BIOFISICA (2)

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CATEDRA: BIOFÍSICA 
1. Concepto de Biofísica. 
La biología estudia la vida en su variedad y 
complejidad, describe cómo los organismos 
se alimentan, comunican, sensan su entorno 
y se reproducen. Paralelamente, la física 
busca desentrañar las leyes matemáticas del 
comportamiento de la naturaleza y hace 
predicciones detalladas de las fuerzas que gobiernan sistemas ideales. 
Por lo tanto la Biofísica es la ciencia que 
integra ambos objetos de estudio, los de 
la Física y la Biología, ya que hay 
muchos procesos físicos y químicos en el 
desarrollo de la vida, para tratar de 
explicar, con la ayuda de herramientas 
físicas, empleando sus principios y 
métodos, patrones en los sistemas de seres vivos, comprendiendo desde lo más 
simple a lo más complejo: átomos, moléculas, células, organismos, y el ambiente 
en el que viven, aplicando la mecánica cuántica con su carácter probabilístico. 
El desafío de la biofísica es cubrir la brecha entre la simplicidad de la física y la 
complejidad de la vida. 
2. Aplicaciones en el campo de la salud. 
2.1. Biomecánica: 
Se trata del estudio de los procesos propios del cuerpo humano 
comprendiéndolos como la aplicación de fuerzas internas y externas al mismo, 
lo cual permite pensarlos en términos como el 
rendimiento energético, la mecánica anatómica etc. 
lo cual es útil a su vez para fabricar prótesis, 
interviene en el desarrollo de implantes y órganos 
artificiales, en el desarrollo de materiales para 
rehabilitación etc. 
2.2. Bioacústica: 
https://deconceptos.com/ciencias-naturales/mecanica-cuantica
Como su nombre lo indica, se propone la investigación de la producción 
del sonido en los animales, incluido el ser humano. 
Analiza también los órganos de la audición, así como el aparato de fonación y 
los procesos fisiológicos y neurofisiológicos a través de los cuales los sonidos o 
señales acústicas están producidos, recibidos y finalmente procesados a nivel 
del sistema nervioso central. 
2.3. Radiobiología: 
La radiobiología es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen en los 
seres vivos, tras la absorción de energía procedente de las radiaciones 
ionizantes. 
La radiobiología es estudiada por físicos, químicos, biólogos y médicos, porque 
su campo de conocimientos abarca estas 
ciencias. 
Las dos grandes razones que han 
impulsado la investigación de los efectos 
biológicos de las radiaciones ionizantes 
son: 
▪ Radioprotección: Poder utilizar esas radiaciones de forma segura 
en todas las aplicaciones médicas o industriales que las requieran. 
▪ Radioterapia: Utilizarlas de forma efectiva en el tratamiento del 
cáncer, lesionando lo menos posible el tejido humano normal. 
2.4. Comunicación molecular: 
La comunicación molecular permite el envío de información a través de 
moléculas u otras partículas a escala de nanómetros a micrómetros. Se centra 
en estudiar la generación, transmisión y recepción de información entre las 
moléculas. 
Esencialmente, se trata del 
intercambio de información a nivel 
celular, tanto entre células del 
https://concepto.de/sonido/
https://concepto.de/reino-animal/
https://concepto.de/ser-humano/
https://concepto.de/celula-2/
mismo organismo, como entre organismos unicelulares, empleando para ello 
principios sistémicos que bien pueden entenderse desde un punto de vista físico. 
2.5. Bioelectricidad: 
La demanda energética mundial va en aumento, lo cual hace necesario la 
búsqueda de energías alternativas que sean sustentables. Los microorganismos 
son capaces de producir energía renovable sin daño al ambiente. Recientemente 
se han desarrollado tecnologías 
basadas en la utilización de la energía 
acumulada en los residuos, 
permitiendo reutilizarlos. Las celdas de 
combustible microbiano (MFC) es una 
tecnología en desarrollo que permite la 
obtención de electricidad a partir de 
aguas residuales, además de otras 
aplicaciones. 
2.6. Marcapasos: 
Un marcapasos es un dispositivo electrónico diseñado para producir impulsos 
eléctricos que puedan estimular al músculo cardíaco en los casos en que falla la 
estimulación fisiológica o normal. Los impulsos 
eléctricos, una vez generados, deben ser 
transmitidos al músculo cardíaco; y, para ello, se 
requiere un cable (electrodo) que conecte el 
dispositivo con el músculo del corazón. De esta 
forma, podemos decir que este sistema de 
estimulación consta de un generador de 
impulsos eléctricos y un electrodo. 
3. Desarrollo Histórico. 
https://concepto.de/organismo/
https://concepto.de/organismos-unicelulares/
La educación médica se estructuró en 
Europa en el siglo XII, simultáneamente en 
las universidades medievales de París, 
Bolonia, y Oxford, por esta época sólo se 
enseñó Medicina y Teología, era la autoridad religiosa la que dominaba la 
formación en el arte de curar. La legislación sobre la formación médica fue 
establecida en 1224 por el emperador Federico Il (del Sacro Imperio Romano) 
(1194-1250); el currículo estaba diseñado para un período de 9 años. Una 
legislación similar fue adoptada en España a partir de 1283 y en Alemania a partir 
de 1347. Por esta época la Física no se había estructurado aún como ciencia y 
en los estudios de Medicina sólo se incluían las Matemáticas como representante 
del área de las Ciencias Exactas. Este tipo de curriculum se mantuvo vigente 
hasta el siglo XVIII. 
