La biofísica médica estudia la aplicación de los principios físicos a la biología del ser humano, tanto en el estudio de las lesiones y enfermedades secundarias a fenómenos físicos, como en su uso terapéutico o diagnóstico

La biomecánica clínica tiene sus aplicaciones principales en las áreas de cirugía, con el estudio de materiales; la rehabilitación física, la ortopedia, la práctica deportiva y la ergonomía.

Biofisica médica

MECANICA

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La mecánica es el estudio de las fuerzas y sus efectos. La aplicación de estos principios mecánicos al cuerpo humano y animal en movimiento y en reposo es la biomecánica, un intento de combinar la ingeniería y la fisiología. La biomecánica cubre un espectro amplio, desde el estudio teórico a la aplicación práctica.Al observar la anatomía macroscópica del sistema muscular podemos ver que los músculos tienen diferentes disposiciones fibrilares. Esta estructura interna del músculo determina la relación de la fuerza que puede producir el músculo y la distancia en la cual puede contraerse.

El efecto de la contracción muscular depende también de las inserciones musculares al esqueleto. El ángulo con el cual el músculo tira de la palanca ósea determina sus componentes de fuerza rotatoria y estabilizadora y la distancia de la inserción muscular al eje del sistema de palancas determina el momento de fuerza que puede ser producido.

Cuando dos o más músculos actúan sobre el mismo hueso, la resultante final depende de la fuerza desarrollada por cada músculo, sus ángulos individuales de tracción y sus localizaciones relativas al eje de la

articulación.

La resistencia que se opone a las fuerzas de los músculos, huesos y articulaciones, puede deberse a la fuerza de gravedad, resistencia del agua, elasticidad de los materiales, fricción, estructuras fijas o resistencia manual. El ángulo de la línea de aplicación de la resistencia o carga y la distancia de la carga al eje del sistema de palancas determina la efectividad de la resistencia.Gravedad es la carga más comúnmente aplicada sobre el cuerpo y proporciona una línea de fuerza en dirección constante. Tanto el peso como la posición de la resistencia al ejercicio y del segmento corporal son importantes cuando se determina el efecto de la gravedad.Los sistemas de poleas de utilizan para cambiar la línea de tracción sobre el cuerpo. Estos pueden ser montados para ofrecer resistencia , o como auxiliar en el soporte o movimiento, y pueden actual en cualquier dirección.

Estática: El estudio de los cuerpos que permanecen en reposo o en equilibrio como resultado de las fuerzas que actúan sobre ellosDinámica,

-         Cinemática: Ciencia del movimiento, estudia las relaciones que existen entre los desplazamientos, velocidades y aceleraciones en el movimiento traslacional y rotacional.

-         Cinética: Trata de los cuerpos en movimiento y las fuerzas que actúan para producirlo.

El término fuerza es uno de los conceptos básicos en mecánica y puede definirse como un impulso o tracción. Un objeto o cuerpo para producir una fuerza debe siempre actuar sobre otro. Esta acción puede resultar en un atracción o impulso, y el cuerpo que es impulsado reacciona tan vigorosamente como el cuerpo que lo está impulsando. Esto significa por ejemplo que si usted empuja hacia abajo un escritorio con una fuerza de 2,2 k, el escritorio realiza una fuerza igual y contraria contra usted.Las fuerzas también pueden actuar entre cuerpos que no están en contacto entre sí, ejemplos son la fuerza de atracción de la gravedad, la tracción y rechazo de las partículas cargadas eléctricamente, y de materiales magnetizados, o las fuerzas de atracción del núcleo que mantienen unido al átomo.

En mecánica las fuerzas involucradas son tanto externas como internas. Las fuerzas externas son llamadas cargas. Ajenas a la estructura son por ejemplo la fuerza de gravedad, resistencia del aire, resistencia del agua, inercia, acción muscular y reacción del piso. Las fuerzas internas que reaccionan a estas cargas son llamadas tensiones. Tensión es la resistencia interna de un material que reacciona a una carga aplicada

externamernte.

Una fuerza tanto si es una carga como si es una tensión no está completamente descrita totalmente si conocemos sólo su magnitud. Para definir una fuerza tenemos que definir su:- MAGNITUD- LINEA DE ACCION- DIRECCION- PUNTO DE APLICACIÓN

En mecánica usamos vectores constantemente ya que ésta es la forma más sencilla de manejar las fuerzas. Los sistemas de fuerza se visualizan como una serie de vectores que actúan en relación con un objeto entre sí. Cada vez que se utiliza un vector para representar una fuerza debe clasificarse con una letra o número que designe su magnitud. Las distancias pueden designarse con valores reales, o representarse.Un diagrama de cuerpo libre es donde todas las fuerzas se dibujan en la proporción correcta.

