guia uss fisiologiěa

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Departamento de Ciencias Biológicas y Químicas Departamento de Ciencias Biológicas y Químicas. Facultad de Ciencia Prácticos y Seminarios de Fisiología DBIO1028 2014

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    DBIO1028

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    Departamento de

    Ciencias Biolgicas

    y Qumicas.

    Facultad de Ciencia

    Prcticos y Seminarios de

    Fisiologa DBIO1028

    2014

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    Este Manual basado los experimentos con PowerLab para el software LabTutor, en lo

    recomendado por el equipo de desarrollo de ADInstruments, las imgenes y parte del texto de los

    prcticos pertenecen a ADInstruments.

    Estimado estudiante

    Junto con saludarlo y esperar que este manual sea de utilidad le solicitamos considerar los

    siguientes puntos.

    A todos los laboratorios y seminarios debe asistir con su gua, delantal, zapato cerrado y

    pantaln largo, no se aceptaran shorts, sandalias, bermudas, faldas u otra prenda que no

    cumpla con las especificaciones.

    No puede tener prendido el celular en el laboratorio porque interfiere con el registro de

    seales, no puede ingerir alimentos o bebidas.

    Debe dejar su mochila o bolso en los casilleros asignados para tal fin, no debe ingresar

    con estos por seguridad. Es su responsabilidad traer candado.

    El manual consta de dos partes:

    Seminarios. Incluye preguntas que debe preparar previamente como gua de estudio, para ello

    utilice la bibliografa recomendada y un caso que es el que debe traer resuelto y se discutir

    durante el seminario. Se espera que la discusin del caso sea activa. Recuerde que tendr un

    control de entrada en cada seminario. Recuerde que un 10% de su nota de seminario corresponde

    a la evaluacin de desempeo.

    Laboratorio. Se realizaran experiencias prcticas por grupo, donde podr obtener de un voluntario

    parmetros fisiolgicos reales (Ej. ECG, EMG, Espirometra) y proceder a su anlisis, es

    imprescindible que estudie previamente la gua correspondiente a ese practico, para que

    comprenda las actividades y trabaje activamente con su grupo. Ese da usted ser evaluado

    mediante un preinforme, que son preguntas que deber llevar preparadas en forma grupal y que

    entregara al inicio del practico, este preinforme tiene una ponderacin en el informe (punto base).

    Durante el prctico usted y su grupo deber completar el informe, es recomendable que

    previamente responda aquellas preguntas conceptuales que no requieren del equipo para

    resolverlas. Recuerde que un 10% de su nota de laboratorio corresponde a la evaluacin de

    desempeo.

    Co- autores: Colaboradores:

    Prof. Jessica Quilodran Prof. Hardy Thomas Y.

    Prof. Mnica Lespinasse C. Prof. Mirko Peric

    Introduccin

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    LabTutor es un paquete de software basado en HTML, especficamente diseado para la

    enseanza del laboratorio que se utiliza en conjunto con el PowerLab de ADInstruments.

    LabTutor controla la toma de muestras, digitalizacin y almacenamiento de datos experimentales

    facilitndole su visualizacin, manipulacin y anlisis. La tecnologa ha sido desarrollada a partir

    de equipos tales como el quimgrafo de tambor Ludwig, que registraba los datos sobre un tambor

    giratorio. Esto fue remplazado por graficadores sobre papel, como el polgrafo Grass, y luego por

    sistemas de adquisicin de datos por medio de equipos computacionales. Uno de estos primeros

    sistemas fue MacLab, el predecesor del sistema PowerLab/LabTutor de ADInstruments, que es el

    que se utiliza en el presente curso.

    El principio de visualizacin de datos en forma de una graficadora en cinta de papel no ha

    cambiado. El panel de visualizacin de LabTutor es bsicamente una ventana en la que se muestra

    una seccin virtual de una tira de datos electrnica.

    Objetivos de aprendizaje

    Al final de este laboratorio usted:

    Estar familiarizado con los principales componentes de hardware y software del sistema LabTutor

    Podr registrar seales bsicas de pulso digital en el LabTutor

    Podr utilizar algunas de las funciones de anotacin y anlisis del software LabTutor

    1890s 1960s Hoy en da

    Quimgrafo de tambor de Ludwig

    Polgrafo Grass

    El PowerLab y un panel de LabTutor, en el que se ve una seccin de datos registrados

    Laboratorio 1. Introduccin al uso de LabTutor

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    Adquisicin de datos

    En primer lugar, un transductor convierte la seal deseada (por ejemplo la tensin arterial o la

    temperatura corporal) a un voltaje analgico, cuya amplitud suele variar en el tiempo. Este voltaje

    ser a su vez controlado por el equipo registrador, el cual podr modificar la seal amplificndola

    y filtrndola: este proceso se llama "acondicionamiento de la seal". La seal resultante se

    muestrea a intervalos regulares y se convierte del formato analgico al digital para ser luego

    transmitida al equipo computacional conectado, donde los datos muestreados podrn ser

    almacenados y visualizados.

    La unidad PowerLab

    El equipo informtico bsico es la unidad PowerLab, un instrumento de registro de varios canales

    que mide las seales elctricas recibidas a travs de las entradas en su panel frontal. Tambin es

    capaz de generar impulsos de bajo voltaje destinados a la estimulacin elctrica nerviosa y

    muscular. Los modelos 4/25T, 15T o 26T son PowerLab de cuatro canales con bio-amplificadores

    ideal para el registro ptimo de bioseales. Tambin cuenta con un estimulador aislado, inocuo

    para los humanos.

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    En sus experimentos, simplemente conecte los cables correspondientes en los conectores del

    panel frontal del PowerLab y mida las seales en LabTutor.

    Acondicionadores de seal (Pod)

    Los acondicionadores de seal de ADInstruments consisten en preamplificadores controlados por

    software diseados para ser utilizados con los sistemas de adquisicin de datos PowerLab. Los

    dos tipos que probablemente vea son dispositivos pods y procesadores frontales. Una vez

    conectados, el sistema PowerLab identificar automticamente los acondicionadores de seal y

    todos los parmetros quedarn almacenados cuando el archivo de datos sea guardado en su

    computadora.

    Tipos de acondicionadores de seal De izquierda a derecha:

    Dispositivo Pod utilizado para espirometra

    Amplificador para medir la resistencia galvnica de la piel

    Amplificador de derivacin para la conexin de transductores de fuerza y presin.

    Transductores de seal

    El PowerLab es compatible con prcticamente cualquier transductor capaz de generar una seal

    de corriente analgica de 10 V, ya sea directamente o a travs de uno de los acondicionadores

    de seal antes mencionados.

    Marcadores de eventos

    Se pueden utilizar transductores para indicar o marcar un

    evento, como este botn interruptor.

    Estimulacin muscular y nerviosa

    PowerLab tambin puede producir un voltaje de salida con

    el fin de inducir una respuesta en un nervio o en un

    msculo. Este electrodo de barra se conecta al estimulador

    aislado del PowerLab

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    Transductores de fuerza o presin

    Algunos transductores miden fuerzas, como este

    dinammetro de mano

    Propiedades qumicas

    Tambin se pueden medir ciertas propiedades qumicas,

    como la conductividad, el oxgeno disuelto y el pH.

    Conexin de su PowerLab

    Se pueden conectar cualquier nmero de transductores a las entradas disponibles. (Revise su

    modelo)

    1. Luz indicador de encendido: Se ilumina cuando se enciende el PowerLab.

    2. Conexiones de salida analgicas: proporcionan una salida de voltaje de +/-10 V.

    NO es seguro conectarlo directamente a seres humanos.

    3. Entradas analgicas: Entradas 1 y 2 del PowerLab; para conexin de los transductores y los

    dispositivos con los conectores BNC (no las tienen todos los modelos).

    4. Luz de estado del Aislador de estmulo (Isolated Stimulator): Indica que el Estimulador aislado

    funciona correctamente (color verde) o que est fuera de conformidad (color amarillo).

    5. Entrada Dual Bio Amp: Conecta un cable Bio Amp de 5 hilos al PowerLab; se lee como las entradas

    3 y 4.

    Es seguro conectarlo directamente a seres humanos.

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    6. Salidas del Estimulador aislado (Isolated Stimulator): Para conectar electrodos de estimulacin al

    Isolated Stimulator.

    Es seguro conectarlo directamente a seres humanos.

    7. Interruptor del Isolated Stimulator: Enciende y apaga el Isolated Stimulator.

    8. Puertos de pod: Conectores de 8 patillas para conectar Pods y algunos transductores a las

    entradas 1 y 2. Alimentan energa CC a los pod y a los transductores.

    9. Entrada de activador (Trigger), se puede usar para iniciar o detener un registro (no est presente

    en todos los modelos).

    NO conecte un dispositivo a la Entrada anloga y al puerto de Pod en el mismo canal.

    10. Conector de salida de audio: Enchufe telefnico estndar de 1/8" (3 mm) para la salida del sonido

    de las grabaciones tomadas al Bio Amp (no est presente en todos los modelos).

    11. Conexin a tierra: Se usa para alimentar la conexin a tierra al PowerLab si no se dispone de una

    fuente de energa con tierra.

    12. Interruptor de encendido y apagado.

    13. Conector I2C: Conecta el PowerLab a los acondicionadores de seal especial ADInstruments

    llamados front-ends (no est presente en todos los modelos).

    14. Conector USB: para conectar un equipo computacional al PowerLab.

    15. Conector de puerto serie: Conecta el PowerLab a algunos dispositivos (no est presente en

    todos los modelos).

    16. Conector de cable de alimentacin.

    Organizacin de los experimentos LabTutor

    Todos los experimentos LabTutor estn organizados bsicamente del mismo modo.

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    En el ndice de experimentos encontrar un vnculo a la pgina de introduccin del experimento

    asignado que probablemente se encuentre ya precargado en su equipo computacional.

    Todos los experimentos comienzan por una pgina de introduccin. Dicha pgina contiene una

    breve introduccin y un vnculo hacia el material de preparacin que su instructor probablemente

    le haya dado con anterioridad a su prctica de laboratorio. Esta pgina tambin contiene una lista

    de objetivos de aprendizaje. Los ejercicios posteriores permitirn alcanzar dichos objetivos.