Con el desarrollo de la Mecánica por parte del físico y astrónomo italiano Galileo 
Galilei (1564-1542) y el físico matemático británico Isaac Newton (1642-1727) 
(más inspirados en la Filosofía que en las Matemáticas), se inicia la bifurcación 
entre la Medicina y la Física. 
La medicina y la física tuvieron un tronco común y a lo largo de la historia son 
muchos los ejemplos de interrelación entre ambas ciencias, entre los que se 
pueden citar: Galileo Galilei, (1564-1642) fundador de la física experimental, 
cuando joven fue estudiante de medicina; él y el fisiólogo Sanctorius de Padua 
(1561-1636) inventaron casi al mismo tiempo el termómetro, instrumento que 
tuvo uno de sus primeros usos en la medicina para determinar el estado febril de 
los pacientes. 
En el siglo XVII, Robert Hooke (1635-1703) científico inglés, introduce en el 
vocabulario biológico el concepto de célula; en esta misma época el médico 
inglés William Harvey (1578- 1657) realiza las primeras investigaciones del flujo 
sanguíneo, estudios que prosiguió el fisiólogo francés Jean Louis Marie 
Poiseuille (1799-1869) en el siglo XIX. 
El fisiólogo italiano Luigi Galvani (1737-1798) descubre la relación existente 
entre las contracciones de los músculos de las ranas y las descargas eléctricas, 
paso importante en el estudio de los fenómenos eléctricos, lo que de manera 
muy lenta fue abriendo paso al descubrimiento del electrocardiograma. 
En 1856, Kóllicker y Müller observaron, accidentalmente, que un nervio ciático 
de rana, puesto en contacto con el corazón, recibía un estímulo que acusaba 
contracción de los músculos de la pierna de rana. Ese estímulo eléctrico, 
provenía del corazón. 
En 1872, Gabriel Lippman inventó el electrómetro capilar; en 1908 recibió el 
premio Nobel de Física, por sus aportaciones en distintas áreas de esta ciencia. 
En 1887, Augustus Desire Waller, en Londres, registró, la corriente eléctrica del 
corazón humano con un electrómetro capilar de Lippman, con columna de 
mercurio, colocándolo sobre el tórax; la corriente eléctrica del sujeto causaba 
oscilaciones del mercurio, registrándolas en papel fotográfico. 
En 1903, el holandés Willem Einthoven (1860-1927), construyó el primer 
aparato de registro electrocardiográfico de aplicación clínica: un galvanómetro 
sensible, que registra la corriente que 
produce el corazón y en el que la inercia del 
elemento sensible está reducido al mínimo; 
acuñó el término elektrokardiogramm, 
diseñó el papel de registro, nombró las 
ondas P, Q, R, S, T, y U., y estableciólas 
derivaciones I, Il y Ill, que constituyen el llamado triángulo de Einthoven; por estas 
aportaciones, Einthoven recibió el Premio Nobel de Medicina o Fisiología, en 
1924. 
En 1908, se vendió el primer modelo comercial, fabricado por la Cambridge 
Scientífic Instrument Co., de Inglaterra. 
En 1911, Thomas Lewis, instaló el primer equipo en Londres, y formó a Frank 
Norman Wilson, quien introdujo la electrocardiografía en Norteamérica y 
estableció las derivaciones unipolares y precordiales. 
En 1928, la introducción de los tubos de vacío, permitió a la firma Frank Sanborn 
fabricar los primeros equipos portátiles. En 1942, Emanuel Goldberg, estableció 
las derivaciones aVr, aVI y aVf. 
El médico alemán Julius Robert Von Mayer (1814-1878) fue el primero en 
enunciar una de las leyes más generales de la naturaleza, la ley de conservación 
de la energía. Los físicos Maxwell (1831-1879) y Helmoltz (1821-1894) 
desarrollaron la teoría de la visión de los tres colores, confirmada a través de 
mediciones de la absorción de la luz por diferentes conos de los ojos. 
El descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Conrad Roentgen (1845-1923) 
en 1895 y el de la radiactividad por Antoine Henri Becquerel (1852-1908) al 
año siguiente, son dos hechos que marcan 
cambios trascendentales en la interrelación 
entre la física y la medicina, que determinan 
rasgos específicos en el desarrollo 
alcanzado por la ciencia médica actual. En 
1898 Marie Curie descubre el radio. 
La continua interacción entre las ciencias médicas y la física contribuyó al 
surgimiento de una nueva disciplina científica, la Física Médica, que se ocupa de 
la aplicación de los conceptos y métodos de Física en la Medicina o Ciencias de 
la Salud, llevados a la práctica por el radiofísico o físico médico, para beneficio y 
seguridad de la práctica médica contemporánea. Las puertas que ha abierto la 
física a las ciencias médicas y que han aportado técnicas como el diagnóstico 
por imágenes, la medicina nuclear o el empleo del magnetismo, han permitido 
significativas mejoras en la prevención, diagnóstico y tratamiento de 
enfermedades. Los físicos que desarrollan su actividad en el área de la medicina, 
trabajan en el análisis de imágenes, la radioterapia, el desarrollo de técnicas e 
instrumentos, en la enseñanza universitaria y, por supuesto, en las 
investigaciones destinadas a la pertenencia más preciada que posee el ser 
humano, la salud.