ESPACIO:

El espacio necesita un sistema de referencias. Se utilizan los ejes de coordenadas x, y, zEl eje X se llama abscisa y el Y ordenada. El punto de intersección de los ejes se conoce como el origen del sistema.Pueden visualizarse entonces tres planos cardinales en relación con las coordenadas X, Y, Z: Frontal, coronal que divide al cuerpo en porciones anterior y posterior (plano X, Y)Sagital que divide el cuerpo en porciones izquierda, derecha (plano YZ)Transverso u horizontal que divide al cuerpo en porciones superior e inferior (plano XZ)

MATERIAEs todo lo que ocupa un lugar en el espacio. En nuestra discusión de biomecánica frecuentemente trataremos con la cantidad de materia, o masa, sobre la cual se aplica la fuerza de gravedad. Esta masa puede ser un objeto, como una pesa de ejercicio, o puede ser todo el cuerpo o un segmento del mismo. Con el objeto de aplicar los principios de mecánica al movimiento humano, el concepto de centro de masa de un objeto puede ser usado constantemente, v el centro de masa por definición, es aquel punto que se encuentra exactamente en el centro de masa de un objeto. Esto es llamado frecuentemente centro de gravedad.Los pesos y centros de masa han sido determinados por Brsaune y Fischer en 1889, Dempster en 1955 y Clauser en 1969.

Peso no es lo mismo que masa. El peso de un cuerpo es la atracción que ejerce la fuerza de gravedad sobre su masa. La fuerza de gravedad que actúa siempre sobre los objetos se dirige verticalmente hacia el centro de la tierra. Esto establece la dirección y la línea de acción para la fuerza de gravedad. Esta línea de fuerza se denomina frecuentemente línea de gravedad.La fuerza que actúa sobre toda la masa de un objeto rígido puede considerarse que está actuando como un solo vector a través de su centro de masa. Este vector único representa la suma de muchas fuerzas paralelas distribuidas a través del objeto. El uso de este principio facilita los cálculos sin pérdida de exactitud.

En algunos casos debemos tratar con muchas fuerzas separadas mientras están en contacto con otros objetos.La presión, que es un aspecto importante de la fuerza, indica como está distribuida la fuerza dentro de un área, la presión se define como el cociente de la fuerza total entre la superficie de aplicación de la misma, como se muestra en la ecuación P:F/A

Está formula de la presión promedio en unidades de fuerza por unidades de área, por lo general Kg/cm2 por ejemplo, si un cojinete de presión actúa sobre unaórtesis de espalda y ejerce una fuerza de 1,8 kg sobre un área de 122 cm2 la presión promedio en la región por debajo del cojinete sería de 1,8 kg divididos entre 122 cm2 o aproximadamente 0,014 kg/cm2, ¿cuál será la magnitud de la fuerza por unidad de área si el cojinete fuera de 30,4 cms?

Este principio de fuerza por unidad de área se utiliza en patinaje y esquí haciendo posible pararse y caminar en nieve suave.La posición de los pacientes encamados debe cambiarse frecuentemente con el objeto de alternar las áreas de la piel que están bajo presión. Esto es particularmente cierto en la presencia de deterioro circulatorio o sensorial. La presión es un factor crítico en el ajuste de aparatos protésicos para amputados de miembros inferiores, especialmente aquellos con apoyo isquiático o con apoyo terminal. El socket debe diseñarse de manera que la fuerza de contacto se distribuya en un área grande de piel y acojinar prominencias óseas en órtesis.

LEYES DE NEWTON

     Ley de InerciaEjemplos:

Wiplash - Llevar en silla de ruedas

     Ley de AceleraciónCosto energético en marcha con órtesis –

     Ley de ReacciónMarcha en terrenos irregulares - Marcha sobre arena

CINEMATICA

Biomecánica básica de la marcha

ESTATICA:

Estática I

GENERALIDADES

Biomecánica 2

Biomecánica 3

DINAMICA:

Dinámica

V I . C A L O R Y F R Í O E N M E D I C I N A

EL CALOR y el frío han sido usados para propósitos médicos durante siglos. Desde la antigüedad se recomendaba el uso del calor para algunas enfermedades (baños de aceite caliente o en aguas termales), mientras que para otras enfermedades se recomendaba la aplicación de sustancias frías. La controversia sobre estos tratamientos subsiste hasta nuestros días; sin embargo, ha habido progresos debidos a la colaboración entre médicos, físicos y pacientes.

La termometría es la parte de la física que se encarga de la medida de la temperatura, mientras que la termografía es la parte de la medicina que se encarga de hacer un registro gráfico de la temperatura del cuerpo humano que puede usarse en el diagnóstico y la terapia del calor; mientras que la criogenia y la criocirugía son términos que se refieren a los usos del frío.

Para entender lo que es la temperatura físicamente, recurriremos a un modelo molecular: las moléculas que componen la materia están en movimiento incesante, caracterizadas por una cierta cantidad de energía cinética o energía de movimiento que pueden trasmitir a otras moléculas a través de choques; esta energía está relacionada directamente con la temperatura, ya que ésta será mayor cuando los choques de las moléculas entre sí aumenten.

