que encierra a la cavidad sinovial y une a los huesos de la articulación. La cápsula articular se compone de dos capas: (1) la cápsula fibrosa (más externa), que consta de tejido conectivo denso (colágena); y (2) la membrana sinovial, compuesta de tejido conectivo laxo con fibras elásticas y una cantidad variable de tejido adiposo. La flexibilidad de la cápsula fibrosa permite el movimiento en la articulación, mientras su gran fuerza resiste la dislocación. La membrana sinovial secreta líquido sinovial, el cual lubrica la articulación y proporciona nutrición al cartílago articular. La cantidad de líquido sinovial varía en las diferentes articulaciones del cuerpo, con un rango que va desde una capa viscosa delgada hasta una capa de casi 3.5 ml de líquido libre en una larga articulación, como el caso de la rodilla. Sirve para reducir la fricción y aportar nutrientes, eliminando los deshechos metabólicos de las células cartilaginosas del cartílago articular. Muchas articulaciones sinoviales también contienen ligamentos accesorios, los cuales se llaman ligamentos extracapsulares y ligamentos intracapsulares.

Tipos de articulaciones sinoviales

·         Articulaciones deslizantez: Las superficies articulares son planas, Permiten movimientos de lado a lado y de atrás para delante, El torcimiento y la rotación se inhiben por lo general debido a que los ligamentos y huesos adyacentes restringen el rango de movimiento. Ejemplos: articulaciones entre los huesos del carpo, huesos del tarso, el esternón con la clavícula y la escápula con la clavícula.

·          En bisagra: Permite movimientos limitados, La superficie convexa de un hueso entra en la superficie cóncava de otro hueso, Es monoaxial (extensión y flexión).Ejemplos: articulaciones del codo, tobillo e interfalángicas.

·         De pivote: Una superficie crónica redondeada o en punta de un hueso se articula dentro de un anillo formado en una parte por un hueso y en otra parte por un ligamento, Realiza rotación (articulación monoaxial),Es responsable de la supinación y pronación de las palmas de las manos y la rotación de la cabeza de un lado a otro. Ejemplos: articulación entre el atlas y el axis y entre los extremos proximales del radio y la ulna.

·          En silla de montar: La superficie articular de un hueso tiene forma de silla de montar y la superficie articular del otro hueso tiene la forma del jinete sentado en la silla. Es una articulación por encaje recíproco, Es la modificación con movimiento más libre de una articulación elipsoidal. Se mueve de lado a lado y de atrás hacia delante (articulación biaxial). Ejemplo: articulación entre el trapecio del carpo y el metacarpo del pulgar.

·          De pelota y receptor (tipo esfera): consiste de una superficie parecida a una bola de un hueso dentro de una depresión con forma de copa de otro hueso. Permite movimiento triaxial: flexión-extensión, abducción-aducción y rotación- circunducción.

ELASTICIDAD DE LOS TEJIDOS

Elastina

La elastina es una proteína del tejido conjuntivo con funciones estructurales que, a diferencia del colágeno que proporciona principalmente resistencia, confiere elasticidad a los tejidos. Se trata de un polímero con un peso molecular de 70 kDa con gran capacidad de expansión que recuerda ligeramente a una goma elástica. La elastina se encuentra presente en todos los vertebrados.1 La elastina es importante también en la capacidad de los cuerpos de los vertebrados para soportar esfuerzos, y aparece en mayores concentraciones donde se requiere almacenar energía elástica. Usualmente se considera que es un material elástico incompresible e isótropo. En los seres humanos, el gen que codifica la fabricación de la elastina es el gen ELN.2

Estructura

Está formada por una cadena de aminoácidos con dos regiones: una hidrofóbica constituida por los aminoácidos apolares valina, prolina y glicina, y otra hidrofílica con los aminoácidos lisina y alanina, formando estructuras de tipo hélice alfa. La región hidrofóbica es la que confiere la elasticidad característica a la elastina.

