UNIDAD 3: LUZ

BIOFISICA DE LA LUZ Y LA VISIÓN

La luz es una forma de energía capaz de provocar cambios en los cuerpos. Así, por ejemplo, nuestra piel y la de muchos animales cambia de color cuando se expone a la luz solar. También es una importante fuente de energía para las plantas, que la utilizan para fabricarse el alimento.

Gracias a ella podemos ver todo aquello que hay a nuestro alrededor. Hay cuerpos que producen y emiten su propia luz. Estos cuerpos reciben el nombre de fuentes luminosas. Hay fuentes luminosas naturales, que producen luz propia y se encuentran en la naturaleza, como el Sol, el fuego y algunos insectos como las luciérnagas, y fuentes luminosas artificiales,fabricadas por las personas, como la bombilla (ampolleta), las velas, las cerillas (fósforos) y los tubos fluorescentes.

Durante el día la luz del Sol nos ilumina, los rayos de luz que nos llegan del Sol son una forma más en que se manifiesta la energía, la cual puede ser utilizada por el hombre para su provecho. De noche, sin embargo, necesitamos otras fuentes de luz, por eso conectamos bombillas (ampolletas), usamos una linterna o encendemos una luz para poder ver.

Propagación de la luz

La luz emitida por una fuente luminosa es capaz de llegar a otros objetos e iluminarlos. Este recorrido de la luz, desde la fuente luminosa hasta los objetos, se denomina rayo luminoso.

Las características de la propagación de la luz son:

• La luz se propaga en línea recta. Por eso la luz deja de verse cuando se interpone un cuerpo entre el recorrido de la luz y la fuente luminosa.

• La luz se propaga en todas las direcciones. Esa es la razón por la cual el Sol ilumina todos los planetas del sistema solar.

• La luz se propaga a gran velocidad.

Si encendemos una bombilla (ampolleta) en una habitación, inmediatamente llega la luz a cualquier rincón de la misma. Es decir, la luz se propaga en todas direcciones. A no ser que encuentren obstáculos en su camino, los rayos de luz van a todas partes y siempre en línea recta.

Además, en el mismo momento de encender la ampolleta vemos la luz. Esto ocurre porque la luz viaja desde la ampolleta hasta nosotros muy rápido. La luz se propaga en el aire a una gran velocidad. En un segundo recorre trescientos mil (300.000) kilómetros. Sin embargo, la velocidad de la luz no es la misma en todos los medios. Si viaja a través del agua, o de un cristal, lo hace más lentamente que por el aire.

Propiedades de la luz

Algunas propiedades de la luz, como el color, la intensidad, dependen del tipo de fuente luminosa que las emita. No obstante, existen otras propiedades, como la reflexión y la refracción, que son comunes a todos los tipos de luz.

La reflexión: la luz cambia de dirección

Al situarnos ante un espejo, en una habitación iluminada, vemos nuestra imagen en él; es decir, nos vemos reflejados en el espejo. ¿A qué se debe esto? Los rayos de luz que entran por la ventana nos iluminan y llegan hasta el espejo. Al chocar con él cambian de dirección y vuelven hacia nosotros. Esto nos permite ver lo que iluminaban a su paso, es decir, nos vemos a nosotros mismos.

De la misma manera que una pelota choca contra una pared, rebota y cambia de dirección, los rayos luminosos, al chocar con una superficie como la del espejo, vuelven en una dirección distinta de la que llevaban. Este fenómeno se llama reflexión.

La reflexión de la luz es un cambio de dirección que experimenta la luz cuando choca contra un cuerpo.

La reflexión de la luz hace posible que veamos los objetos que no tienen luz propia.

Los espejos son cuerpos opacos, con una superficie lisa y pulida, capaces de reflejar la luz que reciben.

Hay dos tipos de espejos:

• Espejos planos, que producen imágenes de la misma forma y tamaño que el objeto que reflejan.

• Espejos esféricos, que producen imágenes de diferente tamaño al del objeto que reflejan.

Hay dos tipos de espejos esféricos:

Espejos cóncavos, como la parte interna de una cuchara. Si nos miramos en él, veremos nuestra imagen pequeña y hacia abajo, pero al aproximarnos mucho, la imagen aparece ampliada y hacia arriba. Por ejemplo, los espejos de maquillaje son cóncavos, porque permiten ver ampliados los detalles de la cara.

Espejos convexos, como la parte externa de una cuchara. Producen imágenes más pequeñas que el objeto que reflejan, y siempre hacia arriba. Los retrovisores de los coches son espejos convexos y nos ayudan a ver más carretera.

La refracción: la luz cambia de velocidad

La luz no se propaga del mismo modo en el aire que en otro medio. Al cambiar de medio, la luz cambia de dirección y de velocidad. Este fenómeno se llama refracción. Por eso decimos que la luz se ha refractado.

La refracción de la luz es el cambio de dirección que sufre la luz cuando pasa de un medio a otro diferente, por ejemplo cuando pasa del aire al agua.

La refracción de la luz sirve para ver los objetos con una dimensión diferente de la real. Ello se consigue con el uso de las lentes.

Las lentes son cuerpos transparentes que refractan la luz, y pueden ser:

Convergentes o Divergentes

Estos efectos de la refracción de la luz se utilizan en algunos aparatos, como la lupa y el microscopio, que nos permiten ver los objetos aumentados. Los rayos luminosos se refractan en unos cristales especiales, de que están provistos estos aparatos, y de este modo podemos ver los objetos a un tamaño mucho mayor del que tiene en realidad.

La luz y los colores

La luz que recibimos del Sol se llama luz blanca. La luz blanca es una mezcla de siete colores: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Cuando la luz blanca atraviesa un prisma de cristal podemos ver estos siete colores. También podemos verlos en elarco iris.

