Unidad 1 biofisica Laura Sempertegui

Universidad de Guayaquil.

Facultad de ciencias médicas Dr. Alejo Lascano Bahamonde.

Escuela de medicina.

Título: Separatas de Biofísica

Estudiante:

Laura Cristina Sempertegui Ortega

Docente: Dr. Cecil Flores Balseca

Ciclo: segundo semestre

Grupo: 2

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILESCUELA DE MEDICINA

Introducción.

La Biofísica es la ciencia que estudia la Biología con los principios y métodos de la Física. Ésta es de gran importancia debido a que es una materia cuyos conocimientos son necesarios y complementarios en carreras de salud como medicina.

Esto se debe a que por más que tengamos conocimientos biológicos, debemos también saber el porqué de las funciones biológicas, y una buena forma de explicarlo es desde el punto físico; específicamente biofísico. Mediante conceptos físicos como el electrón, la fuerza, el peso, la energía, podemos comprender el comportamiento de la materia a estudiar, en este caso el cuerpo humano. Y si aplicamos este conocimiento como a sistemas o aparatos específicos, sabremos el comportamiento de órganos y tejidos desde un punto biofísico.

Teniendo un buen entendimiento de los conceptos y el funcionamiento del cuerpo, podemos hacer avances que ayuden a la humanidad, ya sea avances tecnológicos como los rayos X, rayos Gamma, etc.; avances quirúrgicos, mejorando los procedimientos anteriores para diagnosticar enfermedades, como las ecografías y las electrocardiografías.

Un estudiante de medicina debe tener estos conocimientos, ya que va a tener el conocimiento de cómo actúan los factores que pueden afectar al ser humano, como la radiación solar que afecta a la piel, movimientos bruscos de las extremidades, que puede lesionar tendones, ligamentos o articulaciones, la capacidad de resistencia de los huesos para prevenir fracturas, y el punto en que debe inmovilizarse éstas; todos estos conocimientos los tendremos mediante el estudio de esta materia.

Los conocimientos obtenidos mediante esta rama de la ciencia, estarán al servicio de la comunidad y aportarán conocimientos a otras asignaturas como Cardiología, Fisiatría, Neumología, Ginecología, Clínica, Otorrinolaringología, Optometría y Oftalmología; por lo tanto estos conocimientos básicos nos ayudarán en nuestra vida de estudiante y en un futuro en nuestra vida de médico.

SEGUNDO SEMESTRE – GRUPO 2 Página I


ÍNDICE

Introducción......................................................................................................................................................I

Agradecimiento................................................................................................................................................II

ÍNDICE.............................................................................................................................................................III

UNIDAD 1: SISTEMAS BIOFÍSICOS, MECÁNICOS. BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS....................................................18

MAGNITUDES Y MEDIDAS...............................................................................................................................18

EL SISTEMA INTERNACIONAL:.............................................................................................................................18

UNIDADES FUNDAMENTALES.............................................................................................................................18

UNIDADES DERIVADAS........................................................................................................................................19

FUERZA Y ENERGIA.........................................................................................................................................19

FUERZA................................................................................................................................................................19

ENERGÍA..............................................................................................................................................................19

ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE LOS TEJIDOS HUMANOS................................................................................19

ELASTICIDAD.......................................................................................................................................................19

RESISTENCIA........................................................................................................................................................20

LEYES DE NEWTON..........................................................................................................................................20

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE INERCIA:....................................................................................................20

SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA....................................................................................................20

TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN......................................................................21

RESISTENCIA Y ESTRUCTURA DE MÚSCULOS Y HUESOS...................................................................................21

RESISTENCIA MUSCULAR....................................................................................................................................21

TIPOS DE RESISTENCIA MUSCULAR.................................................................................................................21

BENEFICIOS DE RESISTENCIA MUSCULAR........................................................................................................22

EJERCICIOS DE RESISTENCIA MUSCULAR.........................................................................................................22

PROPIEDADES DE LOS MUSCULOS.................................................................................................................22

ESTRUCTURA MUSCULAR....................................................................................................................................22

MUSCULO ESTRIADO.......................................................................................................................................23

MUSCULO LISO................................................................................................................................................23

CARACTERISTICAS, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS ARTICULACIONES...........................................................24

FUNCIÓN.............................................................................................................................................................24

SEGUNDO SEMESTRE – GRUPO 2 Página II


CARACTERÍSTICAS...............................................................................................................................................24

ESTRUCTURA:......................................................................................................................................................24

BIOMECÁNICA DE LA MARCHA........................................................................................................................24

MARCHA NORMAL..............................................................................................................................................25

SUBDIVISIÓN DE LA FASE DE APOYO...................................................................................................................25

SUBDIVISIONES DE LA FASE DE BALANCEO.........................................................................................................26

LÍNEA DEL CENTRO DE GRAVEDAD.....................................................................................................................26

DESPLAZAMIENTO VERTICAL..............................................................................................................................26

DESPLAZAMIENTO LATERAL................................................................................................................................27

CARACTERÍSTICAS DE LA MARCHA QUE INFLUENCIAN LA LÍNEA DEL CENTRO DE GRAVEDAD...........................27

FLEXIÓN DE LA RODILLA DURANTE LA FASE DE APOYO..................................................................................27

DESCENSO HORIZONTAL DE LA PELVIS............................................................................................................27

ROTACIÓN DE LA PELVIS.................................................................................................................................27

ANCHO DE LA BASE DE SUSTENTACIÓN..........................................................................................................27

MÉTODOS DEL ESTUDIO DE LA MARCHA............................................................................................................28

FASE DE DESCENSO.............................................................................................................................................29

1. PRIMERA FASE DE DESCENSO.....................................................................................................................29

2. ÚLTIMA FASE DE DESCENSO........................................................................................................................29

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS......................................................................................................................29

VISCOSIDAD........................................................................................................................................................29

FLUIDEZ...............................................................................................................................................................30

MECÁNICA DE FLUIDOS...................................................................................................................................30

FLUIDOS HUMANOS........................................................................................................................................31

LÍQUIDOS CORPORALES......................................................................................................................................31

LIQUIDO INTRACELULAR Y EXTRACELULAR.........................................................................................................32

VOLUMEN SANGUÍNEO.......................................................................................................................................33

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LAS ÓSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICA...........................................................................34

LIQUIDOS Y GASES..........................................................................................................................................37

LEY DE STOKES................................................................................................................................................38

HIDROSTÁTICA................................................................................................................................................39

PRINCIPIO DE PASCAL.....................................................................................................................................40

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES............................................................................................................................40

SEGUNDO SEMESTRE – GRUPO 2 Página III


UNIDAD 1: SISTEMAS BIOFÍSICOS, MECÁNICOS. BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS.

MAGNITUDES Y MEDIDASUna magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón principal de longitud es el metro en el sistema internacional de unidades.

Las magnitudes estaban relacionadas con la medición de longitudes, áreas, volúmenes, masas patrón, y la duración de periodos de tiempo.

EL SISTEMA INTERNACIONAL:A lo largo de la historia el hombre ha venido empleando diversos tipos de sistemas de unidades. Estos están íntimamente relacionados con la condición histórica de los pueblos que las crearon, las adaptaron o las impusieron a otras culturas. Su permanencia y extensión en el tiempo lógicamente también ha quedado ligada al destino de esos pueblos y a la aparición de otros sistemas más coherentes y generalizados. El sistema anglosajón de medidas -millas, pies, libras, Grados Fahrenheit- todavía en vigor en determinadas áreas geográficas, es, no obstante, un ejemplo evidente de un sistema de unidades en recesión. Otros sistemas son el cegesimal -centímetro, gramo, segundo-, el terrestre o técnico -metro-kilogramo, fuerza-segundo-, el Giorgio o MKS -metro, kilogramo, segundo- y el sistema métrico decimal, muy extendido en ciencia, industria y comercio, y que constituyó la base de elaboración del Sistema Internacional.