    Cada uno de los ejercicios incluye texto resaltado, con vnculos a ventanas emergentes que

    contienen informacin adicional, consejos y referencias tiles relativas a las funciones y

    caractersticas de LabTutor.

    Cada pgina de ejercicios contiene un panel LabTutor en el que se registran los datos.

    A cada pgina de ejercicio le sigue una pgina de anlisis. Aqu podr acceder a los datos que

    registr durante el ejercicio para poder efectuar las mediciones y completar las tablas o grficas

    necesarias.

    Al final del experimento hay una seccin de Informe. All se reproducen todos los registros

    necesarios para su informe, junto con las tablas o grficas que haya completado. Esta seccin

    tambin contiene preguntas a las que podr responder en los espacios previstos para ello. Su

    instructor/a le dir cmo entregar su informe de laboratorio finalizado.

    Todas las pginas incluyen un vnculo en la parte inferior al material de informacin

    complementaria o de antecedentes. Esto proporciona alguna informacin general relacionada con

    la ciencia que respalda el experimento. Es posible que se lo haya entregado su instructor antes

    del laboratorio.

    ACTIVIDAD

    Para trabajar con el software:

    1. Identifique en el escritorio el cono de LabTutor Server

    2. Se abrir la siguiente pgina

    3. Presione el icono Home e Ingresara a la pgina de LabTutor, en

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    Nombre de usuario coloque las letras del cdigo que le indique su profesor. Repita para la

    contrasea.

    EJERCICIO

    Procedimiento

    1. Asegrese de que el PowerLab se encuentre conectado y

    encendido.

    2. Coloque la almohadilla de presin del transductor de pulso

    digital contra el segmento distal (la yema) del dedo mayor o

    del pulgar de cualquiera de las dos manos. Utilice la correa de

    Velcro para sujetarlo firmemente, sin que quede flojo ni

    demasiado ajustado.

    Si la correa queda demasiado floja, la seal ser dbil,

    intermitente o con ruido. Si queda demasiado ajustada, se

    reducir el flujo sanguneo al dedo, lo que debilitar la seal y

    podr provocar molestias. Si fuera necesario ajuste la correa

    en la prxima etapa del ejercicio.

    3. Conecte del transductor de pulso digital a entrada 1 (Input 1).

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    Registro de datos

    1. Haga clic sobre el

    botn Iniciar en el ngulo

    superior derecho del panel del

    LabTutor para comenzar a registrar los

    datos de pulso digital.

    2. Haga clic sobre el botn

    Autoescala en la parte superior del panel de

    LabTutor. Los datos se convertirn a una

    escala que ocupar la mayor parte de la

    altura del canal. Deber utilizar el botn

    Autoescala frecuentemente para optimizar

    la visualizacin de sus datos.

    3. Pasados 20 segundos, haga clic en Parar. Los datos registrados se guardarn automticamente

    cuando detenga la operacin de registro.

    4. Su registro deber verse parecido a este.

    Consejos para el registro:

    Las manos y los dedos tendrn que dejarse quietos, tal vez descansando sobre el regazo. Todo

    movimiento ser registrado como una seal, probablemente ms importante que el pulso.

    Si tiene problemas para registrar bien el pulso, intente colocar el transductor sobre el ndice o el

    pulgar. Para obtener una buena seal, es probable que tenga que dejar el transductor sobre el

    dedo o el pulgar durante algunos minutos mientras el dedo se atempera.

    Tambin es de vital importancia aplicar la tensin adecuada con la correa de Velcro. Si est

    demasiado suelta la seal ser demasiado dbil. Si est demasiado ajustada la seal tambin ser

    demasiado dbil. Lo mejor ser aplicar una presin moderada.

    Desplazamiento

    La barra de desplazamiento le permitir avanzar y retroceder su archivo. Su registro es como una

    larga tira de papel que se desplaza por el

    panel de LabTutor.

    La barra de desplazamiento es

    principalmente una herramienta de anlisis

    que permite revisar y buscar datos de

    inters dondequiera que se encuentren

    dentro de un archivo.

    Tambin podr revisar los datos durante la operacin de registro, sin necesidad de detener el

    trazado. Para ello inicie el modo Revisin de desplazamiento. El modo Revisin de desplazamiento

    se activa ya sea arrastrando el ndice de la barra de desplazamiento hacia la izquierda o haciendo

    clic en cualquier parte de los datos que estn siendo registrados. Para volver al modo normal de

    desplazamiento haga clic sobre el botn Ir al final de los datos.

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    Generalmente, durante la operacin de registro, es ms comn examinar la seal de entrada que

    revisar datos previamente registrados

    Botones de compresin horizontal

    Con los botones de compresin horizontal, que se encuentran en la parte inferior izquierda del

    panel de LabTutor, se puede comprimir o expandir el eje de tiempo para ver ms o menos de los

    datos registrados.

    Experimente haciendo clic sobre los botones de compresin para ver de qu forma vara la

    visualizacin de los datos. El grado de compresin se indica como un coeficiente en el botn de

    proporcin, que se encuentra entre los botones de compresin.

    Haga clic sobre el botn de proporcin: aparecer un men emergente en el cual podr seleccionar

    el grado de compresin directamente.

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    Botones de escala vertical

    Los botones de escala vertical se encuentran

    en el lado izquierdo del eje de amplitud de

    cada uno de los canales. Dichos botones le

    permitirn comprimir o expandir la porcin

    visible de la escala vertical de cada canal en

    forma independiente.

    Si coloca el puntero del ratn sobre la escala del eje de amplitud aparecern unas pequeas

    flechas junto al puntero. Tendr la posibilidad de estirar o desplazar la escala arrastrando los

    nmeros de la escala o la propia escala entre ellas. Las flechitas junto al puntero indican el tipo de

    modificacin que har.

    Botones de autoescala y escala predeterminada

    El botn de autoescala ajusta la

    altura de los datos para mostrar los

    datos mnimos y mximos. El

    autoescala ajusta la visualizacin

    en base a los datos visibles en

    pantalla.

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    El botn de escala predeterminada

    vuelve a poner la escala vertical y

    la compresin horizontal en sus

    valores originales. Esto puede ser

    muy til durante el curso de su

    experimento en caso de que los

    datos ya no se vean bien por haber

    manipulado la escala vertical ms

    all de los lmites de la seal.

    Agregar notas a un registro

    Es posible agregar notas a un registro. Para este fin se proporciona un panel de comentarios bajo

    el panel del LabTutor en caso de ser requerido. Los comentarios podrn agregarse durante la

    operacin de registro o cuando haya terminada la misma.

    Procedimiento

    1. Haga clic sobre el botn Iniciar en el panel LabTutor para iniciar la operacin de registro.

    2. Haga clic en el cuadro de texto del panel de comentarios, e ingrese un texto.

    3. Haga clic sobre el botn Agregar. El texto desaparece y aparece una lnea punteada vertical en el

    panel de LabTutor.

    4. Repita los pasos 2 y 3 para agregar un segundo comentario.

    5. Haga clic en Parar.

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    Cuando termine el registro, podr ver cuadros de comentarios numerados en el panel de LabTutor.

    Luego pruebe hacer esto:

    Haga clic en un cuadro de comentario: el texto que ingres aparecer en un panel emergente.

    Edite el comentario ingresando texto nuevo en el panel de comentarios y haciendo clic sobre el

    botn Editar.

    Agrega comentarios cuando la operacin de registro haya terminado. Haga clic en el panel de

    LabTutor sobre el lugar en el que desea insertar el comentario y luego proceda segn las

    instrucciones de los pasos 2 y 3 mencionados anteriormente.

    Efectuar mediciones

    Se pueden tomar mediciones y agregar los

    nmeros relevantes a una tabla.

    1. Coloque el cursor sobre los datos en el

    lugar deseado y haga clic para colocar los datos

    seleccionados en el panel de valores.

    2. Para insertar un valor en una tabla,

    arrstrelo desde el panel de valores a la celda

    correspondiente en la tabla.

    3. Tambin puede ingresar cierta

    informacin, incluso valores, en cualquier celda de

    una tabla.

    4.

    5. Complete la tabla utilizando los datos que

    ya ha registrado, haciendo clic en uno de los

    mximos del registro de pulso y transfiriendo los

    valores de tiempo y amplitud a las primeras filas de la tabla. Repita estos pasos con los prximos

    tres mximos del pulso.

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    El marcador

    Cuando el marcador se encuentra en

    uso, los voltajes y tiempos que aparecen

    en el panel de valores son relativos a la

    posicin del marcador. Cuando no est

    en uso, el marcador queda fijo en su

    estacin en la parte inferior izquierda del

    panel LabTutor; desde all se puede

    arrastrar y soltar sobre cualquier porcin

    de los datos. Para volver a poner el

    marcador en su estacin, simplemente

    haga clic sobre esta ltima.

    1. Arrastre el marcador desde su

    estacin y sultelo en algn lugar del

    trazado. No es necesario colocar el

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    marcador exactamente sobre la forma de onda. Cuando suelte el botn del ratn, el marcador se

    colocar automticamente sobre la forma de onda.

    Los valores colocados en el panel de valores irn precedidos de un smbolo de (delta), para

    indicar que la medicin es relativa a la posicin del marcador.

    2. Complete la tabla utilizando el marcador. Coloque el marcador sobre uno de los mximos del pulso

    registrado. Haga clic en el mnimo siguiente para agregar los valores de tiempo y amplitud a sus

    paneles de valor correspondientes. Arrastre dichos valores a la tabla y repita el procedimiento para

    los prximos tres mximos del pulso (ver ejemplo).

    3. Retire el marcador de la forma de onda haciendo clic sobre la estacin del marcador.

    Clculos

    LabTutor puede configurarse para calcular variables en base a las entradas de seal sin procesar

    de los otros canales. Dichas variables pueden visualizarse en tiempo real en canales que no estn

    siendo utilizados para la adquisicin de datos.

