PROGRAMA de asignaturas 26683

FISIOLOGÍA Y BIOMECÁNICA Curso Académico 2007-2008 Núm.Créditos Totales Núm.Créditos Teóricos Núm.Créditos Prácticos Curso Semestre Tipo (T, O, OP, L.E)

Dr. Jordi Aleu i Vilalta Licenciado en Ciencias. Doctor en Neurociencias. Especialista en electrofisiología. Profesor Titular (turno mañana)

Francesc Sevilla Guevara

5.5 4.5 1.0 1 2 T

Gabriel Gual Crespí

Dr. Anas Al Omar

Licenciado en Medicina y Cir. Diplomado en fisioterapia. Licenciado en Ciencias Físicas. Doctor en Medicina Interna Master in Physiotherapy. Doctor en Ciencias Físicas. Especialista en Med. Intensiva. Miembro del Laboratorio de Profesor Agregado de la UPC. Biomecánica Blanquerna Profesor Titular (turno tarde). Fisioterapeuta en ejercicio libre.

Fisiología y Biomecánica

Objetivos generales

Objetivos específicos

Metodología

Contenidos

Evaluación de la asignatura

Bibliografía

Objetivos generales La asignatura de Fisiología y Biomecánica tiene como objeto el estudio del funcionamiento del organismo humano sano. Los conocimientos, capacidades y destrezas que deben adquirirse a través de esta materia son: a) Conocer los cambios fisiológicos y estructurales que se pueden producir como consecuencia de la aplicación de la fisioterapia. b) Conocer los principios y teorías de los agentes físicos y sus aplicaciones en Fisioterapia. c) Comprender los principios de la biomecánica y la electrofisiología, aplicando los procedimientos basados en las mismas.

inicio Objetivos específicos                 

Enumerar los diferentes componentes y órganos del sistema renal, digestivo y endocrino. Describir el funcionamiento normal de los sistemas renal, digestivo, endocrino y termorregulador. Saber definir la biomecánica, identificando las diferentes ramas de su estudio y entendiendo los principios en que se basa. Conocer y saber interpretar las características biomecánicas de los tejidos i de las principales regiones funcionales del aparato locomotor. Conocer diferentes métodos de análisis biomecánico desde una perspectiva teórica y en su medida práctica, para poder aplicarlos dentro de la fisioterapia. Interpretar los datos obtenidos a través del análisis biomecánico con los equipos de medición de la escuela, con el fin de evaluar objetivamente diferentes acciones habituales del ser humano. Ser capaz de analizar un artículo científico que estudie algún parámetro biomecánico y poder extraer de manera crítica la información de interés por la cual se realizó la búsqueda. Poder justificar la programación i ejecución de una acción motriz con aplicación de una fuerza interna o externa, buscando un objetivo terapéutico específico. Conocer y comprender los conceptos de trayectoria, velocidad y aceleración. Describir y analizar la interacción entre los cuerpos en base al concepto de fuerza. Conocer y comprender los conceptos de trabajo, energía y el principio de la conservación de la energía mecánica y aplicar estos conceptos a situaciones experimentales y desarrollo de problemas aplicados al cuerpo humano. Distinguir entre deformaciones elásticas e inelásticas. Conocer las propiedades elásticas de los huesos y de los músculos. Saber resolver problemas sencillos de tracción, compresión, flexión, torsión y cizalladura. Capacitar al alumno para resolver problemas sencillos relacionados con calor y temperatura. Conocer y comprender el transporte de calor por conducción, convección y radiación. Entender las aplicaciones de las leyes de la termodinámica.

inicio Metodología Las clases teóricas serán de tipo magistral suministrando al alumno el material docente necesario para poder seguir las explicaciones del profesor. Se utilizará como material docente la pizarra, retroproyector y diversos medios audiovisuales (Video, DVD, diapositivas) e informáticos (programas informáticos de simulación, presentaciones Power Point). p

inicio

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Fisiología y Biomecánica

Contenidos PROGRAMA DE TEORÍA

UNIDAD TEMÁTICA DE FISIOLOGÍA

TEMA 1. SISTEMA RENAL       

Estructura y función del sistema renal. Filtración glomerular. Reabsorción de sal y agua. Secreción Depuración plasmática renal. Balance de electrolitos y pH. Reflejo de la micción.

TEMA 2. SISTEMA GASTROINTESTINAL  

Características generales. Características generales del tubo digestivo

TEMA 3. SISTEMA ENDOCRINO        

Introducción. La hipófisis. La tiroides. Las paratiroides. La glándula suprarrenal. El páncreas endocrino. La glándula pineal. Las gónadas y la placenta.

