“Misure in vitro delle proprietà biomeccaniche del tessuto muscolare scheletrico” Misure Meccaniche II (2012-13) prof. Z. Del Prete Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica (MBIR) Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica (MBIR) Dispensa a cura di: ing. Emanuele Rizzuto [email protected]06 49766607 – 26.607
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“Misure in vitro delle proprietà biomeccaniche del tessuto muscolare scheletrico”
Misure Meccaniche II (2012-13) prof. Z. Del Prete
Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica (MBIR)Corso di laurea magistrale in Ingegneria Biomedica (MBIR)
unita motorie controllate daimotoneuroni del sistemanervoso volontario
controllato dal sistema nervoso autonomo
scheletrico cardiaco
Tessuto muscolare scheletricoresponsabile assieme allo scheletro della locomozione e
del movimento delle singole parti del corpo
aumento massaaumento forza
diminuzione forza specifica
Misura della capacità contrattile di muscoli scheletrici ex vivo
aumento massa,aumento forzacrollo forza specifica: infiltrato
MDX
Pseudo-ipertrofia
CSAFFspec
max=
diminuzione forzadiminuzione forza specificadiminuzione capacità contrattile
Misura della capacità contrattile di muscoli scheletrici ex vivo
MLC/SODG93A
aumento massaproporzionale
aumento forza= forza specifica
costanteAtrofia
Ipertrofia funzionale
Catena di misura: misure in vitroMuscolo immerso in una soluzione isotonica Impulso nervoso sostituito da stimoli elettrici Acquisizione Forza, allungamento, velocità
Krebs-RingerBicarbonate Buffer
+ 95%O2 5%CO2T=30°
Teoria dello scorrimento dei filamenti
L’energia è fornita dall’idrolisi dell’ATP:
una molecola si lega alla miosinaImmagazzina l’energia sotto forma di
tensione nella testa della miosinaAll’arrivo dell’impulso nervoso si ha
rilascio di ioni calcio La miosina si lega all’actina: rilascio
dell’energiaLa testa si flette trascinando il filamento
di actinaNuova molecola ATP lega la miosina Distacco dell’actinaGli ioni calcio vengono riassorbiti
La forza per lo scorrimento si genera nelle teste della miosina
-un potenziale di azione (CNS) raggiunge unmotoneurone alfa che trasmette unpotenziale lungo il proprio assone;-il potenziale di azione attiva i canalivoltaggio dipendenti del Ca2+ sull’assone: gliioni Ca2+ si riversano;-gli ioni Ca++ fanno si che le vescicolecontenenti Ach fondono con la membranaplasmatica rilasciando Ach;-l’Ach diffonde nella sinapsi e si lega,attivando, ai recettori AChRs sulla placcamotrice;-l’attivazione dei recettori nicotinici apre icanali Na+/K+, causando l’entrata dei Na+ el’uscita di K+. La membrana della fibradiviene carica positivamente, triggerandoun potenziale di azione;-Il potenziale d’azione di membrana sidiffonde attraverso i tubuli T dellamembrana, depolarizando la porzioneinterna delle fibra muscolare, ….
Attuatore/trasduttore ASI 300B
Larghezza dell’impulso: da 10μs a c.c.
Frequenza impulso: da single pulse a 200kHz
Elettrostimolatore 701BCatena di misura
Impulso elettrico
0.1ms f:100Hz → T:10ms
60Hz / 1s → 60 impulsi
Il calcolatore genera un segnale TTL con le caratteristichedesiderate.
L’elettrostimolatore invia agli elettrodi un segnale di 200mA
Tipologia di approcci sperimentali
2 variabili caratterizzanti i muscoli:lunghezzaforza