jueves, 20 de julio de 2017

FISIOLOGÍA

BIOMECÁNICA

La quinesiologíakinesiología o cinesiología1 (del griego κίνησις kínēsis 'movimiento', y logos, 'tratado, estudio') es el estudio científico del movimiento humano empleando los principios de las ciencias físicas, y en consecuencia, el estudio de la quinesiología abarca varias disciplinas.
El entendimiento de la kinesiología es fundamental para el análisis y tratamiento de problemas en un principio al sistema neuromuscular esquelético así como el sistema del cuerpo se ve afectado en su totalidad por afecciones que no afectan directamente a este. El quinesiólogo es especialista en la mejora, el mantenimiento de la capacidad fisiológica del individuo y la prevención de sus alteraciones. Su formación le permite intervenir en la recuperación y rehabilitación psicomotora, mediante la aplicación de técnicas y procedimientos de naturaleza física. No obstante, se analiza principalmente el movimiento humano (en todas sus ramificaciones) desde el punto de vista de las ciencias físicas.
Por lo tanto, el interés principal de la quinesiología es estudiar el comportamiento del movimiento en el ser humano. La quinesiología puede subdividirse en las siguientes áreas, a saber: biomecánicaanatomía musculoesqueletal y fisiología neuromuscular.
La quinesiología se dedica a la compensación de las tensiones mecánicas en el organismo. Por medio de la comprobación de 12 a 42 músculos asignados a los diferentes meridianos se detectan desequilibrios tensionales provocados por una condición perniciosa o negativa. Este método permite la detección de malas distribuciones del las tensiones mecánicas, mucho antes de que se presenten molestias agudas. Con la ayuda de diferentes métodos se equilibra el cuerpo y corrigen las disfunciones y malas condiciones. A continuación se comprueban, una vez más, los resultados del tratamiento por nuevos ensayos musculares. La quinesiología puede utilizarse también para el testeo de alimentos, medicamentos y complementos nutritivos. Además, se utiliza este método para la detección del ajuste ideal de la estimulación por resonancia electromagnética.

Aspectos académicos y profesionales[editar]

El término "quinesiólogo" no designa a ningún profesional certificado en la mayoría de los países (Canadá es una de las excepciones). Los individuos con entrenamiento como quinesiólogo pueden enseñar educación física, ejercer como consultores o realizar labores de investigación en áreas relacionadas con la rehabilitación, ergonomía o salud ocupacional. Las áreas de estudio de la quinesiología, abarcan: anatomía humanahistologíafisiologíafisiología del ejerciciofisiopatologíaortopediasemiología médicabiomecánicaanálisis del movimientoergonomía, quinesiolgía deportiva, metodología de la investigaciónterapia manualfisioterapia, rehabilitación de poblaciones especiales, entre otros.[cita requerida]
El quinesiólogo es el profesional que prescribe movimiento ordenado, cuantificado y dosificado con fin de alcanzar un estado saludable. Los quinesiólogos se encuentran capacitados para prescribir ejercicios con fines preventivos o asistenciales de salud, ya que conocen las patologías en relación con el movimiento y pueden mejorar, prevenir, optimizar y mantener la calidad de vida. El tratamiento quinesiológico no es un tratamiento farmacológico aunque puede ser potenciando mediante tratamiento farmacológico prescrito por el doctor en medicina y en nutrición.
Los conocimientos quinésicos se aplican además en ciertas otras especialidades como la fisioterapia, la terapia ocupacional, la quinesioterapia, o la ergonomía, así como el entrenamiento atlético. Es decir, incluye usos terapéuticos, preventivos, e incluso de alto rendimiento. El uso de la quinesiología también puede incorporar el conocimiento de otras disciplinas académicas como la fisiología, la neurofisiología, la sociología, los estudios culturales, la ecología, la biología evolutiva, y la antropología, y ramas formativas como microbiologíamatemáticasbioestadísticafísicaéticaquímicabioquímica y fisiopatología.
La diferencia general entre el trabajo de un quinesiólogo y un técnico fisioterapeuta es que un quinesiólogo evalúa el movimiento, o problemas en el movimiento con respeto a la fisiología, la anatomía y la biomecánica. Mientras que un técnico en fisioterapia aplicará las técnicas terapéuticas de acuerdo a las directrices quinesiológicas con el fin de corregir posibles problemas identificados. En ciertos países un quinesiólogo o fisioterapeuta (que debe distinguirse de Técnico en fisioterapia) pueden realizar el mismo trabajo sin tener mayores diferencias que la denominación, nombrando inclusive sólo como quinesiólogo a la persona que ejerce ambas funciones mencionadas con anterioridad.