    Procedimiento

    1. Haga clic sobre el botn Iniciar en el panel LabTutor para iniciar la operacin de registro.

    2. Haga clic en el cuadro de texto del panel de comentarios e ingrese el nombre del voluntario.

    3. Observe los siguientes trazados a medida que van apareciendo en pantalla:

    El canal 1 es el pulso digital

    El canal 2 muestra el intervalo entre mximos de las ondas de presin.

    El canal 3 muestra el clculo de frecuencia cardaca en latidos por minuto.

    4. Haga clic en Parar

    Cuando se visualiza ms de un canal:

    Se puede cambiar la altura de los canales arrastrando los separadores de canal hacia arriba o

    abajo.

    Se puede restablecer la altura original de los canales con slo hacer doble clic sobre cualquiera

    de los separadores de canales.

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    Eliminacin de datos

    LabTutor guardar sus datos en forma automtica. Es posible que en ocasiones desee descartar

    un segmento de su trazado o eliminar algunos datos con ruido.

    Esta accin no puede deshacerse!

    Procedimiento

    1. Desplcese por los datos que acaba de registrar hasta encontrar una seccin que parezca tener

    un ruido excesivo. Haga clic en el botn de autoescala o en escala predeterminada, segn sea

    necesario.

    2. Haga clic y arrastre el puntero del ratn sobre la porcin del trazado que quiere eliminar.

    Notar que LabTutor seleccionar en forma automtica los datos correspondientes de todos los

    canales mostrados en pantalla. No es posible borrar los datos de un slo canal; esto es para

    asegurar que el tiempo de registro corresponda siempre al valor de voltaje registrado.

    3. Haga clic sobre el botn Eliminar seleccin.

    En caso de que la porcin de datos seleccionada se encuentre en el medio de un registro,

    LabTutor insertar una lnea negra vertical en el trazado para indicar que los datos han

    sido divididos en dos bloques separados. Puede ser una buena idea insertar un

    comentario en dicha divisin para indicar que se borr una seccin de los datos.

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    Informe

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    Electromiografa: Generalidades

    Los msculos esquelticos se ocupan de la mayor parte del trabajo de locomocin y apoyo del

    esqueleto animal. Cada msculo est compuesto de fibras musculares individuales organizadas

    en fascculos (Figura 1).

    Figura 1. Estructura del msculo esqueltico.

    Cada fibra individual est inervada por una rama de axn motor. En circunstancias normales, un

    potencial de accin neuronal activa a todas las fibras musculares inervadas por la motoneurona y

    sus ramas axnicas. La unidad formada por una motoneurona y todas la fibras musculares

    inervadas por ella se llama una unidad motora (Figura 2).

    Laboratorio 2. Neurofisiologa. Electromiografa

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    Figura 2. Componentes de una unidad

    motora

    Este proceso de activacin implica el

    inicio de un potencial de accin (ya sea

    en forma voluntaria o como resultado

    del estmulo elctrico de un nervio

    perifrico), la conduccin del potencial

    de accin por la fibra del nervio, la

    liberacin del neurotransmisor en la

    sinapsis neuromuscular y la

    despolarizacin de la membrana

    muscular con la resultante contraccin

    de las fibras musculares.

    La electromiografa es una tcnica que mide la actividad elctrica de los msculos y nervios que

    los controlan. El registro obtenido se llama electromiograma, o tambin "EMG" o simplemente

    miograma. Existen dos mtodos para realizar este registro: con electrodos de aguja insertados en

    el msculo a travs de la piel, o con electrodos colocados sobre la superficie de la piel. El tamao

    y la forma de la onda medida proporcionan informacin acerca de la capacidad de respuesta del

    msculo al estimular los nervios. En el contexto clnico, el EMG se utiliza sobretodo en personas

    con sntomas de debilidad en las que el examen fsico indica una fuerza muscular reducida. Su

    anlisis permitir distinguir entre una debilidad muscular provocada por alteraciones neurolgicas

    y otras afecciones.

    El EMG proporciona una representacin grfica de la coordinacin neuromuscular y del patrn de

    actividad muscular durante movimientos complejos. La seal de superficie del EMG sin procesar

    refleja la actividad elctrica de las fibras musculares activas en ese momento. Las unidades

    motoras se activan de forma asincrnica y en el caso de contracciones extremadamente dbiles

    puede ser posible detectar las contribuciones de unidades motoras individuales a la seal del

    EMG. Sin embargo, la densidad de los potenciales de accin aumenta junto con la intensidad de

    la contraccin, y la seal sin procesar puede llegar a representar la actividad elctrica de miles de

    fibras individuales.

    En el primer ejercicio deber registrar la actividad EMG durante contracciones alternadas de los

    bceps y trceps del brazo (Figura 3).

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    Figura 3.musculos Bceps y Trceps.

    La seal sin procesar del EMG durante las

    contracciones voluntarias puede ser

    procesada de diversas formas para indicar

    la intensidad de la actividad EMG. En el

    mtodo que utilizaremos, las porciones

    negativas del EMG se invierten. Luego se

    integra la totalidad de la seal a fin de

    alisar los mximos individuales y presentar

    la actividad cambiante sobre el tiempo de

    manera mucho ms clara. En esta parte

    del ejercicio deber analizar la coactivacin: un fenmeno en el que la contraccin de un msculo

    conduce a ms actividad menor en el msculo antagonista. La trascendencia fisiolgica de este

    fenmeno no est del todo clara, pero se ha sugerido que ayuda a estabilizar la articulacin.

    Tambin deber registrar potenciales provocados (o Evocados) de EMG producidos por la

    estimulacin elctrica del nervio motor que inerva a un msculo. El abductor corto del pulgar forma

    parte del grupo tenar, que se encuentra en la superficie palmar de la mano (Figura 4).

    El nervio motor que inerva el

    msculo abductor corto del

    pulgar, el nervio mediano, se

    puede estimular fcilmente en la

    mueca y en el codo. En este

    ejercicio, se fijarn electrodos

    metlicos circulares planos a la

    piel. Se administrarn breves

    impulsos elctricos al nervio a

    travs de la piel y se registrar el tiempo que lleva para la contraccin muscular en respuesta al

    impulso elctrico. La velocidad de la respuesta depender de la velocidad de conduccin. En

    general, la velocidad de conduccin normal es de aproximadamente 50 a 60 metros por segundo.

    Sin embargo, la velocidad de conduccin normal puede variar de un individuo a otro y de un nervio

    a otro.

    Los trastornos neurales y musculares provocan alteraciones en la reaccin muscular. La medicin

    de la actividad elctrica neuromuscular puede asistir en la deteccin, ubicacin y evaluacin de

    Figura 4. Algunos msculos del antebrazo y de la mano.

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    miopatas, como la miodistrofia, o neuropatas, como la esclerosis lateral amiotrfica, tambin

    conocida como enfermedad de Lou Gehrig en ingls. Si se trata de lesiones neuronales, a menudo,

    se puede ubicar el lugar exacto del nervio daado. En el contexto clnico, la EMG suele hacerse

    al mismo tiempo que los estudios de conduccin neuronal.

    Cuando se aplica una estimulacin nerviosa externa, el voluntario sentir un breve "pellizco", una

    sensacin de cosquilleo y la contraccin muscular. Puede ser parecido a lo que se siente al frotar

    los pies contra la alfombra y tocar luego un objeto metlico. En nuestros ejercicios, los impulsos

    elctricos son muy breves: menos de un milisegundo. La energa de los impulsos elctricos no es

    lo suficientemente fuerte como para provocar ninguna lesin o dao. Estas pequeas corrientes

    no tienen ningn riesgo asociado. No se inserta nada en la piel, por lo que no hay ningn riesgo

    de infeccin.

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    Ejercicio 4: Velocidad de conduccin nerviosa

    Deber medir las respuestas provocadas por la estimulacin nerviosa a la altura del codo. La

    latencia de estas respuestas es mayor que la de respuestas provocadas mediante la

    estimulacin en la mueca. A partir de la diferencia entre latencias podr calcular velocidad de

    conduccin nerviosa.

    Configuracin

    1. Coloque el electrodo estimulador de barra sobre la cara interna del brazo junto al codo como se

    muestra aqu. Habr que presionar el electrodo con mayor firmeza que en la mueca puesto que

    el nervio se encuentra a una profundidad mayor. Su orientacin deber ser la misma que para la

    estimulacin en la mueca, con el ctodo, es decir el extremo con las derivaciones, apuntando

    hacia la mano.

    2. Ponga el interruptor del estimulador en la posicin ON (encendido).

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    Introduccin

    Los sentidos son los mtodos fisiolgicos de la percepcin. Aristteles fue el primero en

    clasificarlos en los cinco sentidos que todos conocemos: la vista, el odo, el sabor, el olfato y el

    tacto. Existen por lo menos cuatro otros sentidos: corporal, de equilibrio, de temperatura y de dolor.

    Otros organismos tienen sentidos que los humanos no poseemos. En este laboratorio deber

    familiarizarse con sus propios sentidos y hacer observaciones en base a ellos. En este laboratorio

    tambin deber examinar algunos de los reflejos simples y complejos de un voluntario, y observar

    los tiempos de reaccin de un voluntario en respuesta a estmulos inocuos visuales y acsticos.

    Generalidades

    Tradicionalmente, se suelen describir cinco sentidos: la vista, el odo, el gusto, el olfato y el tacto.

    Estos producen respectivamente las sensaciones visuales, auditivas, gustativas, olfativas y

    tctiles. Esto es, sin lugar a dudas, una simplificacin excesiva. Entre otras modalidades

    sensoriales se puede citar la sensibilidad trmica, la sensibilidad dolorosa, la sensibilidad

    vibratoria, la sensibilidad artrocintica y la sensibilidad cinestsica o propiocepcin.