De hecho, se conocen cuatro estados de la materia: sólido, líquido gaseoso y plasma. El sólido está caracterizado por tener forma propia, mientras que el líquido y el gaseoso toman la forma del recipiente que los contiene. El plasma es un estado en el que las partículas se encuentran altamente ionizadas; ejemplos de esto serían el interior del Sol, las estrellas o el gas interestelar.

Para poder elevar la temperatura de un cuerpo, es necesario imprimirle energía cinética a sus moléculas. Por ejemplo, cuando se añade suficiente calor a un sólido, éste se funde, pasando al estado líquido, y llega a gas al aumentar su temperatura. Si se continúa añadiendo temperatura el gas se comienza a ionizar.

Mientras añadimos energía, y ésta es en forma de energía cinética de modo que el movimiento de las moléculas aumenta, hablamos de aumentar el calor, pero también es posible lo contrario: restar energía, en cuyo caso hablamos de enfriar el cuerpo.

Cuando nos referimos a bajas temperaturas entramos a la criogenia. El límite de esta región es el "cero absoluto" o cero grados en la escala de Kelvin, temperatura a la cual las partículas no tienen energía cinética, por lo que, en principio, no existe el movimiento.

La temperatura del cuerpo humano, en general, es medida utilizando termómetros ya sea orales, anales o de contacto con la piel. También pueden ser electrónicos, de mercurio, de alcohol, etcétera. Una forma muy común de comparar la temperatura del cuerpo es simplemente colocar la mano sobre la frente de otra persona y comparar su temperatura con la nuestra. Éste es un método muy primitivo para poder comparar la temperatura, pero es efectivo.

La temperatura del cuerpo humano varía entre los 34° y los 42°C, por lo que un termómetro para medir la temperatura ambiente no es lo adecuado para el cuerpo humano. Cuando se usa un termómetro electrónico, la lectura es muy rápida, mientras que si el termómetro es de mercurio (el más común), hay que esperar el tiempo suficiente para que la lectura sea la correcta, aproximadamente 3 ó 4 minutos, de otra manera no es confiable. Otros dos dispositivos muy usados para medir la temperatura o cambios en la temperatura del cuerpo humano son el termistor y el termopar.

Un termistor es, una resistencia cuyo valor varía de acuerdo con la temperatura; es tan sensible que con él pueden medirse cambios de temperatura de hasta 0.01°C. En general, en la práctica médica los termistores son colocados en la nariz de los pacientes para registrar la temperatura del aire que entra y compararla con la del que sale; al aparato completo se le conoce como neumógrafo. En los niños de pocos días de nacidos que presentan problemas respiratorios es necesario tener el registro permanente de esta función, ya que se puede presentar un problema de apnea y causar la muerte.

Un termopar consiste de la unión de dos metales diferentes entre los cuales existe un voltaje que cambia directamente con la temperatura; es decir, al aumentar la temperatura aumenta el voltaje en forma proporcional. Dependiendo del tipo de metales que se usen, pueden medirse diferentes intervalos de temperatura, en particular cuando se usan cobre y constantán (aleación de cobre y níquel), se pueden medir temperaturas entre -190 y 300°C. Los termopares pueden construirse

tan pequeños que es posible medir la temperatura de células individuales; la precisión dependerá del aparato con el que se mida.

Es conveniente usar dos uniones metálicas, una de ellas a 0°C (para mantenerla a esta temperatura basta con sumergirla en hielo con agua), respecto a la cual se hace la lectura.

Las medidas de la temperatura de las diferentes partes del cuerpo humano indican que ésta varía prácticamente de punto a punto, dependiendo de múltiples factores tanto externos al cuerpo como internos; el flujo sanguíneo cerca de la piel es el factor dominante.

El mapa de la temperatura corporal se conoce como termograma. Y se usa en diagnósticos de cáncer principalmente, ya que éste se caracteriza porque sus células se encuentran a temperaturas relativamente altas respecto a las restantes; la temperatura en la piel, sobre un tumor (que puede ser interno), es 1°C arriba del promedio.

La termografía también se usa frecuentemente en el estudio de la circulación de la sangre, principalmente en la cabeza, ya que diferencias en la temperatura entre los lados derecho e izquierdo son indicativas de problemas circulatorios.

Los beneficios terapéuticos del calor son conocidos hace siglos: los baños de agua caliente son muy relajantes, el calentar una cierta área del cuerpo provoca una aceleración en el metabolismo, produciendo vasodilatación e incremento en el flujo sanguíneo, lo que resulta benéfico para piel dañada.

