Unidad 2
FENÓMENOS BIOFÍSICOS MOLECULARES
Un fenómeno es un cambio en la Naturaleza que no modifica la
composición de la materia. Por ejemplo:
Mover un objeto de un sitio a otro, doblar un papel, la
formación de un huracán, dilatación del mercurio en un termómetro, congelación
del agua (en este caso, no cambia la identidad de la materia porque el agua
líquida ha pasado a agua sólida).
Link: https://es.scribd.com/doc/238291769/FENOMENOS-BIOFISICOS-MOLECULARES#scribd
TENSIÓN SUPERFICIAL
En física se denomina tensión superficial de un líquido a la
cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.
Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su
superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero,
desplazarse por la superficie del agua sin hundirse.
La tensión superficial junto a las fuerzas que se dan entre
los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da
lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la
superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido.
Link: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/surten2.html
Link: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/surten2.html
PRESIÓN HIDROSTÁTICA
El fluido genera presión sobre el fondo, los laterales del
recipiente y sobre la superficie del objeto introducido en él. Dicha presión
hidrostática, con el fluido en estado de reposo, provoca una fuerza
perpendicular a las paredes del envase o a la superficie del objeto.
El peso ejercido por el líquido sube a medida que se
incrementa la profundidad. La presión hidrostática es directamente proporcional
al valor de la gravedad, la densidad del líquido y la profundidad a la que se
encuentra.
La presión hidrostática (p) puede ser calculada a partir de
la multiplicación de la gravedad (g), la densidad (d) del líquido y la
profundidad (h). En ecuación: p = d x g x h.
ADHESIÓN
La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se
unen dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en
contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
Link: https://es.wikipedia.org/wiki/Adhesi%C3%B3n
COHESIÓN
Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las
partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la
cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un
mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies
de distintos cuerpos.
ACCIÓN CAPILAR
Se define como el movimiento del agua dentro de los espacios
de un material poroso, debido a las fuerzas de adhesión y a la tensión de la
superficie. La acción capilar ocurre porque el agua es pegajosa, en tanto que
las moléculas del agua se pegan unas a otras y a otras substancias como el
vidrio, la ropa, tejidos orgánicos y la tierra.
CAPILARIDAD
La capilaridad es una propiedad de los fluidos que depende
de su tensión superficial, la cual, a su vez, depende de la cohesión del
fluido, y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que
la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular es menor que la adhesión del
líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido
sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del
líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que
regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer
la gravedad.
Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un
líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio,
la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su
superficie es convexa.
Link: https://www.profesorenlinea.cl/fisica/Capilaridad.html
DIFUSIÓN SIMPLE
Se define como el proceso por el cual se produce un flujo
neto de moléculas que pasa a través de una membrana permeable sin que exista un
aporte externo de energía. No requiere de un aporte de energía debido a que su
principal fuerza impulsora es el aumento de la entropía total del sistema.
El proceso de difusión simple es de vital importancia para
el transporte de moléculas pequeñas a través de las membranas celulares.
ÓSMOSIS
La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el
comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana
semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento
entraña una difusión simple a través de la membrana, sin “gasto de energía”. La
ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo
celular de los seres vivos.
DIÁLISIS
La diálisis es un proceso mediante el cual se extraen las
toxinas y el exceso de agua de la sangre, y que se utiliza como terapia renal
sustitutiva tras la pérdida de la función renal en personas con fallo renal.
Razones para realizar diálisis: Encefalopatía urémica, Pericarditis, Acidosis,
Insuficiencia cardiaca, Edema pulmonar o Hiperpotasemia.
La diálisis puede usarse para aquellos con un trastorno
agudo de la función renal (insuficiencia renal aguda) o progresiva pero
empeorando crónicamente la función renal - un estado conocido como enfermedad
renal crónica en etapa 5 (antes conocida como insuficiencia renal crónica).