TEMA 4. TERMORREGULACIÓN    

Introducción. Producción de calor. Pérdida de calor. Termorregulación.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS: PRÁCTICA PRÁCTICA PRÁCTICA PRÁCTICA

1: 2: 3: 4:

SISTEMA RENAL. SISTEMA DIGESTIVO. LA CIRCULACIÓN ENTEROHEPÁTICA. SISTEMA ENDOCRINO.

PROGRAMA DE SEMINARIOS: a) b) c) d)

Desarrollo de los siguientes aspectos: Ampliación de conceptos o partes de las clases teóricas Resolución de ejercicios numéricos y problemas de aplicación. Comentarios de artículos científicos. Discusión de los aspectos sociales en el tratamiento de ciertas patologías. UNIDAD TEMÁTICA DE BIOFÍSICA

TEMA 1 – MECÁNICA 

Lección 1. VECTORES (I)

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Fisiología y Biomecánica - Magnitudes escalares y vectoriales.- Definición de vector.- Clasificación de los vectores.- Operaciones con vectores: suma; diferencia.- Producto de números reales por vectores.- Vector de posición de un punto.- Vector desplazamiento.- Producto escalar de vectores.- Aplicaciones del producto escalar: módulo de un vector; ángulo de vectores. 

Lección 2. VECTORES (II) - Producto vectorial: definición.- Expresión analítica.- Momento de un vector respecto de un punto.Momento de un par de vectores.- Momento de un vector con respecto a un eje.- Producto mixto de tres vectores: significado geométrico.

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Lección 3. CINEMÁTICA (I) - Reposo y movimiento: sistemas de referencia.- Vector de posición. Trayectoria.- Velocidad.Celeridad.- Diagrama de celeridades.- Hodógrafa del movimiento.- Vector aceleración.- Componentes intrínsecas de la aceleración.

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Lección 4. CINEMÁTICA (II) - Movimiento rectilíneo y uniforme.- Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.- Caída libre.Movimiento circular. Velocidad angular. Aceleración angular.- Composición de movimientos: Principio de GALILEO.- Movimiento vertical.- Movimiento parabólico.- Proyectiles en Biomecánica.- Efectos fisiológicos de la aceleración lineal y angular.

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Lección 5. FUERZAS (I) Fuerza: concepto.- Propiedades.- Algunos tipos de fuerzas: Fuerza de la gravedad.- Fuerza elástica.Fuerza de contacto.- Fuerza de rozamiento.- Fuerza muscular.

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Lección 6. FUERZAS (I) Compresión y tensión.- Cuerda flexible.- Fuerzas alineadas en Fisioterapia: paciente en tracción de cuello.- Fuerzas en un plano: plano horizontal; plano inclinado; brazo estirado.

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Lección 7. MOMENTO Concepto de momento.- Significado físico.- Centro de gravedad.- Determinación de4l centro de gravedad en objetos de forma sencilla.- Cuerpos de forma complicada.- Propiedades del centro de gravedad.- Equilibrio.- Equilibrio de cuerpos rígidos: cuerpos suspendidos; cuerpos apoyados.Aplicaciones: persona de pie en posición erecta; persona con pierna herida; fuerzas sobre el HATL durante la marcha.

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Lección 8. MÁQUINAS SIMPLES Concepto de máquina simple.- Ley de las máquinas simples.- Ventaja mecánica.- Palancas: tipos.Polea fija y móvil.- Combinación de poleas.- El torno.- El tornillo.- La correa sin fin.- Engranajes.

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Lección 9.- PALANCAS EN EL CUERPO Las extremidades inferiores: dilema entre fuerza y velocidad. Ejemplos.- La columna vertebral como palanca de poca ventaja mecánica: momentos con respecto al sacro al agacharse; al levantar un peso.- Las mandíbulas de los animales: reptiles; mamíferos; carnívoros y herbívoros.

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Lección 10. TRABAJO. ENERGÍA. Concepto de trabajo.- Trabajo realizado por una fuerza constante y por una variable.- Fuerzas conservativas y disipativas.- Energía.- Tipos: cinética y potencial.- Energía calorífica.- Propagación del calor.

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Lección 11. POTENCIA Definición.- Potencia y velocidad metabólica.- Relación tamaño-función.- Leyes de escala: división de las células.- Análisis dimensional: el péndulo simple.- Aplicaciones.