El Sistema Internacional es el sistema práctico de unidades de medidas adoptado por la XI Conferencia General de Pesas y Medidas celebrada en octubre de 1960 en París. Trabaja sobre siete magnitudes fundamentales (longitud, masa, tiempo, intensidad de corriente eléctrica, temperatura absoluta, intensidad luminosa y cantidad de sustancia) de las que se determinan sus correspondientes unidades fundamentales (metro, kilogramo, segundo, ampere, kelvin, candela y mol). De estas siete unidades se definen las derivadas (coulomb, joule, newton, pascal, volt, ohm, etc.), además de otras suplementarias de estas últimas.

UNIDADES FUNDAMENTALES METRO (M) Es la longitud del trayecto recorrido en el vacío por la luz durante un tiempo de 1/299 792

458 de segundo. KILOGRAMO (KG) Es la masa del prototipo internacional de platino iridiado que se conserva en la Oficina

de Pesas y Medidas de París. SEGUNDO (S) Unidad de tiempo que se define como la duración de 9 192 631 770 periodos de la

radiación correspondiente a la transición entre dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133.

AMPERE (A) Es la intensidad de corriente constante que, mantenida en dos conductores rectilíneos, paralelos, de longitud infinita, de sección circular despreciable y colocados a una distancia de un metro el uno del otro, en el vacío, produce entre estos conductores una fuerza igual a 2 10-7 N por cada metro de longitud.

KELVIN (K) Unidad de temperatura termodinámica correspondiente a la fracción 1/273, 16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

CANDELA (CD) Unidad de intensidad luminosa, correspondiente a la fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 l0l2 Hz y cuya intensidad energética en esa dirección es 1/683 W sr-1.

MOL (Mol) Cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0,012 kg de carbono 12.

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UNIDADES DERIVADAS COULOMB (C) Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio. JOULE (J) Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de aplicación se desplaza la

distancia de un metro en la dirección de la fuerza. NEWTON (N) Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una

aceleración de 1 metro por segundo, cada segundo. PASCAL (Pa) Unidad de presión. Es la presión uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1

metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton. VOLT (V) Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Es la diferencia de

potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre esos puntos es igual a 1 watt.

WATT (W) Potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo. OHM (ð) Unidad de resistencia eléctrica. Es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un

conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.

WEBER (Wb) Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética. Es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme.

FUERZA Y ENERGIA

FUERZALa fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.

ENERGÍAEnergía se define como la capacidad para realizar un trabajo. En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.

Al mirar a nuestro alrededor se observa que las plantas crecen, los animales se trasladan y que las máquinas y herramientas realizan las más variadas tareas. Todas estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía.

La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.

ELASTICIDAD Y RESISTENCIA DE LOS TEJIDOS HUMANOS.

ELASTICIDADPropiedad mecánica de ciertos materiales de sufrir deformaciones reversibles cuando se encuentran sujetos a la acción de fuerzas exteriores y de recuperar la forma original si estas fuerzas exteriores se eliminan.

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RESISTENCIALa resistencia de un elemento se define como su capacidad para resistir esfuerzos y fuerzas aplicadas sin romperse, adquirir deformaciones permanentes o deteriorarse de algún modo.

LEYES DE NEWTON.

PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE INERCIA:

La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo solo puede mantenerse en movimiento, si se le aplica una fuerza. Newton expone que:

Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare

Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como está a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, ya que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, no obstante siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial. Lo anterior porque a pesar que la Tierra cuenta con una aceleración traslacional y rotacional estas son del orden de 0.01 m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.

SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA

La segunda ley del movimiento de Newton dice:

Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impressæ, & fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.

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Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

En la mayoría de las ocasiones hay más de una fuerza actuando sobre un objeto, en este caso es necesario determinar una sola fuerza equivalente ya que de ésta depende la aceleración resultante. Dicha fuerza equivalente se determina al sumar todas las fuerzas que actúan sobre el objeto y se le da el nombre de fuerza neta.

TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓNActioni contrariam semper & æqualem esse reactionem: sive corporum duorum actiones in se mutuo semper esse æquales & in partes contrarias dirigi.

Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.

Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".

Es importante observar que este principio relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento.

RESISTENCIA Y ESTRUCTURA DE MÚSCULOS Y HUESOS.

RESISTENCIA MUSCULARLa resistencia muscular es la capacidad que tiene un músculo para contraerse durante periodos largos de tiempo. El aumento de la resistencia muscular no sólo es beneficioso para el rendimiento deportivo, también es un componente importante en cualquier actividad física. La resistencia muscular y la fuerza muscular se confunden a menudo. La fuerza muscular es la capacidad para levantar, empujar o tirar de un peso determinado. La resistencia muscular es la capacidad de levantar, empujar o tirar de un peso establecido por un periodo de tiempo prolongado. Los ejercicios de resistencia utilizan las fibras musculares conocidas como fibras de contracción lenta que tienen una alta resistencia a la fatiga. Los ejercicios de fuerza utilizan las fibras de contracción rápida que tienen una baja resistencia a la fatiga.

TIPOS DE RESISTENCIA MUSCULARHay varios tipos de ejercicios de resistencia muscular, incluyendo la tensión continua, la contracción dinámica repetitiva y la contracción intensa prolongada, junto con breves periodos de descanso. Los ejercicios de tensión continua implican actividades como el montañismo. Los entrenamientos con pesas apuntan a un músculo específico, por lo que son también ejemplos de tensión continua. La contracción dinámica repetitiva se puede encontrar en las carreras y ejercicios de remo. El fútbol, el balonmano y el entrenamiento en circuito, son ejemplos de contracción intensa prolongada, junto con breves periodos de descanso.

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BENEFICIOS DE RESISTENCIA MUSCULARPara el atleta, el aumento de resistencia muscular permite un tiempo de juego por más tiempo con menores niveles de agotamiento. Para aquellos que no participan en los deportes, la construcción de resistencia muscular permitirá un aumento de la actividad física diaria y menos fatiga. El aumento de la resistencia muscular se traducirá en menos lesiones en el cuerpo al levantar pesas o participar en actividades de largos periodos de tiempo. Los ejercicios de resistencia mejoran la actividad cardiovascular, la circulación sanguínea, artritis, mejora la resistencia y ayuda a controlar el peso.

EJERCICIOS DE RESISTENCIA MUSCULARLos ejercicios de resistencia muscular se dividen en ejercicios dinámicos y ejercicios estáticos. Los ejercicios dinámicos mantienen los músculos y las articulaciones en movimiento y pueden implicar la natación, caminar, montar en bicicleta y levantar pesas. Los ejercicios estáticos, también conocidos como ejercicios isométricos, consisten en ejercer los músculos sin mover las articulaciones. Tanto el ejercicio dinámico como estático puede aumentar la resistencia y la fuerza.

PROPIEDADES DE LOS MUSCULOS Elasticidad: La elasticidad es la propiedad que tienen ciertos cuerpos de recuperar su forma cuando cesa la causa que los ha deformados. Si comprimimos un músculo, éste se deprimirá en el sitio de la compresión. Al cesar la compresión, recuperará su forma primitiva. Si colgamos un peso de un músculo de un animal recientemente sacrificado, el musculo se alargará. Al quitar el peso, el músculo recuperará su longitud primitiva.