Esta última forma puede desarrollarse durante meses o años, pero en contraste
con la insuficiente renal aguda, no suele ser reversible, considerándose la
diálisis como una "medida de espera" hasta que se pueda realizar un
trasplante renal, o a veces como la única medida de apoyo en los casos en los que
un trasplante sería inapropiado.
ADSORCIÓN
La adsorción es un proceso por el
cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un
material en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es
decir, es un proceso en el cual por ejemplo un contaminante soluble (adsorbato)
es eliminado del agua mediante el contacto con una superficie sólida
(adsorbente). El proceso inverso a la adsorción se conoce como desorción.
FENÓMENOS
FÍSICOS-QUÍMICOS
Son los cambios que presentan las sustancias cuando al
reaccionar unas con otras, pierden sus características originales y dan lugar a
otra sustancia, con propiedades diferentes. Como ejemplos se tienen los
siguientes: la combustión de materiales como el papel, un cerillo o el gas
casero; la oxidación de un clavo; el efecto que produce un ácido sobre un
metal; la reacción de una sustancia con otra, como sería el caso del hidrogeno
con el oxígeno para formar agua, o el del sodio con el cloro para formar
cloruro de sodio.
Ejemplos muy representativos de fenómenos físicos y químicos
son la elasticidad y la combustión, respectivamente.
Link: http://www.kalipedia.com/c/993-reacciones-quimicas-seres-vivos
Link: http://www.kalipedia.com/c/993-reacciones-quimicas-seres-vivos
MAGNITUDES Y MEDIDAS
Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede
medir. Por ejemplo: temperatura, velocidad, masa, peso, etc.
Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada
unidad, para averiguar cuántas veces la contiene.
Unidad: Es una cantidad que se adopta como patrón para
comparar con ella cantidades de la misma especie. Ejemplo: Cuando decimos que
un objeto mide dos metros, estamos indicando que es dos veces mayor que la
unidad tomada como patrón, en este caso el metro.
Para resolver el problema que suponía la utilización de
unidades diferentes en distintos lugares del mundo, en la XI Conferencia
General de Pesos y Medidas (París, 1960) se estableció el Sistema Internacional
de Unidades (SI). Para ello, se actuó de la siguiente forma:
En primer lugar, se eligieron las magnitudes fundamentales y
la unidad correspondiente a cada magnitud fundamental. Una magnitud
fundamental es aquella que se define por sí misma y es independiente de las
demás (masa, tiempo, longitud, etc.).
En segundo lugar, se definieron las magnitudes derivadas y
la unidad correspondiente a cada magnitud derivada. Una magnitud derivada es
aquella que se obtiene mediante expresiones matemáticas a partir de las
magnitudes fundamentales (densidad, superficie, velocidad).
En el cuadro
siguiente puedes ver las magnitudes fundamentales del SI, la unidad de cada una
de ellas y la abreviatura que se emplea para representarla:
Magnitud fundamental
|
Unidad
|
Abreviatura
|
m
|
||
kg
|
||
s
|
||
K
|
||
A
|
||
cd
|
||
mol
|
Múltiplos y submúltiplos de las
unidades del SI
|
|||||
Prefijo
|
Símbolo
|
Potencia
|
Prefijo
|
Símbolo
|
Potencia
|
giga
|
G
|
109
|
deci
|
d
|
10-1
|
mega
|
M
|
106
|
centi
|
c
|
10-2
|
kilo
|
k
|
103
|
mili
|
m
|
10-3
|
hecto
|
h
|
102
|
micro
|
µ
|
10-6
|
deca
|
da
|
101
|
nano
|
n
|
10-9
|
En la siguiente tabla aparecen algunas magnitudes derivadas
junto a sus unidades:
Magnitud
|
Unidad
|
Abreviatura
|
Expresión SI
|
m2
|
m2
|
||
m3
|
m3
|
||
metro por segundo
|
m/s
|
m/s
|
|
N
|
Kg·m/s2
|
||
J
|
Kg·m2/s2
|
||
kilogramo/metro cúbico
|
Kg/m3
|
Kg/m3
|
Link: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/unidades/unidades.htm
ENERGÍA Y FUERZA
ENERGÍA Y FUERZA
Fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de
movimiento o la forma de los cuerpos materiales.
