UNIVERSIDAD ESTATAL DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICASESCUELA DE MEDICINA

MATERIA: BIOFISICA

AUTORES: EDDYE CALDERÓNDOCTY CEDEÑO ARIANA GUEVARA

PROFESOR: HUGO CECIL FLORES BALSECA

GRUPO 1 SEGUNDO SEMESTRE

UNIDAD 2 

SISTEMAS BIOFISICOS MECANICOS.

 BIOFISICA DE LOS FLUIDOS Y

HEMODINAMICA.

 SISTEMAS BIOELECTRICOS

TEMA 1: FUERZA Y ENERGÍA

Energía y fuerza. Sencillas consideraciones acerca de la masa, el volumen, la densidad y el movimiento, en relación a determinados aspectos del comportamiento y psicología humanos. Fuerza. Se define como la causa que puede modificar el estado de la materia, tanto si está en movimiento como en reposo.Su definición es similar a la de la energía, con un matiz diferenciador: “La fuerza es causa del cambio, la energía es la capacidad de cambiar”La fuerza provoca un impulso o movimiento en la materia que, sin él, resulta incapaz de cambiar. Energía. Supone la capacidad de la materia para modificar su propio estado o el de otra materia.Características  - Se transforma. La materia cambia de estado.   - Se transfiere de una materia a otra.  - Se conserva.  - Se degrada, no porque se pierda, sino que la capacidad de cambio de la propia materia disminuye en cada variación.

MAGNITUDES Y MEDIDAS.Cinemática

TermodinámicaDinámica

TEMA 2: . LEYES DE NEWTON

Primera Ley o Ley de InerciaTodo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.

Segunda ley o Principio Fundamental de la DinámicaLa fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.

Tercera ley o Principio de acción-reacciónCuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

PRIMERA LEY. SEGUNDA LEY .

TERCERA LEY.

TEMA 3: ELASTICIDADEs una propiedad mecánica de los sistemas, decimos que un material es elástico cuando al aplicarle una fuerza, se deforma, y, al dejar de aplicar la fuerza, vuelve a su forma original.

RESISTENCIA DE MATERIALES

Es una ciencia sobre los métodos de cálculo a la resistencia, la rigidez y la estabilidad de los elementos estructurales. Se entiende por resistencia a la capacidad de oponerse a la rotura, rigidez a la capacidad de oponerse a la deformación y estabilidad a la capacidad de mantener su condición original de equilibrio

TEMA 4: RESISTENCIA Y ESTRUCTURA DE LOS HUESOS

El tejido óseo se presenta en dos aspectos distintos:

a) tejido compacto, de estructura parecida a la del marfil.b) tejido esponjoso, formado por laminillas entrecruzadas, que dejan

espacios libres

TEMA 5: CONTRACCIÓN MUSCULAR

La contracción muscular ocurre siempre que las fibras musculares generan una tensión en sí mismas, situación que puede ocurrir, cuando el músculo está acortado, alargado, moviéndose, permaneciendo en una misma longitud o en forma estática

Tipos de contracción muscularContracciones Isotónicas: igual tensión

Concéntricas:

Excéntricas

Contracciones isométricas: igual longitud

TEMA 6: BIOMECÁNICA DE LA MARCHA Y LA CARRERAQue a la biomecánica le compete el estudio del cuerpo humano. Que la mecánica, con o sin un amplio apoyo tecnológico, posee métodos propios que pueden aplicarse al estudio del cuerpo humano. Que la biomecánica se ha desarrollado porque aporta un enfoque útil en el estudio y solución de los problemas que afectan al hombre.

Marcha humana Normal Fase de ApoyoLa fase de apoyo consta de 5 etapas: 1. fase de contacto inicial (CI). 2. fase inicial del apoyo o de respuesta a la carga (AI). 3. fase media del apoyo (AM). 4. fase final del apoyo (AF). 5. fase previa a la oscilación (OP)

TEMA 7: LÍQUIDOS

El líquido es un estado de agregación de la materia en forma de fluido altamente incompresible lo que significa que su volumen es, bastante aproximado, en un rango grande de presión. Es el único estado con un volumen definido, pero no forma fija. Un líquido está formado por pequeñas partículas vibrantes de la materia, como los átomos y las moléculas, unidas por enlaces intermoleculares.