Físicamente, el calor es transferido por conducción, radiación y convección. En los cuerpos sólidos la trasmisión se lleva a cabo por conducción. Los buenos conductores de calor suelen serlo también de electricidad. En la trasmisión por conducción dos objetos que se encuentran a diferentes temperaturas deben estar en contacto, el calor pasa del cuerpo caliente al cuerpo frío, y el calor total transferido depende del área de contacto, tiempo de contacto, diferencia de temperatura, y conductividad térmica de los materiales; por ejemplo, una cuchara metálica que se expone a una flama se calienta rápidamente hasta el extremo opuesto, a tal grado que es imposible sostenerla sin quemarse, mientras que una de madera se quema antes de que se caliente el extremo opuesto. A los malos conductores se les conoce como aislantes. Los aislantes térmicos también son aislantes eléctricos.

La transferencia de calor por conducción es aplicada en medicina a superficies en forma local; por ejemplo, la aplicación de plasmas de parafina caliente: la circulación sanguínea distribuye el calor que penetra en la piel en esta zona, y se usa en el tratamiento de neuritis, artritis, contusiones, sinusitis y otras enfermedades.

Un líquido o un gas en contacto con una fuente de calor, transportan el calor por convección ya que las capas calientes del fluido tienden a subir provocando que las capas frías bajen y tengan contacto con la fuente de calor. Para que la convección se lleve a cabo es necesaria la presencia de materia, a diferencia de la radiación, que se realiza aun en ausencia de materia.

La radiación es la transferencia de calor de un cuerpo caliente a sus alrededores, el ejemplo clásico es el Sol, o una llama de gas. El calor de radiación se usa para calentamiento superficial del cuerpo, por ejemplo con lámparas incandescentes. La radiación infrarroja (radiación con longitudes de onda entre 800 y 40 000mm) tiene una penetración en la piel de aproximadamente 3 mm, e incrementa la temperatura de la superficie; generalmente se usa para los mismos problemas que el calentamiento conductivo, pero exposiciones prolongadas pueden causar lesiones a la piel.

Cuando el problema es de inflamación de un hueso, una neuralgia o bursitis, por ejemplo, se usa la diatermia, que consiste en pasar corriente eléctrica de determinada frecuencia a través del cuerpo, el calor producido de esta manera aumenta al incrementarse la frecuencia de la radiación, la cual puede ser de onda corta (longitud de onda del orden de 10 m) o bien encontrarse en el intervalo de las microondas (longitud de onda del orden de 10 cm). Hay dos métodos diferentes para transferir esta energía al cuerpo; en uno, la parte del cuerpo que va a ser tratada se coloca entre dos placas metálicas que actúan como electrodos, como se ilustra en la figura 17 (a). Los diferentes tejidos del cuerpo reaccionan de diversas maneras a las ondas, de modo que debe tratarse de manera diferente cada problema.

El segundo método de transferencia de energía al cuerpo es por inducción magnética, lo que se logra colocando una bobina que rodee la parte del cuerpo que se va a tratar (una bobina no es otra cosa que un alambre enrollado por el cual pasa corriente), como se muestra en la figura 17 (b).

También puede usarse ultrasonido para calentamiento de partes internas. Este produce un efecto de micromasaje ya que se trata de ondas mecánicas y no electromagnéticas.

Desde la década de los setentas se comenzó a usar la radiación combinada con el calor en el tratamiento de algunos tumores cancerosos con muy buenos resultados.

Criogenia es la ciencia y la técnica de producir muy bajas temperaturas. La historia de la criogenia data de 1840 en que se usó el frío (hielo) para el tratamiento de la malaria; en 1877 se logró licuar aire (-196°C) y en 1908 se licuó helio (-269°C). Uno de los problemas más difíciles de resolver fue el de guardar los líquidos a estas temperaturas, ya que por convección o por radiación aumentaban

fácilmente su temperatura. Este problema fue resuelto por James Dewar en 1892 y el dispositivo inventado por él ahora lleva su nombre: dewar. Un dewar está hecho de vidrio plateado o de acero delgado para minimizar las pérdidas por conducción y por radiación, con vacío entre sus paredes para evitar las pérdidas de energía por convección.

Figura 17. (a) Colocación de las placas del conductor para diatermia de onda corta. (b) Colocación de una bobina de inducción (alambre enrollado por el que pasa una corriente) para diatermia de microondas en la rodilla.

Los problemas que involucra la transferencia de fluidos criogénicos son similares a los de su almacenamiento. Las líneas de transferencia de estos fluidos están construidas similarmente a los dewars. En medicina se usan las bajas temperaturas para la preservación de sangre, esperma, tejidos, etcétera. De hecho, el frío retarda todos los procesos; puede decirse que provoca un estado de animación retardada o suspendida si la temperatura es muy baja.