La fuerza es la causa del cambio, energía la capacidad de
cambiar. Una es potencial, la otra es energía en acción. La materia cambia por
la acción de fuerza, que es una manifestación de la energía. Materia y energía
pueden transformase mutuamente.
La energía es una capacidad de la materia. Así la materia
lleva en sí misma la posibilidad de cambio. La materia es la fuente del cambio,
la creadora del
En física, energía se define como la capacidad para realizar
un trabajo. En tecnología y economía, energía se refiere a un recurso natural
para extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico.
En física clásica, la ley universal de conservación de la
energía indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece constante
en el tiempo. Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la
suma de la energía mecánica, la energía calorífica, la energía
electromagnética, y otros tipos de energía potencial es un número
constante.
Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica en función
del movimiento de la materia, la energía potencial según propiedades como el
estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas
que actúan sobre ella, la energía térmica según su capacidad calorífica, y la
energía química según la composición química.
ELASTICIDAD Y
RESISTENCIA DE LOS TEJIDOS HUMANOS
La elasticidad es una propiedad que también se encuentra en
muchos órganos, tejidos y músculos de los organismos, teniendo esto relación
con la capacidad de crecer y volverse elásticos de acuerdo a diferentes
situaciones. Un ejemplo claro de órgano elástico es la del estómago, que puede
aumentar varias veces su tamaño original para luego volver a su estado de
reposo luego de haberse realizado el proceso de alimentación. Normalmente, en
el caso de los órganos y músculos, la elasticidad tiene que ver con una
correcta hidratación ya que la ausencia de agua resquebraja y atrofia a los
diferentes tejidos. La resistencia es la tendencia de un material a resistir el
flujo de corriente y es específica para cada tejido, dependiendo de su
composición, temperatura y de otras propiedades físicas.
Los nervios, encargados de transmitir señales eléctricas,
los músculos, y los vasos sanguíneos con su alto contenido en electrolitos y
agua son buenos conductores. Los huesos, los tendones y la grasa tienen una
gran resistencia y tienden a calentarse y coagularse antes que transmitir la
corriente.
Alrededor de 85% de la masa muscular esquelética del ser
humano está compuesta por fibras musculares propiamente dichas. El 15% restante
está formado en gran parte por tejido conectivo compuesto en cantidades
variables por fibras colágenas, reticulares y elásticas
Fibras colágenas. Son las más abundantes. Están formadas por
la proteína colágeno. Brindan rigidez y resistencia al tejido. El colágeno es
la proteína más abundante del organismo humano, representando el 30% del total.
Se encuentran en la gran mayoría de los tejidos conectivos, sobre todo en el
hueso, el cartílago, los tendones y los ligamentos. Son flexibles y
resistentes.
Fibras elásticas. Son más pequeñas que las de colágeno, se
ramifican y vuelven a reunirse libremente unas con otras. Están constituidas
por la proteína (colágeno) y elastina. Al igual que las fibras de colágeno,
proporcionan resistencia, pero además pueden estirarse ampliamente, sin
romperse. Las fibras elásticas son muy abundantes en la piel, los vasos
sanguíneos y los pulmones, se estiran sin romperse hasta el 150% de su
longitud.
Por lo tanto, el tejido conectivo constituye una estructura
de elementos simples y, en su mayoría, semejantes a muelles, es decir, los
componentes elásticos del musculo.
ENERGÍA
Es un concepto
utilizado en el campo de las ciencias naturales en general; es una propiedad
que le permite a cualquier objeto físico realizar algún trabajo. Todas las
transformaciones que puede percibir el hombre de la naturaleza son producto de
algún tipo de energía, ésta última es la fuente de todo movimiento. Se
manifiesta con cambios físicos y químicos, como por ejemplo el derretimiento de
un hielo (físico) o el proceso digestivo del hombre (químico). La energía es un
concepto abstracto, es decir, no se refiere a un objeto físico, es una
herramienta matemática para asignar el estado de un sistema físico.