    En trminos generalmente aceptados, se podra definir un sentido como un sistema que consiste

    en un tipo de clula sensitiva (o grupo de tipos de clulas sensitivas) que reacciona ante una clase

    especfica de energa fsica y que corresponde a una regin o regiones definidas en el cerebro

    donde esas seales son recibidas e interpretadas. Cada sentido funciona bsicamente del mismo

    modo: un estmulo es transducido por una clula receptora especializada, la cual activa a una

    neurona sensitiva en forma directa (cuando el receptor forma parte de la neurona) o indirecta

    (mediante la liberacin de neurotransmisores). Algunos de estos receptores son capaces de

    adaptarse a los estmulos. El trmino adaptacin se refiere al proceso por el cual un sistema

    Laboratorio 3. Neurofisiologa. Reflejos y sentido

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    sensorial se vuelve insensible a una fuente de estimulacin constante. Muchos receptores tctiles

    se adaptan rpidamente, como por ejemplo los receptores de la piel, lo cual es una buena idea.

    De otro modo la ropa nos volvera locos. La mayora de los nocirreceptores (del dolor) no se

    adaptan. Es por esto que se deben utilizar medicamentos, como el acetaminofeno, la morfina y

    otros, para interrumpir la seal de dolor enviada al cerebro. Esta ausencia de adaptacin es,

    indudablemente, esencial en aquellos receptores diseados para protegernos del entorno.

    Visin

    El trmino vista o visin suele utilizarse para describir la habilidad de detectar cierta energa

    electromagntica. El rango de visibilidad para los humanos se sita entre 380 nm y 750 nm. Es lo

    que se suele llamar espectro visible.

    Algunos insectos son capaces de ver ms all en la gama ultravioleta que los mamferos y algunas

    serpientes tienen rganos que les permiten detectar la luz infrarroja, es decir el calor corporal,

    emitido por sus presas. Sin embargo, este sentido es adicional y distinto de la visin normal. El

    cerebro interpreta la imagen obtenida por las clulas fotorreceptoras del ojo como vista. El ojo

    de los mamferos tiene dos tipos de clulas: los conos, que son principalmente responsables de

    la diferenciacin del color, y los bastones, los cuales son responsables de la resolucin de

    contraste, (la diferencia entre claro y oscuro). Los conos se encuentran predominantemente en la

    fvea, la regin de mayor agudeza visual. No hay bastones en la fvea, pero stos se encuentran

    distribuidos de manera bastante uniforme por el resto de la retina.

    La papila ptica, por donde entran y salen los nervios y vasos retinianos, est desprovista de

    receptores. Es por ello que en ingls suele llamarse blind spot, o punto ciego. En lenguaje tcnico,

    este punto sin visin se llama escotoma.

    Figura 1. La retina.

    Supresin sacdica

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    Cuando el ojo salta de un objeto a otro, es normal que la imagen se torne borrosa. Si bien un

    observador ver el movimiento de sus ojos, usted no lo notar. Durante este movimiento rpido,

    el nervio ptico interrumpe la transmisin de informacin visual, un fenmeno que se conoce como

    supresin sacdica (sacudida es como se llama a un movimiento ocular extremadamente rpido).

    Percepcin del color

    Nuestros ojos tienen 3 juegos de conos con sensibilidades mximas a las siguientes longitudes de

    onda de la luz: 564 nm (rojo), 534 nm (verde) y 420 nm (azul).

    Figura 2. El espectro visual.

    La luz comprendida entre las longitudes de onda de 380 nm a 750 nm excitar a uno o ms de

    estos sensores. Nuestra percepcin del color, est por lo tanto determinada por el grado de

    excitacin de las diversas clulas sensitivas.

    Figura 3. Clulas retinianas.

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    En las personas con daltonismo (discromatopsia), uno o ms grupos de conos reaccionan de

    manera diferente a las frecuencias mximas o bien estn totalmente ausentes. Las deficiencias

    congnitas en la percepcin del color afectan en su gran mayora a los conos rojos o verdes.

    Dichas deficiencias se conocen en general como daltonismo rojo-verde, puesto que reducen la

    habilidad de distinguir esos dos colores. Las deficiencias que afectan a los conos azules, mucho

    menos comunes, resultan en discromatopsias de amarillo-azul. La incapacidad de percibir

    cualquier color (acromatopsia), y la insensibilidad a la luz azul son bastante inusuales.

    La raz protan hace referencia a un defecto en los conos primarios (rojos). Se dice que las

    personas con algn tipo de alteracin de la sensibilidad de los conos rojos padecen una

    protanomala. La prdida completa de la sensibilidad de los conos rojos se llama protanopa.

    La raz deuteran hace referencia a un defecto en los conos secundarios (verdes). Se dice que las

    personas con algn tipo de alteracin de la sensibilidad de los conos verdes padecen una

    deuteranomala. La prdida completa de la sensibilidad de los conos verdes se llama

    deuteranopa.

    La raz tritan hace referencia a un defecto en los conos terciarios (azules). Las alteraciones de la

    sensibilidad de los conos azules son extremadamente raras. La prdida completa de la sensibilidad

    de los conos azules se llama tritanopa.

    Odo

    El odo, o la audicin, es el sentido que nos permite percibir el sonido y es el resultado de la

    deteccin del movimiento de la membrana del tmpano por parte de minsculas fibras del odo

    interno, llamadas cilios. La membrana del tmpano vibra en respuesta a cambios en la presin del

    aire. En los humanos con una audicin perfecta, la audicin permite detectar vibraciones de entre

    20 y 20.000 Hz. El sonido tambin puede detectarse en la forma de vibraciones a travs de todo

    el cuerpo gracias al tacto. Las vibraciones en frecuencias superiores e inferiores a las que se

    pueden or pueden ser detectadas nicamente de este modo. La evaluacin precisa de la audicin

    exige equipos adicionales y precauciones de seguridad, y no ser tratada en esta unidad de

    experimentos.

    Gusto

    El gusto es uno de los dos sentidos qumicos principales. Es bien sabido que la lengua tiene

    por lo menos cuatro tipos de botones (receptores) gustativos. Es por esto que algunos

    anatomistas sostienen que cada una de ellas constituye un sentido distinto (cuatro o ms), puesto

    que cada receptor enva informacin a regiones ligeramente diferentes en el cerebro. Los cuatro

    receptores ms conocidos detectan los cuatro sabores bsicos: dulce, salado, cido y amargo.

    Recientemente se ha confirmado la existencia de un quinto receptor que detecta el glutamato, un

    aminocido. Este receptor de umami, como se suele llamar, detecta un sabor que se encuentra

    comnmente en la carne y en saborizantes artificiales como el glutamato monosdico. De hecho,

    el verdadero sentido del gusto resulta de la combinacin de los receptores gustativos, los

    receptores olfativos, el tacto (sensacin en la boca), la temperatura y la vista. Difcil que lo

    llevemos a la boca si no es atractivo a los ojos!

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    Figura 4. Botones gustativos.

    Olfato

    El olfato es el otro sentido qumico. Existen cientos de receptores olfativos (figura 3), y cada

    uno es especfico a una caracterstica molecular dada. Todos estos receptores se encuentran en

    una regin especializada en la parte superior de la cavidad nasal. Cada molcula de olor encaja

    en su sitio de fijacin en una neurona receptora, lo cual desencadena un potencial de accin. El

    premio Nobel en fisiologa o medicina de 2004 fue otorgado a Richard Axel y Linda Buck por su

    trabajo en la investigacin del sentido del olfato. Ellos describieron una gran familia gentica

    compuesta por unos mil genes marcadores de receptores olfativos, y cmo dichos receptores se

    comunican con el cerebro. Esto es lo que analizaremos de forma indirecta en los experimentos de

    hoy.

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    Figura 5. Clulas olfativas.

    Tacto

    El tacto es el sentido de la percepcin de la presin. Existen varios tipos de receptores tctiles

    especializados en la piel (figura 4), msculos, y vsceras. Estos van desde simples terminaciones

    nerviosas como las que se encuentran en los folculos pilosos, a unidades relativamente complejas

    integradas en los tejidos, como los corpsculos de Pacini. Se cree que cada tipo de receptor

    reacciona ante intensidades y frecuencias de presin diferentes.

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    Figura 6. Receptores de la piel.

    Dolor

    La nocirrecepcin es la percepcin del dolor. El dolor, de hecho, no es ms que la sensacin

    percibida en respuesta a estmulos que podran provocar un dao tisular. El dolor es una

    interpretacin que se adapta al estmulo, y no el estmulo en s. En trminos generales, existen

    dos tipos de dolor. El dolor rpido se comunica a travs de las fibras mielnicas A-delta. Este es

    el dolor agudo que uno siente cuando se cierra la puerta del auto sobre el dedo. El dolor lento,

    el dolor sordo y continuo que se siente despus, se transmite a travs de las fibras amielnicas C.

    Los nociceptores consisten de terminaciones nerviosas libres integradas a la piel, msculos,

    articulaciones y vsceras, que responden a estmulos qumicos, trmicos o mecnicos. Por razones

    obvias, no estudiaremos este sentido ahora.

    Temperatura

    La termocepcin es el sentido que nos permite percibir el calor y el fro (la ausencia de calor).

    Los receptores del fro son sensibles a temperaturas inferiores a 37 C; los receptores del calor

    son sensibles a partir de 37 C y hasta alrededor de 45 C. Por encima de esta temperatura son

    los nociceptores los que se activan. Los receptores de la temperatura se encuentran en las capas

    subcutneas. Estos receptores se adaptan (es decir que pierden sensibilidad) entre 20 C y 40 C.

    Por ejemplo, el aire fresco de una habitacin con aire acondicionado deja de dar esa sensacin

    de fro despus de un breve momento. A altas y bajas temperaturas, dichos receptores dejan de

    adaptarse, ayudando a evitar de este modo las lesiones tisulares relacionadas con la temperatura.

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    Los termoceptores homeostticos, que proporcionan informacin sobre la temperatura interna del

    cuerpo, funcionan de manera muy distinta. Se encuentran cerca del hipotlamo en el cerebro, y

    de ellos depende el funcionamiento del termostato interno.

