Electromiografía de superficie

Anatomía. Electromiograma. Músculos esqueléticos. Contracciones del músculo

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UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA

ACTIVIDAD FISICA Y SALUD

FISIOLOGÍA GENERAL

LABORATORIO Nº 1: “ACTIVIDAD MUSCULAR ESQUELÉTICA”

ELECTROMIOGRAFÍA DE SUPERFICIE

SEDE CONCEPCIÓN, 1º SEMESTRE 2008

ÍNDICE

Introducción………………………………………………………………....3

Estructura del sistema músculo esquelético…………………………….4,5,6,7

Histología cuadriceps y bíceps braquial……………………………… ...7

Fisiología de la contracción……………………………………………… 7, 8

Relación fuerza y longitud sarcomera……………………………………8

Metodología…………………………………………………………………8, 9, 10,11

Conclusión………………………………………………………………….12

Apreciación grupal…………………………………………………………13

Bibliografía………………………………………………………………….14

INTRODUCIÓN

La velocidad de conducción de un nervio es la velocidad a la que se propagan los potenciales de acción por los axones de dicho nervio.

Cuanto mayor es el diámetro de las fibras que componen el nervio, mayor es la velocidad de conducción.

En los vertebrados, esta velocidad depende, además, de la presencia o no de una vaina de mielina, por lo que un axón mielinizado tiene una velocidad de conducción mucho mayor que un axón no mielinizado del mismo diámetro.

Los nervios motores contactan con las fibras musculares en una conexión denominada unión neuromuscular. Cuando el potencial de acción que viaja por el axón del nervio motor llega a la unión neuromuscular, se produce otro potencial en la membrana de la fibra muscular, que se propaga por esta y desencadena la contracción de la misma. Debido a su pequeño diámetro, es difícil detectar el potencial de acción en las fibras nerviosas a través de la piel.

Sin embargo, es más fácil detectar el potencial de acción en las fibras musculares, puesto que por su mayor tamaño producen corrientes eléctricas que se transmiten a través de la piel, y que se pueden registrar de forma no invasiva con electrodos colocados en la superficie de la piel.

Este registro de las corrientes eléctricas producidas por la actividad de las fibras musculares se denomina electromiograma (EMG).

Para comprender la generación de este Electromiograma, debemos saber que cuando se contrae el músculo se activan entonces muchas unidades motoras, siendo esto la unión de la neurona con la fibra muscular (soma, dendrita, axón, más fibras musculares que inerva).

En sentido general, los registros obtenidos a partir del (EMG) no se han utilizado con propósitos clínicos, debido a la dificultad que presentan ellos en la identificación de los potenciales individuales. Además de los electrodos se necesita un osciloscopio y la observación de un especialista, quien realizará un análisis de la actividad registrada.

En la presente actividad, se registrará la actividad eléctrica de las unidades motoras funcionales, para los músculos cuadriceps  y Bíceps braquial durante un máximo de 4 segundos, consiguiendo con ello datos de voltaje y tiempo que luego serán analizados en los siguientes pasos que veremos a continuación.

  • Estructura del sistema músculo esquelético

  • El cuerpo tiene alrededor de 600 músculos. Las células musculares están dispuestas en hilos elásticos agrupados en paquetes, varios de los cuales juntos constituyen un músculo..
            Los músculos esqueléticos, conjuntamente con los huesos y el tejido conectivo, dan forma al cuerpo y unidos a los tendones dan movimiento a los huesos. Todos los músculos están cubiertos por una capa de tejido conectivo que se llama aponeurosis. Los terminales de estos tejidos forman un cordón grueso al cual se le da el nombre de tendón. Los tendones estan adheridos a los huesos. Éstos poseen una capa revestida de membrana sinovial que permite un movimiento giratorio suave.  Los nervios localizados en los músculos dirigen los movimientos y los vasos sanguíneos proveen la alimentación local.

    Funciones de los Músculos Esqueléticos

            Movimientos. Las contracciones de los músculos esqueléticos producen movimientos del cuerpo como una unidad global (locomoción), así como de sus partes.

