BIOFISICA (2)

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Transporte a través de Membranas 
Proceso por el cual un gas o sustancia en disolución se dispersa por el movimiento aleatorio continuo 
de sus partículas para llenar el volumen disponible, desde áreas de alta hacia las de baja 
concentración. 
Cantidad de sustancia que atraviesa la membrana por unidad de superficie perpendicular al flujo por 
unidad de tiempo. J (moles/CM2 SEG). 
“la cantidad de sustancia que atraviesa un CM2 de área seccional 
por segundo (flujo) es directamente proporcional a la diferencia de 
concentración de la sustancia”. 
- J= P ΔC. 
- P=Coef.de permeabilidad. 
 
- Permeabilidad de la membrana. 
- Diferencia de concentración a uno y otro lado de la membrana. 
- Temperatura. 
- Superficie de difusión. 
- Tamaño de la molécula. 
barrera que separa dos compartimientos.
Según la sustancia que pueden atravesarla, se clasifican: 
- IMPERMEABLES: no deja pasar moléculas de soluto ni de solvente (agua). 
- SEMIPERMEABLE: pasan moléculas de agua, pero no las de soluto. 
- SELECTIVAS: solo atraviesan el agua y ciertos solutos. 
- DIALITICAS: caso especial de membrana selectiva, deja pasar el agua y solutos verdaderos 
(sales) pero no solutos coloidales (proteínas). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 movimiento pasivo de agua a través de una membrana semipermeable, desde zonas de 
baja concentración de soluto a zonas de alta concentración de soluto (gradiente). 
 
 
 
 
 
 
 
 presión hidrostática requerida para impedir el paso de agua a través de 
una membrana semipermeable que separa agua pura de la solución. 
¿Cómo cambia la presión osmótica cuando el soluto es un electrolito? 
- NACL NA+ CL- 
- NAOH NA+ OH- 
- CACL2 NA+ 2CL- 
se utiliza para modificar las ecuaciones de las propiedades coligativas. 
 
i = 
 
Concentración de partículas osmóticamente activas expresadas en osmoles o miliosmoles por litro, 
cantidad de partículas en la concentración. 
- OSMOLARIDAD TEORICA O IDEAL= M x I. 
- OSMOLARIDAD REAL O EFECTIVA= M x I x ϕ. 
- Φ = Coeficiente osmótico, varía entre 0 y 1. 
Presión osmótica teórica o ideal: 
• πT= R x T x M x i 
o
Si esta presente alguna permeabilidad a soluto. 
• Desviación del valor de π. 
• Corregida por el coeficiente de reflexión. 
• Entonces se calcula, πef = presión osmótica efectiva. 
 se define sobre la base de un osmómetro ideal en el que la membrana 
osmótica permite pasar el agua, pero impide el paso de soluto. 
numero de partículas en solución después de la disociación 
numero de partículas en solución antes de la disociación 
Dos soluciones isoosmóticas, misma presión osmótica a través de una membrana solo permeable al 
agua. 
- Si una ejerce menos presión osmótica, es HIPOSMOTICA respecto a la otra. 
- Si ejerce una presión mayor, es HIPEROSMOTICA. 
 la respuesta de las células o los tejidos inmersos en la solución. Se considera que 
una solución es isotónica, para una célula o tejido determinado, si la célula o el tejido inmerso en ella 
no se deshidrata o se hincha. 
- Se hincha, solución HIPOTONICA (- 0,28). 
- Se deshidrata, solución HIPERTONICA (+ 0,32). 
Periféricas o integrales. 
- Funciones: canales, transportadoras, enzimas, receptores, marcadores, anclajes del 
citoesqueleto. 
Pasivo: 
- DIFUSIÓN SIMPLE. 
- DIFUSION FACILITADA. 
- OSMOSIS. 
- DIALISIS. 
La velocidad de transporte aumenta de forma continua con la concentración de la sustancia que 
transporta, no gasta energía. 
Activo: 
- MECANISMOS DE BOMBAS. 
La velocidad de transporte esta limitado por el número de proteínas de transporte y se satura para 
concentraciones grandes de sustancia, si gasta energía. 
 
Termodinámica 
Rama de la física que estudia los efectos de los cambios de temperatura, presión y volumen de los 
sistemas físicos. 
Temperatura: 
- Es una medida de la energía molecular media. 
- No depende del tamaño, numero o tipo de partícula. 
- No es energía, si no una medida de ella. 
Calor: 
- Energía que se transmite entre cuerpos a diferentes temperaturas. 
- Hace que la temperatura aumente o disminuya. 
80ºC 
calor 
0ºC 
calor 
-20ºC 
- Es ganada o perdida en diferentes procesos. 
El calor es energía que pasa de los cuerpos de mayor temperatura a los de menor temperatura. 
 
