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Trata sobre el proceso de Osteocinemática, Apuntes de Biología Humana

Trata sobre el proceso de Osteocinemática

Tipo: Apuntes

2020/2021

Subido el 20/07/2023

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Osteocinemática
(Los macromovimientos)
Rama de la biomecánica que se encarga de estudiar el movimiento de los huesos en el espacio,
sin detenerse a evaluar las causas que los provocan ni el gasto energético empleado para su
producción.
FUNCIONALMENTE los huesos se comportan como:
Estructuras rígidas que permiten la transmisión de cargas. Brazos de palanca para que se lleve a
cabo la función muscular. Protección y sostén para órganos y vísceras. Asiento del sistema
hematopoyético y depósito de calcio, fosforo y magnesio.
La embriogénesis del sistema óseo se desarrolla a partir del mesodermo del esclerotoma
(porción ventromedial de las somitas) que a partir de la cuarta semana de gestación se
transforma en mesénquima; el cuál va a ser el precursor de todos los tejidos del sistema
esquelético gracias a su capacidad de diferenciarse, según las demandas locales, en
osteoblastos, condroblastos y fibroblastos. Hacia la 4ª semana de gestación las extremidades
están representadas por una tumefacción formada por mesénquima cubierto por ectodermo.
El eje central se condensa dando origen al blastema, que representa al futuro esqueleto del
miembro.
El blastema se ve luego invadido por centros de condrificación; los que se extienden hasta que
todo el esqueleto queda compuesto por cartílago recubierto por una membrana denominada
pericondrio.
La formación del hueso parte de un molde de tejido conectivo embrionario que luego es
progresivamente osificado mediante un proceso intramembranoso y un proceso endocondral.
El paso siguiente lo constituye una importante vascularización del mesénquima condensado y la
diferenciación de sus células en osteoblastos.
En el llamado proceso de “osificación” intramembranosa, los osteoblastos depositan matriz que
luego será calcificada para formar las futuras laminillas del hueso trabecular en un principio y
del hueso compacto luego. Los osteoblastos son los únicos con capacidad para producir la
matriz que luego ha de calcificarse.
Estos son ricos en fosfatasa alcalina (osificación), retículo sarcoplasmático y aparato de golgi
(síntesis de proteínas). Una vez que se ha rodeado de matriz el osteoblasto se transforma en
osteocito.
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Osteocinemática

(Los macromovimientos)

Rama de la biomecánica que se encarga de estudiar el movimiento de los huesos en el espacio, sin detenerse a evaluar las causas que los provocan ni el gasto energético empleado para su producción. FUNCIONALMENTE los huesos se comportan como: Estructuras rígidas que permiten la transmisión de cargas. Brazos de palanca para que se lleve a cabo la función muscular. Protección y sostén para órganos y vísceras. Asiento del sistema hematopoyético y depósito de calcio, fosforo y magnesio. La embriogénesis del sistema óseo se desarrolla a partir del mesodermo del esclerotoma (porción ventromedial de las somitas) que a partir de la cuarta semana de gestación se transforma en mesénquima; el cuál va a ser el precursor de todos los tejidos del sistema esquelético gracias a su capacidad de diferenciarse, según las demandas locales, en osteoblastos, condroblastos y fibroblastos. Hacia la 4ª semana de gestación las extremidades están representadas por una tumefacción formada por mesénquima cubierto por ectodermo. El eje central se condensa dando origen al blastema, que representa al futuro esqueleto del miembro. El blastema se ve luego invadido por centros de condrificación; los que se extienden hasta que todo el esqueleto queda compuesto por cartílago recubierto por una membrana denominada pericondrio. La formación del hueso parte de un molde de tejido conectivo embrionario que luego es progresivamente osificado mediante un proceso intramembranoso y un proceso endocondral. El paso siguiente lo constituye una importante vascularización del mesénquima condensado y la diferenciación de sus células en osteoblastos. En el llamado proceso de “osificación” intramembranosa, los osteoblastos depositan matriz que luego será calcificada para formar las futuras laminillas del hueso trabecular en un principio y del hueso compacto luego. Los osteoblastos son los únicos con capacidad para producir la matriz que luego ha de calcificarse. Estos son ricos en fosfatasa alcalina (osificación), retículo sarcoplasmático y aparato de golgi (síntesis de proteínas). Una vez que se ha rodeado de matriz el osteoblasto se transforma en osteocito.