Descripción de los líquidos

ESTADO LÍQUIDO ESTADO SÓLIDO ESTADO GASEOSO

Propiedades de los líquidos

ViscosidadFluidez

Presión de vaporOtras propiedades Adhesión

Cohesión

Tensión superficialCapilaridad

MECÁNICA DE LOS FLUIDOS

La Mecánica de Fluidos estudia las leyes del movimiento de los fluidos y sus procesos de interacción con los cuerpos sólidos. La Mecánica de Fluidos como hoy la conocemos es una mezcla de teoría y experimento que proviene por un lado de los trabajos iniciales de los ingenieros hidráulicos, de carácter fundamentalmente empírico, y por el otro del trabajo de básicamente matemáticos, que abordaban el problema desde un enfoque analítico. LEY DE STOKES.

Donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido

Dónde:Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)g. es la aceleración de la gravedad,Ρp. es la densidad de las partículas yρf .es la densidad del fluido.η.es la viscosidad del fluido.r. es el radio equivalente de la partícula

TEMA : ESTÁTICA DE LOS FLUIDOS O HIDROSTÁTICA.La hidrostática es la rama de la mecánica de fluidos que estudia los fluidos en estado de reposo; es decir, sin que existan fuerzas que alteren su movimiento o posición.PRINCIPIOS DE PASCAL La presión ejercida sobre la superficie de un líquido contenido en un recipiente cerrado se transmite a todos los puntos del mismo con la misma  intensidad.

PRINICIPIO DE ARQUIMEDESEl principio de Arquímedes consiste en que los cuerpos que se sumergen en un fluido experimentan un empuje vertical y con dirección hacia arriba que es igual al peso de la ausencia del fluido, o sea, el fluido desalojado.

TEMA 9: VISCOSIDAD SANGUÍNEA Y PERFILES DE FLUJO. Viscosidad de la sangre es una medida de la resistencia al flujo de la sangre, que está siendo deformado por cualquiera de deformación por esfuerzo cortante o extensional.

Flujo laminar Flujo turbulento

ECUACION DE CONTINUIDAD

TEMA 10: HEMODINÁMICA

La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y capilares así como también la mecánica del corazón propiamente dicha mediante la introducción de catéteres finos a través de las arterias de la ingle o del brazo. Esta técnica conocida como cateterismo cardíaco permite conocer con exactitud el estado de los vasos sanguíneos de todo el cuerpo y del corazón.Participantes de la circulación sanguínea• Arterias: las arterias están hechas de tres capas de tejido, uno muscular en el medio y una capa interna de tejido epitelial.• Capilares: los capilares irrigan los tejidos, permitiendo además el intercambio de gases dentro del tejido. Los capilares son muy delgados y frágiles, teniendo solo el espesor de una capa epitelial.• Venas: las venas transportan sangre a más baja presión que las arterias, • Corazón: es el órgano principal del aparato circulatorio.

Fases del ciclo cardiaco1. Fase de llenado

2. Fase de contracción isométrica ventricular4. Fase de relajación ventricular

3. Fase de expulsión

TEMA 11: PRESIÓN SANGUÍNEA

Es el que se aplica a la fuerza que el torrente sanguíneo ejerce sobre los espacios por los cuales circula (vasos capilares, venas, arterias) de modo de ser distribuida por todo el organismo. El sistema circulatorio de los animales se basa en la circulación permanente y constante del flujo de sangre desde el corazón hasta los lugares más lejanos siempre a través de venas o arterias. Esta circulación tiene un ritmo que puede ir variando dependiendo de factores muy diversos y que marca la presión sanguínea.

TEMA 12: TENSIÓN ARTERIAL

La presión arterial (PA) es la presión que ejerce la sangre contra la pared de las arterias. Esta presión es imprescindible para que circule la sangre por los vasos sanguíneos y aporte el oxígeno y los nutrientes a todos los órganos del cuerpo para que puedan funcionar. Es un tipo de presión sanguínea.No debe confundirse con tensión arterial (TA) que es la presión que los vasos sanguíneos ejercen sobre la sangre circulante.

Presión arterial sistólica Presión arterial diastólica

Trastornos de la presión arterialHipertensión arterialHipotensión arterial

TEMA 13: ASISTENCIA MECÁNICA CIRCULATORIA.