CELSIUS. 
- Punto de ebullición del agua 100ºC. 
- Punto de fusión del hielo 0ºC. 
- Cero absoluto -273ºC. 
- 100 divisiones. 
KELVIN. 
- Punto de ebullición del agua 373K. 
- Punto de fusión del hielo 272K. 
- Cero absoluto 0K. 
- 100 divisiones. 
FAHRENHEIT. 
- 180 divisiones. 
Tubo capilar denominado vástago, cerrado en uno de sus extremos y comunicado el otro con el 
depósito de mercurio llamado bulbo, ambos de vidrio. 
Divisiones de decimas de grado entre 35ºC a 42ºC. 
- Termómetro clínico digital. 
- Termómetro de gas y cero absolutos. 
La temperatura más baja que teóricamente se puede alcanzar. 
- Las partículas del cuerpo están paradas. 
- EC: 0. 
- OK= -273ºC. 
 
- Energía transferida entre dos cuerpos o sistemas que se encuentran a diferente temperatura, 
se asocia al movimiento de los átomos y moléculas. 
- Se simboliza como Q y su unidad de medida es el Joule y la unidad clásica para medir la 
cantidad de calor es la caloría. 
 cantidad de calor necesaria para que 1KG de agua aumente 1° su temperatura, en el 
intervalo de 14,5 a 15,5°C. 
- La unidad de calor es JOULE. 
- 1CALORIA = 4,186 JOULE. 
- 1KCAL = 4,186 KJUOLE. 
Cantidad de calor necesaria para hacer variar en un grado la temperatura por unidad de masa de un 
cuerpo. 
- Se expresa en CAL/°C KG. 
- Cada cuerpo posee su calor especifico característico, ejemplo el agua 1KCAL/°C KG. 
La variación energética que acompaña a un flujo de calor señalado por el cambio de temperatura. 
Lo que puede transferir un cuerpo depende: 
- Su masa. 
- Temperatura. 
- Tipo de sustancia que sea. 
Q = m x Ce x (Tf – Ti) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propagación del calor entre dos cuerpos o parte de un mismo cuerpo a diferente temperatura debido 
a la agitación térmica de las moléculas, no existiendo un desplazamiento de estas. 
Proceso en el que se transfiere energía térmica de un punto a otro de un fluido (gas o liquido), por el 
movimiento del mismo fluido, es decir el transporte de materia. 
Propagación de ondas electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz (ondas infrarrojas). 
- No se produce ningún intercambio de masa y no se necesita ningún medio. 
 
 
Conjunto de todas las transformaciones que tienen lugar en los sistemas biológicos. 
Desde el punto de vista de la energía, el metabolismo aprovecha la energía química contenida en los 
alimentos ingeridos y en la eliminación posterior en forma de energía utilizada. 
El ser humano obtiene energía de la oxidación de moléculas complejas = ENERGIA METABOLICA 
 
Energía necesaria para el desarrollo de las funciones vitales y el mantenimiento de la temperatura 
corporal. 
- Condiciones para determinación funciones reducidas al mínimo. 
- TMB=Tasa Metabólica Basal (cal/h m2). 
 
TMB= 
 
 
Se estudian las interacciones entre un sistema y su entorno. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Cons. O2 (litros O2/h) x Energía alim (cal/litros O2) 
Superficie corporal (m2) 
Variables fundaméntales que describen cualquier sistema térmico son: presión (P), temperatura (T), 
volumen (V) y masa. 
No son independientes entre sí, se relacionan mediante la ecuación de estado. 
PV = NRT 
 
- Solo funciona para gases ideales y muchos gases a densidades bajas se comportan de 
manera ideal. 
Describen al sistema y no dependen de como fue el proceso, solo dependen del estado inicial y final. 
Son: 
- T= temperatura. 
- P= presión. 
- V= volumen. 
- U= energía interna. 
- H= entalpia. 
- S= entropía. 
- G= energía libre. 
- El calor NO es una función de estado. 
 la energía transferida entre el sistema y su ambiente a través deun proceso equivalente a 
elevar un peso. No es una función de estado. 
- El trabajo en un cambio de volumen: W= Fx d= P x A x d= P x V. 
- Proceso adiabático: no entra calor al sistema ni sale de él. Q = 0. 
- Proceso isocórico: volumen constante, W = 0. 
- Proceso isobárico: presión constante, W =P (V2- V1). 
- Proceso isotérmico: temperatura constante. 
Establece que si un cuerpo A se encuentra en la misma temperatura que un cuerpo B y este tiene la 
misma temperatura que un cuerpo C; el cuerpo A tendrá la misma temperatura que el cuerpo C. 
- Los tres cuerpos están en equilibrio térmico. 
 