Hay tres colores, amarillo, azul y rojo, con los que podemos conseguir todos los demás, por eso se llaman colores primarios.

Cuando llueve y a la vez hace sol, aparece en el cielo el arco iris, una banda de colores en forma de arco. La luz del Sol es blanca, pero cuando esta luz atraviesa las pequeñas gotas de agua de lluvia, se descompone en los siete colores anteriormente citados.

Naturaleza de la luz

El hombre siempre se ha preguntado qué es la luz. En el intento de responder esta cuestión ha desarrollado diferentes teorías, que se han ido elaborando para interpretar la naturaleza de la luz, hasta llegar al conocimiento actual.

Para explicar la naturaleza de la luz, los filósofos de la antigua Grecia propusieron algunas teorías en las que ésta se confundía con el fenómeno de la visión.

Según decían los pitagóricos, la luz procedía de los objetos que se veían y que al llegar al ojo producía el efecto de la visión. En cambio, Euclides y los platónicos sostenían que la sensación visual se produce cuando los "haces oculares" enviados desde los ojos chocan con los objetos y permite verlos. Podría resumirse la idea de los platónicos acerca de la visión diciendo: “Ojos que no ven, luz que no existe”.

De esta manera, los griegos se abocaron a la solución de estos problemas sin encontrar respuestas adecuadas.

Siguiendo el curso de la historia, los científicos han propuesto diversas teorías para explicar la naturaleza de la luz, siendo tres las más importantes. Éstas son:

-  Teoría propuesta por Isaac Newton (corpúsculos)

 -  Teoría propuesta por Huygens (ondas)

 -  Teoría de los Fotones

a)  Teoría de Isaac Newton: Esta teoría fue planteada en el siglo XVII por el físico inglés Isaac Newton. Según Newton, la luz consistía en un flujo de pequeñísimas partículas o corpúsculos emitidos por las fuentes luminosas que se movían con gran rapidez, logrando atravesar los cuerpos transparentes, permitiéndonos de esta forma ver a través de ellos. En los cuerpos opacos, los corpúsculos rebotaban, por lo cual no se podía  observar lo que había detrás de ellos.  Sin embargo, experiencias realizadas posteriormente demostraron que esta teoría no explicaba en su totalidad la naturaleza de la luz.

b) Teoría de Christian Huygens: Este científico holandés elaboró una teoría diferente a la de Isaac Newton para explicar la naturaleza y el comportamiento de la luz. Postulaba que la luz emitida por una fuente estaba formada porondas, al igual que los cuerpos sonoros. Las ondas corresponden al movimiento específico que sigue la luz al propagarse.

Esta teoría puso de manifiesto que su poder explicativo era mejor que el de la teoría de Newton, lo que llevó a descartar definitivamente, en el siglo XIX, la creencia de que la luz estaba formada por partículas.

c) Fotones de luz: Aunque durante el siglo XIX se había aceptado definitivamente la naturaleza ondulatoria de la luz, experiencias realizadas a principios del siglo veinte demostraron que la luz es a la vez onda y corpúsculo;es decir, se comporta como onda o como partícula.

Max Planck (1858-1947), físico alemán, premiado con el Nóbel, considerado el creador de la teoría cuántica, fue el primero en enunciar que la luz no se comporta ni como una onda ni como una partícula, sino que combina las propiedades de ambas, una teoría que desarrollo más tarde Albert Einstein.

Para explicar la reflexión, la refracción y la difracción (o sea la propagación) de la luz, hay que imaginarla similar a una onda sonora, con una frecuencia y una longitud de onda. Pero para explicar la emisión y absorción de luz por un átomo, hay que imaginarla como paquetes de partículas (llamados inicialmente cuantos), cada uno de los cuales transporta una cantidad de energía. Hoy día, estos “pequeños paquetes de energía” se denominan fotones.

 

Así la luz, en cuanto a su propagación, se comporta como una onda. Pero, la energía de la luz es transportada, junto con la onda luminosa, por unos pequeñísimos corpúsculos que se denominan fotones ("pequeños paquetes de energía").

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UNIDAD 3: SONIDO

BIOFISICA DEL SONIDO Y AUDICIÓN

EL SONIDO Y LAS ONDAS

Una onda esuna perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. A pesar de la naturaleza diversa de las perturbaciones que pueden originarlas, todas las ondas tienen un comportamiento semejante. El sonido es un tipo de onda que se propaga únicamente en presencia de un medio que haga de soporte de la perturbación. Los conceptos generales sobre ondas sirven para describir el sonido, pero, inversamente, los fenómenos sonoros permiten comprender mejor algunas de las características del comportamiento ondulatorio.

El sonido y su propagación

Las ondas que se propagan a lo largo de un muelle como consecuencia de una compresión longitudinal del mismo constituyen un modelo de ondas mecánicas que se asemeja bastante a la forma en la que el sonido se genera y se propaga. Las ondas sonoras se producen también como consecuencia de una compresión del medio a lo largo de la dirección de propagación. Son, por tanto, ondas longitudinales.

CUALIDADES DEL SONIDO

El oído es capaz de distinguir unos sonidos de otros porque es sensible a las diferencias que puedan existir entre ellos en lo que concierne a alguna de las tres cualidades que caracterizan todo sonido y que son la intensidad, el tono y el timbre. Aun cuando todas ellas se refieren al sonido fisiológico, están relacionadas con diferentes propiedades de las ondas sonoras.

Intensidad

La intensidad del sonido percibido, o propiedad que hace que éste se capte como fuerte o como débil, está relacionada con la intensidad de la onda sonora correspondiente, también llamada intensidad acústica. La intensidad acústica es una magnitud que da idea de la cantidad de energía que está fluyendo por el medio como consecuencia de la propagación de la onda.