La osificación endocondral se produce a partir de un centro de osificación que aparece en el molde cartilaginoso diafisario. Se inicia con la hipertrofia de las células cartilaginosas y su matriz se calcifica. De este modo se va depositando bajo el pericondrio diafisario una delgada capa ósea que va a dar origen al periostio; a partir del cual se genera la proliferación de tejido conectivo vascularizado, y la diferenciación de las células mesenquimatosas en osteoblastos que han de depositar matriz ósea. El crecimiento en longitud de los huesos largos se produce en la etapa prenatal a nivel de la metáfisis (alberga a la placa cartilaginosa de crecimiento) a partir de la cual se va produciendo la calcificación de la matriz diafisaria. Las diferentes metáfisis corporales poseen velocidades de crecimiento independientes; siendo las de mayor espesor que las que poseen mayor actividad (humero proximal, fémur distal, tibia proximal, radio distal y cúbito distal). Excepto en las superficies articulares y los sitios de inserción muscular, el hueso se encuentra cubierto por una membrana fibrosa denominada periostio. Esta delgada y altamente vascularizada capa es la responsable del incremento del diámetro óseo que se produce en la etapa de crecimiento; y de la formación de tejido óseo en situaciones especiales a que es sometido el hueso maduro (traumatismos, tumores e infecciones). La osificación de las epífisis se realiza a partir de los centros secundarios de osificación que aparecen en la etapa postnatal, cuyas células cartilaginosas se hipertrofian y su matriz es calcificada. Debido a la alta compresión a la que es sometida la epífisis condral del hueso en crecimiento, y a la alta capacidad de deformación que el mismo posee; debe existir un mecanismo que impida que la fisis se deforme excesivamente en respuesta a las cargas axiales. Un anillo fibroso pericondral (anillo de la croix) se encarga de contener a la fisis evitando su excesiva deformación. Huesos cortos Se osifican mediante un proceso endocondral, mientras que los planos lo hacen a través de un proceso intramembranoso. Tan importantes como los osteoblastos en la formación del hueso, son los osteoclastos en su resorción. La extracción de calcio de su depósito óseo para satisfacer las demandas metabólicas solo puede realizarse gracias a la participación de los osteoclastos. Si bien el remodelado óseo, a partir del interjuego entre osteoblastos y osteoclastos, se realiza constantemente con el objeto de satisfacer las exigencias funcionales del sistema esquelético; las demandas metabólicas del

Los huesos largos poseen más de un eje: -EJE DIAFISIARIO: es el eje geométrico de la diáfisis del hueso. -EJE DE MOVIMIENTO: pasa por el centro de rotación y es perpendicular al plano sobre el que el hueso se moviliza. EJE MECÁNICO: es la recta que une los centros de movimiento a cada lado del hueso, o la cadena. Debido a la irregular geometría articular, el centro de rotación no permanece invariable; existiendo uno diferente para cada instante del movimiento. El punto promedio de todos los centros de rotación que posee una UBM es denominado centro de movimiento. Los huesos pueden realizar 2 tipos de movimientos rotatorios: -GIROS: es una rotación del hueso sobre sí mismo que se realiza en el plano horizontal y sobre el eje mecánico. Las rotaciones interna y externa constituyen giros. -BALANCEOS: son movimientos pendulares en los planos sagital y transversal. La flexo- extensión y la abducto-aducción constituyen balanceos. Si el balanceo utiliza más de un plano, como sucede con casi la mayoría de los movimientos humanos es denominado “impuro” (para que un determinado movimiento combine más de un plano debe acompañarse de un giro). Los movimientos en el plano sagital en los que el ángulo formado entre el segmento móvil y el segmento fijo se reduce por aproximación de los mismos, es denominado “flexión”; mientras que la extensión representa el caso inverso. Cuando el movimiento es en el plano frontal los mismos adoptan el nombre de aducción y abducción respectivamente.