 
 
 
 
 
 
Básicamente un enunciado de la conservación de la energía. 
La suma del calor añadido a un sistema mas el trabajo sobre este, 
es igual a la variación de la energía interna del sistema. 
- ΔU= Q - W o Q= ΔU + W. 
En otras palabras: “la energía no se crea ni se destruye, solo se 
transforma”. 
 
- En un sistema aislado, solo pueden ocurrir procesos espontáneos que van acompañados de un 
aumento de entropía. 
- La entropía (s), es otra variable termodinámica que mide el desorden de un sistema su 
proximidad al equilibrio térmico. 
- La entropía de un sistema es mayor que otro si el desorden del primero es mayor que el 
segundo. 
- La entropía del universo es la suma de la entropía del sistema y su medio circundante. 
- En cualquier transformación que se produce en un sistema aislado, la entropía nunca 
disminuye. 
- Lo importante de la entropía, son las variaciones que presenta y en función de estas las 
transformaciones se clasifican: 
Δ Su >0 Irreversible 
Δ Su =0 Reversible 
Δ Su <0 Imposible 
 
 los procesos (cambios) espontaneas van acompañados 
por una dispersión de la energía hacia una forma más desordenada. 
Definición de una nueva función de estado. 
ENTROPIA-S, relaja el desorden y la aleatoriedad del movimiento molecular. 
Cantidad de energía contenida en una determinada sustancia que experimenta reacción. 
H = V+ PV. 
 calcula el calor de un sistema; la forma mas usada de expresar el 
contenido calorífico de un componente de una reacción química. 
Variación de la entalpia: diferencia entre la entalpia de los productos y de los reactivos. Es el calor 
liberado o absorbido en una reacción. 
- Δ H = H final – H inicial 
No hay ninguna manera de determinar la cantidad de energía en una sustancia, pero podemos medir 
su variación. 
La energía interna es la 
suma de las energías 
cinética y potencial de las 
moléculas entre sí. 
Ejemplo: la quema de alimentos por el organismo. 
- Δ H = H final – H inicial <0. 
Ocurre en la absorción de energía. 
- Δ H = H final – H inicial > 0. 
La energía útil que contiene el sistema es una variable de estado que se denomina energía libre (G) y 
mide la energía que esta disponible para realizar el trabajo. 
- El segundo principio; cuando ocurre un proceso espontaneo disminuye la capacidad del 
sistema de realizar trabajo, disminuye su energía libre: ∆G<0 Reacción espontánea 
 
Sistemas vitales y Electricidad 
Fenómeno físico cuyo origen son las cargas eléctricas. 
Se puede manifestar a través de fenómenos: 
- Mecánicos. 
- Químicos. 
- Luminosos. 
- Térmicos. 
- Protón (+). 
- Neutrón (sin carga). 
- Electrón (-). 
 
 
 
 
 
 
- 
• En un átomo NEUTRO. Electrones = Protones (no tiene carga neta).
• A los electrones podemos “arrancarlos” y moverlos.
“MOVER ELECTRONES”, ES LO MISMO GENERAR ELECTRICIDAD DE FORMA ESTATICA O DINAMICA. 
Es un exceso de carga eléctrica en una zona con poca conductividad eléctrica, de manera que la 
acumulación de carga persiste. 
Ejemplos: 
- Al frotar un peine en tu cabello, los electrones pasan de tu cabello al peine. 
- Al frotar una varilla de vidrio o de plástico contra seda: la varilla se carga positivamente. 
Los electrones no se pierden, solo pasan de un material a otro; . 
 
Estudia los efectos de las cargas eléctricas en movimiento. 
Es el flujo de electrones que viaja a través de un material conductor. 
Una sustancia es conductor o aislante dependiendo de lo firme que sus átomos retengan electrones. 
- Se clasifican: 
CONDUCTORES: tienen facilidad para permitir el movimiento de cargas. Sus átomos se caracterizan 
por tener muchos electrones libres y aceptarlos o cederlos con facilidad. 
SUPERCONDUCTORES: ciertos materiales tienen resistencia cero (conductividad infinita). Se puede 
lograr a temperaturas suficientemente bajas. 
SEMICONDUCTORES: se pueden comportar como conductores o como aislantes. 
AISLANTES: presentan cierta dificultad al paso de electricidad y al movimiento de cargas. Tienen 
mayor dificultad para ceder o aceptar electrones.