Cuando los métodos criogénicos se usan para destruir células, se habla de la criocirugía; ésta tiene varias ventajas: hay poco sangrado en el área destruida, el volumen del tejido destruido se puede controlar por la temperatura de la cánula crioquirúrgica, hay poca sensación de dolor porque las bajas temperaturas insensibilizan las terminales nerviosas. Una de las primeras aplicaciones de la criocirugía fue en el tratamiento del mal de Parkinson, el cual provoca temblores incontrolables en brazos y piernas. Es posible detener los temblores destruyendo quirúrgicamente la parte del tálamo cerebral que controla estos impulsos, para lo cual se diseñó un dispositivo especial que permite llegar a esta parte del cerebro y mantenerla por unos minutos a -85°C, destruyéndola sin afectar otras partes del cerebro; todo esto se lleva a cabo con el paciente consciente, de modo que los beneficios son detectados de inmediato y su recuperación es sumamente rápida comparada con la que tendría si se somete a una intervención quirúrgica tradicional.

En la cirugía de cataratas y la reparación de retinas dañadas, se empieza a usar mucho la criogenia. Sin lugar a dudas tiene gran cantidad de aplicaciones, que están siendo desarrolladas actualmente.

QUE ES LA BIOFISICA

Es una subdisciplina de la biología que estudia los principios físicos subyacentes a todos los procesos de los sistemas vivientes. La Biofísica no es una rama de la física sino de la Biología.

En pocas palabras, es la ciencia que estudia la biología con los principios y métodos de la física

LAS RAMAS DE LA BIOFISICAS

< BIOMECANICA

< BIOELECTRICIDAD

< BIOENERGETICA

<BIOACUSTICA

<BIOFOTONICA

<RADIOBIOLOGIA

Biomecánica: Estudia la mecánica del movimiento de los seres vivientes eje. La locomoción , el vuelo, la natación, el equilibrio anatómico.

Bioelectricidad: Estudia los procesos electromagnéticos y electroquímicos que ocurren en los organismos vivientes así como también los efectos electromagnéticos sobre los seres vivientes ej. La transmisión de los impulsos neurolépticos, la generación biológica de electricidad, aplicación electrónica en biomedicina.

Bioenergía: Estudio de las transformaciones que ocurren en los organismos vivientes así como también los efectos de los procesos electromagnéticos abióticos sobre los seres vivientes.

Bioacústica: Aplica la transmisión, captación y emisión de ondas sonoras por los biosistemas.

Biofotónica: Interacciones de los biosistemas con los fotones.

Radiobiología: Estudia los efectos biológicos de la radiación ionizante y la no ionizante y sus aplicaciones en las técnicas biológicas de campo y laboratorio.

Relación con otras ciencias

Con la Química.- Por que interviene activamente en el conocimiento de los fenómenos químicos y físico-químicos.

Con la Matemática.- Por que sin ella no se podría demostrar

sus leyes representadas simbólicamente en sus fórmulas

Con la Lógica.- Porque toda ley representada por una fórmula nace de un proceso lógico.

METODO DE LA BIOFÍSICA

La Observación.- Que consiste en prestar atención minuciosa a los fenómenos para poder conocerlos.

La Medición.- Con instrumentos adecuados y registros de los datos obtenidos.

El Análisis.- De los datos y la aplicación de los principios que lleven a la formulación de una hipótesis que explique el fenómeno.

La Predicción.- del futuro y comprobación mediante experimentos

EL METODO CIENTIFICO

FENÓMENOS BIOFÍSICOS MOLECULARES

Fenómeno Físico.- las sustancias realizan un proceso o cambio sin perder sus propiedades características, es decir, sin modificar su naturaleza.

La fusión del hielo es un fenómenos físico, pues el líquido que se obtiene sigue siendo agua, e incluso el paso de ésta a vapor; otros fenómenos físicos son el desplazamiento de un vehículo, el paso de la electricidad por los cables, la dilatación de un cuerpo al ser calentado, etc.

FENÓMENOS BIOFÍSICOS MOLECULARES

Fenómeno Químico.- Unas sustancias se transforman en otras nuevas, de distinta naturaleza, se dice que ha tenido lugar un fenómeno químico.

el hierro de algunos objetos se combina con el oxígeno, en presencia de la humedad del aire, transformándose en una sustancia diferente, la herrumbre; también la combustión de madera.

FENÓMENOS BIOFÍSICOS DE SUPERFICIE

Fenómenos mecánicos.

Fenómenos osmóticos.

Fenómenos hidráulicos.

Física de los Gases

Fenómenos acústicos

Fenómenos eléctricos

Fenómenos ópticos

FENÓMENOS MECÁNICOS

El aparato locomotor, en conjunto, va a ser equiparable a un sistema de palancas articuladas, con poleas y múltiples cables que van a ejercer fuerzas sobre puntos muy concretos. El movimiento global de un miembro cualquiera, o del cuerpo en su conjunto, puede obtenerse por un

complicado ejercicio de composición de fuerzas. Sólo con un estudio de este tipo podemos entender las costumbres o hábitos de un animal. No son los mismos los movimientos que puede realizar.