Excitabilidad: La excitabilidad o irritabilidad es una propiedad común a todas las células. Las células musculares (fibras) tienen esa propiedad muy desarrollada. La respuesta de los músculos a los excitantes es la contracción. El musculo puede ser excitado directamente (dejar caer unas gotas de ácido sobre las fibras musculares) o indirectamente (hacer pasar una corriente eléctrica por el nervio motor).

Contractilidad: La contractilidad es la propiedad más importante que poseen los músculos. Consiste en cambiar de forma bajo el estímulo de distintos agentes. Un músculo puede presentarse en dos estados distintos: en estado de contracción o en estado de relajación. La contracción muscular determina cambios en la forma de los músculos, pero su volumen permanece inalterable. Esto puede demostrarse con una sencilla experiencia.

Causas de la Contracción Muscular: El músculo se contrae por un golpe que reciba, por una gota de ácido que caiga sobre él, por el estímulo de la corriente eléctrica. Pero el estímulo natural de la contracción muscular es el impulso nervioso que le llega a través del nervio motor.

ESTRUCTURA MUSCULAR.Todos los músculos que forman parte del aparato locomotor están constituidos por los mismos tipos de tejidos. El tejido que proporciona la propiedad de contracción es el tejido muscular estriado esquelético.

Está formado por fibras, resultantes de la asociación de varias células, con lo que se forman estructuras largas, con varios núcleos. Este tejido se caracteriza por contraerse de forma voluntaria y rápida, ya que se controla por el Sistema Nervioso Central.

Se denomina estriado por el aspecto que ofrece al microscopio óptico. Se observan, alternas, bandas claras, llamadas Bandas I (Isótropas: que dejan pasar la luz uniformemente), y bandas oscuras, denominadas Bandas A (Anisótropas: no dejan pasar la luz). Así, constituyen una estructura que se repite, denominada sarcómero, formado por proteínas llamadas actina y miosina, con capacidad de contracción.

Fibra de tejido esquelético. Se aprecian las bandas claras y oscuras que le dan el aspecto estriado

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Estructura del sarcómero.

La estructura del sarcómero es la que se representa en la animación. La Banda I está formada por actina. La Banda A está formada por miosina y fragmentos de actinas que se introducen entre ellas. La zona donde no aparecen actinas en la Banda A se observa más clara. A esta Banda se le denomina Banda H (Hell: pálido, en alemán).

Cuando se produce la contracción, el tamaño de la Banda I y de la Banda H disminuye, puesto que las actinas se acercan al centro de la Banda A, gastando energía química. Así, se acortan los sarcómero y se acorta el músculo entero, produciendo el movimiento.

MUSCULO ESTRIADO. El músculo esquelético está formado por fibras musculares, rodeadas de una capa de tejido conjuntivo, denominada endomisio.

Las fibras se reúnen en fascículos primarios, que también están rodeados por otra capa de tejido conjuntivo, esta vez, más grueso, denominada perimisio.

Los fascículos primarios se agrupan en fascículos secundarios, protegidos por el epimisio, que es la capa más gruesa de tejido conjuntivo.

El epimisio se prolonga formando los tendones y las aponeurosis. Los tendones y las aponeurosis están formados por tejido conjuntivo fibroso. La función de éstos es unir el músculo al hueso.

Las arterias, venas y vasos linfáticos que llegan al músculo deben atravesar las capas de tejido conjuntivo. Levan el alimento y oxígeno, necesarios para el funcionamiento muscular.

Los nervios responsables de la actividad muscular se unen a esta estructura mediante las Placas motoras, que son las zonas donde se producen las sinapsis.

MUSCULO LISO.Las fibras (células) de los músculos lisos tienen forma de huso y cada una tiene su núcleo centralmente; y típicamente, son unas 10 veces más finas y miles de veces más cortas que las fibras musculares esqueléticas

Los músculos lisos no tienen las relativas gruesas capas de tejido conectivo que tienen los músculos del esqueleto, no obstante, se conservan finas capas de tejido conectivo (endomisio) entre las fibras, segregadas por el propio músculo y donde se encuentran los vasos sanguíneos y los nervios.

La mayor parte de las fibras musculares lisas se organizan en láminas en las que las fibras están adosadas muy próximas. Estas láminas están presentes en las paredes de los órganos huecos de los tractos urinario, digestivo, respiratorio y reproductivo y generalmente aparecen dos capas mutuamente perpendiculares una en la dirección longitudinal del órgano y la otra rodeándolo circunferencialmente.

Cuando la capa longitudinal, es decir la que corre paralela al eje del órgano se contrae, el órgano se acorta y engorda, por su parte,

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cuando la contracción la hace la capa circunferencial lo que pasa es que se reduce la cavidad interna del órgano (su lumen) causando que este se alargue.

La contracción y relajación alternada de ambas capas con efectos contrarios mezcla el contenido del lumen y lo hace avanzar dentro del órgano. Este fenómeno se conoce como perístasis y es el que ayuda a vaciar el contenido del recto, la vejiga urinaria y otros órganos.

En los músculos lisos no son visibles las estrías de los músculos esqueléticos y de ahí su nombre.

Las bien estructuradas terminales nerviosas presente en los músculos esqueléticos ahora no están presentes y en su lugar las fibras nerviosas, que son parte del sistema nervioso autónomo, tienen numerosos bulbos abultados llamados varices que son las encargadas de liberar los neurotransmisores dentro del espacio sináptico (la unión especializada entre neuronas o entre una neurona y una célula efectora) en el área de las fibras musculares lisas.

CARACTERISTICAS, ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LAS ARTICULACIONES.Una articulación es la conjunción entre dos huesos formada por una serie de estructuras mediante las cuales se unen los huesos entre sí.

La parte de la anatomía que se encarga del estudio de las articulaciones es la artrología.

FUNCIÓN

Las funciones más importantes de las articulaciones son de constituir puntos de unión del esqueleto y producir movimientos mecánicos, proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, además de ser lugares de crecimiento.

IMPORTANCIA

Si no tuviéramos articulaciones no nos podríamos ni sentar ni doblar arrodillar nada porque son las que nos permiten flexionarnos sin ellas estaríamos inmovilizados

CARACTERÍSTICAS

Se encuentran entre dos huesos. Son flexibles. Permiten el movimiento de los huesos. Se pueden desligar. Se estiran y encogen (contraen). Sirven para mantener nuestros huesos unidos.

ESTRUCTURA:En todas ellas se puede considerar:

Las superficies óseas o articulares, que representan el esqueleto de la articulación. Las formaciones interóseas, blandas, intercaladas entre las superficies articulares. Las formaciones periféricas, también blandas, que rodean y envuelven a las anteriores.

BIOMECÁNICA DE LA MARCHALa marcha es el medio mecánico de locomoción del ser humano. Varios estudios de la marcha han sido estudiados por numerosos investigadores, sin embargo, hay limitada información sobre las únicas características del cambio de dirección durante la marcha.

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Al superponer un modelo simplificado sobre el pie real se observa como al iniciar el movimiento, el eje vertical rota hasta alcanzar un ángulo máximo (este ángulo depende de la velocidad y otros factores). En ese momento el eje horizontal inicia su rotación, inclinándose hacia adelante mientras el punto de rotación común se eleva impulsando todo el pie y la pierna hacia arriba y hacia delante.