            Producción de calor. La actividad muscular constituye una de las partes más importantes del mecanismo para conservar la homeostasis de la temperatura.

            Postura. La contracción parcial continua de diversos músculos esqueléticos hace posible levantarse, sentarse y adoptar otras posiciones sostenidas del cuerpo

    CARACTERÍSTICAS DEL TEJIDO MUSCULAR

        El tejido muscular posee las propiedades fundamentales de excitación, contractilidad, extensibilidad y elasticidad

            La excitación se refiere a la capacidad de un tejido muscular para recibir estímulos y responder a ellos.

    Contractilidad: capacidad del músculo para acortarse y engrosarse cuando recibe un estímulo de intensidad adecuada

    Extensibilidad. El músculo esquelético tiene la capacidad para distenderse, puede estirarse como una banda elástica.

    Clasificación de los músculos esquelético

    Los músculos pueden clasificarse a base de su tamaño, forma y disposición de las fibras musculares.

    Longitudinal (o Paralelo)

       Los músculos longitudinales se caracterizan por ser largos y en forma de tira.

    Cuadrado (o Cuadrilátero)

    Estos tipos de músculos esqueléticos poseen cuatro lados, son normalmente planos y consisten de fibras paralelas.

    Fusiforme (en Forma de Huso o Bastoncillo)

     Estos músculos esqueléticos poseen una forma redondeada, estrechándose en sus extremos.

    Unipeniforme (o monopeniforme)

            Todos los músculos unipeniformes tienen una serie de fibras cortas, paralelas y en forma de pluma se extienden diagonalmente desde un solo lado de un tendón largo central.

    Bipeniforme

     El músculo tiene la apariencia de una cola de pluma simétrica (músculo unipeniforme doble). El flexor largo del hallux (dedo gordo del pie) y el recto anterior del muslo son ejemplo de esta categoría muscular

    Multipeniforme

          Los músculos esqueléticos multipeniformes se caracterizan por la presencia de varios tendones.

    Tipos de contracciones musculares

    El músculo esquelético tiene la capacidad de generar tensión a través de una acción muscular particular, el músculo puede llevar a cabo diferentes tipos de contracción estas pueden o no terminar en un movimiento articular

    Concéntrica (acortamiento):

    En esta contracción el músculo desarrolla una tensión suficiente para mover un segmento corporal al acortarse.

    Ej.:

    • llevando a la boca un vaso de agua de la mesa

    • abducción del brazo

    Excéntrica (alargamiento)

    El músculo se alarga mientras mantiene una tensión activa, es decir, el músculo retorna a su longitud normal en reposo luego de haberse contraído.

    Ej.: Aducción del brazo

    Isométrica (estática, tónica)

    La contracción isométrica es aquella cuyo músculo experimente una tensión muscular durante una contracción completa sin cambio perceptible en su longitud.

    Ej.:

    • contracción simultanea de los músculos antagonistas.

    • Contracción parcial o máxima del músculo contra otra fuerza/resistencia.

    Isotónica

    En esta contracción el músculo desarrolla y mantiene una tensión constante mientras se acorta o alarga.

    La contracción muscular cumple la finalidad de generar la tensión y fuerza necesaria para mover un segmento corporal, si dejamos caer el brazo en vez de bajarlo lentamente entonces no se producirá una acción muscular, es decir, no será necesario que el músculo ejerza una tensión de naturaleza excéntrica puesto que este resistido ni controlado.

    Los músculos esqueléticos pueden clasificarse según su función:

    • Agonistas o motores

    Son los responsables de producir el movimiento articular

    • Músculos fijadores, estabilizadores o sostenedores.

    Se contraen estáticamente para fijar/afirmar, estabilizar o parte del cuerpo con la contracción de los músculos que se contraen.

    • Neutralizadores

    Se contraen para contrarrestar, prever, neutralizar una acción no deseada de uno de los músculos motores que se contraen

    • Músculos Antagonistas.