    Sentido del equilibrio

    El sentido del equilibrio est relacionado con el sistema vestibular que se encuentra en el odo

    interno (figura 5). Los expertos no se ponen del todo de acuerdo sobre si la estatestesia tambin

    incluye el sentido de direccin u orientacin. En general, la mayora de los cientficos cree que la

    direccin es una nocin cognitiva post-sensorial. El sistema vestibular est conformado por dos

    componentes: los canales semicirculares, que estn llenos de un fluido llamado endolinfa y

    detectan los movimientos rotativos de la cabeza, y el utrculo y el sculo, que detectan la

    aceleracin linear y los efectos de la gravedad. Cada una de las ampollas de los canales

    semicirculares contiene un aparato receptor llamado cresta ampular. Esta consiste de una

    estructura gelatinosa en forma de cua que sella la ampolla e impide la salida de la endolinfa. Los

    cilios de las clulas receptoras se encuentran dentro de este gel. Al mover la cabeza el gel se

    deforma y los cilios se doblan. De este modo se detectan los movimientos de la cabeza. Dentro

    del utrculo y del sculo se encuentran los rganos de los otolitos. Los cilios de las clulas

    receptoras se encuentran en un gel que tambin contiene cristales de carbonato clcico: los

    otolitos propiamente dichos, tambin llamados otoconios. El peso de los otoconios permite detectar

    las fuerzas gravitacionales.

    Figura 7. El aparato vestibular.

    Propiocepcin

    La propiocepcin es la percepcin de la postura del cuerpo. Se trata de un sentido del cual

    dependemos enormemente y sin embargo apenas s somos conscientes de l. Ms fcil de

    demostrar que de explicar, la propiocepcin es la nocin inconsciente de dnde se encuentran

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    los diversas partes del cuerpo en todo momento. Esto puede demostrarse fcilmente con slo

    cerrar los ojos y mover una mano o un pie en el aire. Los receptores de estiramiento en las

    articulaciones y los msculos envan esta informacin dimensional al cerebro. Cuando la

    propiocepcin funciona correctamente, en ningn momento perderemos la nocin de dnde se

    encuentra nuestra extremidad, incluso cuando su posicin no est siendo detectada por ninguno

    de los otros sentidos.

    Resumen

    Entonces, dependiendo del mtodo de clasificacin, los seres humanos tienen entre 9 y 21

    sentidos. Existen adems otras experiencias fisiolgicas que podran incluirse o no dentro de la

    clasificacin anterior. Como ejemplo pueden citarse las nociones sensoriales del hambre y la sed.

    GENERALIDADES REFLEJOS

    Todos los seres vivos deben detectar los cambios en su entorno y reaccionar de manera

    adecuada. En nuestro caso, esto implica varios elementos: receptores, que detectan el cambio,

    neuronas sensitivas, que envan la informacin al sistema nervioso central donde dicha

    informacin ser procesada, y motoneuronas que envan la informacin a los efectores (por ej. el

    msculo esqueltico) que producen una respuesta adecuada a la situacin. Si se inicia una

    reaccin motora, sta suele involucrar una serie de potenciales de accin que provocan una

    contraccin muscular y el movimiento de una o ms partes del cuerpo. Los reflejos son ejemplos

    de este tipo de reaccin estmulo-respuesta. Por ejemplo, algo que vuela hacia el ojo nos hace

    parpadear, en tanto que un golpecito en el tendn bajo la rtula produce una patada: el reflejo

    rotuliano (un reflejo miottico).

    Figura 1. Corte transversal de la mdula espinal en el que se aprecia el sistema neuronal del reflejo

    miottico.

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    Un simple reflejo medular, como el reflejo de estiramiento (miottico) se produce a travs de sinapsis

    simples entre los axones sensitivos y las motoneuronas. El sistema de circuitos necesario para este reflejo

    se encuentra confinado a la mdula espinal, como se muestra en la figura 1, si bien la informacin tambin

    llega al cerebro.

    Este reflejo emplea nicamente dos neuronas. Al golpear el ligamento rotuliano justo debajo de la rtula,

    se estira el cuadriceps. Esto estimula los receptores sensitivos en el msculo, lo que desencadena un

    impulso en un axn sensitivo cuyo soma se encuentra en la raz del ganglio posterior en la mdula lumbar.

    El axn sensitivo tiene una unin sinptica directa con la motoneurona que conduce el impulso al

    cuadriceps y activa la contraccin (Figura 2). En la vida diaria, este reflejo desencadenado aqu en forma

    artificial, ayuda a mantener la postura erguida. La informacin sensitiva tambin asciende a los centros

    superiores, pero la intervencin del cerebro no es imprescindible ni necesaria para muchas funciones

    reflejas simples.

    Figura 2. Los elementos del reflejo miottico.

    Muchos reflejos complejos suelen involucrar a clulas adicionales, interneuronas, y ms de un grupo de

    motoneuronas. Esto resulta en un mayor lapso entre la recepcin del estmulo y la respuesta ms compleja.

    Un ejemplo puede ser el reflejo pupilar o fotomotor en el que toman parte cuatro neuronas que conectan

    la retina con el mesencfalo y luego comunican la informacin de vuelta al msculo ciliar. Al enfocar la luz

    sobre el ojo, el esfnter muscular del iris se contrae, lo que reduce la apertura (el dimetro) de la pupila. En

    el mismo momento tambin se contrae el esfnter muscular del otro ojo: esto se llama reflejo fotomotor

    cruzado (Figura 3). Dicha reduccin de la pupila se llama miosis (del griego meiosis = disminucin); la

    dilatacin de la pupila se llama midriasis.

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    Figura 3. Reflejos fotomotores directo y cruzado de la pupila.

    El tercer reflejo que implica alejar un miembro de un estmulo doloroso, como el pinchazo de alfiler o el

    calor de una llama. El reflejo de flexin de retirada (figura 4.) no suele estudiarse en voluntarios humanos,

    por razones obvias. Sin embargo, existe un reflejo poco conocido que involucra a un msculo igualmente

    poco conocido de la mano (el msculo palmar corto), que es fcil de provocar y que comparte algunas de

    las caractersticas del reflejo de flexin. Al igual que con otros circuitos de reflejos, las neuronas de los

    circuitos locales del sistema del reflejo de flexin reciben informacin convergente de diversas fuentes

    diferente, como por ejemplo receptores cutneos, otras interneuronas de la mdula espinal, y circuitos de

    motoneuronas superiores.

    Figura 4. El reflejo de retirada

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    A pesar de la velocidad con la que podemos alejarnos de estmulos dolorosos, este reflejo de flexin

    involucra varios vnculos sinpticos. Como resultado de la actividad en este sistema de circuitos, las

    neuronas sensitivas del estmulo del dolor (nociceptivas) conducen a la estimulacin de msculos flexores

    y a la inhibicin cruzada de msculos extensores. La reaccin del miembro estimulado va acompaada por

    una reaccin opuesta del otro miembro. Este reflejo de extensin cruzada sirve para mejorar el apoyo de

    la postura al alejar miembro afectado del estmulo doloroso.

    ACTIVIDADES PRCTICAS.

    Para la mayora de las actividades se seleccionara un voluntario el cual puede variar de un ejercicio al otro

    a menos que se indique lo contrario.

    Ejercicio 1: Acomodacin (enfocar)

    El ojo puede acomodarse (cambiar el foco) para una visin cercana o lejana variando la forma del cristalino.

    Procedimiento

    1. Cubra o cierre un ojo y sostenga un alfiler a unos 15 cm del otro ojo, en lnea con un objeto distante.

    2. Mire el objeto distante y observe como el alfiler aparece borroso y tenue: est fuera de foco.

    3. Ahora observe el alfiler. Observe como el objeto distante se torna tenue y borroso. Observe tambin

    que la acomodacin al objeto cercano (el alfiler) va acompaada de una sensacin de esfuerzo.

    4. Si utiliza lentes, quteselos ahora. Cbrase un ojo y sostenga el alfiler con el brazo extendido. Sin

    dejar de mirar la punta del alfiler, acrquelo lentamente hacia la cara hasta que se torne borroso.

    La distancia ms cercana a la que el alfiler se puede ver en foco es el "punto cercano". Mida esta

    distancia con una regla e inserte el valor en la tabla, anotando tambin si es corto de vista o no

    (miope). Anote sus Observaciones.

    Para el ejercicios 3 se requieren 2 voluntarios, la mitad del grupo y el voluntario N 1 realizaran la

    experiencia 3. La otra mitad y el voluntario N 2 la Experiencia 4.

    Ejercicio 2:

    1. Imagen residual positiva.

    Los fotorreceptores retinianos reaccionan a la luz de forma sorprendentemente lenta y larga. Un breve

    estmulo visual provoca una respuesta que perdura luego del estmulo durante suficiente tiempo como para

    dejar una imagen residual.

    Procedimiento

    1. Observe una escena luminosa, como una ventana iluminada por el sol o una superficie de trabajo bien

    iluminada.

    2. Cierre los ojos y cbralos con las manos. Espere unos 30 segundos.

    3. Retire las manos y abra los ojos durante un lapso lo ms breve posible. Vuelva a cerrar los ojos.

    4. Observe la imagen residual. Los rasgos brillantes de la imagen permanecen visibles durante un tiempo

    apreciable (una fraccin de segundo considerable).

    6. Describa lo que vio durante el ejercicio de imagen residual positiva.

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    2. Imagen residual negativa

    La sensibilidad de los fotorreceptores retinianos se reduce gradualmente mientras reciben estimulacin

    lumnica. Del mismo modo, la sensibilidad aumenta mientras no estn siendo estimulados. Esta adaptacin

    a la luz y la oscuridad nos permite tener una funcin visual en una muy amplia gama de intensidades

    luminosas. Como efecto secundario esto da lugar a imgenes residuales negativas.

    Procedimiento

    1. Coloque un objeto negro sobre una hoja de papel blanco o dibuje un cuadrado negro sobre el papel.

    2. Fije la vista en el objeto negro durante unos 30 segundos. Puede pestaear pero es importante que la

    vista quede fija sobre el objeto.

    3. Desplace la vista a una hoja de papel blanco sin nada y observe la imagen residual del objeto. La

    imagen dura varios segundos. El contraste de la imagen est invertido: la imagen residual del objeto

    negro es brillante. Es por esto que se llama "imagen residual negativa".