MARCHA NORMALEl conocimiento de la locomoción humana normal es la base del tratamiento sistemático y del manejo de la marcha patológica, especialmente cuando se usan prótesis y ortesis.

La locomoción humana normal se ha descrito como una serie de movimientos alternantes, rítmicos, de las extremidades y del tronco que determinan un desplazamiento hacia delante del centro de gravedad. Más específicamente, la locomoción humana normal puede describirse enumerando algunas de sus características. Aunque existen pequeñas diferencias en la forma de la marcha de un individuo a otro, estas diferencias caen dentro de pequeños límites.

El ciclo de la marcha comienza cuando el pie contacta con el suelo y termina con el siguiente contacto con el suelo del mismo pie. Los dos mayores componentes del ciclo de la marcha son: la fase de apoyo y la fase de balanceo una pierna está en fase de apoyo cuando está en contacto con el suelo y está en fase de balanceo cuando no contacta con el suelo.

La longitud del paso completo es la distancia lineal entre los sucesivos puntos de contacto del talón del mismo pie. La longitud del paso es la distancia lineal en el plano de progresión entre los puntos de contacto de un pie y el otro pie

Apoyo sencillo, se refiere al periodo cuando sólo una pierna está en contacto con el suelo. El periodo de doble apoyo ocurre cuando ambos pies están en contacto con el suelo simultáneamente. Para referencia del pie significa que por un corto periodo de tiempo, la primera parte de la fase de apoyo y la última parte de la fase de apoyo, el pie contralateral está también en contacto con el suelo. La ausencia de un período de doble apoyo distingue el correr del andar.

La cantidad relativa de tiempo gastado durante cada fase del ciclo de la marcha, a una velocidad normal, es:

1. Fase de apoyo: 60% del ciclo

2. Fase de balanceo: 40% del ciclo

3. Doble apoyo: 20% del ciclo.

Con el aumento de la velocidad de la marcha hay un aumento relativo en el tiempo gastado en la fase de balanceo, y con la disminución de la velocidad una relativa disminución. La duración del doble apoyo disminuye conforme aumenta la velocidad de la marcha.

SUBDIVISIÓN DE LA FASE DE APOYOHay cinco momentos que son útiles al subdividir la fase de apoyo: contacto del talón, apoyo plantar, apoyo medio, elevación del talón y despegue del pie.

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El contacto del talón se refiere al instante en que el talón de la pierna de referencia toca el suelo. El apoyo plantar se refiere al contacto de la parte anterior del pie con el suelo. El apoyo medio ocurre cuando el trocánter mayor está alineado verticalmente con el centro del pie, visto desde un plano sagital. La elevación del talón ocurre cuando el talón se eleva del suelo, y el despegue del pie ocurre cuando los dedos se elevan del suelo.

La fase de apoyo puede también dividirse en intervalos con los términos de aceptación del peso, apoyo medio y despegue. El intervalo de aceptación del peso empieza en el contacto del talón y termina con el apoyo plantar. El intervalo de apoyo medio empieza con el apoyo plantar y termina con la elevación del talón al despegue del talón. El despegue se extiende desde la elevación de los dedos

SUBDIVISIONES DE LA FASE DE BALANCEOLa fase de balanceo puede dividirse en tres intervalos designados con los términos de aceleración, balanceo medio y deceleración. Cada una de estas subdivisiones constituye aproximadamente un tercio de la fase de balanceo. El primer tercio, referido como periodo de aceleración, se caracteriza por la rápida aceleración del extremo de la pierna inmediatamente después de que los dedos dejan el suelo. Durante el tercio medio de la fase de balanceo, el intervalo del balanceo medio, la pierna balanceada pasa a la otra pierna, moviéndose hacia delante de la misma, ya que está en fase de apoyo. El tercio final de la fase de balanceo está caracterizado por la desaceleración de la pierna que se mueve rápidamente cuando se acerca al final del intervalo.

LÍNEA DEL CENTRO DE GRAVEDADLas leyes de la mecánica dicen claramente que el mínimo gasto de energía se consigue cuando un cuerpo se mueve en línea recta, sin que el centro de gravedad se desvíe, tanto para arriba como para abajo, como de un lado a otro. Esta línea recta sería posible en la marcha normal si las extremidades inferiores terminaran en ruedas. Como no es esto lo que ocurre, el centro de gravedad del cuerpo se desvía de una línea recta, pero para la conservación de la energía, la desviación o desplazamiento debe quedarse a un nivel óptimo.

DESPLAZAMIENTO VERTICALEn la marcha normal el centro de gravedad se mueve hacia arriba y hacia abajo, de manera rítmica, conforme se mueve hacia adelante. El punto más alto se produce cuando la extremidad que carga el peso está en el centro de su fase de apoyo; el punto más bajo ocurre en el momento del apoyo doble, cuando ambos pies están en contacto con el suelo. El punto medio de este desplazamiento vertical en el adulto masculino es

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aproximadamente de 5 cm. La línea seguida por el centro de gravedad es muy suave sin cambios bruscos de desviación.

DESPLAZAMIENTO LATERALCuando el peso se transfiere de una pierna a otra, hay una desviación de la pelvis y del tronco hacia el lado o extremidad en la que se apoya el peso del cuerpo. El centro de gravedad, al tiempo que se desplaza hacia adelante no sólo sufre un movimiento rítmico hacia arriba y abajo, sino que también oscila de un lado a otro. El desplazamiento total de este movimiento lateral es también aproximadamente de 5 cm. El límite de los movimientos laterales del centro de gravedad ocurre cuando cada extremidad está en el apoyo medio y la línea del centro de gravedad es también en este caso, de curvas muy suaves.

CARACTERÍSTICAS DE LA MARCHA QUE INFLUENCIAN LA LÍNEA DEL CENTRO DE GRAVEDAD

FLEXIÓN DE LA RODILLA DURANTE LA FASE DE APOYOInmediatamente después del contacto del talón, empieza la flexión de la rodilla y continúa durante la primera parte de la fase de apoyo hasta aproximadamente los 20 grados de flexión. Esta característica de la marcha normal ayuda a suavizar la línea del centro de gravedad y reduce su desplazamiento hacia arriba cuando el cuerpo se mueve apoyado sobre el pie en que se apoya.

DESCENSO HORIZONTAL DE LA PELVISEn la marcha normal la pelvis desciende alternativamente, primero alrededor de una articulación de la cadera y luego de la otra. El desplazamiento desde la horizontal es muy ligero y, generalmente, no pasa de los 5 grados. En la posición de pie esto es un signo positivo de Trendelenburg; en la marcha es una característica normal que sirve para reducir la elevación del centro de gravedad.

ROTACIÓN DE LA PELVISAdemás del descenso horizontal, la pelvis rota hacia adelante en el plano horizontal, aproximadamente 8 grados en el lado de la fase de balanceo (4 grados a cada lado de la línea central). Esta característica de la marcha normal permite un paso ligeramente más largo, sin bajar el centro de gravedad y reduciendo, por tanto, el desplazamiento vertical total.

ANCHO DE LA BASE DE SUSTENTACIÓNLa figura 8 muestra dos líneas que van a través de los sucesivos puntos medios de la fase de apoyo de cada pie. La distancia entre las dos líneas representa la medida de la base de sustentación. En la marcha normal, el ancho

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entre las dos líneas queda en una media de 5 a 10 centímetros. Como la pelvis debe desplazarse hacia el lado del apoyo del cuerpo para mantener la estabilidad en el apoyo medio, la estrecha base de sustentación reduce el desplazamiento lateral del centro de gravedad.

