Roberto Alfaro Kostyuk A90187 Susan Coronado Monge A81937 Budy Ledezma González A32784 Gabriela Rodríguez Herrera A85386 Presentación de Resultados del laboratorio de Electromiografía marzo 2011

Objetivos Determinar la actividad eléctrica promedio (mV) en los músculos flexores del antebrazo dominante y no dominante durante fuerzas de contracción de intensidad creciente. Comparar el promedio de la fuerza (kg) y la actividad eléctrica (mV) registrados mediante pruebas de reclutamiento de unidades motoras en el antebrazo dominante y no dominante al realizar fuerzas de contracción de intensidad creciente.

Objetivos Identificar el tiempo (s) necesario para disminuir en un 50% la fuerza máxima registrada por el dinamómetro en el antebrazo dominante y no dominante. Establecer el promedio de la fuerza (kg) y la actividad eléctrica (mV) durante la prueba de fatiga al realizar la fuerza máxima y al reducirse esta en un 50%, en el antebrazo dominante y no dominante.

Procedimiento   Para el laboratorio de electromiografía se eligieron los sujetos experimentales, los criterios que se tomaron en cuenta fueron: que contaran con un índice de masa corporal y edad similar, que no realizaran actividad física y solo se utilizaron sujetos masculinos todo esto con el fin de homogenizar la muestra y evitar sesgos en los resultados obtenidos. Se realizó la calibración del equipo a utilizar. Se esperaron 2s después de iniciar el programa Biopac Student Lab 3.7.1. y luego se hizo una contracción máxima por 2s y se relajó el antebrazo sin extender los dedos. A continuación se procedió con la toma de datos, se esperó 2s y luego se contrajeron los músculos del antebrazo por 2s y se relajaron por otros 2s, sucesivamente hasta realizar 4 contracciones de intensidad creciente.

Procedimiento Se calibró el dinamómetro dejándolo sobre la mesa de trabajo evitando tocar ambos y tomándolo luego, se esperaron 2s desde que se inició el programa y se hizo una contracción máxima por 2s seguido de una relajación sin extender los dedos. Se realizaron 5 contracciones de fuerza creciente con intervalos de relajación de 2s entre cada una. (Reclutamiento de unidades motoras). Luego se realiza una contracción máxima que se mantiene durante todo el registro hasta que la fuerza disminuya en un 50% (fatiga muscular) en donde el sujeto no miró la pantalla y mantuvo la articulación del codo flexionada a 90°.

Electromiografía La electromiografía o Electroneuromiografía (ENMG) es el único examen, o serie de exámenes, que evalúa la función del sistema nervioso periférico. De forma objetiva documenta el sitio de la lesión a lo largo de la neurona motora inferior y las neuronas sensoriales.

Electromiografía La fuente de la señal de electromiografía (EMG) es el potencial de acción de la unidad motora. Los potenciales de acción son emitidos por cada una de las unidades motoras activadas durante una contracción determinada. En cualquier patrón de reclutamiento determinado. Es la suma de la actividad lo que constituye el volumen conducido en la señal, que es recogido en los electrodos y amplificado por el instrumento de EMG.

Transmisión de la señal eléctrica Cuanto más lejos tiene que viajar la señal a través de los tejidos del cuerpo antes de llegar a los electrodos de registro, más resistencia encuentra. Fuente: Criswell, E. (2011). Cam's introduction to surface electrmyography. Sadbury, Masachusetts: Jones and Bartlett Publishers, LLC.

Fuente: Criswell, E. (2011). Cam's introduction to surface electrmyography. Sadbury, Masachusetts: Jones and Bartlett Publishers, LLC.

RESULTADOS Electromiografía estándar y actividad eléctrica en el músculo esquelético.

ANOVA para dos factores ANOVA para datos de actividad eléctrica del antebrazo dominante/ no dominante Existe diferencia significativa de la actividad eléctrica entre las contracciones. ANOVA para dos factores No existe diferencia significativa de la actividad eléctrica promedio entre el antebrazo dominante y no dominante.

Fuente: Cuadro 1. Anexos. Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. . Figura 1. Actividad eléctrica promedio (mV) y su respectiva desviación estándar para ambos antebrazos en contracciones de fuerza creciente realizadas por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

Actividad eléctrica promedio durante cuatro contracciones de intensidad creciente, aumentó de forma significativa y proporcional a la intensidad de la contracción. Incrementar la fuerza de contracción del músculo Más fibras musculares activas Reclutamiento de más unidades motoras (Koeppen & Stanton, 2009).