Reflejo vestíbulo emocional (RVE) es un reflejo tridimensional del movimiento de la cabeza que estabiliza el equilibrio vertical de la cabeza produciendo un movimiento de los músculos cabeza-cuello con la frecuencia que depende del estado psicofisiológico de una persona. El reflejo vestibulo-emocional 1​ es uno de los reflejos que conectan la fisiología humana con las emociones. La fisiología y las patologías del sistema vestibular y del aparato vestibular fueron estudiadas por Robert Bárány, que recibió en 1914 el Premio Nobel de Fisiología. El sistema vestibular, el cual contribuye al equilibrio humano y a nuestro sentido de orientación espacial, es el sistema sensorial que genera los impulsos dominantes necesarios para el movimiento la equilibriocepción o sentido del equilibrio. La posición vertical de la cabeza de una persona está controlada por el sistema vestibular por medio de la anatomía de la región cabeza-cuello.

Biomecánica[editar]

Modelo RVE
Modelo RVE. La cabeza de una persona se mueve lentamente cuando está tranquila y quieta (imagen de la cabeza en color blanco) La cabeza se mueve rápidamente y con más frecuencia cuando ésta está activa, es agresiva, está preocupada y nerviosa (imagen de la cabeza en color rojo).
Un bebé de dos meses que comienza a mantener la cabeza erguida por control de sus reflejos, empieza a producir movimientos específicos visibles. Una persona adulta también produce micromovimientos para mantener la posición de cabeza erguida, porque es imposible coordinar el equilibrio vertical mecánicamente sin movimientos. La trayectoria del movimiento tridimensional de la cabeza es bastante complicada23​ y se utiliza para hacer estudios sobre los diferentes reflejos vestibulares además de diagnósticos de salud, ya que el sistema vestibular está comunicado con el sistema sensorial, el sistema nervioso y con toda la anatomía. Los sistemas sensoriales codifican cuatro aspectos de un estímulo: el tipo, la intensidad, la localización y la duración. Ciertos receptores son sensibles a determinados tipos de estímulos (por ejemplo, existen varios tipos de mecanoreceptores que responden mejor a diferentes tipos de estímulos táctiles, tales como objetos afilados o romos). Los receptores envían impulsos por medio de determinados patrones con el fin de mandar información sobre el grado de intensidad de un estímulo (por ejemplo, el grado de intensidad de un sonido). El neurofisiólogo ruso Nikolai Bernstein dedicó la mayor parte de su vida a la fisiología del movimiento. Fue él quien también acuñó el término biomecánica, el estudio del movimiento por medio de la aplicación de los principios de la mecánica. Los principios de feedback biológico y el movimiento discreto descubiertos por Bernstein, forman una de las bases del RVE y de sus cálculos del movimiento discreto humano en un tiempo de 0,1 seg fue confirmado mediante un análisis de videoimagen.
El sistema vestibular como sistema sensorial típico reacciona a los estímulos. Pero la gravitación está constantemente creando estímulos, de modo que la coordinación vertical de la cabeza se convierte en un proceso reflejo de constante actividad. Esta es la principal diferencia fisiológica entre la coordinación vertical de la cabeza y cualquier otro proceso sensorial que actúa en ocasiones. Esta diferencia transfiere la coordinación vertical de la cabeza a un proceso fisiológico típico como el ritmo cardíaco (RC) medido por ECG(electroencefalograma) y la tensión arterial, la actividad cerebral, medida por medio de encefalografía EEG, o la termoregulación medida por análisis de respuesta galvánico-dérmica GSR (o en inglés galvanic-skin respond). La evolución biológica ha aprovechado la coordinación vertical de la cabeza como forma de regulación de energía,4​ porque el movimiento natural de la cabeza es el movimiento vibratorio ideal con un alto espectro de energía. Otra muestra de proceso de vibración natural para la regulación de energía es el coleteo de un perro, pero el ser humano carece de cola, por lo que para él el movimiento de la cabeza es la forma más óptima de regulación. Es comprensible que a mayor frecuencia de movimiento de la cabeza, mayor es la energía requerida. A nivel sensorial, esto significa, que las señales enviadas desde los receptores vestibulares al sistema nervioso autónomo, al cerebro y a los músculos, se producen con diferentes frecuencias de retardo, según el estado biomecánico de la persona. Esto implica dependencia entre el estado emocional y la coordinación vestibular de la cabeza o reflejo vestíbulo-emocional
Señal vestibulográmica del movimiento de la cabeza
Señal vestibulográmica del movimiento de la cabeza captada mediante una cámara web de baja frecuencia con una resolución de 640x480 píxeles y 30f/s (fotogramas por segundo) de frecuencia

Aplicación RVE[editar]

 Vibraimagen facial con una escala de frecuencia
Vibraimagen facial con una escala de frecuencia
El RVE proporciona información funcional sobre la persona y puede aplicarse con fines médicos, de eSalud, análisis psicológico y de comportamiento, detector de mentiras, control de las emociones, autoregulación, fitness o el estudio de la fauna también los proporcionan los distintos tipos de sistema vibraimagen.5
El sistema vibraimagen transforma el movimiento biomecánico en información emocional y fisiológica por medio de un procesador de imagen. Este proceso puede hacerse a distancia y de forma oculta, lo que le da mayor importancia en el uso de aplicaciones de seguridad tales como la de los aeropuertos.













