BIOFÍSICA
Prof. Lic. Rodrigo Cabral, MSc. Ed.
FaCEN –UNA / IB UFRGS - Br
Universidad Nacional de Asunción Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Biología
Comunicación en la Cátedra: [email protected] https://sites.google.com/site/biofisic
afacen/
Cel: +595(991)710726
Código 02B
Pre-requisito: Electricidad y Magnetismo Requisito de: Fisiología Vegetal, Ecología
“Todas las cosas por poder inmortal cerca o lejos ocultamente están
unidas entre sí, de tal modo que no puedes agitar una flor sin
trastornar una estrella”
Biofísica
La Biofísica es una Ciencia interdisciplinar cuyo objetivo
primordial es aplicar las leyes generales de la Física,
tanto Clásica como Cuántica, al dinamismo de la materia viva (Córdoba, 1992).
La Biofísica es una ciencia cuyo objeto de estudio es la
biología con los principios y métodos de la física. Otro concepto establece que la biofísica es una ciencia reduccionista, porque estableces que todos los fenómenos observados en la naturaleza tienen una explicación científica predecible (Quiñonez, 2012).
La Biofísica trata de los principios físicos esenciales en
Con las tres definiciones de diferentes autores sobre la
Biofísica, elabora una conceptualización respetando a cada autoría y una opinión personal. (t =10 min)
Definiciones referenciadas Conceptualización personal respetando autorías y opinión crítica La Biofísica es una Ciencia
interdisciplinar cuyo objetivo primordial es aplicar las leyes
generales de la Física, tanto Clásica como Cuántica, al dinamismo de la materia viva (Córdoba, 1992).
La Biofísica es una ciencia cuyo objeto de estudio es la biología con los principios y métodos de la
física. Otro concepto establece que la biofísica es una ciencia
reduccionista, porque establece que todos los fenómenos
observados en la naturaleza tienen una explicación científica
predecible (Quiñonez, 2012). La Biofísica trata de los principios físicos esenciales en todos los procesos de los sistemas vivos (Glaser, 1996).
Referencias Bibliográficas (ISO 690)
•CÓRDOBA, Carlos Vicente; GONZÁLEZ, Ma Estrella Legaz.Biofísica. Síntesis, 1992.
BIOMECANICA
La mecánica es el estudio de las fuerzas y sus efectos. La aplicación de estos principios mecánicos a los cuerpos: humano y animal, en movimiento y en reposo es la
biomecanica.
Es la rama de la mecanica que estudia los
BIOMECANICA
FISICA
ESTATICA
MECANICA CINETICA
DINAMICA
BIOMECANICA
ESTATICA: estudio de los cuerpos que
permanecen en reposo o en equilibrio
como resultado de las fuerzas que
actuan sobre ellos.
BIOMECANICA
CINEMATICA: estudia el movimiento
(velocidad, aceleración) sin analizar las
causas que lo producen.
CINETICA: estudia las causas
BIOMECANICA
FUERZA: es un impulso o una tracción ,que causa o modifica el movimiento de las masas y se describen:
Fuerzas internas; son producidas por las
contracciones musculares que actuan sobre los segmentos oseos (movimiento o
estabilizando).
BIOMECANICA
Las fuerzas externas pueden a su vez ser: a) activas: la gravedad, la fuerza de un compañero o contrincante, la fuerza del aire o el agua cuando impulsa un cuerpo.
b) pasivas: de reacción del suelo, de
BIOMECANICA
Las caracteristicas de una fuerza son: a. Magnitud
b. Linea de accion c. Direccion
d. Punto de aplicacion
BIOMECANICA
El analisis del movimiento en el espacio
se hace tomando como refrencia tres
ejes : horizontal (x) o abcisa
BIOMECANICA
Creando un sistema de coordenadas
con el origen colocado en el centro de
masa del cuerpo ( delante de la 2a
BIOMECANICA
PLANO FRONTAL O CORONAL(XY): Divide el cuerpo en porcion anterior y
posterior (movim. de add. y abduccion) PLANO SAGITAL(YZ): Divide el cuerpo en
porcion derecha e izquierda.(Mov. de flexion y extension)
BIOMECANICA
Leyes de Newton
(Extraído de Conceptos de Física de Paul G. Hewitt,1999)
Primera Ley
: Todo cuerpo
continúa
en
su estado de reposo o de movimiento
rectilíneo uniforme a menos que se le
obligue a cambiar ese estado por medio
de fuerzas que actúen sobre él”
BIOMECANICA
Leyes de Newton
Segunda Ley
: La aceleración de un
cuerpo es directamente proporcional a
la fuerza neta que actúa sobre él e
inversamente proporcional a su masa, y
tiene la dirección de la fuerza neta
BIOMECANICA
Leyes de Newton
Tercera Ley: Siempre que un cuerpo
ejerce una fuerza sobre otro, éste
ejerce una fuerza igual y en sentido
opuesto sobre el primero.