Se define como la energía que atraviesa por segundo una superficie unidad dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagación. Equivale a una potencia por unidad de superficie y se expresa en W/m². La intensidad de una onda sonora es proporcional al cuadrado de su frecuencia y al cuadrado de su amplitud y disminuye con la distancia al foco.

La magnitud de la sensación sonora depende de la intensidad acústica, pero también depende de la sensibilidad del oído. El intervalo de intensidades acústicas que va desde elumbral de audibilidad, o valor mínimo perceptible, hasta el umbral del dolor

La intensidad fisiológica o sensación sonora de un sonido se mide en decibelios (dB). Por ejemplo, el umbral de la audición está en 0 dB, la intensidad fisiológica de un susurro corresponde a unos 10 dB y el ruido de las olas en la costa a unos 40 dB. La escala de sensación sonora es logarítmica, lo que significa que un aumento de 10 dB corresponde a una intensidad 10 veces mayor por ejemplo, el ruido de las olas en la costa es 1.000 veces más intenso que un susurro, lo que equivale a un aumento de 30 dB.

Debido a la extensión de este intervalo de audibilidad, para expresar intensidades sonoras se emplea una escala cuyas divisiones son potencias de diez y cuya unidad de medida es el decibelio (dB).

La conversión entre intensidad y decibelios sigue esta ecuación:

donde I₀ =10^-12 W/m² y corresponde a un nivel de 0 decibelios por tanto. El umbral del dolor corresponde a una intensidad de 1 W/m² o 120 dB.

Ello significa que una intensidad acústica de 10 decibelios corresponde a una energía diez veces mayor que una intensidad de cero decibelios; una intensidad de 20 dB representa una energía 100 veces mayor que la que corresponde a 0 decibelios y así sucesivamente.

La intensidad debida a un número de fuentes de sonido independientes es la suma de las intensidades individuales ¿Cuántos decibelios mayor es el nivel de intensidad cuando cuatro niños lloran que cuando llora uno?

Si un espectador de un partido de baloncesto puede animar a su equipo oyéndose su sonido en el centro de la pista a 80 dB, ¿Qué marcará un sonómetro en un encuentro con 15.350 hinchas (Estudiantes-Barsa, 2004, final de la liga).

Tono

El tono es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas. Así el sonido más grave de una guitarra corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más agudo a 698,5 hertzs.

No todas las ondas sonoras pueden ser percibidas por el oído humano, el cual es sensible únicamente a aquellas cuya frecuencia está comprendida entre los 20 y los 20 000 Hz. En el aire dichos valores extremos corresponden a longitudes de onda que van desde 16 metros hasta 1,6 centímetros respectivamente. En general se trata de ondas de pequeña amplitud. Aquí se observa perfectamente: http://www.bekkoame.ne.jp/~kamikawa/jdk11app/wavegenerator/wavgen_e.htm

Timbre

El timbre es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta característica de cada individuo.

Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica. Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro. Esta mezcla de tonos parciales es característica de cada instrumento y define su timbre.

Análisis de Fourier del movimiento periódico

Podemos generar sonido en http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/sound/sound.html utilizando los armónicos.

El teorema de Fourier nos da una razón más del por qué de la importancia del MVAS. Cualquier clase de movimiento puede considerarse como la superposición de movimientos armónicos simples. En el gráfico el movimiento periódico de abajo es el resultado de superponer dos movimientos armónicos más simples. El teorema de Fourier explica la cualidad diferente del sonido producido por diferentes instrumentos musicales. La misma nota o tono musical producido por una guitarra o un ukelele suenan diferente a nuestros oídos a pesar de que los tonos tienen la misma frecuencia fundamental. La diferencia es debida a la presencia de los armónicos o sobretonos con diferentes amplitudes relativas. Así por ejemplo cuando un violín y un piano emiten la nota LA con una frecuencia de 435 Hz, en realidad están emitiendo esa nota y toda una serie de notas con frecuencias 2x435 Hz, 3x435 Hz... sin embargo esa serie es diferente para el piano que para el violín y el oído capta la diferencia perfectamente. El análisis de Fourier es diferente para cada instrumento. El teorema de Fourier nos permite no sólo analizar curvas periódicas sino también curvas no periódicas, en este caso la curva se extiende desde -infinito a +infinito y podemos suponer que este intervalo cubre un periodo. Así en el caso de un ruido (por ejemplo de un ascensor) es posible distinguirlo de otro (por ejemplo por el ruido del motor de un coche), tienen distinto timbre

UNIDAD 3: ELECTRODIAGNOSTICO Y ELECTROTERAPIA

ELECTRODIAGNÓSTICO:

Definición:

El Electrodiagnóstico es un modelo de intervención fisioterápica que permite una evaluación cualitativa de la placa neuromotora. Se observará la durabilidad contráctil, localización del punto motor más allá de la anatomofisiología neurológica. Utilizaremos corriente galvánica en sus formas de presentación cuadrangular y triangular para la obtención de una gráfica denominada curva i/t, que nos informará sobre el estado aproximado del músculo (denervado, parcialmente denervado, etc.). 

Observaciones:

Con este modelo fisioterápico como hemos mencionado con anterioridad vamos a realizar una gráfica a través de la excitabilidad de la placa motora mediante dos formas diferentes de corriente galvánica, utilizando el método interpolar a través de una aplicación longitudinal en los puntos motores de los músculos afectados. La atención al paciente adquiere una importancia fundamental para procesar las informaciones, así como el acoplamiento entre el aparato de electroterapia y el paciente, que fundamentalmente será determinado por la intensidad de corriente por unidad de superficie.