Reclutamiento de unidades motoras Ordenado Tamaño relativo de las motoneuronas (Baudry et al, 2009). Contracciones voluntarias Asincrónicamente (Fernández et al, 2007).

Orden de reclutamiento de las unidades motoras Diferentes tipos de fibras musculares (Fernández et al, 2007). Fibras que conforman una unidad motora corresponden al mismo tipo (Koeppen & Stanton, 2009).

Tipos de fibras musculares Cadena pesada de miosina Propiedades contráctiles del músculo estriado 10 isoformas producidas por diferentes genes: 1) embrionaria 6) IIX/IID rápida 2) neonatal 7) IIB rápida 3) α cardiaca 8) extraoculares 4) β cardiaca o tipo I 9) mandibular o masticación 5) IIA rápida 10) tónica lenta Fuente: Gelfi, C. Vasso, M. & Cerretelli, P. (2011) Diversity of human skeletal muscle in health and disease: Contribution of proteomics. J Prot, 1-22.

Diversity of human skeletal muscle in health and disease: Contribution of proteomics. J Prot, 2011: 1-22.

Una fibra puede expresar más de una isoforma de la cadena pesada de miosina. Músculo esquelético adulto de humanos expresa fibras tipo I, IIA, IIX y IIB. Proporciones de diferentes tipos de fibras musculares varían de acuerdo al tipo de músculo y la persona (McArdle et al, 2010).

Cuadro 5. Clasificación de los tipos de fibras del músculo esquelético humano. Tipo de fibra I IIA IIX IIB Tiempo de contracción lento moderadamente rápido rápido muy rápido Tamaño de motoneurona pequeño mediano grande muy grande Resistencia a la fatiga alta moderadamente alta intermedia baja Actividad para la cual son usadas aeróbico anaeróbico a largo lazo anaeróbico a corto plazo Máximo tiempo de duración horas < 30min <5min <1min Producción de fuerza media muy alta Densidad mitocondrial Densidad de capilares Capacidad oxidativa Capacidad glicolítica Fuente: McArdle, W. Katch, F. Katch, V. (2010) Exercise Physiology. Filadelfia, Estados Unidos: Lippincott Williams & Wilkins

The muscle fiber type-fiber size paradox: hypertrophy or oxidative metabolism? Eur J Appl Physiol, 2010: 665-694.

El tamaño de la fibra tiene relación con su capacidad oxidativa. Relación inversa entre el área transversal de la fibra y el porcentaje máximo de consumo de oxígeno. Actividad de la SDH Número de mitocondrias Fuente: T. van Wessel, A. d. (2010). The muscle fiber type-fiber size paradox: hypertrophy or oxidative metabolism? Eur J Appl Physiol, 665-694.

Fibras IIB y IIX baja capacidad de oxidación y un tamaño grande Fibras tipo I y tipo IIA Hombres, fibras de tipo I más pequeñas que tipo IIA (5000 vs 7000μm2), capacidad oxidativa mayor. Mujeres, fibras tipo I más grandes que tipo IIA. Ratas, fibras tipo I iguales o más grandes que IIA, capacidad oxidativa más baja. Fibras tipo I y IIA tienen una capacidad oxidativa grande y tamaño pequeño en comparación con las fibras tipo IIB y IIX.

RECLUTAMIENTO DE UNIDADES MOTORAS RESULTADOS RECLUTAMIENTO DE UNIDADES MOTORAS

Fuente: cuadro 2. Anexos.Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 2. Fuerza promedio (kg) y su respectiva desviación estándar para ambos antebrazos en contracciones de fuerza creciente realizadas por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

Fuente: Cuadro 2. Anexos. Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 3. Actividad eléctrica promedio (mV) y su respectiva desviación estándar para ambos antebrazos en contracciones de fuerza creciente realizadas por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

Fuente: Cuadro 2.Anexos. Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 4. Diagrama de dispersión para la actividad eléctrica y la fuerza promedio en las contracciones de fuerza creciente del antebrazo dominante realizadas por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina. y = 41,119x + 4,5849 r=0,783

Fuente: Cuadro 2. Anexos.Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 5. Diagrama de dispersión para la actividad eléctrica y la fuerza promedio en las contracciones de fuerza creciente del antebrazo no dominante realizadas por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina. y = 48,053x + 3,6289 r=0,7846

Unidades motoras lentas Pequeñas (100 -500 fibras musculares) Motoneurona α fácil de excitar Unidades motoras rápidas Grandes (1000-2000 fibras musculares) Motoneuronas α difícil de excitar Fuente: Boron, W. & Boulpaep, E. (2009). Medical Physiology: a cellular and molecular approach. Second Edition. Philadelphia: Saunders ELSEVIER.