    5. Describa lo que vio durante el ejercicio de imagen residual negativa.

    Ejercicio 3: Ilusiones pticas

    En esta seccin se muestran varias ilusiones pticas muy conocidas.

    1. La ilusin de Hermann.

    L. Hermann (1870) observ esta ilusin al leer un libro de John Tyndall sobre el sonido, entre unas figuras

    que Tyndall haba dispuesto en una cuadrcula.

    Observe la figura 1 a la izquierda y

    describa lo que ve.

    Para la gran mayora de las personas:

    puntos grises en las intersecciones de los

    espacios entre los cuadrados. Cada espacio en

    la cuadrcula tiene la misma intensidad de

    blanco, sin embargo las intersecciones se ven

    grises.

    Cmo se explica esta ilusin?

    Se ha mantenido que esta ilusin tiene que ver

    con los campos de recepcin retinianos. Sin

    embargo, las investigaciones ms recientes

    indican que la explicacin tiene que ver con la

    interpretacin cortical de la informacin y no con

    la recepcin retiniana.

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    2. Percepcin del tamao

    Observe la figura 2 a la Derecha y describa lo que ve.

    Para la gran mayora de las personas:

    Parece que la lnea azul es claramente ms larga que la lnea roja,

    cuando en realidad sus largos son idnticos.

    Cmo se explica esta ilusin?

    La percepcin del tamao de los objetos se ve afectada por un nmero de influencias, la ms importante

    de las cuales es el ngulo trazado por el objeto hacia el ojo. Sin embargo el sistema visual utiliza varios

    indicios ms, por ejemplo para decidir si un objeto es pequeo y cercano o grande y distante. Los indicios

    proporcionados por los extremos negros de la lnea en la imagen anterior confunden nuestra apreciacin

    de su longitud.

    Ejercicio 4: Discriminacin entre dos puntos

    En este ejercicio deber demostrar que la densidad de receptores tctiles de la piel vara enormemente de

    una parte del cuerpo a otra.

    Procedimiento

    1. Tome un clip sujetapapeles y bralo. Pliguelo en forma de U, con las puntas a una distancia

    de 10 mm entre s.

    2. Apoye suavemente las dos puntas sobre la palma

    de la mano estirada del voluntario, y pregntele cuntas

    puntas siente. Con una separacin de 10 mm, el doble

    estmulo de las dos puntas es fcilmente percibido.

    3. Solicite al voluntario que cierre los ojos. Pliegue

    el clip de manera de acercar un poco ms las puntas.

    Repitiendo esta prueba con distintas separaciones entre

    las puntas, averige cul es la menor separacin a la

    cual el voluntario puede todava distinguir las dos puntas.

    Ocasionalmente, se puede verificar la veracidad de las

    respuestas del voluntario inclinando ligeramente el clip y

    apoyando una sola punta.

    4. Mida la separacin entre las puntas con una regla.

    5. Repita los pasos 3 y 4 probando en distintas partes

    del cuerpo, como por ejemplo, sobre la yema de un dedo,

    el dorso de la mano, el dorso del antebrazo y la espalda.

    6. Complete la tabla de la izquierda y explique.

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    Ejercicio 5: Una ilusin trmica

    Muchos sistemas sensoriales exhiben adaptacin: una disminucin de la respuesta ante un estmulo

    constante. Los sensores trmicos de la piel se adaptan de este modo y por lo tanto, las sensaciones

    trmicas de calor y fro estn mucho ms determinadas por los cambios en la temperatura que por la propia

    temperatura.

    Procedimiento

    1. Obtenga tres contenedores (bao termorregulado, baldes pequeos o grandes tazas). Llene uno

    con agua caliente (40C) a una temperatura que se pueda soportar. Llene otro con agua fra (agua

    con Hielo) y el tercero con agua tibia (20C).

    2. Ponga una mano en el agua caliente y la otra en el agua fra durante unos 30 segundos a un

    minute.

    3. A continuacin ponga ambas manos en el agua tibia.

    4. la mano de la derecha tiene la misma sensacin que la del lado derecho?

    5. el agua esta fra o caliente? qu le indica la mano derecha y la mano izquierda? Por qu?

    7. Describa y comente sus observaciones aqu.

    Ejercicio 6: Sabor y olor

    Tanto el sentido del gusto como el del olfato se sirven de quimiorreceptores. Un gran componente del gusto

    se debe de hecho al olfato.

    Procedimiento

    1. Solicite a un voluntario que cierre los ojos y se tape bien la nariz, pinzndola con los dedos.

    2. Coloque un pequeo trozo de manzana, que habr preparado previamente, en la boca del

    voluntario. Pdale que lo identifique utilizando el sentido del gusto.

    3. Repita el ejercicio con un trozo de papa cruda y luego con un trozo de cebolla cruda. La

    identificacin es extremadamente difcil.

    4. Repita los pasos dos y tres, pero esta vez dejando al voluntario respirar por la nariz. La

    identificacin se hace ahora ms fcil.

    5. Explique sus resultados.

    Ejercicio 7: Canales semicirculares

    Los canales semicirculares son canales llenos de lquido que se encuentran en el hueso temporal del

    crneo y forman parte del odo interno. Su funcin es detectar los movimientos rotativos de la cabeza en

    tres ejes. Para este ejercicio necesitar una silla giratoria o un banco que pueda girar uniformemente sobre

    su eje vertical.

    Procedimiento

    1. El voluntario deber sentarse en la silla con los pies en el aire y cerrar los ojos.

    2. Solicite al voluntario que le diga en cuanto detecte un movimiento y que indique en qu direccin.

    Verifique la habilidad del voluntario para detectar un movimiento rotatorio, haciendo girar la silla a

    distintas velocidades y durante ms o menos tiempo. Normalmente, hasta el movimiento ms sutil

    debera ser detectado.

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    Los canales semicirculares detectan la rotacin pero no indican la posicin del cuerpo. Esto se puede

    probar demostrando que el voluntario va perdiendo la nocin de la direccin que enfrenta despus de

    una secuencia de rotaciones, como un cuarto de vuelta hacia un lado y una media vuelta hacia el otro.

    Sin embargo, realizar esta prueba correctamente no es tarea fcil, puesto que el voluntario utilizar

    otros indicios direccionales. La intensidad de la luz ambiente puede cambiar con la rotacin y esto

    puede detectarse a travs de los prpados cerrados. En muchos laboratorios tambin puede haber

    indicios acsticos.

    Ejercicio 8

    En este ejercicio deber explorar un reflejo miottico mediante la estimulacin del tendn rotuliano.

    Procedimiento

    Preste especial atencin a la fuerza relativa de la reaccin provocada bajo diversas condiciones.

    1. Solicite al voluntario que se siente en una silla y cruce la

    pierna derecha sobre la izquierda. Verifique que el pie derecho

    pueda balancearse libremente.

    2. Golpee suavemente el tendn rotuliano, justo debajo de la

    rtula, con el borde de la mano u otro objeto adecuado para

    provocar el reflejo rotuliano. Practique este ejercicio varias

    veces hasta estar seguro de que puede obtener una reaccin

    fiable.

    3. Provoque una serie de cinco reflejos rotulianos, a

    intervalos de unos dos segundos, a fin de evaluar la reaccin

    promedio.

    4. Solicite al voluntario que enganche ambas manos con los

    dedos flexionados y tire fuertemente con las manos a la altura

    del pecho. Esta es la "maniobra de Jendrassik" (en la imagen).

    5. Repita el paso 3 mientras el voluntario hace esta maniobra y observe cualquier cambio en la intensidad

    de la reaccin

    Ejercicio 9

    La retina del ojo es capaz de responder a una muy variada gama de intensidades de luz. En presencia de

    una luz brillante, la sensibilidad de los ojos es baja, pero en la oscuridad su sensibilidad aumenta. La mayor

    parte de esta adaptacin tiene lugar en las clulas fotorreceptoras de la retina, pero parte de ella resulta

    de la regulacin de la cantidad de luz que entra al ojo a travs de la pupila.

    Procedimiento

    1. Cubra los ojos del voluntario durante unos 15 segundos.

    2. Dirija una luz directamente a uno de los ojos y observe la reaccin.

    4. Cul es la reaccin de la pupila ante una luz directa?

    5. Repita los pasos 1 y 2, pero esta vez observe la reaccin del ojo no estimulado.

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    7. Cul es la reaccin de la pupila del otro ojo? Anote sus observaciones.

    8. Con una luz normal, solicite al sujeto que enfoque la vista a la distancia y luego en un objeto

    que se sostiene justo frente a l (a unos 10 cm del ojo).

    10. Qu sucede con el dimetro de la pupila cuando el ojo se enfoca para ver de cerca?

    Introduccin

    El corazn es una bomba doble que hace circular la sangre alrededor del cuerpo y a travs de los pulmones.

    Los latidos del corazn resultan en una circulacin sangunea que tambin es rtmica. Los latidos del

    corazn estn asociados con ruido y actividad elctrica. El perfil de actividad elctrica registrado en la

    superficie del cuerpo se llama electrocardiograma o ECG. El objetivo de este laboratorio es registrar y

    analizar el ECG de un voluntario. Deber adems palpar varias arterias y observar la circulacin perifrica

    en la mano y los efectos del fro.

    Generalidades

    El corazn es una bomba doble que

    hace circular la sangre alrededor del

    cuerpo y a travs de los pulmones.

    La sangre ingresa a las cavidades

    auriculares del corazn a una baja

    presin y es expulsada de los

    ventrculos a una presin superior.

    La alta presin arterial proporciona la

    energa necesaria para empujar la

    sangre a travs del sistema

    circulatorio. En la figura 1 se puede

    apreciar un esquema de la

    organizacin del corazn humano y

    el sistema circulatorio.

    Figura 1. Diagrama esquemtico del

    corazn y sistema circulatorio

    humano.

    Bsicamente, la sangre que vuelve

    del organismo entra al lado derecho del corazn para ser bombeada a travs de los pulmones. All se

    recoge oxgeno y deja anhdrido carbnico. Esta sangre oxigenada ingresa al lado izquierdo del corazn,

    desde donde es bombeada nuevamente al resto del cuerpo.

