En aquesta pràctica s'investigaran algunes propietats del múscul esquelètic. La contracció del múscul esquelètic mou una part del cos respecte a una altra. La contracció coordinada de diversos músculs alhora pot desplaçar el cos en un medi, com en caminar o en nedar. La funció primària dels músculs és convertir l'energia química en treball mecànic, i fent això, el múscul s'escurça o contreu. Per a la seva contracció les cèl·lules musculars (anomenades fibres) són estimulades per neurones motores, que transporten senyals en forma d'impulsos nerviosos des del cervell o des de la medul·la espinal als músculs esquelètics. Una neurona motora pot innervar diverses fibres musculars, i el conjunt de fibres innervadas per una sola motoneurona rep el nom d’unitat motora. Quan una motoneurona és activada, totes les fibres musculars per ella innervades responen als potencials d'acció neuronals, generant un potencial receptor que, si assoleix el nivell llindar, donarà lloc a un potencial d'acció que causarà la contracció coordinada de totes les fibres musculars de la unitat motora. El grau de contracció d'un múscul esquelètic està regulat a través de:

a. El control del nombre d'unitats motores reclutades dins del múscul.

b. El control de la freqüència dels impulsos de la motoneurona en cada unitat motora.

El registre de potencials elèctrics associats a l'activitat muscular, registre anomenat electromiograma (EMG), pot realitzar-se mitjançant elèctrodes a la superfície de la pell o directament en el múscul amb agulles. El potencial extracel·lular d'una unitat motora és de forma típica una ona trifàsica de 20 a 2000 μV d'una durada de 3 a 15 ms. Com més intensa és la contracció, els senyals d'interferència entre diferents unitats són majors.

En aquesta pràctica s'utilitzarà el programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1 de BIOPAC Systems, Inc. (Santa Barbara, Califòrnia, USA) per obtener registres d’activitat elèctrica de diferents músculs i durant la realització de diferents exercicis.

• PC Intel Celeron CPU 3.2 GHz, 448 Mb RAM amb Windows XP 2002.
• Programa BIOPAC Student Lab v 3.7.1.
• Unitat d'adquisició BIOPAC M30 o M35.
• Set de cables d'elèctrodes BIOPAC SS2L.
• Elèctrodes d'un sol ús. 

1. Preparació dels instruments
2. Calibració
3. Obtenció de registres

4. Condicions experimentals
    

   ---

   1. Preparació dels instruments

   Instruments:

   • Biopac: Foto Biopac amb etiquetes + Condicions d'ajust
   • Transductors: Foto transductor amb etiquetes

   • Elèctrodes: Foto elèctrodes amb etiquetes

      

a. Encén l'ordinador i la pantalla. 
b. La unitat BIOPAC MP30 o MP35 ha d'estar inicialment apagada. 
c. Endolla l'equip: Set de cables SS2L en CH3 i audiòfons en OUT1 (darrere de la unitat). 
d. Encén la unitat d'adquisició. 
e. Col·loca els elèctrodes sobre un múscul: Exemple a l'avantbraç (segons la figura) i els cables SS2L seguint el codi de color: blanc (-), vermell (+) o negre (terra). 
f. Inicia el programa BIOPAC Student Lab a partir de l'accés directe "BSL Lessons 3.7". Escull la lliçó "L01-EMG-1". Prem OK. 
g. Posa un nom a la sessió, per exemple les inicials del teu nom i prem OK. 

2. Calibració

1. Prem calibrar. Llegeix el requadre de diàleg i prem OK quan estiguis llest. 
   2. Espera dos segons i contrau el puny tan fort com sigui possible i després el relaxes. 
   3. Revisa les dades del calibratge. El teu registre ha de començar en una línia basal i 
   després mostrar activitat. Si és similar al de la figura pots procedir a la secció de “Registre de dades”. 