Link: www.cubasolar.cu/biblioteca/ecosolar/Ecosolar56/HTML/articulo06N.html
LEYES DE LA TERMODINÁMICA Y SU INTERRELACIÓN CON LOS SERES VIVOS,
INCLUIDOS LOS SERES HUMANOS.
La primera ley de la termodinámica ( entalpía) establece que
la energía no se crea ni se destruye sino que se transforma de una manera a
otra, en relación con los sistemas vivos al incorporar materia orgánica esta se
desmorona en moléculas orgánicas más sencillas y simples con producción de
energía química indispensable para satisfacer todas las necesidades energéticas
del organismo, un ejemplo de ello sería la respiración celular aerobia, por
esta vía metabólica la materia orgánica incorporada es transformada en energía
química ( atp) necesaria para satisfacer todos los procesos de energía que el
organismo lo requiera, o bien, una simple cadena trófica, en donde la materia
orgánica producida por los fotótrofos es degradada por los otros eslabones
tróficos con producción de energía química y calórica, en el organismo vivo, la
energía se transforma de una manera a otra, por ejemplo, las luciérnagas
utilizan el atp para generar energía bioluminiscente.
La segunda ley de la termodinámica (entropía), habla del
grado de desorden o aleatoriedad en los sistemas vivos, cuando ocurre una
transformación de energía, parte de esa energía disponible es utilizada por el
organismo y parte no, por ej., en la respiración celular aerobia, la energía
química sintetizada por fosforilación oxidativa es retenida en el organismo
para satisfacer sus funciones vitales y parte de la energía no disponible, la
calórica, se disipa hacia el exterior, en el caso de los metazoos superiores,
específicamente aves y mamíferos, al generarse energía calórica por
"combustión biológica", la energía calórica es retenida en el
organismo en proporciones bajas (40%), el resto se disipa como calor hacia el
medio externo, esto explica la homeostasis constante que poseen estos
vertebrados, como son animales de sangre caliente ( homeotermos), el calor
desprendido al oxidar biológicamente un principio nutritivo hace que su medio
interno sea constante a pesar de las variaciones climáticas en el ambiente
externo, el desorden o aleatoriedad de las moléculas en el ser vivo es
producida por la energía calórica al transformase la materia en energía.
FENÓMENOS
TERMODINÁMICOS
ENTALPÍA
Es una magnitud
termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una
medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema
termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con
su entorno.
ENTROPÍA
La entropía (simbolizada como S) es la magnitud física que
mide la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es
una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado,
crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural.
FENÓMENOS HOMEOSTÁTICOS DE REGULACIÓN DEL CUERPO HUMANO
TEMPERATURA
La temperatura corporal depende de las condiciones de
temperatura ambiental y de actividad física, ya que de la energía total
liberada durante el metabolismo se emplea aproximadamente una quinta parte en
el trabajo y lo demás se libera en forma de calor; este calor debe ser disipado
para mantener las condiciones de temperatura adecuadas en el cuerpo humano. Hay
dos tipos de temperaturas, la temperatura central (núcleo: cerebro, grandes
vasos, vísceras, músculo profundo, sangre) se mantiene constante.
La temperatura periférica (piel, mucosas, músculos,
extremidades, etc.) es variable. La temperatura normal del cuerpo de una
persona varía dependiendo de su género, su actividad reciente, el consumo de
alimentos y líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo
menstrual en la que se encuentren.
Proceso mediante el cual un grupo de seres vivos denominados
homeotermos mantienen su temperatura corporal dentro de unos límites,
independientemente de la temperatura ambiental. El proceso consume energía
química procedente de los alimentos ya que estos organismos tienen mecanismos
para producir calor en ambientes fríos o para ceder calor en ambientes cálidos,
conocidos en su conjunto como termorregulación. Estos mecanismos están situados
en el hipotálamo, la piel, el aparato respiratorio, etc.