TEMA 2 – ELASTICIDAD 

Lección 12. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SÓLIDOS (I) Introducción.- Esfuerzos y deformaciones.- Tipos de deformaciones.- Tracción-estrucción.Tenacidad.- Superficie de fractura.- Corrosión.- Esfuerzo, σ.- Deformación, ε.- Relación entre σ y ε: Módulo de YOUNG.- Ley de HOOKE.- Fatiga elástica. Causas.

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Lección 13. PROPIEDADES MECÁNICAS DE LOS SÓLIDOS (II) Elasticidad por flexión.- Superficie neutra.- Equilibrio de momentos.- Consecuencias: tubo hueco y tubo macizo.- Consecuencias en la naturaleza: fémur humano y de cisne.- Momentos cortantes.Fuerzas de torsión. Consecuencias.- Resistencia al pandeo.

TEMA 3 – TERMOLOGIA Y TERMODINÁMICA 

Lección 14. EL LENGUAJE DE LA TERMODINÁMICA. Objetivos de la Termodinámica. Sistemas termodinámicos. Variables termodinámicas. Equilibrios. Procesos termodinámicos.

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Fisiología y Biomecánica 

Lección 15. TEMPERATURA Y CALOR. Introducción. Principio Cero de la Termodinámica. Concepto de Temperatura. Termometría. Concepto de calor. Calorimetría. Propagación del calor: Conducción, Convección, Radiación. Aplicaciones a la Medicina.

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Lección 16. PRINCIPIOS DE LA TERMODINÁMICA. Introducción. Formulación del Primer Principio de la Termodinámica. Energía interna. Entalpía. Ley de Hess. Formulación del Segundo Principio de la Termodinámica. Probabilidad y Entropía. Funciones de la termodinámica.

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Lección 17. TERMODINÁMICA DEL SER VIVO. Introducción. El proceso de la alimentación. Evolución de la energía en el organismo. Metabolismo. Animales de sangre caliente y fría. Mecanismo de transmisión del calor al exterior. Evaporación. Sudor. Regulación de la resistencia térmica. Mecanismo de control de la temperatura. Capacidad térmica del cuerpo humano.

UNIDAD TEMÁTICA DE BIOMECÁNICA TEMA 1. Generalidades sobre la biomecánica del cuerpo humano.    

Introducción a la biomecánica. Principios y objetivos de la biomecánica. Magnitudes físicas, sistemas de unidades y sistema de referencia. Introducción a la metodología del análisis biomecánico. La electromiografía de superficie.

TEMA 2. Fundamentos físicos de la biomecánica aplicada.   

Conceptos de mecánica. Conceptos de mecánica de los sólidos-rígidos. Conceptos de mecánica de los sólidos-deformables.

TEMA 3. Comportamiento biomecánico de los tejidos corporales.   

Biomecánica del tejido óseo. Biomecánica del tejido articular: cartílago articular, cápsula, ligamento. Biomecánica del tejido muscular esquelético: tendinoso y contráctil.

TEMA 4. Estudio biomecánico del cuerpo humano.   

La extremidad superior. La extremidad inferior. La columna vertebral.

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Evaluación de la asignatura La calificación final de la asignatura se calculará a partir de la media obtenida, ponderada por la participación de cada una de las unidades temáticas que integran la asignatura. Unidad de Fisiología: Turno de mañana: La calificación se obtendrá a través de un examen teórico (70% de la nota), la valoración de las prácticas (15%) y la calificación de los seminarios (15% de la nota).  El examen teórico consistirá en una prueba de elección múltiple que contenga todas las lecciones correspondientes al área de Fisiología dentro de la asignatura.  Para aprobar las prácticas es necesario tanto la asistencia como la elaboración de los guiones de prácticas debidamente cumplimentados.  En la calificación de los seminarios se valorará el grado de participación y la memoria resumen de cada uno de ellos. Turno de tarde: La calificación se obtendrá a través de un examen teórico (100 % de la nota) que consistirá en una prueba de

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Fisiología y Biomecánica elección múltiple que contenga todas las lecciones correspondientes al área de Fisiología dentro de la asignatura. Unidad de Biofísica: La calificación final de la asignatura será la resultante de la calificación obtenida en un examen escrito. Dicho examen deberá abarcar la mayor parte de los conocimientos estudiados durante el cuatrimestre y constará de una parte de problemas (50%) y otra de preguntas teóricas de elección múltiple (50%). La parte de problemas estará formada por dos problemas que el estudiante habrá de resolver. La parte de preguntas teóricas cubrirá toda la materia impartida. De esta forma, se pretende abarcar un número suficientemente elevado de contenidos de la asignatura para que la prueba escrita constituya un buen indicador de los conocimientos del estudiante. Unidad de Biomecánica: La unidad temática se valorará según la suma de dos notas distribuidas de la siguiente forma:  

Calificación de un examen teórico tipo test con contenido combinado tanto de las clases teóricas como teórico-prácticas, (90% de la nota). Calificación de un trabajo práctico a través de la confección de un trabajo escrito según las bases propuestas para cada curso (10% de la nota).