MÉTODOS DEL ESTUDIO DE LA MARCHALos investigadores de la locomoción humana han estudiado dos métodos de investigación. Uno es la cinemática que describe los movimientos del cuerpo en conjunto y los movimientos relativos de las partes del cuerpo durante las diferentes fases de la marcha. Un ejemplo de esto es el estudio de las relaciones angulares de los segmentos de la extremidad inferior durante el ciclo de la marcha.

El otro es del área de la cinética, que se refiere a las fuerzas que producen el movimiento. Las fuerzas de mayor influencia en los movimientos del cuerpo en la marcha normal, son aquellas debidas a:

1. Gravedad

2. Contracción muscular

3. Inercia

4. Reacciones del suelo (resultantes de las fuerzas que ejerce el suelo en el pie)

La fuerza que el pie ejerce en el suelo debido a la gravedad y a la inercia está en oposición con la reacción del suelo (rs). Como indica el dibujo, en la marcha normal los componentes vertical y horizontal de la reacción del suelo (rv y rf respectivamente), dan una resultante en dirección hacia arriba y hacia atrás. Por ello pasa posteriormente al eje de la rodilla. Ello daría como resultante la flexión de la rodilla si no se aplicara ninguna restricción. Esta fuerza se ejerce por los cuádriceps, de manera que la rodilla no se colapsa, pero se flexiona de forma controlada.

El siguiente análisis de la marcha normal se deriva de la cinemática y la cinética, y de estudios electromiográficos de sujetos normales andando a una cadencia normal (100 a 115 pasos por minuto). Unas cadencias más o menos rápidas tienen un efecto muy pronunciado en los valores de los ángulos de la articulación, producido por las fuerzas generadas externamente y por la actividad muscular.

Con el propósito de analizar el plano sagital, la marcha ha sido considerada en tres intervalos seguidos:

1. Contacto del talón a punto de apoyo medio

2. Punto de apoyo medio a despegue de los dedos

3. Fase de balanceo.

Cada uno de estos intervalos de acciones del tobillo, rodilla y cadera, se discuten separadamente, en términos de factores de cinemática y cinética. La discusión de los factores cinéticos se refiere a las fuerzas creadas externa e internamente. Por último, se presenta una breve discusión del análisis del movimiento en el plano frontal.

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FASE DE DESCENSOLa fase de descenso, el periodo en el cual el pie no está en contacto con el suelo, explica el 38% del ciclo de postura cuando se está caminando.

Esta fase le permite al pie recuperarse después de levantar la punta del dedo y cambiar su posición para realizar el movimiento nuevamente.

Hay dos periodos dentro de la fase de descenso:

1. PRIMERA FASE DE DESCENSOLa primera fase de descenso comienza con la punta del dedo levantada. En este punto, ambos pies están en contacto con el suelo al mismo tiempo. Esto es también conocido como una doble fase de soporte, que explica aproximadamente el 10% del modo de caminar.

El periodo de doble soporte se contrae mientras se incrementa la velocidad de la marcha. Cuando se está corriendo, no hay eventualmente doble soporte cuando ambos pies no están en el suelo in la fase de flote, o cuando un pie no está en el suelo en la única fase de soporte.

2. ÚLTIMA FASE DE DESCENSOComo el pie continúa recobrando su posición, la tibia rota externamente de acuerdo a la re supinación de la articulación subtalar. La parte delantera y trasera otra vez se juntan para girar el pie dentro de un nivel rígido y prepararlo para la fase de contacto de la fase de postura.

PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

VISCOSIDAD En la animación, el fluido de abajo es más viscoso que el de arriba. Los líquidos se caracterizan porque las fuerzas internas en un líquido no dependen de la deformación total, aunque usual sí dependen de la velocidad de deformación, esto es lo que diferencia a los sólidos deformables de los líquidos. Los fluidos reales se caracterizan por poseer una resistencia a fluir llamada viscosidad La viscosidad de un líquido crece al aumentar el número de moles y disminuye al crecer la temperatura. La viscosidad también está relacionada con la complejidad de las moléculas que constituyen el líquido: es baja en los gases inertes licuados y alta en los aceites pesados. Es una propiedad característica de todo fluido.

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La viscosidad es una medida de la resistencia al desplazamiento de un fluido cuando existe una diferencia de presión. Cuando un líquido o un gas fluyen se supone la existencia de una capa estacionaria, de líquido o gas, adherida sobre la superficie del material a través del cual se presenta el flujo. La segunda capa roza con la adherida superficialmente y ésta segunda con una tercera y así sucesivamente. Este roce entre las capas sucesivas es el responsable de la oposición al flujo o sea el responsable de la viscosidad. La viscosidad se mide en poises, siendo un poise la viscosidad de un líquido en el que para deslizar una capa de un centímetro cuadrado de área a la velocidad de 1 cm/s respecto a otra estacionaria situado a 1 cm de distancia fuese necesaria la fuerza de una dina.

La viscosidad suele decrecer en los líquidos al aumentar la temperatura, aunque algunos pocos líquidos presentan un aumento de viscosidad cuando se calientan. Para los gases la viscosidad aumenta al aumentar la temperatura. La viscosidad de un líquido se determina por medio de un viscosímetro entre los cuales el más utilizado es el de Ostwald, este se utiliza para determinar viscosidad relativa

FLUIDEZ La fluidez es una característica de los líquidos y/o gases que les confiere la habilidad de poder pasar por cualquier orificio o agujero por más pequeño que sea, siempre que esté a un mismo o inferior nivel del recipiente en el que se encuentren, a diferencia del restante estado de agregación conocido como sólido. Fluidez es el opuesto de viscosidad, ambas se relacionan con la temperatura y la presión. A mayor temperatura más fluidez tiene un líquido y menos fluidez tiene un gas.

MECÁNICA DE FLUIDOSLa mecánica de fluidos es la rama de la mecánica de medios continuos que estudia el movimiento de los fluidos así como las fuerzas que los provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para resistir esfuerzos cortantes. La mecánica de fluidos se asume que los fluidos verifican las siguientes leyes: Conservación de la masa y de la cantidad de movimiento. Primera y segunda ley de la termodinámica. PARTÍCULA FLUIDA Este concepto está muy ligado al del medio continúo y es sumamente importante en la mecánica de fluidos. Se llama partícula fluida a la masa elemental de fluido que en un instante determinado se encuentra en un punto del espacio. Dicha masa elemental ha de ser lo suficientemente grande como para contener un gran número de moléculas, y lo suficientemente pequeña como para poder considerar que en su interior no hay variaciones de las propiedades macroscópicas del fluido, de modo que en cada partícula fluida podamos asignar un valor a estas propiedades. Es importante tener en cuenta que la partícula fluida se mueve con la velocidad macroscópica del fluido, de modo que está siempre formada por las mismas moléculas. Así pues un determinado punto del espacio en distintos instantes de tiempo estará ocupado por distintas partículas fluidas.

MECÁNICA DE FLUIDOS

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También estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita. La hipótesis fundamental en la que se basa toda la mecánica de fluidos es la hipótesis del medio continuo.

FLUIDOS HUMANOS Los fluidos corporales son aquellas sustancias que pueden fluir o que se producen en el interior de los seres vivos, ya pueden ser líquidos o gases, incluso los sólidos finamente pulverizados.