Objetivos:

Utilizamos corriente galvánica cuya intensidad debe permanecer constante y el flujo de cargas se realiza en el mismo sentido.

Procedimientos eléctricos cuyo objetivo es la captación del potencial de acción o las respuestas del tejido excitable a la acción eléctrica.

Intervención:

Después del electrodiagnóstico, tendremos los parámetros de la intensidad, tiempo y forma de pulso con los que podremos trabajar en las lesiones neurológicas periféricas.

Habilidades:

Las indicaciones más frecuentes son: Diagnósticas: Lesiones centrales: no presentan síndrome de reacción degenerativa; Lesiones periféricas; Exclusión de parálisis histéricas. Pronósticas: Lesión total; Lesión parcial.

Otros:

Realizado con corriente galvánica interrumpida, que produce estímulos de larga duración, capaz de estimular el complejo neuromuscular. El electrodiagnóstico es de suma importancia en fisioterapia, pues permite obtener los parámetros necesarios para el tratamiento de las patologías. Si un músculo no está afectado uniformemente, algunos fascículos se estimularan de forma desigual, apareciendo curvas incongruentes apareciendo más hipérboles que se corresponden a cada unidad funcional, indicando la presencia de la reinervación de esos fascículos no afectos.

Evitar:

Es necesario dedicar especial atención a la intensidad de corriente, resistencia de la piel del paciente, y sensación percibida por el paciente, para evitar la provocación de los efectos adversos de la electroterapia, tales como erosiones, quemaduras, cauterizaciones. Con la utilización de electrodos de pequeñas dimensiones, no exceder la dosis recomendada para la aplicación, así como contactos irregulares sobre la superficie de aplicación. No aplicar en casos de: espasticidad, área cardiaca, marcapasos y tromboflebitis.

ELECTROTERAPIA:

La electroterapia es una disciplina que se engloba dentro de la medicina fisica y rehabilitación y se define como el arte y la ciencia del tratamiento de lesiones y enfermedades por medio de la electricidad.

La Historia de la Electroterapia es muy antigua y se remonta a la aplicación de las descargas del pez torpedo en la época griega y romana (véase, Historia, en fisioterapia).

Imagen de un TENS, aparato que genera pulsos eléctricos con fines analgésicos.

Actualmente, la tecnología ha desarrollado numerosos aparatos (productos sanitarios) para la aplicación de la electroterapia sin correr riesgos de efectos secundarios, como los TENS o los estimuladores de alta o baja frecuencia.

Los principales efectos de las distintas corrientes de electroterapia son:

• ·         Anti-inflamatorio.
• ·         Analgésico.
• ·         Mejora del trofismo.
• ·         Potenciación neuro-muscular.
• ·         Térmico, en el caso de electroterapia de alta frecuencia
• ·         fortalecimiento muscular
• ·         mejora transporte de medicamentos
• ·         disminución de edema
• ·         control de dolor
• ·         Mejora sanación de heridas

UNIDAD 2: SISTEMA RESPIRATORIO

El sistema respiratorio de los seres humanos puede  dividirse en las vías respiratorias superiores, que consiste en las fosas nasales, faringe y la laringe y el tracto respiratorio inferior que se compone de la tráquea, los bronquios y los pulmones.

Pasajes nasales: El aire que entra por la nariz está dirigida a los pasajes nasales. La cavidad nasal que se encuentra detrás de la nariz comprende los pasos nasales que forman una parte importante del sistema respiratorio en seres humanos. La cavidad nasal es responsable para el acondicionamiento del aire que es recibida por la nariz. El proceso de acondicionamiento implica calentar o enfriar el aire recibido por la nariz, la eliminación de las partículas de polvo  y también se humedece, antes de que entre la faringe.

Faringe: Está situado detrás de la cavidad nasal y por encima de la laringe. Es también una parte del sistema digestivo del cuerpo humano. Los alimentos, así como el aire pasa a través de la faringe.

Laringe: Se asocia con la producción de sonido. Se compone de dos pares de membranas. El  aire provoca que las cuerdas vocales vibren, produciendo así el sonido. La laringe está situado en el cuello de los mamíferos y juega un papel vital en la protección de la tráquea.

Tráquea: El término se refiere a las vías respiratorias a través del cual viaja el aire respiratorio. Los anillos de cartílago dentro de sus muros mantienen abierta la tráquea.

Bronquios: La tráquea se divide en dos bronquios principales. Los bronquios se extienden hacia los pulmones y se extienden en forma de árbol como los tubos bronquiales. Los bronquios se subdividen y con cada subdivisión, sus paredes se adelgazan. Esta división de los bronquios en paredes delgadas resultan en la formación de los bronquiolos. Los bronquiolos terminan en pequeñas cámaras de aire, cada uno de los cuales contiene las cavidades conocidas como alvéolos. Los alvéolos tienen paredes finas, que forman la superficie de las vías respiratorias. El intercambio de gases entre la sangre y el aire se lleva a cabo a través de estas paredes.

Pulmones: Los pulmones forman el componente más vital del sistema respiratorio humano. Se encuentran en los dos lados del corazón. Ellos son responsables de transportar oxígeno de la atmósfera a la sangre y la liberación de dióxido de carbono de la sangre a la atmósfera.

INTERCAMBIO DE GASES

El aire entra al cuerpo primero a través de la boca o la nariz, se desplaza rápidamente por la faringe (garganta) pasa a través de la laringe, entra a la tráquea, que se divide en bronquios derecho e izquierdo en los pulmones y luego se divide aún más en ramas cada vez más pequeñas llamadas bronquiolos. Los bronquiolos más pequeños terminan en pequeños sacos de aire llamados alvéolos, los cuales se inflan durante la inhalación y se desinflan durante la exhalación.