Su biosíntesis sigue la misma ruta que el colágeno; va desde el retículo endoplasmático, se dirige al aparato de Golgi y de ahí hasta las vesículas secretoras. No sufre tantas modificaciones postraduccionales como el colágeno, sin embargo, en la matriz extracelular se da un cambio importante. Allí es captada por las microfibrillas (constituidas por fibrilina 1 y fibrilina 2 básicamente) que se encuentran asociadas a la lisil-oxidasa. Esta enzima se encargara de hidroxilar la lisina a alisina (utilizando vitamina C como co-sustrato) permitiendo así el enlace entre los dominios alfa de la proteína (un proceso similar al entrecruzamiento del colágeno). Las redes de fibras de elastina se encuentran inicialmente en un estado "caótico". La tendencia a aumentar la entropía hará que, al aplicar fuerza sobre ellas, se de un ordenamiento de dichas fibras alcanzando una buen grado de compactación.

En los mamíferos (y en los vertebrados en general), se puede encontrar predominantemente allí donde el tejido sufre repetidos ciclos de extensión-relajación. Ejemplos típicos son las arterias, ligamentos, pulmones y piel. Presenta unas sorprendentes cualidades elásticas, quizá la más llamativa sea su alta resistencia a la fatiga. Las fibras elásticas de las arterias humanas (especialmente del arco aórtico) sobreviven más de 60 años, soportando miles de millones de ciclos de extensión-relajación.

Aproximadamente el 90% de sus aminoácidos son de cadena lateral apolar y existen ciertas secuencias que se encuentran repetidas como VPG, VPGG, GVGVP, IPGVG, VAPGVG. La más común es la secuencia GVGVP, que aparece en fragmentos que contienen hasta 11 pentapéptidos consecutivos (VPGVG)11.

Basados en las secuencias que se encuentran repetidas en la elastina natural se forman los polímeros tipo-elastina (ELP), de los cuales el de mayor renombre es el poli-(VPGVG).

LEYES DE NEWTON

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. 

Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones… La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:

Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;

Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Las 3 Leyes físicas, junto con la Ley de Gravitación Universal formuladas por Sir Isaac Newton, son la base fundamental de la Física Moderna.

Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

PRIMERA LEY O LEY DE INERCIA

Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

SEGUNDA LEY O PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

TERCERA LEY O PRINCIPIO DE ACCIÓN-REACCIÓN

Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

Primera Ley o Ley de la Inercia

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento.

Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

La segunda ley del movimiento de Newton dice que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg · 1 m/s2

Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice esencialmente que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Ejemplos de Leyes de Newton en Fenómenos Biológicos

Primer Ley De Newton:

Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él.

Segunda Ley De Newton:

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, tiene la dirección de la fuerzan eta y es inversamente proporcional a la más del objeto.

Tercer Ley De Newton:

Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.

1.     El cuerpo al transpirar

Ø 1^era Ley de Newton: El cuerpo al estar en un estado de reposo, la temperatura se encuentra en un estado equilibrio.

Ø 2^da Ley de Newton: Al tener un aumento de temperatura corporal debido al calor de condiciones externas, o a nivel interno, por ejemplo, por  hacer actividad física se produce un cambio en las condiciones normales de termorregulación del cuerpo.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la acción que estimulo el aumento de temperatura ya sea este externo o interno, se produce una reacción  en la cual nuestro cuerpo intentará enfriarse nuevamente mediante la transpiración, lo cual acompañado con el aire del exterior hará que nuestro cuerpo pierda energía a manera de calor para luego intentar volver a un equilibrio .

2.     Al respirar ,capacidades pulmonares

Ø 1^era Ley de Newton: Dentro de los pulmones al estar en un estado de reposo se obtendrán un volumen corriente de 500cc. Con una capacidad de 2300cc.

Ø 2^da Ley de Newton: Al realizar una gran inspiración causara que se realiza una mayor contracción muscular causando un que la capacidad pulmonar aumente a 3500 cc.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la diferencia de presiones, los músculos respiratorios se relajan provocando un volumen de reserva espiratorio de 110 cc.

3.       La descomposición de la comida dentro del estómago

Ø 1^era Ley de Newton: En el momento el cual el estómago está a la espera de la llegada de la comida permanece en un estado inter-digestivo, donde no se produce ninguna clase de secreción ácida (ácido Clorhídrico).

Ø 2^da Ley de Newton: Cuando la comida baja por el tubo digestivo y entra en contacto con el estómago esto causará la distensión de la mucosa, lo cual empezará a actuar los quimiorreceptores y se estimulará la secreción de ácido y pepsinógeno que es convertido en pepsina.

Ø 3^ra Ley de Newton: Debido a la acción que provoco la  liberación de  ácidos y enzimas se produce la reacción que sería la descomposición química de los alimentos y la degradación proteica, dada por la  enzima pepsina.