Entre los fluidos corporales del ser humano se encuentran:

Bilis Cerumen Flema Humor acuoso Humor vítreo Legaña Lágrimas Moco Orina Saliva Sangre Sebo Secreción vaginal Semen Emesis Excremento

En la medicina griega y romana, así como en las sociedades europeas posteriores y hasta la llegada de la medicina moderna, se consideraba que el cuerpo humano contenía cuatro humores: la bilis amarilla, la bilis negra, la flema y la sangre; y que el desequilibrio de los mismos afectaba a la personalidad.

LÍQUIDOS CORPORALESLa cantidad total de líquidos corporales y las cantidades totales de solutos, así como las concentraciones de ambos deben mantenerse en equilibrio para la homeostasis. En el organismo existe un intercambio continuo entre líquidos y solutos con el medio externo; el ingreso de los líquidos debe igualarse con las perdidas equivalentes de los mismos para evitar que aumente o disminuya el volumen total de los líquidos corporales. Los ingresos de líquidos varían de persona a persona, incluso en la misma persona varía con los días, el clima, el ejercicio, etc..., de aquí lo importante que es mantener al cuerpo en estado de equilibrio

El agua ingresa al cuerpo por dos fuentes principales:

La que se ingiere como líquido, o como componente de los alimentos sólidos, que es normalmente alrededor de 2100ml/día; a esta cantidad hay que sumarle los líquidos corporales normales.

La que se sintetiza en el organismo como resultado de la oxidación de los carbohidratos que representa unos 200ml/día.

Tomando en cuenta los datos anteriores, podemos decir que el ingreso total de agua al cuerpo normalmente es de uno 2300ml/día.

Un ingreso variable de agua tiene que estar ajustado a las pérdidas diarias de la misma; algunas pérdidas no pueden ser reguladas con exactitud cómo es la pérdida continua por evaporación en el aparato respiratorio, por

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difusión a través de la piel, que representa uno 700ml/día en condiciones normales. A esto se le denomina pérdida insensible de agua, porque ocurre sin que el individuo lo perciba, a pesar de estar produciéndose diariamente en todos los seres vivos.

La pérdida insensible de agua a través de la piel es independiente del sudor, esta pérdida representa alrededor de uno 300 a 400ml/día y es contrarrestada por la capa córnea de la piel cargada de colesterol que forma una barrera contra la excesiva pérdida de agua por difusión. Cuando esta capa desaparece, como en las quemaduras importantes, la evaporación puede aumentar hasta 10 veces y producir una pérdida diaria de hasta 5 litros, por esto hay que administrar grandes cantidades de agua a la gente que ha sufrido quemaduras extensas para evitar la deshidratación.

Por otro lado la pérdida insensible de líquidos a través del aparato respiratorio también varía entre 300 y 400ml/día. Cuando el aire entra en las vías respiratorias se satura en humedad alcanzando una presión del vapor de agua de unos 4mm Hg antes de ser expulsado; como la presión del aire respirado suele ser menor a 47 mm Hg, perdemos, constantemente agua con la respiración. Cuando la temperatura del aire desciende la pérdida de agua en forma de vapor es mayor.

Pérdidas de líquidos por el sudor

La cantidad de líquido que se pierde por el sudor es variable dependiendo de la actividad física y la temperatura del ambiente. El volumen de sudores normalmente 100ml/día, pero en un clima cálido y con actividad física intensa pude elevarse hasta 2litro/hora. Si no se aumenta el ingreso de agua al organismo gracias al mecanismo de la sed se agotarían los líquidos corporales enseguida.

Pérdida del agua con las heces

Normalmente se pierde una pequeña cantidad de agua con las heces, alrededor de 100ml/día, pero puede aumentar a varios litros en las personas que sufren de diarrea, es por esto que una diarrea intensa es una amenaza directa a la salud si no se corrige en unos días, de aquí la importancia de rehidratar a la gente que ha sufrido de una infección intestinal severa con pérdida masiva de líquidos.

Pérdida de agua por los riñones

La forma más conocida de pérdida del volumen corporal de líquidos se produce por la orina excretada por los riñones. Hay diversos mecanismos que regulan la cantidad de excreción urinaria. El medio más importante que posee el cuerpo para regular los ingresos y las pérdidas tanto de líquidos como de electrolitos es el controlar la velocidad con que los riñones producen la orina. De aquí se deriva la gran diferencia en el volumen de orina en el ser humano que pude ser desde 0.5litros/día en una persona deshidratada como 20litros/día en una persona que bebe enormes cantidades de líquidos. Los riñones cumplen la misma tarea con los electrolitos como el sodio, cloro y potasio, pueden eliminar grandes o diminutas cantidades según la ingesta de los mismos.

LIQUIDO INTRACELULAR Y EXTRACELULAREl total de los líquidos corporales está distribuido en dos compartimentos: el líquido extracelular y el intracelular. El líquido intracelular se divide a su vez en líquido intersticial y plasma sanguíneo. Hay otro compartimiento más pequeño conocido como líquido transcelular que comprende a los fluidos que se encuentran en los espacios sinovial, peritoneal, pericárdico e intraocular así como el líquido cefalorraquídea; lo habitual es considerarlos como un tipo especial de líquido extracelular, la suma de este tipo de líquidos es de 1 a 2 litros.

Líquido intracelular

Existen unos 28 a 42 litros de líquido dentro de los 75 billones de células del cuerpo y a este fluido se le denomina líquido intracelular, que constituye el 40% aproximadamente del peso total del cuerpo de un adulto.

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Dentro de cada célula el líquido contiene una mezcla de sus propios constituyentes, pero las concentraciones en cada célula son similares entre sí. La composición del líquido celular es bastante parecida entre distintos animales.

Principales elementos integrantes del líquido intracelular

La diferencia del líquido extracelular del intracelular es que éste contiene pequeñas cantidades de iones de sodio y de cloro y casa nada de calcio y en cambio, contiene grandes cantidades de potasio y fósforo, además de pequeñas cantidades de iones de sulfato y de magnesio; además las células contienen gran cantidad de proteínas, casi cuatro veces más que el plasma.

Capilares linfáticos

La mayor parte del líquido que se filtra de los capilares arteriales fluye entre las células y se reabsorbe finalmente de nuevo en los extremos venos de los capilares sanguíneos, pero de media, una décima parte del líquido entra a los capilares linfáticos, en lugar de volver. Así es como se produce la linfa que se deriva, por lo tanto, del líquido intersticial que fluye a los linfáticos, la cantidad total de esta linfa es de 2 a 3 litros.

La cantidad mínima de líquido que vuelve a la circulación por los capilares linfáticos es de suma importancia ya que las sustancias de alto peso molecular, como las proteínas, no se pueden reabsorber de otra forma; esto se debe que los capilares linfáticos tienen una estructura especial formada por filamentos de fijación. Incluso las bacterias pueden, y generalmente lo hacen, entrar a la linfa, a medida que la linfa atraviesa los ganglios linfáticos esta partículas son eliminadas ya que en estos lugares se lleva a cabo parte de la producción de leucocitos, células del sistema protector del organismo.

El sistema linfático representa una vía accesoria por la que el líquido puede fluir desde los espacios intersticiales a la sangre y pueden llevarse proteínas y partículas grandes de los espacios tisulares, ninguno de los cuales se puede eliminar mediante la absorción directa en el capilar sanguíneo. Esta eliminación es una función esencial sin la cual moriríamos en 24 horas.

Líquido extracelular

Todos los fluidos situados en el exterior de las células se conocen en conjunto como líquido extracelular. En total dan cuenta del 20% aproximadamente, del peso total del cuerpo de un adulto. Los dos grupos más extensos de este tipo de líquido son el intersticial, que supone tres cuartas partes del líquido extracelular y el plasma que representa el cuarto restante, es decir, alrededor de unos 3 litros.