RADIACIÓN TÉRMICA O CALORÍFICA
Se denomina radiación
térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su
temperatura. La materia en un estado condensado (sólido o líquido) emite un
espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación
térmica es una función de densidad de probabilidad que depende solo de la
temperatura.
EVAPORACIÓN
La evaporación es un
proceso físico en el que un líquido y un sólido se convierten gradualmente en
gas. Considerando que en este proceso el agua se calienta al absorber energía
calórica del sol tomando en cuenta que esta, la fuente de energía del sol y que
esto permite culminar la fase. La energía necesaria para que un gramo de agua
se convierta en vapor es de 540 calorías a 100 ºC valor conocido cómo calor de
evaporación. Al ocurrir la evaporación la temperatura del aire baja.
SUDOR
Es la producción y
evaporación de un fluido, que consiste principalmente de agua, así como una
cantidad más pequeña de cloruro de sodio (el componente principal de la
"sal de mesa"), a través de las glándulas sudoríparas de la piel de
los mamíferos. El sudor también contiene los productos químicos u odorantes
2-metilfenol (o-cresol) y 4-metilfenol (p-cresol).
En los humanos, la sudoración es principalmente un medio de
termorregulación, aunque se haya propuesto que los componentes del sudor del
macho pueden actuar como feromonas. La evaporación del sudor en la superficie
de la piel tiene un efecto refrescante debido al calor latente de la
evaporación del agua. De ahí que, en ambientes calurosos, o cuando los músculos
del individuo se calientan debido al esfuerzo, se produzca más sudor.
REGULACIÓN DE CALOR EN LOS ANIMALES
Se define como el mantenimiento de la temperatura corporal
dentro un margen específico. Regula el calor, tanto su producción
(termogénesis) como su pérdida (termólisis). Puede auto regular la temperatura
corporal y también puede usarlo como síntomas para indicar alguna afección o
anomalía en el organismo ya sea aumentando o disminuyendo la temperatura por
medio de la vasodilatación o la vasoconstricción.
En otras palabras, es la homeostasis de la temperatura, la
cual implica el mantenimiento y equilibrio de la temperatura interna del cuerpo
en niveles constantes.
El mantenimiento de la temperatura corporal es posible por
la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha una serie de mecanismos
que favorecen el equilibrio entre la producción y la pérdida de calor. Cuando
la producción de calor en el cuerpo es mayor a la velocidad a la que se está
perdiendo, se acumula el calor dentro del cuerpo y aumenta la temperatura
corporal. Al contrario, cuando la pérdida de calor es mayor, descienden el
calor y la temperatura corporal.
TERMORREGULACIÓN
La termorregulación es la capacidad del cuerpo para regular
su temperatura, dentro de ciertos rangos, incluso cuando la temperatura
circundante es muy diferente. Los animales homeotermos tienen capacidad para
regular su propia temperatura.
La temperatura normal del cuerpo de una persona varía
dependiendo de su sexo, su actividad reciente, el consumo de alimentos y
líquidos, la hora del día y, en las mujeres, de la fase del ciclo menstrual en
la que se encuentren.
Tradicionalmente la Medicina considera que la temperatura
corporal normal -tomada oralmente- oscila entre 36,5 y 37,5 °C en el adulto
saludable; el valor promedio viene a ser 37 °C. Tres estudios diferentes
recientes, sugieren que la temperatura promedio en adultos saludables es de
36,7 °C. Las variaciones entre los tres estudios (con una sola desviación
estándar) son las siguientes:
36,5 a 37,9 °C.
36,3 a 37,1 °C en varones; 36,5 a 37,3 °C en mujeres.
36,6 a 37,3 °C.
PROCESO DE LA
ALIMENTACIÓN
En el sistema digestivo ocurre una serie de procesos que
modifican el alimento que ingresa al organismo. Mediante esos procesos, el
alimento se transforma física y químicamente.
Los alimentos, en su mayoría formados por moléculas
complejas, se transforman o degradan en otras más sencillas y pequeñas,
condición de importancia para su absorción.