    Laboratorio 4. Cardiovascular. Electrocardiograma (ECG)

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    Actividad elctrica del corazn

    Las contracciones cardacas no dependen

    de una conexin nerviosa. No obstante, la

    inervacin de los nervios parasimptico

    (vago) y simptico s modifica el ritmo

    cardaco de base. De este modo el sistema

    nervioso central puede afectar el ritmo

    cardaco. El ejemplo ms conocido de esto

    es lo que se llama arritmia sinusal, en la que

    la actividad respiratoria afecta la frecuencia

    cardaca.

    Un grupo especializado de miocitos (clulas

    musculares), el ndulo sinusal o

    sinoauricular (SA) acta como un

    marcapasos para el corazn (Figura 2).

    Estas clulas producen rtmicamente

    potenciales de accin que se propagan a

    travs de las fibras musculares de las

    aurculas. La contraccin resultante expulsa

    la sangre hacia los ventrculos. La nica

    conexin elctrica entre las aurculas y los ventrculos

    tiene lugar a travs del ndulo atrioventricular (AV). El

    potencial de accin se propaga lentamente por el ndulo

    AV, lo que permite que la contraccin auricular contribuya

    al llenado ventricular, y luego rpidamente por el haz de

    His y las fibras de Purkinje para excitar a ambos

    ventrculos.

    El ciclo cardaco implica una contraccin secuencial de las

    aurculas y los ventrculos.

    La actividad elctrica combinada de las diversas clulas

    del miocardio produce corrientes elctricas que se

    propagan a travs de los fluidos del organismo. Dichas

    corrientes tienen la amplitud suficiente como para ser

    detectadas a travs de los electrodos colocados sobre

    la piel para su registro (Figura 3).

    Los potenciales de accin registrados de las fibras

    auriculares y ventriculares son distintos

    de los que se obtienen de los nervios o de los msculos esquelticos. El potencial de accin cardaco se

    compone de tres fases: una despolarizacin rpida, una despolarizacin en meseta (bien evidente en las

    fibras ventriculares), y una repolarizacin de vuelta al potencial de reposo transmembrana (Figura 5).

    Figura 2. Componentes del corazn humano involucrados en la conduccin.

    Figura 3. Mtodo corriente para la conexin de electrodos de ECG a las extremidades.

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    Los componentes del ECG pueden correlacionarse con la actividad elctrica muscular auricular y

    ventricular:

    la onda P es el producto de la despolarizacin auricular;

    el complejo QRS es el producto de la despolarizacin ventricular; la repolarizacin auricular

    tambin tiene lugar en el mismo momento pero su contribucin es insignificante;

    la onda T es el producto de la repolarizacin ventricular.

    El ciclo cardaco

    En la figura 6 se resume la secuencia de eventos en el corazn durante un ciclo cardaco. Durante la

    distole ventricular la sangre vuelve al corazn. La sangre desoxigenada de la periferia ingresa a la aurcula

    derecha y circula hacia el ventrculo derecho a travs de la vlvula AV abierta. La sangre oxigenada

    proveniente de los pulmones ingresa a la aurcula izquierda y circula hacia el ventrculo izquierdo a travs

    de la vlvula AV abierta. El llenado de los ventrculos se completa con la contraccin de las aurculas

    (sstole auricular). En estado de reposo, el 20 % del llenado auricular se produce durante la sstole

    ventricular. A la contraccin auricular le sigue la contraccin de los ventrculos (sstole ventricular).

    Inicialmente, en cuanto empieza la contraccin de los ventrculos, la presin ventricular aumenta y supera

    la de las aurculas. Esto cierra las vlvulas AV. Pero el volumen de los ventrculos no puede cambiar hasta

    que la presin en el ventrculo izquierdo no supere la de la aorta, y la del derecho no supere la de la arteria

    pulmonar. Esto se conoce como pase isovolumtrica de la contraccin ventricular. Finalmente, una vez que

    la presin en el ventrculo izquierdo supera la de la aorta, y la del derecho supera la de la arteria pulmonar,

    las vlvulas artica y pulmonar se abren y la sangre es expulsada hacia la aorta y la arteria pulmonar. Con

    la relajacin del msculo ventricular, las presiones en los ventrculos caen por debajo de las de la aorta y

    arteria pulmonar, lo que provoca el cierre de las vlvulas artica y pulmonar. La presin ventricular contina

    bajando y, una vez que es inferior a la de las aurculas, las vlvulas AV se abren y el llenado comienza

    nuevamente.

    Figura 5. Un potencial de accin muscular ventricular tpico En la Figura 4 . Un ciclo cardaco: se

    muestra el trazado normal de cspides

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    Figura 6. El ciclo cardaco

    Un diagrama presentado por Wiggers sintetiza de manera muy prctica la variacin de diversos parmetros

    durante el ciclo cardaco. En la figura 7 se muestra una modificacin de su diagrama. Esta representacin

    es interesante puesto que nos permite apreciar las relaciones temporales entre los diversos parmetros.

    Figura 7. Un diagrama de Wiggers

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    La circulacin perifrica

    El sistema arterial funciona como una reserva de presin.

    La sangre sale del sistema arterial constantemente a

    travs del sistema capilar, pero reingresa a travs del

    corazn en forma intermitente nicamente. Los

    ventrculos se contraen durante la sstole; las vlvulas

    semilunares se abren y la sangre es expulsada hacia el

    sistema arterial. En este momento las arterias se estiran

    y la presin arterial aumenta.

    Por presin sistlica se entiende el mximo de presin

    del ciclo cardaco. El perodo correspondiente a la

    relajacin de los ventrculos se llama distole. Durante

    la distole, mientras los ventrculos se llenan con la

    sangre que vuelve por el sistema venoso en preparacin

    de la sstole siguiente, la sangre sigue saliendo del

    sistema arterial hacia los capilares. Este flujo es

    impulsado por la recuperacin elstica de las arterias

    principales. En consecuencia, la presin arterial

    disminuye. El valor ms bajo de la presin arterial, inmediatamente antes de que la contraccin ventricular

    expulse la sangre nuevamente hacia las arterias, se llama presin diastlica. La onda de mximo de

    presin sistlica aparecer en las arterias perifricas justo despus del complejo QRS. Esto se debe al

    tiempo que lleva a la onda de presin sistlica para llegar hasta las extremidades y ser detectada por

    nuestro sensor. La escotadura o hendidura dcrota, una pequea meseta o depresin en la onda de presin,

    es provocada por el cierre de la vlvula artica. Si bien la variacin en la presin arterial durante el ciclo

    cardaco se ve amortiguada por la elasticidad propia de las arterias principales, la sangre sigue exhibiendo

    un flujo pulstil en todas las arterias y arteriolas.

    El transductor de pulso digital

    En los siguientes ejercicios utilizaremos un transductor de pulso digital. Este proporciona una indicacin

    del flujo circulatorio neto a la yema del dedo. El software est configurado para calcular y presentar el

    integral de tiempo del pulso en el panel del LabTutor. Esto proporciona una indicacin del cambio de

    volumen de la yema del dedo sobre el tiempo. Mediante estos experimentos podemos demostrar el patrn

    de flujo sanguneo en las pequeas arterias durante el ciclo cardaco.

    Figura 8. Irrigacin sangunea de la mano.

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    Procedimiento

    1. Asegrese de que el PowerLab se encuentre conectado y

    encendido.

    2. Qutese todo reloj, pulseras u adornos de las muecas y

    tobillos.

    3. Conecte las derivaciones de los electrodos a Earth

    (Tierra), y CH1 NEG, y POS en del cable del Bio Amp.

    4. Conecte el cable Bio Amp en la entrada Bio Amp

    Conexin estndar

    Conecte el electrodo positivo a la mueca izquierda, el

    negativo a la mueca derecha y la tierra a la pierna derecha.

    1. Marque cada uno de los puntos donde se

    colocarn los electrodos con una lapicera. Limpie la piel con

    toallitas con alcohol y raspe ligeramente el rea con un

    dermoabrasivo o con gel abrasivo. Esto reduce la

    resistencia elctrica de la epidermis y permite obtener un

    buen contacto elctrico.

    2. Si utiliza electrodos de pinza reutilizables, aplique

    una pequea cantidad de crema transmisora a los

    electrodos antes de fijarlos. La crema para electrodos no

    ser necesaria si se utilizan electrodos desechables que ya

    vienen con gel transmisor.

    3. Si la seal obtenida durante el primer ejercicio no

    le parece lo suficientemente buena, pruebe con el mtodo

    alternativo

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    Para calcular el Tiempo y Amplitud

    de QRS Para calcular el Tiempo y Amplitud de Onda T

    Para calcular el Tiempo y Amplitud de Onda P

    Amplitud Onda P

    Amplitud Onda QRS

    Amplitud Onda T

    Tiempo Ondas

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    PRESIN ARTERIAL

    Introduccin

    En este laboratorio, deber familiarizarse con la auscultacin (escuchar los sonidos del cuerpo) y la

    medicin de la presin o tensin arterial. Los ejercicios implican medir la presin arterial sirvindose de un

    estetoscopio, un esfigmomanmetro y su manguito. Tambin deber evaluar los cambios en la circulacin

    perifrica y los efectos de la ubicacin del manguito.

    Generalidades

    La presin en las arterias vara a lo largo del ciclo cardaco. La contraccin de los ventrculos empuja la

    sangre hacia el sistema arterial y es seguida de una relajacin que los llena de sangre antes del bombeo

    siguiente. Esta expulsin de sangre hacia las arterias est equilibrada por una constante prdida de sangre

    del sistema arterial a travs del sistema capilar. Cuando el corazn empuja la sangre hacia las arterias hay

    un aumento brusco de la presin, la cual desciende gradualmente hasta la prxima contraccin cardaca.

    Laboratorio 5.

    Cardiovascular. Toma de Presin

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    La presin o tensin arterial alcanza su mximo inmediatamente despus de la contraccin ventricular

    (presin sistlica) y su mnimo antes del bombeo sanguneo hacia las arterias (presin diastlica).