    La contracción de ellos produce una acción articular exactamente apuesta a la acción articular determinada de los músculos motores.

  • histología del cuadriceps y del bíceps braquial

  • Tanto el cuadriceps como el bíceps están formados de musculatura estriada

    El músculo estriado es un tipo de músculo que tiene como unidad fundamental el sarcómero, y que presenta, al verlo a través de un microscopio, estrías que están formadas por las bandas claras y oscuras alternadas del sarcómero. Está formado por fibras musculares en forma de huso, con extremos muy afinados, y más cortas que las del músculo esquelético. Estas fibras poseen la propiedad de la plasticidad, es decir, cambian su longitud cuando son estiradas, y son capaces de volver a recuperar la forma original. Para mejorar la plasticidad de los músculos, sirven los estiramientos. Es el encargado del movimiento de los esqueletos axial y apendicular y del mantenimiento de la postura o posición corporal. Además, el músculo esquelético ocular ejecuta los movimientos más precisos de los ojos.

    El tejido músculo esquelético está formado por haces de células muy largas (hasta 30 cm), cilíndricas y plurinucleadas, que contienen abundantes filamentos, las miofibrillas Estas fibras se originan en el embrión por la fusión de células alargadas denominadas mioblastos. En las fibras musculares esqueléticas, los numerosos núcleos se localizan en la periferia, cerca del sarcolema.

  • Fisiología de la contracción

  • Existen distintos tipos de contracciones musculares como la Isotónica o dinámica, Concéntrica, Excéntrica o contracción negativa, Isométrica o estática y Isokinétíca, de las cuales solo vamos a mencionar 2 contracción isotónica y contracción isométrica debido a fueron las mas utilizadas en el practico de EMG

    Isotónica: durante una contracción isotónica la tensión debería ser la misma a lo largo del total de la extensión del movimiento. Sin embargo, la tensión de la contracción muscular está relacionada al ángulo, siendo la máxima contracción alrededor de los 120 grados, y la menor alrededor de los 30 grados.

    Isométrica: contracción en la cuál el músculo desarrolla una tensión sin cambiar su longitud.

  • relación entre la fuerza y longitud de la sarcomera

  • Mientras más grande sea el músculo (cuadriceps) mas fuerte se contraerá y mas largo es por ende el sarcómero, si el músculo es de un tamaño menos (bíceps) la contracción será más débil por lo tanto la longitud del sarcómero será menor.

    METODOLOGÍA

    El electromiograma, se realizó para captar la actividad eléctrica de los músculos cuadriceps y Bíceps braquial durante aproximadamente 4 a 6 o 30 a 60 segundos, a través de este exámen se desea medir y registrar las variaciones de voltaje que se produce en fibras musculares estimuladas durante su contracción.

    El electromiograma fue realizado a Nicolás Cofre (cuadriceps) y Fernando Avello ( Bíceps Braquial) , que previa evaluación del grupo de alumnos por el profesor Cristhian Mendoza S. (examinación de la musculatura ), consideró que Nicolás Cofre (Cuadriceps) y Fernando Avello ( Bíceps Braquial) eran los más adecuados para realizar el exámen.

    Para captar la actividad eléctrica se colocan discos metálicos conductores (Figura 1), electrodos de superficie, sobre la piel que recubren los músculos.

    (Figura 1)

    El total de electrodos utilizados para cada exámen (cuadriceps y bíceps braquial) fueron 1. (Figura 2 y 3)

    (Figura 2)

    Bíceps Braquial (figura 3)

    Posteriormente se les solicito a ambos estudiantes realizar una contracción simple de 5 a 10 segundos. A medida que comienza la contracción muscular, se producen algunos potenciales de unidad motora (PAUM). Son generalmente bi o trifásicos y su amplitud varía entre 0.5 y 3 milivoltios y su duración entre 4 a 15 milisegundos.

    Al aumentar la contracción muscular descargan un número mayor de unidades motoras y cada una de ellas descarga a una frecuencia mayor (hasta 15 ciclos por segundo). Este fenómeno se denomina reclutamiento espacial y temporal respectivamente, permitiendo la graduación de una fuerza determinada y la mantención del esfuerzo por un tiempo dado.