La combinación de dos movimientos rotatorios en sentido contrario realizados en dos UBM sucesivas de una cadena se produce un movimiento de traslación del extremo libre de la misma. Los movimientos rotatorios y las traslaciones son mensurados por las unidades de medida que la física mecánica utiliza para cada uno de estos movimientos. Dependiendo la cantidad de planos sobre la que una determinada UBM pueda movilizarse se las puede clasificar como: -Grado 0: sin movilidad -Grado 2: Movilidad en un solo plano (uniaxial) -Grado 4: movilidad en dos planos (biaxial) -Grado 6: movilidad en tres planos (multiaxial).

la tracción a los tejidos en los que se encuentran. -Tipo 2: Se localiza en el cartílago articular y los discos intervertebrales. Las fibras son de diámetro más reducido. Esto le permite una mayor dispersión por los tejidos; necesaria para la función mecánica de soporte de cargas de los tejidos en los que se encuentra. -Tipo 3: Se localiza en la membrana sinovial, el tejido cicatrizal, la piel embrionaria y el aparato cardiovascular. -Tipo 4: Se ubica en todas las membranas basales del organismo. Sus moléculas se esparcen por la membrana basal sin formar fibras colágenas. Debido a su compleja vía sintética y degradativa, la presencia de diferentes tipos según su conformación microestructural, y su fundamental papel en las características mecánicas del tejido al que pertenece; una ligera alteración tanto en su estructura como en su metabolismo va a ser responsable de importantes alteraciones tisulares. El proteoglucano es una macromolécula presente en la matriz de diversos tejidos conectivos del cuerpo. La mayoría del proteoglucano de la matriz cartilaginosa se encuentra en forma de agregados de elevado peso molecular, compuestos por subunidades de proteoglucano, ácido hialurónico y una proteína de enlace; conformando un gel glucoproteico hidrófilo e higroscópico (higroscopicidad: capacidad de recuperar el agua perdida durante una compresión, una vez que cesa la carga). Macroestructuralmente el cartílago articular se divide en cuatro capas, descritas desde la superficie articular hacia el interior del hueso: -La capa tangencial (capa 1 o externa) está constituida por fibras colágenas alineadas de forma tangencial a la superficie. Posee un bajo contenido de proteoglucanos y ocupa solo un 10% del volumen cartilaginoso total. -La capa de transición (capa 2) ocupa un 50% del volumen cartilaginoso total y posee mayor cantidad de proteoglucanos. Las fibras colágenas se disponen de manera arciforme. -La capa radial (capa 3) ocupa un 30% del volumen cartilaginoso total y posee una gran cantidad de proteoglucanos. Las fibras colágenas se ubican perpendicularmente a la superficie. -la capa calcificada (capa 4) ocupa el 10% restante del volumen cartilaginoso total. Posee una estructura que se asemeja más a la del tejido oseo que a la del tejido cartilaginoso. Su límite superior (donde se une a la capa radial) se denomina línea de marea.

El grosor del cartílago articular depende de las demandas locales de carga y movilidad. Al no estar vascularizado ni inervado puede ser comprimido hasta un 40% de su altura. La nutrición es realizada por difusión desde el líquido sinovial (el nivel metabólico del cartílago articular es bajo, por lo que el consumo de O2 requerido es mínimo, no necesitando de aporte vascular para la correcta nutrición). La falta de inervación determina que la destrucción del cartílago sea indolora (el dolor es secundario a la lesión del hueso subcondral, la cápsula articular y el resto de las estructuras periarticulares). El envejecimiento determina una menor capacidad hidrofilica del gel glucoproteico, lo que incrementa el riesgo de lesiones ante cargas que antes eran soportadas sin inconvenientes. La falta de carga sobre una articulación puede generar una disminución en la tasa de producción del proteoglucano, lo que es igual a una atrofia por desuso. La resistencia mecánica a la compresión es otorgada por la disposición estructural adoptada por las fibras colágenas y el gel glucoproteico. Las fibras son resistentes a la tracción pero no a la compresión. Por lo tanto al estar el gel incluido dentro de un entramado fibroso la presión ejercida por las cargas es distribuida uniformemente hacia las fibras colágenas (principio de pascal) que de este modo son puestas en tensión. Así mismo la morfología adoptada por las fibras de colágeno, curvándose, determina que la carga genere sobre ellas una solicitud de tracción y en lugar de someterlas a compresión.