El intercambio de gases es la provisión de oxigeno de los pulmones al torrente sanguíneo y la eliminación de dióxido de carbono del torrente sanguíneo a los pulmones. Esto tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos y una red de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, los cuales están localizados en las paredes de los alvéolos.

Las paredes de los alvéolos en realidad comparten una membrana con los capilares en la cual el oxígeno y el dióxido de carbono se pueden mover libremente entre el sistema respiratorio y el torrente sanguíneo. Las moléculas de oxígeno se adhieren a los glóbulos rojos, los cuales regresan al corazón. Al mismo tiempo, las moléculas de dióxido de carbono en los alvéolos son expulsadas del cuerpo con la siguiente exhalación.

PRESIONES RESPIRATORIAS

Hay cuatro presiones en el aparato respiratorio que han de ser consideradas a la hora de analizar los movimientos respiratorios:

Presión bucal o atmosférica: Corresponde a la del aire en la atmósfera.

Presión alveolar o intrapulmonar: Es la presión del aire contenido en los alvéolos.

Presión pleural o intrapleural: Es la presión que se mide entre las dos hojas de la pleura. Debido a las propiedades elásticas de pulmón y tórax que traccionan en sentidos opuestos, el pulmón hacia adentro y el tórax hacia fuera, se genera una presión intrapleural negativa.

Presión transpulmonar: Es una de las presiones transmurales que puede medirse en el aparato respiratorio. Corresponde a la diferencia entre la presión alveolar menos la presión pleural.

FACTORES QUE FAVORECEN O SE OPONEN AL COLAPSO PULMONAR:

Los factores que se oponen al colapso pulmonar:

·         La sustancia tensioactiva o surfactante

·         La presión negativa intrapleural

Mientras que los que favorecen el colapso:

·         La elasticidad de las estructuras tóracopulmonares

·         Tensión superficial de los líquidos que revisten la superficie alveolar

Para lograr expandir los pulmones venciendo la elasticidad del tórax y los pulmones, los músculos inspiratorios deben ejercer una fuerza determinada lo que nos lleva al concepto de trabajo respiratorio

UNIDAD 2: VOLUMEN MINUTO

Se define gasto cardíaco o volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada minuto por cada ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito mayor o menor corresponde a lo proyectado por el sistema de bombeo. Se calcula mediante el producto del volumen sistólico, (volumen impulsado en cada latido cardíaco) por la frecuencia cardiaca (número de latidos o ciclos cardíacos por minuto). Para un individuo adulto medio, el gasto cardíaco se encuentra entre 5-6 litros/min, aunque puede variar dependiendo, por ejemplo, de la actividad que se esté realizando.

Regulación del gasto cardiaco:

La regulación de la función de bombeo del corazón depende de forma directa de los valores de la frecuencia cardiaca y del volumen sistólico. En el estudio de la regulación se diferencian dos tipos: una regulación intrínseca, en la que intervienen factores exclusivamente cardíacos, y una regulación extrínseca, determinada por la acción de factores externos.

4.1.1  Regulación de la frecuencia (efectos cronotrópicos):

Aunque el corazón tiene una actividad rítmica intrínseca, existen factores externos a la estructura cardiaca que pueden alterar esta frecuencia basal de contracción. Estos factores son de naturaleza nerviosa y hormonal. El sistema nervioso autónomo, a través de sus dos divisiones, simpático y parasimpático, modifica la frecuencia cardiaca. 

4.1.2  Regulación del volumen sistólico (efectos inotrópicos)

El volumen sistólico es el volumen de sangre impulsada por el ventrículo en cada latido, su valor viene determinado fundamentalmente por la fuerza de contracción (contractilidad) del músculo cardíaco. Los factores que afectan a esta propiedad se denominan factores inotrópicos, y como en la frecuencia, se consideran positivos cuando aumentan la contractilidad y negativos cuando la disminuyen.

UNIDAD 2: HEMODINAMICA DEL FLUJO SANGUINEO

Un fluido se desplaza en el interior de un tubo cuando la presión en el inicio es superior a la existente al final del tubo, moviéndose desde una zona de mayor presión a una de menor presión. El flujo o caudal depende directamente del gradiente o diferencia de presión entre esos dos puntos e inversamente de la resistencia, en una relación similar a la de Ohm para los circuitos eléctricos.

La resistencia depende de las dimensiones del tubo y de la naturaleza del fluido, y mide las fuerzas de rozamiento o fricción entre las propias moléculas del fluido y entre éstas y las moléculas de la pared del tubo.

La velocidad con la que circula la sangre en el interior de un tubo es directamente proporcional al flujo e inversamente proporcional al área transversal del tubo.

       Q (flujo o caudal) = ΔP (P1 – P2) / R (resistencia)

El flujo o caudal (volumen/minuto) se define también como el volumen circulante por un segmento transversal del circuito en la unidad de tiempo:

       

5.1 Tipos de flujo
5.2 Resistencias vasculares
5.3 Relaciones entre el flujo, la presión y la resistencia. Ley de Poiseuille
5.4 Propiedades de la pared vascular
5.5 Relaciones entre las variables hemodinámicas

5.1.1  Flujo laminar

En condiciones fisiológicas el tipo de flujo mayoritario es el denominado flujo en capas o laminar. El fluido se desplaza en láminas coaxiales o cilíndricas en las que todas las partículas se mueven sin excepción paralelamente al eje vascular. Se origina un perfil parabólico de velocidades con un valor máximo en el eje o centro geométrico del tubo.

En el caso del sistema vascular los elementos celulares que se encuentran en sangre son desplazados tanto más fuertemente hacia el centro cuanto mayor sea su tamaño.