Criterios de suficiencia de la troncal Para que se haga la media ponderada por los créditos respectivos de cada unidad temática, la nota de todas y cada una de las unidades temáticas no tiene que ser inferior a 3.

inicio

Bibliografia UNIDAD TEMÁTICA DE FISIOLOGÍA Libros de Texto Básicos: Berne, B. & Levy, M. (2006) Fisiología. 4ª ed. Ed. Elsevier. Fox, S.I. (2003). Fisiologia humana, 7ª ed. Ed. McGraw-Hill Interamericana. McArdle, WD.; Katch, FI. & Katch VL. (2004) Fundamentos de la fisiología del ejercicio, 2ª ed. Ed. McGraw-Hill Interamericana. Merí, A. (2005). Fundamentos de Fisiología de la actividad física y el deporte. Ed. Médica Panamericana. Libros de Texto Recomendados: Best, A. y Taylor, C.R. (1993) Bases fisiológicas de la práctica médica -John West-. 12ª Ed. Editorial médica panamericana, Buenos Aires. Chiva, M.: Apunts de fisiología 1999-2000. Dept. Ciències Fisiològiques II, Universitat de Barcelona. Cingolani, H.E., Houssay, A.B. y cols. (2000) Fisiología humana de Houssay. 7ª Ed., Ed. El Ateneo. Constanzo, L.S.: Fisiología. McGraw-Hill Interamerica, 1999. Cordova, A. (2003) Fisiología Dinámica. Ed. Masson. Dantzler, W.H. (1997) Handbook of Physiology. Comparative Physiology. Oxford University Press. Despopoulos, A. y Silbernagl, S. (2001) Atlas de bolsillo de Fisiología. Harcourt. Escuredo B (1995) Estructura y función del cuerpo humano. Ed. McGraw-Hill-Interamericana. Gal, B. y cols. (2001) Bases de la Fisiología. Ed. Tebar. Ganong, W.F. (2000) Fisiología médica. .17ª Ed. El manual moderno. Guyton, A.C. (2006) Tratado de fisiología médica. 11ª Ed. Elsevier. Kapandji, I.A. (1992) Cuadernos de fisiología articular., 4ª Ed. Masson. Schmidt, R.F., Thews, G. (1993) Fisiología humana. 24ª Ed. Interamericana. Silbernagl S. & Despopoulos A. (2001) Atlas de bolsillo de Fisiologia Ed. Harcourt. Tortora, GJ & Grabowski, SR. (2002) Principios de Anatomía y Fisiología. Ed. Oxford University Press. Tresguerres, J.A.F. (1999) Fisiología humana. 2ª Ed. McGraw-Hill Interamericana. Vídeos: -El trabajo de los riñones: estructura y función. Serie Cuerpo Humano. Encyclopaedia británica