FENÓMENOS OSMÓTICOS

Los procesos osmóticos son de enorme importancia para los seres vivos. Si sus células quedan en un medio hipertónico, se deshidratan; si quedan en uno hipotónico pueden llegar a estallar, Por otro lado, la vida en aguas salobres y dulces y en tierra firme sólo ha sido posible cuando los seres vivos se han provisto de estructuras que evitarán la desecación excesiva (paredes impermeables de la célula vegetal epidérmica y el riñón que es capaz dé reabsorber una gran proporción de electrolitos.

FENÓMENOS HIDRAÚLICOS

El aumento de complejidad de los seres vivos, en el reino animal sobre todo, ha hecho indispensable tener un medio interno que bañe las células. Ese medio interno sería inútil si no se renovase constantemente o, lo que es lo mismo, si no está en continuo movimiento. Esto requiere un mecanismo de bombeo y un sistema de conducción:

Corazón

-Conjuntos de vasos( Arterias,

capilares, venas,

vasos linfáticos, etc)

ADHESIÓN Y COHESIÓN

Adhesión es la atracción entre las superficies de dos cuerpos. Las dos superficie adyacentes pueden tener una composición química diferente. La adhesión es el proceso que tiene lugar cuando se unen tejidos u órganos que normalmente están separados.

Cohesión es la atracción de la molécula que mantiene unidas las partículas de una sustancia.

La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo,

DIFUSIÓN

Flujo de energía o materia desde una zona de mayor concentración, tendente a producir una distribución homogénea. Si se calienta se carga eléctricamente el extremo de una varilla, el calor o la electricidad se difundirán desde la parte calienta o cargada hasta la parte fría o no cargada.

Diálisis es paso de moléculas del solvente a menor concentración a través de la membrana.

Osmosis es el paso de moléculas de solventes o del agua de una región de mayor concentración a otra de menor concentración a través de la membrana

Difusión es el paso de moléculas de mayor a menor concentración debido a la energía cinética de las mismasDIÁLISIS, OSMOSIS, DIFUSIÓN

ENERGÍA

Es la capacidad de un sistema físico para realizar un trabajo. Tenemos dos clases de energía cinética y energía potencial la Energía Cinética es la energía asociada al movimiento y la Energía potencial es la energía relacionada con la posición.

Se define como una energía relacionada con el movimiento de átomos y moléculas de la materia

ACCIÓN CAPILAR

Tensión superficial o por el mojado de las paredes del tubo. Si la fuerza de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión del liquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo.

CALORIMETRIA.- Es la ciencia que mide la cantidad energía generada en procesos de intercambio de calor. TRANSMISION DEL CALOR.- Hay tres formas de transmisión del calor que son:

Conducción.- Se produce el intercambio de calor por contacto directo entre los dos cuerpos, las moléculas transmiten su energía al otro cuerpo hasta que alcanzan el equilibrio.

Convección.- Se produce en los gases y en los líquidos y consiste en que los fluidos más calientes son más ligeros que los fríos por lo que tienden a subir mientras que los fríos bajan formando corrientes de convección.

Radiación.- Es la propagación de la energía térmica sin que exista contacto entre los dos cuerpos. La radiación se produce en el espacio vacío y es como el Sol calienta la tierra.

TRABAJO

Producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza, mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo; el trabajo es energía en movimiento.

TEMPERATURA

ESCALAS TERMOMÉTRICASEn la actualidad se emplea diferentes escalas temperatura. Entre ellas tenemos:

ESCALA CELSIUS.- Llamada también centígrada asigna el valor cero al punto de congelación o solidificación del agua y el valor 100 al punto de ebullición de la misma a la presión de una atmósfera.

ESCALA KELVIN O ABSOLUTA.- La escala absoluta o termodinámica de temperatura mas empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir -273,15ºc

ESCALA FAHRENHEIT.- Es otra escala de temperatura muy utilizada en Norte América para medidas no científicas y en ella el punto de congelación de agua se la define como 32ºf, y su punto de ebullición como 212ºf

TERMODINAMICA

Estudia los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo se especifica que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento.

1era Ley: Ley de la conservación.- No existe ni puede existir nada capaz de generar energía ; no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.

2da Ley: La Entropía del Universo es creciente.- Es un estado desordenado de energía no disponible para la actividad.

Entalpía.- Es la energía potencial total de un sistema. La entalpía consta de energía libre componente de la energía total, disponible para realizar un trabajo

3era Ley: El cero absoluto.- No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos. Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de - 273,16ºC. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.

La primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar hasta el límite del cero absoluto, siempre y cuando en este límite las variaciones de entropía sean nulas para todo proceso reversible

PROCESO DE ALIMENTACION

Es la sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores

Función de Nutrición.- Es la capacidad que poseen los seres vivos de intercambiar con el medio que les rodea materia y energía. Los seres vivos toman del medio las sustancias nutritivas y la energía que necesitan para vivir y expulsan al medio las sustancias de desecho que fabrican. Hacer la función de nutrición supone que los seres vivos realicen los siguientes procesos:

Ingestión.- Es la entrada de la materia al interior del ser vivo. En muchos casos los alimentos no pueden ser utilizados directamente y sufren un proceso denominado digestión por el que se transforman en sustancias reutilizables por las células.