5.1.2  Flujo turbulento

En determinadas condiciones el flujo puede presentar remolinos, se dice que es turbulento. En esta forma de flujo el perfil de velocidades se aplana y la relación lineal entre el gradiente de presión y el flujo se pierde porque debido a los remolinos se pierde presión.

Para determinar si el flujo es laminar o turbulento se utiliza el número de Reynolds (NR), un número adimensional que depende de:

       

r, radio (m) velocidad media (m/s), densidad (g/cc) y la viscosidad (Pa.s).

En la circulación sanguínea en regiones con curvaturas pronunciadas, en regiones estrechadas o en bifurcaciones, con valores por encima de 400, aparecen remolinos locales en las capas limítrofes de la corriente. Cuando se llega a 2000-2400 el flujo es totalmente turbulento. Aunque la aparición de turbulencias no es deseable por el riesgo que tienen de producir coágulos sanguíneos, se pueden utilizar como procedimientos diagnósticos, ya que mientras el flujo laminar es silencioso, el turbulento genera ruidos audibles a través de un estetoscopio.

La resistencia no puede medirse directamente por ser una magnitud compuesta, pudiendo obtenerse de la ecuación inicial al establecer un gradiente de presión entre dos puntos y medir el flujo que se establece:

       

(mmHg. min/ml, URP → unidad de resistencia periférica hemodinámica).

Su magnitud depende de las dimensiones del tubo por donde circula el fluido, de su viscosidad y del tipo de flujo o corriente que se realice.

5.2.1  Tipos de resistencia

La resistencia periférica total es la suma de las resistencias vasculares. Los vasos sanguíneos en el sistema vascular constituyen una red en la que determinados segmentos se sitúan en serie y otros en paralelo. La resistencia varía dependiendo de la colocación de los vasos.

5.2.2  Viscosidad

Uno de los factores que determina la resistencia al movimiento de los fluidos son las fuerzas de rozamiento entre las partes contiguas del fluido, las fuerzas de viscosidad.

La viscosidad (η) se define como la propiedad de los fluidos, principalmente de los líquidos, de oponer resistencia al desplazamiento tangencial de capas de moléculas. Según Newton, resulta del cociente entre la tensión de propulsión (τ) o fuerza de cizalladura y el gradiente de velocidad (Δν) entre las distintas capas de líquidos.

       

Las unidades de η son Pascales/seg.

Los fluidos newtonianos u homogéneos son los que muestran una viscosidad constante, como el agua, o las soluciones de electrolitos; por el contrario, los fluidos no newtonianos, o heterogéneos, presentan una viscosidad variable, es el caso de la sangre que se modifica dependiendo de las dimensiones del tubo y del tipo de flujo. Cuando la velocidad de la sangre se incrementa la viscosidad disminuye.

Así ha de tenerse en cuenta que la sangre no presenta una viscosidad constante. Al estar formada por células y plasma, las primeras son las responsables principales de la viscosidad sanguínea, y tanto el hematocrito como la velocidad del flujo y el diámetro del vaso modifican la viscosidad de la sangre. A altas velocidades, la viscosidad disminuye al situarse las células preferentemente en el eje central del vaso.

En flujos laminares que se desarrollan en tubos cilíndricos, se pueden deducir las relaciones entre la intensidad del flujo, el gradiente de presión y la resistencia o fuerzas de fricción que actúan sobre las capas de envoltura.

La Ley de Poiseuille (o de Hagen-Poiseuille) es una ecuación hemodinámica fundamental en la que se establece:

       

8 es el factor que resulta de la integración del perfil de la velocidad.

Debido a que la longitud de los vasos y la viscosidad son relativamente constantes, el flujo viene determinado básicamente por el gradiente de presión y por el radio. De la ecuación representada, destaca el hecho de que el radio al estar elevado a la cuarta potencia, se constituye como el factor más importante. Si suponemos un vaso con un flujo de 1 ml/seg al aumentar el diámetro dos veces el flujo pasa a ser de 16 ml/seg, y si el diámetro aumenta cuatro veces el flujo pasará a ser 256 ml/seg . Por esta relación se puede justificar el papel preponderante que los cambios en el radio del conducto juegan en la regulación del flujo sanguíneo.

La ecuación de Poiseuille está formulada para flujos laminares de fluidos homogéneos con viscosidad constante, sin embargo, en los vasos sanguíneos estas condiciones no siempre se cumplen; si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presión es elevado, se pueden generar remolinos o turbulencias que modifican el patrón del flujo. Al producirse turbulencias se necesitarán gradientes de presión mayores para mantener el mismo flujo.

La pared de los vasos sanguíneos está formada por una capa de células epiteliales, el endotelio, y cantidades variables de colágeno, elastina y fibras musculares lisas. La capacidad de deformación y recuperación de un vaso es un factor importante en la hemodinámica.

A través de la pared vascular se mide una diferencia de presión entre el interior y el exterior, denominada presión transmural. La presión intravascular se debe a la contracción cardíaca, así como a la distensión elástica de la pared. La presión exterior es la presión hidrostática de los líquidos intersticiales y presenta un valor próximo a cero. Si la presión exterior es superior a la del interior, el vaso se colapsará.

La presión transmural (según la ley de Laplace para cilindros huecos de extremos abiertos) dependerá del radio del cilindro "r"; del espesor de la pared "e"; y de la tensión parietal T o fuerza por unidad de longitud.

       

Esta tensión parietal puede despejarse de la ecuación anterior,

       

Siendo Pi – Po la presión transmural (Pt), o diferencia de presión entre el interior del vaso y el exterior; r el radio del vaso y, e, el espesor de la pared vascular. La tensión parietal se mide en N/m. Así a igual presión, la tensión parietal será tanto mayor cuánto mayor sea el radio y cuánto más delgada sea la pared.