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Fisiología y Biomecánica educational. Ancora audiovisual S.A. -El sistema endocrino. Serie Cuerpo Humano. Encyclopaedia británica educational. Ancora audiovisual S.A. -El aparato digestivo. Serie Cuerpo Humano. Encyclopaedia británica educational. Ancora audiovisual S.A. Direcciones de Internet: -http://phys-main.umsmed.edu/workshop/MODELS/KIDYMOD/KIDYMOD.HTM Modelo del riñón humano. -http://bio.bio.rpi.edu/Parsons/Universal%20Files/Lectures/L15AcidBaseReg/L15AcidBaseReg.html Regulación del equilibrio ácido-base. -http://www.gastrohvm.arrakis.es/gastrhvm.htm Importància fisiopatològica de la secreció clorhidro-pèptica i diversos temes de patologia gastrointestinal. Una pàgina de l’Hospital Universitario Virgen de la Macarena de Sevilla. -http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/Histo/frames/h_fram17.html i /h_fram18.html Atlas de Endoscopia Digestiva -http://www.gen.emory.edu/medweb/medweb.gastroenterology.html Hoja de enlaces de Gastroenterologia de Emory University -http://www.rwc.uc.edu/koehler/biophys/8d.html Regulación de la temperatura corporal: text, figuras y problemas. -http://aorta.library.mun.ca/med/basic/tempreg.htm Mecanismes de regulació de la temperatura, text. -http://www.museum.state.il.us/isas/data2.html Nivells normals de totes les hormones. -http://www.mic.ki.se/Diseases/c19.html Base de dades de patologia endocrina (Institut Karolinska) -http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/ENDOHTML/ENDO015.html Imatges macro i microscòpiques del tiroide normal -http://www-medlib.med.utah.edu/WebPath/ENDOHTML/ENDO015.html Imatges histològiques de 25 glàndules endocrines -http://www.grad.ttuhsc.edu/courses/histo/notes/malerep.html Estructura histològica del sistema reproductor masculí. -http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/Histo/frames/h_fram21.html Imatges histològiques de l’aparell reproductor femení (1) -http://www.meddean.luc.edu/lumen/MedEd/Histo/frames/h_fram22.html Imatges histològiques de l’aparell reproductor femení (2) Revistas científicas: Investigación y Ciencia. Journal of Physiology. Nature. Nature Neuroscience. Neuron. Revista de Neurología. Science. Libros de Texto Básicos:

UNIDAD TEMÁTICA DE BIOFÍSICA

Cromer AH. Física para las ciencias de la vida. Barcelona: Ed. Reverté, 1996. Strother GK. Física aplicada a las ciencias de la salud. Madrid: Ed. McGraw-Hill Latinoamericana, 1980. Jou D et al. Física para ciencias de la vida. Madrid: Ed. Ed. McGraw-Hill Latinoamericana, 1986. MacDonald SG; Burns DM. Física para las ciencias de la vida y de la salud. México: Fondo Educativo Interamericano, 1975. Kane JW; Sternheim M M. Física. Barcelona: Ed. Reverté, 1989. Lea SM; Burke JR. Física 1 y 2. Ed. Paraninfo, 2001.

UNIDAD TEMÁTICA DE BIOMECÁNICA Libros de Texto Básicos: Calais-Germain B. Anatomía para el movimiento. 4 ed. Barcelona: Los libros de La Liebre de Marzo, S.L.; 1996. Enoka RM. Neuromechanical basis of kinesiology. 3 ed. Champaign, IL (U.S.A.): Human Kinetics; 2002. Kapandji IA. Cuadernos de fisiología articular. 5 ed. Madrid: Médica Panamericana; 1998. Nigg BM, Herzog W, editors. Biomechanics of the musculo-skeletal system. 2 ed. Chichester (England): Wiley & Sons Ltd; 1999. Nordin M, Frandel VH. Basic biomechanics of the musculoskeletal system. 3 ed. U.S.A.: Lippincott Williams & Wilkins; 2001.

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Fisiología y Biomecánica Viladot A y colaboradores. Lecciones básicas de biomecánica del aparato locomotor. Barcelona: Springer; 2000. Libros de Texto Recomendados: Cram JR, Kasman GS. Introduction to surface electromyography. U.S.A.: Aspen Publishers, Inc.; 1998. Ellenbecker TS, Davies GJ. Closed kinetic chain exercise: a comprehensive guide to multiple-joint exercise. Champaign, IL (U.S.A.): Human Kinetics; 2001. Fucci S, Benigni M. Biomecánica del aparato locomotor aplicada al acondicionamiento muscular. 4 ed. Madrid: Elsevier; 2003. Kahle W, Leonhardt H, Platzer W. Atlas de anatomía para estudiantes y médicos. Tomo 1: Aparato locomotor. Traducción de la 5 ed. Alemana. Barcelona: Ediciones Omega; 1995. Proubasta J, Gil J, Planell JA. Fundamentos físicos de la biomecánica del aparato locomotor. Madrid: Ergon; 1996. Sobbota J. Putz R, Pabst R, editors. Atlas of human anatomy. Vol. 1-2. 13 ed. Munich (Germany): Urban & Fischer; 2001. Tous J. Nuevas tendencias en fuerza y musculación. Barcelona: Ergo; 1999. Zatsiorsky VM. Kinematics of human motion. Champaign, IL (U.S.A.): Human Kinetics; 1998. Zatsiorsky VM. Kinetics of human motion. Champaign, IL (U.S.A.): Human Kinetics; 2002.

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