Metabolismo.- Conjunto de reacciones químicas que ocurren en el interior de todas las células de un organismo y que permiten obtener la energía y los materiales necesarios para vivir. Existen 2 tipos de metabolismo el catabolismo y el anabolismo.

Excreción.- Expulsión al exterior de materia.

Alimentación: Es el conjunto de procesos que permite a los organismos utilizar y transformar los nutrientes para mantenerse vivos

NUTRIENTES PRINCIPALES

PROTEÍNAS.- (Regeneran Tejidos y promueven la formación muscular , en exceso pueden ocasionar una mal función renal o hepática pero en déficit pueden ocasionar disminución muscular, uñas y pelos quebradizos)

Proteínas Animales.- Carnes. Pescados, Huevos. son ricas en aminoácidos esenciales. La ingesta de proteínas animales suele estar relacionado con un mayor consumo de grasas saturadas y colesterol.

Proteínas Vegetales.- Legumbres y Cereales. se caracterizan por ser pobres en grasas saturadas y colesterol. Las proteínas de origen vegetal suelen ser incompletas, ya que tanto las legumbres como los cereales son deficientes en algún aminoácido.

Funciones reguladoras, Son materia prima para la formación de los jugos digestivos, hormonas, proteínas plasmáticas, etc.

Las proteínas son defensivas, en la formación de anticuerpos y factores de regulación que actúan contra infecciones o agentes extraños.

De transporte, proteínas transportadoras de oxígeno en sangre como la hemoglobina.

Funcionan como amortiguadores, ayudando a mantener la reacción de diversos medios como el plasma.

Las proteínas actúan como catalizadores biológicos: son enzimas que aceleran la velocidad de las reacciones químicas del metabolismo.

La contracción muscular se realiza a través de la miosina y actina, proteínas contráctiles que permiten el movimiento celular.

Función de resistencia. Formación de la estructura del organismo y de tejidos de sostén y relleno como el conjuntivo, colágeno, elastina y reticulina.

GRASAS .- (Mantienen la temperatura corporal, ayudan a absorber muchas vitaminas (A,D,E,K), ayudan a lubricar a los alimentos para que estos puedan trasladarse a través de todo el intestino sin dificultad, en los niños es importante para la adecuada formación cerebral .

CARBOHIDRATOS.- (Otorgan la energía necesaria durante el día para poder realizar nuestras actividades diarias: caminar, correr, realizar algún deporte, atender, etc. En exceso pueden ayudar a que el organismo forme grasa corporal o predisponer a la diabetes, pero en déficit pueden ocasionar disminución muscular, cansancio y predisposición a la arteriosclerosis entre otros)

Simples Monosacáridos: glucosa o fructosa

Disacáridos: formados por la unión de dos monosacáridos iguales o distintos: lactosa, maltosa, sacarosa, etc.

Oligosacáridos: polímeros de hasta 20 unidades de monosacáridos.

Complejos Polisacáridos: están formados por la unión de más de 20 monosacáridos simples.

Función de reserva: almidón, glucógeno y dextranos.

Función estructural: celulosa y xilanos.

Se pueden dividir los minerales en tres grupos:

Los macroelementos que son los que el organismo necesita en mayor cantidad y se miden en gramos. (Calcio, fósforo, magnesio, potasio y sodio)

Los microelementos que se necesitan en menor cantidad y se miden en miligramos (Zinc, flúor, hierro y yodo)

Y por ultimo, los oligoelementos o elementos traza

que se precisan en cantidades pequeñísimas del orden de

microgramos

FUNCIÓN DEL CALCIO

Formación y conservación de huesos, dientes.

Transmisión de impulsos nerviosos.

Contracción muscular, ritmo cardiaco.

Coagulación sanguínea

Entre los alimentos tenemos.

La leche, tanto entera como desnatada, los productos lácteos, las verduras, las legumbres, el pescado, etc. son los alimentos que contienen más calcio.

FUENTES- El 80 % en esqueleto, y dientes 20% liquido extracelular y células.

FUNCIÓN DEL FOSFORO

son los que constituyen la parte inorgánica de los huesos. Es un elemento principal de la estructuras de los huesos y en asociación con ciertos lípidos, da lugar a los fosfolípidos, que son componentes indispensables de las membranas celulares y del tejido nervioso.

Intervienen en el metabolismo de obtención de energía (ATP y ADP), metabolismo de las grasas, aminoácidos e hidratos de carbono.

Fuentes: Carne, pescado, yema de huevo y productos lácteos.

MINERALES.- Los minerales en el organismo forman parte de tejidos como hueso y dientes, regulan el impulso nervioso al músculo, el intercambio de iones en las membranas celulares, el equilibrio del medio interno e intervienen como factores de enzimas regulando el metabolismo.