Reciben esta denominación genérica diversos dispositivos capaces de generar flujo circulatorio para sustituir parcial o totalmente la función del corazón en situaciones agudas o crónicas de fracaso cardiaco severo que no responde a otros tratamientos. Los DAC pueden proporcionar apoyo hemodinámico al ventrículo izquierdo (VI), al derecho (VD) o a ambos, e incluso pueden sustituir completamente sus funciones tras la explantación cardiaca.Tipos de dispositivos de asistencia circulatoria

1. Bombas de rodillos2. Bombas centrífugas3. Sistemas axiales

SÍSTOLE, DIÁSTOLE Y PULSO.

EL PULSO

El pulso se mide manualmente con los dedos índice y medio; el pulso no se debe tomar con el dedo pulgar, ya que éste tiene pulso propio que puede interferir con la detección del pulso del paciente. Cuando se palpa la arteria carótida, la femoral o la braquial se tiene que ser muy cuidadoso, ya que no hay una superficie sólida como tal para poder detectarlo. La técnica consiste en situar los dedos cerca de una arteria y presionar suavemente contra una estructura interna firme, normalmente un hueso, para poder sentir el pulso.

Puntos de pulso comunesPulso radial, situado en la cara anterior y lateral de las muñecas, entre el tendón del músculo flexor radial del carpo y la apófisis estiloide del radio. (arteria radial).

• Pulso ulnar, en el lado de la muñeca más cercano al meñique (arteria ulnar).• Pulso carotídeo, en el cuello (arteria carótida). La carótida debe palparse suavemente, ya que

estimula sus baroreceptores con una palpación vigorosa (arteria braquial).• Pulso femoral, en el muslo (arteria femoral).• Pulso poplíteo, bajo la rodilla en la fosa poplítea.• Pulso dorsal del pie o pedio, en el empeine del pie (arteria dorsal del pie).• Pulso tibial posterior, detrás del tobillo bajo el maléolo medial (arteria tibial posterior).• Pulso temporal, situado sobre la sien directamente frente a la oreja.• Pulso facial, situado en el borde inferior de la porción ascendente del maxilar inferior o

mandíbula. (arteria facial).

TEMA 14: LEYES DE LA CIRCULACIÓN SANGUINEA

1. LEY DE LA VELOCIDAD.

2. LEY DE LA PRESION.

3. LEY DEL CAUDAL.

La línea llena representa la presión en los distintos segmentos del árbol vascular; el rayado la velocidad de la sangre. El espacio entre las dos líneas punteadas es el lecho vascular.

TEMA 15: VOLUMEN MINUTO CIRCULATORIO

Se define gasto cardíaco o volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada minuto por cada ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito mayor o menor corresponde a lo proyectado por el sistema de bombeo.

CIRCULACIÓN SISTÉMICA  Circulación menor o circulación pulmonar o central

TEMA 16: CORAZONES ARTIFICIALES

Un corazón artificial es una prótesis que se implanta en el cuerpo para reemplazar al corazón biológico. Es distinto de una máquina de bypass cardiopulmonar (CPB), que es un dispositivo externo utilizado para proveer las funciones del corazón y los pulmones.Tipos:Corazón artificial total: (por sus siglas en inglés TAH) su implantación requiere la extracción del corazón nativo. Dispositivo de asistencia cardíaca: (por sus siglas en inglés VAD) no se debe extraer el corazón del paciente durante la implantación, sino que el dispositivo se coloca junto al corazón existente para brindar un soporte adicional mientras el órgano se recupera.

TEMA 17: SISTEMA NERVIOSO.

El sistema nervioso, uno de los más complejos e importantes de nuestro organismos,  es un conjunto de órganos y una red de tejidos nerviosos cuya unidad básica son las neuronas.

Clasificación anatómica del sistema nervioso  Está formado por dos divisiones principales:• Sistema nervioso central• Sistema nervioso periférico

Neurona

Nervios

Ganglio Acto reflejo y acto voluntario

TEMA 18. ELECTRODIAGNÓSTICO

El electrodiagnóstico es una rama de la medicina que puede aportar datos clínicos duros útiles para el diagnóstico de diversos padecimientos que afectan a los sistemas nerviosos central y periférico. Es importante que los médicos generales y especialistas conozcan las generalidades del electrodiagnóstico con el fin de poder tomar decisiones acerca de cuándo y cómo solicitar las diversas modalidades de estudios neurofisiológicos.