5.4.1  Relación presión-volumen o estudio de la complianza

Las propiedades elásticas o de distensibilidad de los vasos sanguíneos dependen, tanto del número, como de la relación entre las fibras elásticas y colágenas que forman parte de su pared. Si se compara a la altura del mismo segmento vascular sistémico, las arterias son de 6 a 10 veces menos distensibles que las venas.

La capacidad de deformación y recuperación de un vaso puede medirse como la relación entre los cambios de volumen y presión en el interior del mismo. Esta propiedad se conoce con el nombre de elastanza (ΔP/ΔV) o bien su inverso, la complianza (ΔV/ΔP). Cuando un vaso posee una pared fácilmente deformable su su complianza grande. Las arterias son vasos de complianza media a presiones fisiológicas; sin embargo, a presiones elevadas se vuelven rígidos y con complianzas cada vez menores.

Las venas son vasos que aunque menos deformables que las arterias presentan una gran capacidad a presiones bajas de acomodar volúmenes crecientes de sangre. Esto es debido a su morfología, ya que al pasar de secciones elípticas a secciones circulares incrementan su volumen., de ahí que sean descritos como vasos de capacitancia. En el rango de volúmenes y presiones fisiológicos del sistema vascular, las venas sistémicas son unas diez veces más distensibles que las arterias.

El volumen de sangre situado en cada uno de los segmentos del árbol circulatorio no es equitativo. De los aproximadamente 5 litros de sangre del aparato circulatorio, en situación de pie, un 84 % se sitúa en el circuito mayor, un 9 % en el circuito menor y un 7 % en el corazón. De la sangre alojada en la circulación mayor el 75% se sitúa en el sistema venoso, descrito ya como sistema de capacitancia o reservorio.

La velocidad de la sangre depende del área total transversal de cada sección analizada. Así en aorta y grandes arterias, aunque el flujo es pulsátil la velocidad es alta (20cm/s), va disminuyendo a nivel de las arteriolas alcanzando su valor más bajo en los capilares (0,03 cm/s), este valor permite que haya tiempo suficiente para los intercambios que han de realizarse en esta sección. En las venas se alcanzan velocidades menores que en el mismo segmento arterial debido a que la sección transversal venosa siempre es mayor que la arterial.

El principal segmento vascular donde se observa un mayor descenso de la presión corresponde al segmento arteriolar, ya que es en este punto donde se miden los mayores valores de resistencia.

UNIDAD 1: CARACTERÍSTICAS DE LAS ARTICULACIONES

CARACTERÍSTICAS DE LAS ARTICULACIONES

Una articulación es la conjunción entre dos huesos formada por una serie de estructuras mediante las cuales se unen los huesos entre sí.

Según el grado de unión de los huesos y la amplitud de movimientos de que gozan, permiten distinguir tres tipos de articulaciones:

las que no tienen movimiento o “sin-artrosis”

las semimóviles o “anfi-artrosis”

las móviles o “di -artrosis”

Todas ellas presentan a considerar:

las superficies óseas o articulares, que representan el esqueleto de la articulación;

las formaciones interóseas, blandas, intercaladas entre las superficies articulares;

las formaciones periféricas, también blandas, que rodean y envuelven a las anteriores

Las sinartrosis son articulaciones sin movilidad donde los huesos están unidos entre sí por tejido fibroso, o una placa de cartilaginosa.

Las anfiartrosis son articulaciones de movilidad limitada en las que entre las dos superficies articulares se encuentra un tejido fibrocartilaginoso que las une.

Las diartrosis son las articulaciones dotadas de movilidad en las que entre los cuerpos articulares se sitúa una cavidad articular que impide la unión directa entre los huesos que se articulan.

Haciendo uso del menú temático podrás informarte sobre todas las articulaciones del cuerpo humano.

ESTRUCTURA DE LAS ARTICULACIONES

Las articulaciones, en particular las articulaciones en bisagra como el hombro y la rodilla, son estructuras complejas formadas por hueso, músculos, membrana sinovial, cartílago y ligamentos, que están diseñados para soportar peso y movilizar el cuerpo a través del espacio. La rodilla está compuesta por el fémur (hueso del muslo), en la parte superior, y la tibia (hueso de la espinilla) y el peroné en la parte inferior. La rótula se desliza a través de un surco poco profundo en la parte frontal de la porción inferior del fémur. Los ligamentos y tendones se conectan a los tres huesos de la rodilla, los cuales están contenidos en la cápsula de la articulación (membrana sinovial) y son amortiguados por el cartílago.

FUNCIONES DE LAS ARTICULACIONES

El que el cuerpo humano se pueda mover con sorprendente flexibilidad aún a pesar de que los huesos que lo sostienen son rígidos, es gracias a una serie
de unidades articuladas, lo que permite a los músculos hacer que el cuerpo adopte miles de posiciones distintas.

Tipos de Articulaciones:

En el cuerpo hay varios tipos de articulaciones que tienen distinto grado de movilidad.
Las articulaciones en bisagra, como la del codo y la rodilla, se mueven hacia atrás y hacia adelante precisamente como una puerta sobre sus bisagras.

Las articulaciones esferoidales, como la del hombro y la cadera, permiten a uno de los huesos moverse en todas direcciones y al mismo tiempo seguir firmemente unido al otro.