Dentro del sistema digestivo, la secuencia de procesos que
transforman los alimentos es la siguiente:
·
Ingestión: proceso de incorporación de alimentos
a través de la boca.
·
Digestión: serie de procesos que ocurre en diversos
órganos del sistema digestivo y que transforman los alimentos. Comprende dos
tipos de transformaciones:
·
Transformación física: fragmenta los alimentos
en porciones más pequeñas a través de la masticación en la boca y de los
movimientos peristálticos a lo largo del tubo digestivo.
·
Transformación química: en la boca, estómago e
intestino delgado las enzimas digestivas desdoblan el alimento transformándolo
en moléculas más sencillas.
·
Absorción: los nutrientes representados por
moléculas sencillas pasan del sistema digestivo a la sangre para ser
distribuidos a todo el cuerpo.
·
Agestiones: el proceso a través del cual se
expulsan los desechos de la digestión como materia fecal hacia el exterior.
ESTRATEGIAS
METABOLICAS DE LOS SERES VIVOS
La estrategia básica del metabolismo es formar ATP, poder
reductor y precursores para la biosíntesis. Revisemos brevemente estos temas
centrales:
El ATP es la unidad biológica universal de energía. El
elevado potencial para transferir grupos fosforillos capacita al ATP para ser
utilizado como fuente de energía en la contracción muscular, transporte activo,
amplificación de señales y biosíntesis.
El ATP se genera en la oxidación de moléculas combustibles,
como glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. El intermediario común en la mayoría
de estas oxidaciones es el acetil-CoA.
Los carbonos del fragmento acetilo se oxidan completamente a
CO2 en el ciclo del ácido cítrico, con formación simultánea de NADH y FADH2,
que transfieren sus electrones de elevado potencial a la cadena respiratoria,
con formación final de ATP.
La glucólisis es otro proceso generador de ATP, pero la
cantidad que se forma es mucho menor que en la fosforilación oxidativa (2 vrs.
30 0 32 ATP‘s). Sin embargo, la glucólisis puede transcurrir rápidamente
durante un corto tiempo en condiciones anaeróbicas, mientras que la
fosforilación oxidativa requiere del suministro continuado de O2.
El NADPH es el principal dador de electrones en las
biosíntesis reductoras. En la mayoría de la biosíntesis, los productos finales
están más reducidos que sus precursores, y por ello, requieren, además de ATP,
un poder reductor, los cuales proceden normalmente del NADPH. La vía de las
pentosas fosfato suministra gran parte del NADPH que se necesita.
NUTRIENTES
PRINCIPALES
HIDRATOS DE CARBONO
Los Hidratos de Carbono aportan la energía necesaria
diariamente para las diferentes funciones del organismo. El consumo de Hidratos
de Carbono en los países desarrollados es muy inferior al recomendado, además
es característico dentro de este porcentaje un excesivo consumo de
carbohidratos de rápida absorción, cuyo exceso se relaciona con un aumento del
depósito graso en el organismo y con la aparición de la caries dental.
La mayoría de los
carbohidratos a incluir en la dieta deben ser de absorción lenta, ricos en
almidón como pan, pastas, arroz, legumbres, patatas.
Hidratos de Carbono Simples o de absorción rápida:
·
Monosacáridos
·
Glucosa (uvas y cebolla)
·
Fructosa (azúcar de los frutos y
miel)
·
Galactosa (leche)
·
Disacáridos
·
Sacarosa (azúcar común)
·
Maltosa
·
Lactosa (leche y derivados
lácteos)
Los lácteos y la fruta, aportan vitaminas, minerales y
fibra. Los Hidratos de Carbono simples que debemos evitar son aquellos que no
aportan más nutrientes que el propio azúcar, son los llamados productos
refinados.
SISTEMAS BIOFÍSICOS
MECÁNICOS
ENERGÍA
Es la capacidad para realizar un trabajo o para transferir
calor; la energía a su vez se presenta como energía calórica, energía mecánica,
energía química, energía eléctrica y energía radiante; estos tipos de energía
pueden ser además potenciales o cinéticos. La energía potencial es la que posee
una sustancia debido a su posición espacial o composición química y la energía
cinética es la que posee una sustancia debido a su movimiento.