La teoría constructal (de optimización global en presencia de restricciones locales) explica de manera simple la complejidad de las formas que surgen en la naturaleza. Por ejemplo, la forma de un cactus hace posible que pueda subsistir en terrenos sin agua, o la de los pulmones y bronquios, que maximizan la captación del oxígeno en un volumen muy reducido, o la estructura de un árbol.
Los sistemas basados en flujos (tanto animados como inanimados) dependen, para su propia supervivencia, de su capacidad para maximizar el acceso del flujo por un lado, y por otro, de modificar su forma o morfología.
Esta teoría permite el diseño y la comprensión de sistemas naturales, disipadores térmicos, redes de comunicaciones, etc.

Historia[editar]

La teoría constructal fue desarrollada por Adrian Bejan a finales de los 90. Bejan estuvo enseñando en el MIT hasta 1976. En la actualidad está asociado al departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Duke. Su área de investigación abarca materias como minimización de la generación de entropía, análisis de exergía, condensación, convección en medios porosos, transición a la turbulencia, etc.
El término constructal es un neologismo acuñado por Bejan que procede del verbo construere (latín) y significa construir.
A diferencia de las teorías biomiméticas que reproducen las formas que aparecen en la naturaleza para utilizarlas en diseños realizados por el hombre, la teoría constructal retrocede un poco más. Se centra en los principios que rigen la aparición de esas formas (y no meramente en las formas) y los aplica al diseño de sistemas de flujos similares.
La teoría constructal explica cómo ciertos fenómenos básicos, optimizados individual y colectivamente, se pueden emplear para construir sistemas naturales más complejos, dentro de las restricciones impuestas por la física del problema en cada caso. De acuerdo con la teoría constructal, el principio bajo el cual puede deducirse la geometría de los sistemas naturales, está constituido por la forma y la estructura optimizadas que se obtienen del análisis de ingeniería. Se trata de una teoría predictiva para la geometría y el ritmo en la naturaleza, en contraposición con las técnicas más bien descriptivas de la geometría fractal, que se ha puesto de moda en los últimos años, donde se supone una secuencia repetitiva de operaciones que genera una imagen parecida a la de un árbol con sus ramas.

Principios[editar]

El principio fundamental de la teoría constructal sostiene que todo sistema está destinado a permanecer imperfecto. De acuerdo con esto, lo mejor que puede hacer es distribuir las imperfecciones de la manera más óptima. Esta distribución óptima de las imperfecciones genera la geometría o la forma del sistema estudiado.

La Ley Constructal[editar]

Este principio fue establecido por Bejan en 1996 y dice lo siguiente:
Para que un sistema de tamaño finito persista en el tiempo (sobreviva),debe desarrollarse de tal manera que facilite el acceso a las corrientes que lo atraviesan.

Analogías con la Termodinámica[editar]

Analogías entre la Termodinámica y la Teoría Constructal
TermodinámicaTeoría Constructal
EstadoArquitectura de flujo (geometría, estructura)
ProcesoCambio de estructura
PropiedadesObjetivos y restricciones globales
Estado de equilibrioEquilibrio de la arquitectura de flujo
Relación FundamentalRelación fundamental
Estado de restricción de equilibrioArquitectura no equilibrada
Eliminación de restriccionesIncremento de la libertad de cambio
Principio de energía mínimaMaximización de acceso del flujo

Logros[editar]

La teoría tiene carácter predictivo, por lo que puede ser probada experimentalmente. De hecho, ha tenido éxito prediciendo una enorme variedad de fenómenos. Por ejemplo, explica muchas leyes alométricas como:
  • la proporción entre el ritmo metabólico  y la masa corporal  elevada a la potencia  (Ley de Kleiber):
  • la proporción entre ritmo respiratorio y cardíaco  y la masa corporal  elevada a la potencia :
  • la proporción entre la velocidad de crucero óptima  de un objeto volador (insecto, pájaro, aeroplano)y su masa corporal  en kg elevada a la potencia :
La Teoría Constructal de Bejan, también explica por qué tenemos un árbol bronquial con 23 niveles de bifurcación, además de predecir:
  • las dimensiones de los sacos alveolares,
  • la longitud total de las vías,
  • el área total de los alveolos,
  • la resistencia total del transporte del oxígeno en el aparato respiratorio.

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