Las articulaciones son una obra maestra de ingeniería, tanto en lo que se refiere al ajuste como a la movilidad. Los extremos de los huesos que articulan están cubiertos por una capa de cartílago liso, y el espacio que queda entre ellos contiene una fina película de líquido lubricante que reduce la fricción llamado líquido sinovial (palabra que en griego significa clara de huevo, a la que se parece este lubricante por su viscosidad). En algunas articulaciones hay, además, discos planos de cartílago, los meniscos, que amortiguan los golpes. Todas estas estructuras se mantienen en posición mediante ligamentos planos de contorno circular.

La articulación de la rodilla es la más voluminosa y la más pesada de todas y aparentemente está bien protegida.

Se encuentra envuelta en un manguito fibroso lleno de líquido -la cápsula sinovial- y está sostenida por fuertes tendones y ligamentos y protegida por un grueso escudo óseo, la rótula.

Además, entre las superficies articulares hay una almohadilla de cartílago, un menisco, que absorbe los golpes.  Sin embargo, la rodilla es la articulación que más lesiones sufre. Cuando la ridulla recibe un golpe o una torcedura y los ligamentos se rompen o se distienden mucho, la rotula llega a dislocarse y esto puede dañar el cartílago que es dentro de la articulación.

UNIDAD 1: TIPOS DE CONTRACCIÓN MUSCULAR

Las Contracciones Musculares, Isotónicas e Isométrica

El término "contracción" Significa "juntar", "acortar"

Este término puede causar cierta confusión en un principio pero intentaremos aclarar su definición para evitar malas interpretaciones.

Las contracciones musculares ocurren siempre que el músculo genera tensión, este puede acortarse y modificar su longitud o no, he aquí la confusión no siempre que un músculo que se acorta genera tensión, este puede generar tensión muscular sin modificar su longitud y permaneciendo en forma estática. por lo cual diríamos que:

"La contracción muscular ocurre siempre que las fibras musculares generan una tensión en sí mismas, situación que puede ocurrir, cuando el músculo está acortado, alargado, moviéndose, permaneciendo en una misma longitud o en forma estática"

CONTRACCIONES ISOTÓNICAS.-

La palabra isotónica significa (iso: igual - tónica: tensión) igual tensión

Se define contracciones isotónicas, desde el punto de vista fisiológico, a aquellas contracciones en la que las fibras musculares además de contraerse, modifican su longitud.

Las contracciones isotónicas son las más comunes en la mayoría de los deportes, actividades físicas y actividades correspondientes a la vida diaria, ya que en la mayoría de las tensiones musculares que ejercemos suelen ser acompañadas por acortamiento y alargamiento de las fibras musculares de un músculo determinado

Las contracciones isotónicas se dividen en:

1) concéntricas   

2) excéntricas 

1. Contracción Concéntrica.-

Una contracción concéntrica ocurre cuando un músculo desarrolla una tensión suficiente para superar una resistencia, de forma tal que este 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 Origen e inserción de los músculos flexores, se acortan o se contraen.

En el gimnasio podríamos poner los siguientes ejemplos

Ejemplo A)

Máquina de extensiones:

Cuando levantamos las pesas el músculo cuádriceps se acorta con lo cual se produce la contracción concéntrica. Aquí los puntos de inserción del músculo Cuádriceps se acercan por ello decimos que se produce una contracción concéntrica.

Ejemplo B)

Tríceps con polea:

Al bajar el brazo y extenderlo para entrenar el tríceps estamos contrayendo el tríceps en forma concéntrica, Aquí los puntos de inserción del músculo tríceps braquial se acercan por ello decimos que se produce una contracción concéntrica.

En síntesis decimos que cuando los puntos de inserción de un músculo se acercan la contracción que se produce la denominamos "concéntrica"

2. Contracción Excéntrica.-

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 juega la fuerza de gravedad, ya que si no se produciría una contracción excéntrica y se relajaran los músculos el brazo y el vaso caerían 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 producen 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.

Ejemplo A) 

Máquina de extensiones:

Cuando Bajamos las pesas el músculo cuádriceps se extiende pero se produciendo una contracción excéntrica. Aquí los puntos de inserción del músculo Cuádriceps se alejan por ello decimos que se produce una contracción excéntrica.

Ejemplo B)

Tríceps con polea:

Al subir el brazo el tríceps braquial se extiende bajo resistencia. Aquí los puntos de inserción del músculo Tríceps Braquial se alejan por ello decimos que se produce una contracción excéntrica.

CONTRACCIONES ISOMÉTRICAS.-

La palabra isométrica significa (iso: igual, métrica: medida/longitud) igual medida o igual longitud.

En este caso el músculo permanece estático, sin acortarse ni alargarse, pero aunque permanece estático genera tensión. Un ejemplo de la vida cotidiana sería cuando llevamos a un bebé en brazos, los brazos no se mueven, mantienen al Niño en la misma posición y generan tensión para que el niño no se caiga al piso. No se produce ni acortamiento ni alargamiento de las fibras musculares.

En el deporte se produce en muchos casos, un ejemplo podría ser en ciertos momentos del wind surf, cuando debemos mantener la vela en una posición fija. Con lo cual podríamos decir que se genera una contracción estática, cuando generando tensión no se produce modificación en la longitud de un músculo determinado, también este tipo se contracciones se emplean en los ejercicios con TRX 

La marcha es un proceso de locomoción en el que el nuestro cuerpo estando de pie, se desplaza de un lugar a otro, siendo su peso soportado  de forma alternante por ambos miembros inferiores. 

Mientras el cuerpo se desplaza sobre la pierna de soporte, la otra pierna se balancea hacia delante como preparación para el siguiente apoyo. Uno de los pies se encuentra siempre en el suelo y, en el período de transferencia de peso del cuerpo de la pierna retrasada a la adelantada, existe un breve intervalo de tiempo durante el cual ambos pies descansan sobre el suelo.