Minerales en generalCalcio, fósforo y magnesio, Hierro, Zinc, Yodo, Selenio, Fluor, Cobre, Cromo, Cobalto, Manganeso y Molibdeno.Función plástica.- El calcio, fósforo, flúor y magnesio dan consistencia al esqueleto.

Función reguladora.- El hierro es componente de la hemoglobina, El iodo forma parte de las hormonas tiroideas.

Transporte.- El sodio y el potasio facilitan el transporte a través de la membrana celular .

FUNCIÓN DEL CLORO

Es primordial para mantener un equilibrio de potasio y sodio en las células. Sus funciones se vinculan a las del sodio y con la digestión, ya que forma el acido clorhidrico (ClH), necesario en el estómago para la digestión.

Fuentes: sal de mesa, alimentos procesados, acietunas verdes.

FUNCION DEL MAGNESIO

Forma parte de huesos y dientes, actúa como activador de numerosas coenzimas.

Participa en la síntesis de proteínas e Interviene en la transmisión del impulso nervioso y en la relajación muscular. Necesario para el mantenimiento del equilibrio ácido-base.

Interviene en las acciones de la parathormona (hormona que interviene en la regulación del metabolismo del calcio y del fósforo), y la vitamina D del hueso.

Fuentes: Semillas enteras, frutos secos, vegetales y hortalizas, leche, carnes y pescados

FUNCIÓN DEL AZUFRE

se encuentra presente en la queratina, que es una sustancia proteica de la piel, uñas y pelo, participa en la síntesis del colágeno (elemento que mantiene unidas a las células). También interviene en el metabolismo de los lípidos y de los hidratos de carbono.

Fuentes: el queso, huevos, legumbres, carne, frutas secas, ajo y cebolla.

SISTEMAS BIOFISICOS MECANICOS

Magnitudes y medidas.- Magnitud (física y Química), propiedad de un objetivo o de un fenómeno susceptible a tomar diferentes valores numéricos.

Las magnitudes pueden ser extensivas o intensivas. El valor de cualquier magnitud extensiva y se obtiene sumando los valores de la misma en todas las partes del sistema.

FUERZA Y ENERGIA

Fuerza.- En física, cualquier acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto, las fuerzas se miden por los efectos que producen, es decir, a partir de las deformaciones o cambios de movimientos que producen sobre los objetos. Si las fuerzas tienen el mismo punto de aplicación se habla de fuerzas concurrentes; si son paralelas y tienen distinto punto de aplicación se habla de fuerzas paralelas.

LEYES DE NEWTON 1era Ley.- Un cuerpo permanecerá en un estado de reposo o de movimiento uniforme, a menos de que una fuerza externa actúe sobre él; este nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

2da Ley.- Siempre que una fuerza actúe sobre un cuerpo produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa; La nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que

provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

3era Ley.- A toda acción corresponde una reacción en igual magnitud y dirección pero de sentido opuesto; La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

Resistencia de los huesos

En el cuerpo humano los huesos poseen funciones que tienden que cumplir para los cuales están diseñados, estas son:

Soporte

Locomoción

Protección de órganos

Almacén de componentes químicos

Alimentación y transmisión del sonido

La función de soporte es muy obvia en las piernas: los músculos se ligan a los huesos por tendones y ligamentos y el sistema de huesos y músculos soportan el cuerpo entero, la estructura de soporte puede verse afectada con la edad y la presencia de ciertas enfermedades.

El hueso esta sometido a fuertes presione. Sentarse somete a las vertebras inferiores a una presión equivalente a las que soporta un buceador a una profundidad de 170m.

Para lograr esta resistencia, el hueso cuenta con 2 tipos de tejidos: el compacto y el esponjoso.

El tejido compacto tiene 2 componentes: Una parte mineral, formadas por sales de calcio y el colageno, y una sustancia gelatinosa que en forma de fibras atravieza todo el entramado mineral. El teijo esponjoso esta en el centro del hueso y no es muy resistente, pero si muy ligero, lo que evita el exceso de peso.

Contracción muscular

Es el proceso fisiológico por el que los músculos realizan la fuerza para desplazar el contenido de la cavidad a la que recubre (musculo liso) o mueven el organismo a través del medio a otros objetos (musculo estriado).

La contracción muscular en el organismo es provocada por impulsos nerviosos: no obstante, para analizar los complejos fenómenos que ocurren en la contracción se han estudiado músculos aislados que se estimulan diariamente por medio de choques eléctricos.

El musculo esta constituido por:

Un componente contractil situado en la banda A del Sacromero

Un componente elastico pasivo, no amortiguado, conectado en serie con el anterior. Ej: El tendon

Un componente elastico pasivo conectado en paralelo con 2 anteriores formando por el sacolema y el tejido fibroelastico que rodea a la fibrilla muscular