BIOMECANICA
PRESION: Indica como esta distribuida
la fuerza en un area (P=F/A) y se
Momento…. Cantidad de movimiento
La cantidad de movimiento, momento lineal, ímpetu o
momentum es una magnitud física fundamental de tipo vectorial que describe el movimiento de un cuerpo en cualquier teoría mecánica. En mecánica clásica, la
cantidad de movimiento se define como el producto de la masa del cuerpo y su velocidad en un instante
determinado. Históricamente, el concepto se remonta a Galileo Galilei. En su obra Discursos y demostraciones matemáticas en torno a dos nuevas ciencias, usa el
término italiano impeto, mientras que Isaac Newton en Principia Mathematica usa el término latino motus
La definición concreta de cantidad de movimiento difiere de una formulación mecánica a otra: en
mecánica newtoniana se define para una partícula simplemente como el producto de su masa por la velocidad, en la mecánica lagrangiana o
hamiltoniana se admiten formas más complicadas en sistemas de coordenadas no cartesianas, en la teoría de la relatividad la definición es más
Tarea
Escribe la diferencia entre: mecánica
lagrangiana
o
hamiltoniana y
mecánica
newtoniana . Utiliza vocabulario no
necesariamente técnico.
Envía por correo antes del 10 de Agosto.
Submúltiplos Múltiplos
Valor Símbolo Nombre Valor boloSím Nombre
10−1 g dg decigramo 101 g dag decagramo
10−2 g cg centigramo 102 g hg hectogramo
10−3 g mg miligramo 103 g kg kilogramo
10−6 g µg microgramo 106 g Mg megagramo
o tonelada
10−9 g ng nanogramo 109 g Gg gigagramo
10−12 g pg picogramo 1012 g Tg teragramo
10−15 g fg femtogramo 1015 g Pg petagramo
10−18 g ag attogramo 1018 g Eg exagramo
10−21 g zg zeptogramo 1021 g Zg zettagramo
10−24 g yg yoctogramo 1024 g Yg yottagramo
Prefijos comunes de unidades están en negrita.
Impulso
En mecánica, se llama Impulso a la
magnitud física, denotada usualmente
como I, definida como la variación en el
momento lineal que experimenta un
objeto físico en un sistema cerrado. El
término difiere de lo que cotidianamente
conocemos como impulso y fue acuñado
por Isaac Newton en su segunda ley,
F= m. a = m. v/t
F. t= m. (vf -vi) F.= m. (vf -vi)/t
Colisiones
En física, se denomina choque elástico a una colisión entre dos o más cuerpos en la que éstos no sufren deformaciones permanentes durante el impacto. En una colisión elástica se conservan tanto el
momento lineal como la energía cinética del
sistema, y no hay intercambio de masa entre los cuerpos, que se separan después del choque.
Trabajo
En mecánica clásica, se dice que una fuerza
realiza trabajo cuando altera el estado de
movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo será equivalente a la energía necesaria para desplazarlo ( Serway, 2007) de manera acelerada. El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra \ W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en julios o joules (J) en el
Energía
Energía mecánica
, que es la combinación o
suma de los siguientes tipos:
Energía cinética: relativa al movimiento.
Energía potencial: la asociada a la posición dentro
de un campo de fuerzas conservativo. Por
ejemplo, está la energía potencial gravitatoria y
la energía potencial elástica (o energía de deformación, llamada así debido a las
Potencia
En física, potencia (símbolo P) es la
cantidad de trabajo efectuado por unidad
de tiempo.
Si
W
es la cantidad de trabajo realizado
durante un intervalo de tiempo de
duración Δ
t
, la potencia media durante
Tarea
Lee el
Papper
“Qué es la Biofísica?” de
Marcelino Cereijido.
Elabora un resumen del mismo y también
una síntesis. Entrega en formato impreso
Arial 12. Hoja A4. Fecha: 9 de
ANATOMÍA E HISTOLOGÍA DEL
MÚSCULO ESQUELÉTICO
Músculo esquelético.