Tenemos diferentes tipos de energía:
·
Energía Mecánica: Se divide en energía potencial
que es la que tienen los cuerpos debidos a su posición y la energía cinética
que es la que tienen debido a su velocidad. Es decir que la energía mecánica es
la que poseen los cuerpos debido a su movimiento.
·
Energía Térmica: Es la energía que posee un
cuerpo de acuerdo a la cantidad de calor que puede absorber.
·
Energía Química: Es la energía que posee un
cuerpo debido a sus estructuras internas.
FUERZA
Es toda acción que tiende a variar el estado de movimiento o
de reposo de un cuerpo. En el cuerpo humano las fuerzas son desarrolladas por
los músculos, los cuales tiran desde los puntos de inserción para producir
movimiento. Dado que para definir una fuerza además de su valor absoluto
necesitamos conocer su dirección y sentido, las fuerzas son cantidades
vectoriales. La unidad utilizada por el Sistema Internacional es el Newton que
representa la fuerza que hay que imprimirle a una masa de 1Kg para acelerarla
1m/s2.
LEYES DE NEWTON
Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del
movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la
mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos
relativos al movimiento de los cuerpos.
PRIMERA LEY DE NEWTON
O LEY DE LA INERCIA
Esta ley postula que un cuerpo u objeto permanece en estado
de reposo o de movimiento uniforme salvo que actúe sobre él algún otro cuerpo.
Cuando el total de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo u objeto
equivale a cero, entonces se dice que éste se halla en un estado de equilibrio.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
O PRINCIPIO FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA
La aceleración resulta cuando se aplican fuerzas externas
desbalanceadas sobre un objeto. Esta ley describe la relación existente entre
la fuerza aplicada, masa y aceleración. La ley de Newton postula que la
aceleración de un objeto es directamente proporcional a las fuerzas
desbalanceadas que actúan sobre éste e inversamente proporcional a la
masa de dicho objeto.
TERCERA LEY DE NEWTON
O PRINCIPIO DE ACCIÓN Y REACCIÓN
La tercera ley de Newton establece que siempre que un objeto
ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud
y dirección pero en sentido opuesto sobre el primero.
RESISTENCIA Y
ESTRUCTURA DE LOS MÚSCULOS Y HUESOS
HUESOS
Es un tejido de sostén altamente especializado y
caracterizado por su rigidez y dureza. Conforma el armazón del cuerpo humano.
Según Badoux: son barras componentes del aparato locomotor,
solidas o huecas, sujetas a una moderada tendencia a la curvatura en
condiciones de carga excéntrica.
Son aproximadamente 206 a 208 huesos en cuya composición
tenemos la matriz ósea (glucoproteínas, proteínas, fibras de colágeno y sales
minerales) y las células que los constituyen (osteocitos, osteoblastos y
osteoclastos).
Estructura del hueso.- El hueso es un tejido duro que
constituye la mayor parte del esqueleto y consta de elementos orgánicos
(células y matriz) e inorgánicos (minerales). Sus componentes son: cartílago,
disco epifisiario, hueso compacto, endostio, medula ósea, abertura, vasos
nutrientes.
Resistencia de los huesos.- Los huesos les confiere una
enorme resistencia y les permite soportar sin problema todo el peso del resto
del cuerpo. La fortaleza de los huesos se debe principalmente a su estructura
interna, construida a partir de miles de unidades tubulares compactadas en
torno al perímetro del hueso: los sistemas haversianos.
MÚSCULOS
En el organismo hay 650 músculos y esto representa del 40 al
50% del peso. La principal función de los músculos es contraerse y alongarse,
para así poder generar movimiento y realizar funciones vitales. Además,
desempeñan otras funciones como mantener el equilibrio o postura del esqueleto,
proteger y sujetar los órganos internos y participar de procesos corporales,
como la generación de calor.