El plasma es la porción de la sangre que no contiene células y se mantiene constante en intercambio con el líquido intersticial a través de los poros de la membrana de los capilares. Estos poros son permeables a casi todos los solutos salvo las proteínas, por lo que el plasma y los líquidos intersticiales tienen aproximadamente la misma composición excepto en las proteínas que están más concentradas en el plasma.

VOLUMEN SANGUÍNEOLa sangre contiene líquido extracelular, plasma, y líquido intracelular alojado en los hematíes o eritrocitos, sin embargo la sangre es considerada como un tipo de líquido separado por que se encuentra en una “cámara” separada, en el aparato circulatorio. El volumen que ocupan lo líquidos de la sangre es especialmente importancia para regular la dinámica circulatoria o cardiovascular.

El volumen de sangre en los adultos normales es en promedio de un 8% del peso corporal, es decir alrededor de uno 5 litros. El 60% aproximadamente de la sangre es plasma y el 49% son los hematíes.

El hematocrito es la parte de la sangre que está formada por los eritrocitos y que se obtiene centrifugando la sangre hasta que las células quedan apiñadas en el fondo del tubo. En varones normales se obtiene un

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hematocrito de 0.40 aprox. y en las mujeres normales es de alrededor de 0.36. En la anemia intensa este valor puede descender incluso al 0.10, lo que apenas mantiene la vida. Existen otros proceso en los que existe una producción excesiva, de eritrocitos y dan lugar a una policitemia, en estos caso puede ascender hasta 0.65.

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LAS ÓSMOSIS Y PRESIÓN OSMÓTICALa ósmosis es la difusión final de agua desde una zona de gran concentración de agua a otra con menor concentración de la misma.

La membrana de las células es impermeable a la mayoría de los solutos, pero muy permeable al agua, siempre que haya una concentración de solutos más alta a un lado de la membrana celular el agua se difunde a través de la membrana pasando hacia la zona con mayor concentración de solutos. De igual manera si se extrae un soluto del líquido extracelular y se eleva la concentración de agua ésta se desplazará desde el líquido extracelular atravesando las membranas celulares para ingresar a la célula. A la velocidad de difusión se le llama velocidad de la ósmosis.

Si un célula se somete a una solución con un concentración de solutos no difusibles igual a la de la célula esta permanecerá igual y se dice que la solución es isotónica, pero si por el contrario se sumerge en un medio que contenga menores concentraciones de solutos no difusibles el agua penetrará a la célula para equilibrar las concentraciones y esto provocará que la célula se hinche, a este tipo de medio o soluciones se les denomina hipotónicas. Si se coloca la célula en una solución con mayor soluto no difusible, el agua que contiene la célula, se transportará al medio para igualar las concentraciones provocando una disminución en el volumen de la célula, a estas soluciones que provocan la retracción o encogimiento de la célula se les llama hipertónicas.

Como la concentración de agua de una solución depende del número de partículas de solutos que existen en ella, se necesita un término que defina la concentración total de las partículas disueltas. El número total de partículas de un soluto se mide en término de osmoles; un osmol (osm) es igual a 1mol (mol: 6.023x1023) de partículas de soluto. Al ser el osmol una unidad muy grande se utiliza habitualmente miliosmol. Cuando la concentración se expresa en osmoles por kilogramos de agua se le llama osmolalidad, mientras que si se expresa en osmoles por litro de solución se le llama osmolaridad.

La importancia de las soluciones tónicas radican en la reacción de las células hacia las mismas, si la osmolaridad de la solución o es igual a la que está adentro de las células, es decir no es un solución isotónica la homeostasis del cuerpo se ve alterada y esto puede provocar efectos indeseables.

Las alteraciones en la composición y el volumen de los líquidos del cuerpo son uno de los problemas más comunes. Algunos de los factores que pueden hacer que los volúmenes cambien son la ingestión de agua, deshidratación, administración de líquidos vía intravenosa, pérdida de líquido por el tracto gastrointestinal y pérdida de cantidades anormales de agua por sudor u orina.

Por otro lado existe el edema, que consiste en el exceso de líquidos en los tejidos corporales, en la mayoría de los casos se producen en el líquido extracelular, pero por el efecto de ósmosis si es muy grande el edema puede afectar al líquido intracelular.

Edema intracelular

Hay dos procesos que predisponen a la hinchazón intracelular:

La reducción de los procesos metabólicos en los tejidos

La falta de nutrición suficiente de las células

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También puede aparecer edema intracelular en los tejido inflamados ya que esto suele tener un efecto directo en las membranas celulares aumentando su permeabilidad, dejando que el sodio y a otros iones se difundan hacia el interior y con la ósmosis consecutiva hay entrada de agua.

Edema extracelular

El edema de líquido extracelular se produce cuando hay retención excesiva de líquido en los espacios extracelulares, en general tiene dos causas:

Escape anormal de líquidos de plasma a espacios intersticiales a través de capilares

Falta de drenaje linfático de los líquidos desde el intersticio hacia la sangres

La causa más frecuente en clínica es la filtración capilar excesiva. A través de estos dos tipos de alteraciones hay distintos procesos aquí hay algunos:

Aumento de la presión capilar

Retención excesiva de agua y sal por el riñón

Insuficiencia renal aguda o crónica

Exceso de mineral corticoides

Elevación de la presión venosa

Insuficiencia cardiaca

Obstrucción venosa

Impulsión insuficiente de la sangre venosa

Disminución de la resistencia arterial

Excesivo calor corporal

Insuficiencia del sistema nerviosos simpático

Fármacos vasodilatadores

Disminución de las proteínas plasmáticas

Pérdida de proteínas por la orina

Pérdida de proteínas por zonas cutáneas

Quemaduras

Heridas

Síntesis de proteínas insuficientes

Hepatopatía

Malnutrición

Aumento de la permeabilidad capilar

Reacciones inmunitarias

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Toxinas

Infecciones bacterianas

carencias vitamínicas, especialmente de la vitamina C

Isquemia prolongada,

Quemaduras

Obstrucción del sistema linfático

Cáncer

Infecciones

Intervenciones quirúrgicas

Ausencia o anomalías congénitas de los vasos linfáticos.

Aunque existen muchas alteraciones que pueden producir edemas, el trastorno que lo origina debe ser intenso antes de que aparezca el edema. Eso se debe a que hay tres factores defensivos importantes que se oponen a la retención de líquido.

Escasa distensibilidad del intersticio cuando la presión del líquido intersticial es negativa, de unos 3mm de Hg

La capacidad de drenaje linfático puede aumentar hasta 50veces

Factor defensivo por dilución de proteínas de los espacios intersticiales

La saliva

Además del agua, la sangre, la orina y la linfa, existen también otros fluidos producto de la secreción de células glandulares. Ya que una de las funciones de glándulas es la secreción de agua y electrolitos junto con las sustancias orgánicas. Uno de los fluidos más importantes que producen las glándulas es la saliva, producida por tres glándulas salivales las parótidas, las submandibulares y las sublinguales, además de otras menores bucales. La secreción diaria normal de saliva oscila entre 800 y1500 mililitros. En condiciones normales basales, salvo en el sueño, se secretan 0.5mililitros de saliva del tipo que lubrica, o que ayuda al mantenimiento de los tejidos bucales.

La saliva contiene dos tipos principales de secreción proteica, una serosa rica en ptialina que digiere almidones y otra mucosa que contiene mucina que lubrica y cubre la superficie. El pH de la saliva es de 6 a 7. Una de sus funciones es ayudar a lavar y arrastras los gérmenes patógenos y las partículas alimenticias, también destruir bacterias por medio de iones y enzimas.