    Frente a la contracción muscular máxima, un gran número de PAUM descargan formando lo se denomina esquema interferencial, en el cual no se pueden ver las características individuales de la unidad motora.

    A - contracción mínima. B - moderada C - máxima

     Luego de este estímulo voluntario, las señales eléctricas son captadas por los electrodos que son filtradas, amplificadas y a continuación almacenadas en un computador. Se emplea además un MP35, que es un convertidor análogo digital, que transforma la señal eléctrica en logarítmica, para que un computador, mediante un software especializado llamado Igor Pro, pueda analizar la actividad muscular correspondiente, obteniéndose un gráfico. (Figura 4-5)

    Músculo cuadriceps (figura 4)

    Músculo bíceps braquial (figura 5)

    Luego de realizado el electromiograma, fueron retirados los electrodos.

    La información posteriormente entregada corresponde a los datos numéricos del voltaje tomados durante un cierto tiempo y que se usan para el gráfico del electromiograma (EMG), éste grafico presenta los ejes “x” e “y”, siendo respectivamente tiempo y voltaje.

    CONCLUSIÓN

    Según los datos obtenidos del EMG, se obtuvo lo siguiente:

    • En el registro que dejo la actividad eléctrica de cada músculo se descubrió que cada ciclo equivalía a un potencial de acción, ya que, cuando el potencial de acción alcanza al electrodo negativo el sofwere detecta una diferencia de potencial, porque el electrodo negativo está en contacto con una zona de la membrana que está despolarizada y es negativa en el exterior, el electrodo positivo está en contacto con una zona de la membrana que está en reposo y es positiva en el exterior. Esta diferencia de potencial queda registrado como una onda positiva en el EMG. Cuando el potencial de acción llega al electrodo positivo se produce la situación contraria, y se registra una onda negativa.

    • Según los resultados de los histogramas se obtuvo que los voltajes máximos tenían una menor frecuencia debido a que los potenciales de acción llegan a tales valores máximos pero después de realizados se necesitan un tiempo necesario para poder llegar a producir un nuevo potencial de acción de similares magnitudes.

    • Se determino que en los voltajes mayores están relacionados con las unidades motoras pequeñas caracterizadas por realizar movimientos que requieren rapidez y precisión. Estas U. M. están formadas por alfa motoneuronas y fibras musculares. Por lo tanto estas unidades motoras pequeñas, están adaptadas para la actividad muscular prolongada y continua.

    Conclusiones sobre la actividad

    (Apreciación grupal)

    La presencia, tamaño y agudeza de la onda producida en el electromiograma, será el potencial de acción del los músculos, lo cual dará información acerca de la capacidad de éste, para responder al estímulo nervioso. Cada fibra muscular que se contrae producirá un potencial de acción. El tamaño de la fibra muscular ofrece variaciones del índice, es decir, la frecuencia del potencial de acción y el tamaño de la onda, o sea la amplitud de onda del potencial de acción (Macaluso 1990).

    A través del experimento podemos darnos cuenta que la contracción de cada músculo estudiado presenta variaciones en su frecuencias y en sus potenciales de acción, los mayores voltajes presentan bajas frecuencias, y por el contrario, los menores voltajes, altas frecuencias, lo que indica que cada músculo por separado ejerce una fuerza distinta Cada potencial de acción esta ligado a la amplitud de onda que registra el EMG. Como es el caso del cuadriceps, donde su actividad eléctrica al músculos bíceps braquial por tener un potencial de acción mayor.

    BIBLIOGRAFÍA

    http://www.mapfrecajasalud.com/mcsa/es/cinformativo/08/CI_20060516_010306050200.shtml

    http://www.uam.es/personal_pdi/medicina/algvilla/seminarios/musculo.html

    http://www.actaodontologica.com/ediciones/1997/3/estudio_electromiografico_hipertrofia_maseterina.asp

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