El electrodiagnóstico incluye: Electroencefalografía, electromiografía, potenciales provocados por estimulación sensorial (espinales y cerebrales), registro de potenciales de acción de un nervio-conducción nerviosa y electrorretinograma

TEMA 19: TIPOS DE CORRIENTE Y EFECTOS DE LA ELECTRICIDAD EN LOS SERES VIVOS.

Los diferentes tipos de corrientes que utilizamos se dividen dependiendo de la forma que se representan (continua o variable), dependiendo de su polaridad si es positiva o negativa (constante o alterna) o dependiendo de la frecuencia. Pero nos referiremos a ella dependiendo de la frecuencia en corrientes de: baja, media o alta frecuencia según el espectro electromagnético.

TEMA 20: EFECTOS DE LOS CAMPOS ELECTROMAGNÉTICOS SOBRE LA SALUDEn el organismo se producen corrientes eléctricas minúsculas debidas a las reacciones químicas de las funciones corporales normales, incluso en ausencia de campos eléctricos externos. Por ejemplo, los nervios emiten señales mediante la transmisión de impulsos eléctricos. En la mayoría de las reacciones bioquímicas, desde la digestión a las actividades cerebrales, se produce una reorganización de partículas cargadas. Incluso el corazón presenta actividad eléctrica, que los médicos pueden detectar mediante los electrocardiogramas. 

Los campos magnéticos de frecuencia baja inducen corrientes circulantes en el organismo. La intensidad de estas corrientes depende de la intensidad del campo magnético exterior. Si es suficientemente intenso, las corrientes podrían estimular los nervios y músculos o afectar a otros procesos biológicos

Tanto los campos eléctricos como los magnéticos inducen tensiones eléctricas y corrientes en el organismo, pero incluso justo debajo de una línea de transmisión de electricidad de alta tensión las corrientes inducidas son muy pequeñas comparadas con los umbrales para la producción de sacudidas eléctricas u otros efectos eléctricos.

TEMA 21. FISIOLOGÍA DE LA MEMBRANA

La función de la membrana es la de proteger el interior de la célula frente al líquido extracelular que tiene una composición diferente y de permitir la entrada de nutrientes, iones o otros materiales específicos. También se intercomunica con otras células a través de las hormonas, neurotransmisores, enzimas, anticuerpos, etc.

TRANSPORTE DE MATERIALES A TRAVES DE LAS MEMBRANAS PLASMATICAS

Difusión Simple

Osmosis

TRANSPORTE ACTIVO Y OTROS PROCESOS ACTIVOS

REPOLARIZACION DE MEMBRANA

2- Potencial de membrana. Membrana polarizadaLa anteriormente descrito determina que, en el exterior de la membrana, la acumulación de iones positivos sea mayor que la de iones negativos y, a la inversa, internamente la acumulación de iones negativos sea mayor.

1- Concentración iónicaPor fuera y dentro de la membrana celular, existen moléculas en estado iónico (con carga eléctricas positivas o negativas) que se hallan en diferentes concentraciones: a) externamente, gran concentración de iones de sodio (Na+) e iones cloruro (CI-)b) internamente, gran concentración de iones potasio (K+) e iones de diversos ácidos orgánicos (Ac. org. -)

3- Despolarización de la membranaCuando actúa sobre una neurona un estímulo (una variación del medio), éste provoca la permeabilización brusca de la membrana neuronal al sodio, el cual penetra al interior, en la zona de la membrana que fue estimulada, invirtiéndose la distribución de las cargas.

 Transmisión del estímulo nervioso. Onda despolarizanteComo el resto de la neurona continúa polarizada, se presenta la siguiente situación: un polo positivo queda junto a uno negativo, generándose en el primero una corriente eléctrica que avanza hacia el segundo.

6- Mecanismo de ruedaComo se puede observar una neurona nunca está totalmente despolarizada o totalmente polarizada, sino que estos estadios se van alternando. A este fenómeno se lo denomina mecanismo de rueda

5 - Repolarización de la membrana neuronal. Bomba de sodioUna alta concentración intracelular de ión sodio resulta tóxica para las células, por lo cual éstas deben expulsarlo nuevamente al exterior. Como la membrana neuronal es impermeable a este ión, esta expulsión representa un trabajo, es decir se requiere gasto de energía. Esta energía es suministrada por un proceso denominado bomba de sodio-potasio, la cual insume ATP (energía química proveniente de la respiración celular)