Moco o mucosidades

Uno de los fluidos más conocidos es el moco, que consiste en una secreción densa compuesta fundamentalmente por agua, electrolitos y una mezcla de varias glicoproteínas formadas a su vez por polisacáridos unidos a cantidades mucho menor de proteínas. El moco muestra ligeras diferencias según la parte del cuerpo que recubra, pero en todos presenta varias características que lo convierten en un excelente lubricante y protector:

Es adherente, lo que le permite fijarse con fuerza a paredes o partículas, formando una fina capa en la superficie.

Tiene una densidad suficiente para cubrir la pared a la que se adhiera y evitar el contacto real de las partículas con la misma su resistencia al deslizamiento o viscosidad, es escasa

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Hace que algunas partículas, como las fecales si hablamos de mucosa intestinal, se adhieran entre sí, formando masas que son fácilmente expulsadas

Las glicoproteínas poseen propiedades anfotéricas, es decir, amortiguan las cantidades de ácidos que lleguen al mismo, ya que contiene pequeños iones bicarbonato que neutralizan a los ácidos.

Líquido amniótico

El líquido amniótico es aquel que se encuentra en el útero alrededor del feto; normalmente su volumen es de uno 500 a 1000ml, pero varía. El agua del líquido amniótico se renueva una vez cada 3 horas y, una parte del líquido procede de la excreción renal del feto. Existe también una cierta absorción del líquido por el tubo digestivo y los pulmones del feto.

Líquido cefalorraquídeo

La capacidad total de la cavidad que envuelve el encéfalo y la médula es de 1.6 a 1.7 litros, unos 150mililitros de este volumen están en el líquido cefalorraquídeo, todas las cámaras del encéfalo están conectadas entre sí y la presión del líquido debe permanecer constante.

Otros tipos de líquido existentes en el cuerpo son el intraocular, pleural, folicular, y los que se encuentran en el hueso, a pesar de ser de gran importancia para la manutención del equilibrio su volumen es mucho menor.

Como se pude ver el cuerpo humano es una máquina extremadamente compleja que guarda diariamente un equilibrio delicado, gracias a esta homeostasis podemos sobrevivir.

LIQUIDOS Y GASES Los líquidos y los gases son diferentes entre sí, pero juntos conforman lo que se conoce como fluidos, denominados así por su capacidad de fluir o escurrir.

En los líquidos, los átomos se encuentran más alejados unos de otros, en comparación con los átomos de un sólido y, por tanto, las fuerzas de cohesión que existen entre ellos son más débiles. Los átomos vibran con mayor libertad que en los sólidos, permitiendo que sufran pequeñas traslaciones en el interior del líquido. Los líquidos pueden escurrir o fluir con notable facilidad, no ofrecen resistencia a la penetración y toman la forma del recipiente que los contiene. Las moléculas, al igual que las de los sólidos amorfos, no se encuentran distribuidas en forma ordenada.

La cohesión y la adhesión son fuerzas que afectan a los líquidos. La cohesión se observa cuando, por ejemplo, se unen dos gotas de un líquido para formar una sola gota; y la adhesión cuando dos placas de vidrio humedecidas, puestas una sobre otra, se pegan por la adhesión del agua.

Como resultado de estos fenómenos se producen la tensión superficial y la capilaridad.

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Se denomina tensión superficial al comportamiento de una delgada capa superficial del líquido, la cual se comporta como si fuera una membrana de material elástico, debido a que las fuerzas de cohesión de las moléculas que están en el interior del líquido se atraen entre s en todas direcciones, menos en la superficie; ello origina una tensión que permite explicar por qué un insecto puede caminar sobre el agua, y por qué una aguja o navaja delgada se pueden colocar en el agua de un vaso sin que se hundan.

La capilaridad consiste en el ascenso y descenso de líquidos por tubos delgados, como un cabello, conocidos como tubos capilares. Cuando un líquido moja las paredes del tubo capilar, debido a la adhesión, asciende y, su superficie libre, forma una curvatura llamada menisco cóncavo, y cuando el líquido no moja las paredes del tubo capilar, por su gran cohesión, desciende y su superficie libre forma un menisco convexo. Este fenómeno se presenta en las plantas, ya que la circulación de la savia se realiza a través de sus vasos leñosos.

En los gases, la separación entre las moléculas es mucho mayor que en los sólidos y en los líquidos, siendo prácticamente nula la fuerza de cohesión entre dichas partículas, las cuales se mueven en todas direcciones, haciendo que los gases no posean forma definida y ocupen siempre el volumen total del recipiente en donde se hallan contenidos.

Los gases son muy compresibles, porque son capaces de reducir su volumen cuando se les aplica una fuerza, por lo que se les considera elásticos, mientras que los líquidos son prácticamente incompresibles, puesto que conservan su volumen fijo, siempre que no se altere su temperatura.

LEY DE STOKESLa ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds. Fue derivada en 1851 por George Gabriel Stokes tras resolver un caso particular de las ecuaciones de Navier-Stokes. En general la ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.

La ley de Stokes puede escribirse como:

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

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La condición de bajos números de Reynolds implica un flujo laminar lo cual puede traducirse por una velocidad relativa entre la esfera y el medio inferior a un cierto valor crítico. En estas condiciones la resistencia que ofrece el medio es debida casi exclusivamente a las fuerzas de rozamiento que se oponen al deslizamiento de unas capas de fluido sobre otras a partir de la capa límite adherida al cuerpo. La ley de Stokes se ha comprobado experimentalmente en multitud de fluidos y condiciones.

Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.

HIDROSTÁTICAΡ: densidad del fluido

G: la aceleración gravitatoria de la tierra

H: altura

La hidrostática tiene como objetivo estudiar los líquidos en reposo. Generalmente varios de sus principios también se aplican a los gases.

El término de fluido se aplica a líquidos y gases porque ambos tienen propiedades comunes. No obstante conviene recordar que un gas puede comprimirse con facilidad, mientras un líquido es prácticamente incompresible.

Las características de los líquidos son las siguientes:

a) Viscosidad. Es una medida de la resistencia que opone un líquido a fluir.

b) Tensión superficial. Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre moléculas de un líquido.

c) Cohesión. Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.

d) Adherencia. Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto.

e) Capilaridad. Se presenta cuando existe contacto entre un líquido y una pared sólida, especialmente si son tubos muy delgados llamados capilares.

PRINCIPIO DE PASCALEl principio de pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise pascal (1623–1662) que se resume en la frase: «el incremento de la presión aplicada a una superficie de un fluido incompresible contenido

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en un recipiente indeformable, se transmite con el mismo valor a cada una de las partes del mismo».

Es decir, que si se aplica presión a un líquido no comprimible en un recipiente cerrado, ésta se transmite con igual intensidad en todas direcciones y sentidos. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo, en la prensa hidráulica o en el gato hidráulico; ambos dispositivos se basan en este principio. La condición de que el recipiente sea indeformable es necesaria para que los cambios en la presión no actúen deformando las paredes del mismo en lugar de transmitirse a todos los puntos del líquido

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES.El principio de Arquímedes establece que cualquier cuerpo sólido que se encuentre sumergido total o parcialmente (depositado) en un fluido será empujado en dirección ascendente por una fuerza igual al peso del volumen del líquido desplazado por el cuerpo sólido.

El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto, éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente.

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Unidad 1 biofisica Laura Sempertegui

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