3. Obtenció de registres

1.Prem “Adquirir”. 
2. Contrau-relaxa el múscul que desitgis estudiar. Es proposen 5 exercicis possibles (veure Resultats). Com a exemple, la realització de l'exercici 1 es faria de la següent manera: 
-Tancar el puny 
-Esperar 2 segons. 
-Obrir-lo. 
3. Prem “Suspender”. 
4. Revisa les dades obtingudes. Pots canviar els elèctrodes a l'altre braç, o bé a un altre múscul per realitzar els exercicis del 1 al 5 (apartat següent). 
5. Quan consideris acabat l'exercici, prem “Parar”. 
6. Si has acabat l'adquisició de dades prem “Listo”. 
7. El programa t’oferirà diverses opcions. Escull “Analizar” l'arxiu. 
8. Analitza les dades: Amb l'eina del cursor (I) pots elegir la zona de cada exercici, i anotar les dades dels mesuraments: 
-min: mostra el valor mínim de l'àrea seleccionada. 
-max: mostra el valor màxim en l'àrea seleccionada. 
- P-P: troba el valor màxim en l'àrea seleccionada i li sostreu el valor mínim d'aquesta mateixa àrea. 
9. Torna a entrar en el programa, perquè un altre subjecte adquireixi les seves dades. Cada membre del grup pot treballar sobre un dels exercicis proposats. Per a cada nou subjecte cal realitzar un nou calibratge. 
 

1. A l'avantbraç. Estreny el puny-relaxa-espera i repeteix el cicle augmentant la força de la contracció. Utilitza un dinamòmetre de mà i anota el valor del dinamòmetre a cada exercici. Observa els resultats en un mateix subjecte comparant el braç dret i l'esquerre. 
2. Al bíceps. Col·loca els elèctrodes al bíceps. Amb l’avantbraç recolzat a la taula, realitza exercicis de flexió i extensió de l’avantbraç aixecant peses de 1 kg i 3 kg de pes. Observa l'increment de la força de contracció. 
3. Al tríceps (Exercici 1). Col·loca els elèctrodes al tríceps i realitza l’exercici de flexió i extensió del l’avantbraç (el mateix d’abans) aixecant una pesa de 3 kg de pes. Compara el registre amb l’obtingut amb el bíceps. 
4. Al tríceps (Exercici 2). Amb els elèctrodes col·locats al tríceps realitza l’exercici d’extensió i flexió de l’avantbraç cap enrere aixecant una pesa de 3 kg de pes. Compara el registre amb l’obtingut en el punt 3. 
4. Als bessons. Registra l’EMG en les següents situacions: 1. Assegut amb la cama penjant (to muscular), 2. Dempeus sense realitzar cap contracció (postural) i 3. Dempeus i posant-te de puntetes (contracció muscular activa). Compara els resultats en cada cas. 
 

4. Condicions experimentals

1. Efecte de la fatiga 
Extremitat superior. Amb els electrodes situats a l’avantbraç, agafa el dinamòmetre de mà i realitza contraccions màximes de manera repetida cada 1 segon durant 1 minut. Mesura els P-P de les tres primeres i les tres últimes contraccions, fes la mitja en cada cas i quantifica l’índex de fatiga com el percentatge de disminució. 
b) Extremitat inferior. Amb els electrodes situats als bessons, posat de puntetes repetidament (una contracció cada segon) durant un minut.. Mesura els P-P de les tres primeres i les tres últimes contraccions fes la mitja en cada cas i quantifica l’índex de fatiga com el percentatge de disminució. 
 

Dades i càlcul

Perfil de l’individu: Nom: Alçada:

Edat: Pes: Gènere

1.Exercici en l’avantbraç (taula)

2.Exercici en el bíceps: (taula)

3.Exercici en el tríceps: (taula)

4.Exercici en el bessó: (taula)

5. Efecte de la fatiga sobre la força màxima de la contracció

Força pic inicial (mitja de les tres primeres contraccions):

Força pic final (mitja de les tres darreres contraccions):

Efecte de la fatiga: (% de disminució de la Força pic)

Amb la fatiga la força exercida pels músculs disminueix. ¿Quin procés fisiològic explica la declinació de la força?

Enllaç a fitxer DOC

Exemples de registres d'activitat muscular