Fasículo muscular.
Fibras musculares.
Miofibrillas.
Miofilamentos
Filamento de actina
LA SARCÓMERA
Banda I
Banda A
Banda H
Banda M
ESTRUCTURA PROTEÍNA FUNCIÓN
FILAMENTO DELGADO
Actina Interacciona con la miosina durante la contracción
Tropomiosina Tapa el sitio activo de la actina y traduce los cambios conformacionales del
complejo troponina a la actina. Complejo de
Troponina (C, I,T)
La troponina C se une al calcio e inicia la contracción.
Nebulina Regula el tamaño del filamento delgado
FILAMENTO GRUESO
Miosina Promueve la contracción al unirse a la actina e hidrolizar ATP
Proteína C Une los filamentos gruesos adyacentes Miomesina (Proteína
M)
Conserva el arreglo de los filamentos gruesos. Es el punto de anclaje de la titina en la zona H
DISCO Z Actinina Contribuye a conservar la estructura de la sarcómera
Desmina Conecta los discos Z adyacentes de las miofibrillas
FILAMENTO CONECTOR
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DEL
FILAMENTO DE MIOSINA Ó GRUESO
Está compuesto por moléculas de miosina
Seis cadenas polipeptídicas.
2 Cadenas pesadas.
4 Cadenas livianas.
Cabeza de miosina.
2 Cadenas livianas y 1 pesada.
Cuerpo del filamento grueso.
Conjunto de colas.
Cadenas pesadas
Brazo de la miosina.
Cadenas pesadas que sobresalen del cuerpo.
Puentes cruzados.
FUNCIONES DE LA CABEZA DE MIOSINA
Tiene un sitio de unión a la actina.
Posee actividad ATPasa.
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DEL
FILAMENTO DE ACTINA Ó DELGADO
Está compuesto por:
Tropomiosina.
Troponina
CARACTERÍSTICAS DEL FILAMENTO DE
ACTINA
Actina.
Tiene un sitio de unión para la miosina
Tropomiosina.
Se extiende a lo largo de varias moléculas de actina.
En condiciones de reposo, tapa el sitio activo de la
actina para la miosina.
Troponina.
Troponina T---Une la troponina a la tropomiosina
Troponina C---Une el calcio
FUNCION DE LA
TROPONINA
Filamento
delgado.
Actina,
troponina y tropomiosina.
Filamento
grueso.
FILAMENTO DELGADO Troponina C: Fija el calcio
Troponina T: Une el complejo troponínico con la tropomiosina
Troponina I: Inhibe la unión de la actina con la miosina debido a
SARCOPLASMA Y
SARCOLEMA
Sarcoplasma
Matriz que se encuentra dentro de la fibra muscular.
Composición similar al LIC
Abundantes mitocondrias.
Sarcolema.
RETÍCULO SARCOPLÁSMICO
Partes del retículo.
Túbulos
longitudinales.
SISTEMA TÚBULO TRANSVERSO-RETÍCULO SARCOPLÁSMICO
Túbulo transverso.
Invaginación del sarcolema
Corre transversal a las miofibrillas.
Por él se conduce el Potencial de acción.
Retículo sarcoplásmico.
Corre paralelo a la miofibrillas.
Contiene grandes cantidades de calcio Tríada.
FUENTE DE ENERGÍA
UNIDAD MOTORA.
Definición:
Conjunto de fibras
musculares inervadas por una misma fibra nerviosa.
Reclutamiento
No confundir el
concepto de unidad motora con:
Unión neuromuscular
UNIDADES MOTORAS GRANDES Y PEQUEÑAS
Propiedades Unidad motora grande
Unidad motora pequeña
Axón Células grandes,
conducción rápida, relativamente inexcitables Células pequeñas, conducción lenta, relativamente excitables.
Fibras musculares Muchas, rápidas, glucolíticas
Pocas, lentas, oxidativas
Función Participan en
TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
Tipo I Tipo IIB
Otros nombres Oxidante, lento, rojo
Glucolítico, rápido, blanco
Actividad ATPasa de la isoenzima miosina
Lenta Rápida
Capacidad de bombeo de calcio del retículo sarcoplásmico
Moderada Alta
Diámetro Moderado Grande
Capacidad de glucólisis Moderada Alta
Capacidad de oxidación
(correlacionado con número de mitocondrias, densidad capilar y contenido de mioglobina)