    Las presiones sistlica y diastlica pueden medirse mediante la insercin arterial de un pequeo catter

    conectado a un manmetro. Si bien este tipo de medicin directa es muy precisa, se trata de un

    procedimiento invasivo y a menudo poco conveniente o prctico. Este es, bsicamente, el mtodo mediante

    el cual el Rev. Stephen Hales midi por primera vez la tensin arterial en un caballo en 1714 (Figura 1). Se

    pueden efectuar estimaciones ms simples de la tensin arterial, con una precisin aceptable, mediante

    mtodos indirectos no invasores.

    Tradicionalmente, la presin arterial se ha estimado mediante un estetoscopio y un manguito o brazal de

    presin conectado a una columna de mercurio u otro tipo de esfigmomanmetro (Figura 2). El manguito se

    coloca en el brazo y se infla para detener el flujo de la arteria humeral al antebrazo; la alta presin del

    manguito provoca un aplastamiento de la arteria. A continuacin se libera gradualmente la presin del

    manguito. Una vez que la presin sistlica en la arteria supera la presin del manguito, la sangre vuelve a

    circular hacia el antebrazo a travs de la arteria parcialmente aplastada. Este flujo puede orse a travs del

    estetoscopio como sonidos percutivos bien marcados, llamados ruidos de Korotkoff. En esta etapa, la

    presin del manguito es aproximadamente la de la presin sistlica. A medida que la presin del manguito

    se va reduciendo ms, los ruidos que se escuchan por el estetoscopio aumentan en intensidad para luego

    atenuarse repentinamente. La presin del manguito al momento de la atenuacin de los ruidos es

    aproximadamente la presin arterial diastlica.

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    Figura 1. La primera medicin directa de la presin arterial.

    Finalmente, a medida que la presin del manguito se reduce an ms, los ruidos desaparecen por completo

    al restablecerse el flujo arterial normal. Puesto que la ausencia de los ruidos es ms fcil de detectar que

    su atenuacin, y dado que los dos ocurren con una diferencia de presin de unos pocos milmetros de

    mercurio, la desaparicin de los ruidos suele utilizarse para determinar la presin diastlica. Es importante

    destacar que, en algunas personas normales y sanas, los ruidos pueden seguirse detectando a presiones

    considerablemente inferiores a la verdadera presin diastlica. En dichas personas no es posible definir la

    presin

    Diastlica con precisin.

    Un mtodo alternativo se sirve de un simple transductor de pulso digital conectado a la computadora. El

    manguito se infla a una presin que oblitera el pulso digital. A medida que se reduce la presin del manguito,

    el pulso digital se restablece y la presin a la que reaparece es una medida de la presin arterial sistlica.

    El efecto de la posicin sobre la tensin arterial medida

    Es una prctica comn el hacer todas las mediciones de presin arterial en relacin con la posicin del

    corazn. El efecto de la posicin sobre la magnitud de la presin es una de las cosas que se estudiarn en

    este laboratorio. Por el momento, podra citar algunos factores capaces de alterar la presin si las

    mediciones se realizaran a distintos niveles con respecto al corazn?

    Figura 2. Medicin indirecta de la presin arterial

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    ACTIVIDADES PRCTICAS

    Ejercicio 1: Auscultacin

    En este ejercicio deber medir la presin arterial con el mtodo tradicional, sirvindose de un estetoscopio

    para escuchar los sonidos de Korotkoff. Use este ejercicio para familiarizarse con el uso del estetoscopio

    y el esfigmomanmetro.

    Procedimiento: El esfigmomanmetro tiene la conveniencia de combinar un manguito, o brazalete inflable,

    y una pera de goma con un transductor de presin.

    1. Envuelva el manguito del esfigmomanmetro alrededor del brazo justo encima del codo como se muestra

    aqu.

    Las flechas en el manguito indican el correcto alineamiento de ste en cada brazo. Para alinear el

    manguito correctamente la flecha debera estar sobre la arteria braquial.

    La arteria braquial pasa medial al tendn del bceps, justo por encima del pliegue del codo.

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    Infle el manguito hasta que la presin alcance

    aproximadamente 180 mmHg. Precaucin

    no sobrepase este valor a menos que lo indique

    el docente.

    2. Reduzca lentamente la presin del

    manguito (a aproximadamente 1 a 2 mmHg por

    segundo) escuchando por el estetoscopio para

    detectar los ruidos de Korotkoff.

    3. La presin sistlica es la presin a la cual

    se escuchan los primeros ruidos percusivos

    claros.

    4. Contine reduciendo lentamente la

    presin del manguito (a 1 o 2 mmHg por

    segundo). La presin diastlica se define como

    la presin a la que el ruido desaparece.

    5. Una vez que haya determinado la presin

    diastlica desinfle completamente el manguito.

    No deje el manguito parcialmente inflado ni lo

    deje inflado por mucho tiempo.

    6. Registre tres mediciones de presin

    arterial para el sujeto. Deje pasar uno minuto

    entre cada medicin para permitir una

    recuperacin.

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    Ejercicio 3: Presin arterial y pulso

    Deber observar los cambios en el pulso digital al registrar la presin arteria, y comprobar si mediante la

    medicin del pulso se podra remplazar el uso del estetoscopio

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    Introduccin

    En este laboratorio, se le iniciar a la espirometra como tcnica para el registro de

    variables respiratorias y analizar un registro para derivar parmetros respiratorios.

    Examinar volmenes y capacidades pulmonares y realizar las pruebas funcionales

    respiratorias bsicas adems de simular una obstruccin bronquial.

    Generalidades

    El intercambio gaseoso entre el aire y la sangre tiene lugar en los sacos alveolares. La

    eficacia del intercambio gaseoso depender de la ventilacin; un movimiento respiratorio

    cclico infla y desinfla en forma alternada los alvolos (ver Figura 1). La inspiracin aporta

    algo de aire fresco a los alvolos. La espiracin permite eliminar parte del aire viciado,

    que tiene concentraciones menores de oxgeno y mayores de dixido de carbono.

    Figura 1. Esquema del sistema respiratorio humano.

    La espirometra va cobrando importancia a medida que las neumopatas se van haciendo

    ms comunes a nivel mundial. La espirometra es el mtodo preferido, por su fiabilidad y

    rapidez, para descartar la Enfermedad Pulmonar Obstructiva Crnica (EPOC) en

    Laboratorio 6. Respiratorio. Espirometra

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    63

    pacientes de riesgo. EPOC es la 12a causa de muerte en el mundo entero y la 5ta en los

    pases occidentales. Algunos estudios sugieren que para el 2020 podra convertirse en

    la 3ra causa de muerte. La gran mayora de los casos de EPOC son perfectamente

    evitables; en un 85 a un 90 % de los casos la causa es el tabaquismo.

    Se puede determinar muchos aspectos importantes de la funcin pulmonar mediante la

    medicin del flujo de aire y de los cambios de volumen pulmonar correspondientes.

    Dichas mediciones solan tomarse respirando en un espirmetro de campana, el cual

    indicaba los cambios en el volumen pulmonar mediante el nivel de flotacin de una

    campana sellada en un tanque de agua. El flujo, F, se calculaba luego en base al

    gradiente (velocidad de cambio) del volumen, V:

    F = dV

    dt Ecuacin 1

    El flujo puede medirse directamente, y prcticamente, mediante un neumotacmetro,

    palabra de origen griego que significa medidor de la velocidad del aire respirado. En la

    figura 2 se muestra la configuracin del neumotacmetro del PowerLab.

    Figura 2. Neumotacmetro PowerLab.

    El cabezal de flujo contiene una fina rejilla. El aire que pasa a travs de la rejilla da lugar

    a una pequea diferencia de presiones que es proporcional al caudal de aire. Dos

    pequeos tubos de plstico transmiten dicha diferencia de presiones al Pod espirmetro,

    donde un transductor convierte esa seal de presin a un voltaje variable que el

    PowerLab registrar y se presentar en el LabTutor. El volumen, V, se calcula por

    integracin del flujo:

    V = F dt Ecuacin 2

  • Departamento de Ciencias Biolgicas y Qumicas

    DBIO1028

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    Dicha integracin consiste en una sumatoria sobre el tiempo: los trazados de volumen

    presentados en LabTutor durante el experimento se obtienen sumando valores

    sampleados sucesivos de la seal de flujo y ajustando el resultado a una escala

    adecuada. El integral se vuelve a poner a cero cada vez que se inicia un nuevo registro.

    La diferencia de temperatura entre el Pod espirmetro, que se encuentra a temperatura

    ambiente, y el aire espirado de los pulmones, a la temperatura del cuerpo, presenta una

    dificultad para la medicin del volumen. El volumen gaseoso se expande con la

    temperatura, por lo que el volumen de aire espirado de los pulmones ser ligeramente

    superior al volumen de aire inspirado. En consecuencia, el trazado de volumen, calculado

    por la integracin del flujo, deriva hacia la espiracin. Para reducir dicha tendencia, el

    flujo debe ser integrado en forma separada durante la inspiracin y durante la espiracin,

    corrigiendo el volumen inspiratorio con un factor relacionado con el factor BTPS (sigla

    inglesa de Body Temperature, Pressure, Saturated: el volumen del aire ser corregido a

    la temperatura corporal, la presin atmosfrica y saturacin con vapor de agua). El

    software LabTutor efecta dicha correccin.

    La espirometra permite medir, calcular y presentar muchos componentes de la funcin

    pulmonar (Figura 3, a continuacin). La ventilacin consiste en la repeticin de ciclos de

    inspiracin y espiracin. Durante el ciclo respiratorio un volumen especfico de aire es

    inhalado y luego espirado de los pulmones; este volumen es el Volumen Corriente o Tidal

    en ingls (VT). Durante la ventilacin normal, la frecuencia respiratoria

    (respiraciones/minuto o BPM) es de aproximadamente 15 ciclos respiratorios por minuto.

    Este valor vara segn el nivel de actividad. El producto de las BPM y el VT es el Volumen

    Espiratorio por minuto, la cantidad de aire espirado en un minuto de respiracin. Este

    parmetro tambin cambia segn el nivel d