En seres humano existe un promedio de un 44-55% de fibras lentas en los músculos. Las fibras rápidas probablemente se distribuyen equitativamente entre fibras IIA y IIB. La distribución de los patrones de las fibras musculares cambian de acuerdo a las actividades. (McArdle et al, 2010)

Fibras musculares cambian en respuesta a su ambiente interno o externo Fenotipo Tipo de cadena pesada de miosina Tamaño Inducidas por el patrón de actividad de los nervios y por la carga mecánica impuesta a los tejidos Generación de fuerzas Velocidad de acortamiento Resistencia a la fatiga Fuente: The muscle fiber type-fiber size paradox: hypertrophy or oxidative metabolism? Eur J Appl Physiol, 2010: 665-694

Afectan el tipo y el tamaño de las fibras: Calcineurina activa PGC-1α (peroxisome proliferator-activated receptor γ co-activator 1 α) Factores de crecimiento MAPK ROS Fuente: The muscle fiber type-fiber size paradox: hypertrophy or oxidative metabolism? Eur J Appl Physiol, 2010: 665-694

RESULTADOS FATIGA MUSCULAR

FATIGA MUSCULAR Incapacidad para mantener una potencia de salida deseada como resultado de la contracción muscular contra una forma de carga, con una disminución de la fuerza y la velocidad de acortamiento (Boron, 2009)

Fuente: Cuadro 3. Anexos. Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 6. Promedio del tiempo (s) transcurrido para obtener una disminución del 50% de la fuerza máxima para ambos antebrazos, realizado por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

Fuente: Cuadro 4. Anexos. Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 7. Promedio de la fuerza ejercida y su desviación estándar, cuando hay una fuerza máxima y cuando la misma disminuye en un 50% para ambos antebrazos, realizado por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

Fuente: Cuadro 4. Anexos.Universidad de Costa Rica, Escuela de Medicina, Fisiología para Medicina. ME2012, Laboratorio “Electromiografía”. 17 de marzo del 2011. Figura 8. Actividad eléctrica promedio y su desviación estándar cuando hay una fuerza máxima y cuando la misma disminuye en un 50% para ambos antebrazos, realizado por estudiantes del laboratorio de Fisiología para Medicina.

2 Tipos de Fatiga Muscular: FATIGA CENTRAL FATIGA PERIFÉRICA

FATIGA CENTRAL: Según Koeppen & Stanton, 2009: las personas se cansan y cesan el ejercicio mucho antes que las unidades motoras se fatiguen, debido a la incomodidad percibida (incluso el dolor) que influye en el rendimiento durante pruebas de esfuerzo. La fatiga central tiene una influencia mucho mayor en personas que no tienen un acondicionamiento físico de resistencia, ya que quienes practican algún tipo de actividad física se entrenan mentalmente para soportar situaciones no placenteras y de estrés (Boron, 2009).

FATIGA PERIFÉRICA Causas (Allen, 2008): Fosfato inorgánico Lactato e H+ ATP y Mg+2 Glucógeno ROS Fuente: Allen, D. et al. (2008). Skeletal Muscle Fatigue: Cellular Mechanisms. Physiology. Org. Marzo 12, 2009. 88:287-332.

Conclusiones La actividad eléctrica promedio de los músculos flexores del antebrazo dominante y no dominante, aumentó de manera proporcional a la intensidad de la contracción, pero no se encontró una diferencia significativa entre ambos antebrazos.   El promedio de la fuerza y la actividad eléctrica registrados mediante pruebas de reclutamiento de unidades motoras, presentaron una relación lineal positiva fuerte en el antebrazo dominante y no dominante, sin embargo no se demostró una diferencia significativa entre los antebrazos.

Conclusiones El tiempo promedio para disminuir en un 50% la fuerza máxima registrada por el dinamómetro es de 49,178s para el antebrazo dominante y de 51,137s para el antebrazo no dominante, no obstante esta diferencia entre ambos antebrazos no es significativa. En la prueba de fatiga la fuerza promedio del antebrazo dominante y no dominante disminuye con respecto al tiempo, mientras que la actividad eléctrica promedio obtenida en ambos antebrazos no disminuye de manera significativa.

GRACIAS

ANEXOS