Estructura de los músculos. - El músculo está cubierto por
una capa de tejido conectivo denominada epimisio, el cual mantiene su
estructura interna unida. La estructura interna de un músculo tiene como unidad básica
la fibra muscular, que es una célula multinucleada (varios núcleos), elástica y
de forma cilíndrica, agrupada en entenares de fascículos. Cada fibra
muscular está rodeada de una vaina llamada endomisio, y cada uno de
los fascículos está envuelto por el perimisio.
Resistencia de los músculos.
- Es la capacidad de un músculo para realizar contracciones repetidas
durante un periodo de tiempo sin fatiga.; esta calidad depende en gran medida
de la cantidad de oxígeno que el sistema cardiorrespiratorio consigue
transportar hacia los músculos.
CONTRACCIÓN MUSCULAR
Para que los músculos se muevan y sostengan nuestro cuerpo y
sus órganos, se deben realizar dos acciones musculares, la contracción y la
relajación.
Contracción. - Se
produce cuando un impulso (señal) proveniente del sistema nervioso central les
ordena a las fibras que componen el músculo que se acorten (disminuyan su
tamaño). Existen dos tipos de contracciones musculares que trabajan en conjunto
y se complementan para realizar sus distintas actividades.
La relajación. - Es
el momento en que la contracción da fin. La relajación es el resultado del fin
del impulso nervioso en la placa neuromuscular.
ARTICULACIONES
Las articulaciones son los puntos de unión entre 2 o más
huesos. Permiten el movimiento y ayudan a amortiguar las fuerzas que actúan
sobre el cuerpo cuando nos movemos.
Su forma depende de la cantidad de movimiento que los huesos
deben tener entre sí (movimientos en 1, 2 o 3 ejes). Sus funciones son de
constituir puntos de unión del esqueleto y producir movimientos mecánicos,
proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, además de ser lugares de
crecimiento.
Las articulaciones pueden clasificarse en dos enormes
clases:
Por su estructura:
Morfológicamente, los diferentes tipos de articulaciones se clasifican
según el tejido que las une en varias categorías: fibrosas, cartilaginosas,
sinoviales o diartrodias.
Por su función:
Fisiológicamente, el cuerpo humano tiene diversos tipos de
articulaciones, como la sinartrosis (no móvil), anfiartrosis (con movimiento
muy limitado -por ejemplo la columna vertebral-) y diartrosis (mayor amplitud o
complejidad de movimiento).
Existen tres tipos de articulaciones:
·
Móviles:
también llamadas diartrosis o sinoviales, son las articulaciones que tienen
mayor amplitud de movimientos. Son las que unen huesos de las extremidades con
el tronco, los hombros o las caderas.
·
Semimóviles:
también llamadas anfiartrosis, son las que realizan movimientos limitados, como
las articulaciones entre las vértebras.
·
Fijas:
conocidas también como sinartrosis, la mayoría se encuentra en el cráneo y no
necesita movimientos, porque la función principal es proteger los órganos
internos.
ESTRUCTURA DE LA
ARTICULACIÓN
·
Cartílago
articular: En el lugar donde los huesos se encuentran con una articulación
están forrados de una almohadilla protectora de cartílago que evita que los
huesos entren en contacto entre ellos y se desgasten durante los movimientos.
·
La cápsula
articular: Se trata de un manguito de tejido conectivo fibroso que va de un
hueso a otro, manteniendo las superficies articulares en contacto. Esta
reforzada en ciertas zonas para impedir ciertos movimientos.
·
Membrana
sinovial: Es una membrana que recubre la cara interna de la cápsula y que
se encarga de segregar y con' tener el fluido sinovial.
·
El fluido
sinovial: líquido que llena la articulación. Tiene dos funciones, nutrir al
cartílago y permite el deslizamiento suave gracias a que lubrifica las
superficies de contacto.
·
Ligamento:
Banda fibrosa que une dos huesos vecinos. Puede ser un espesamiento de la
cápsula, localizadas dentro de ella o fuera de ella. Formados por tejido
conjuntivo y fibrocartílago en las inserciones. Su función es restringir
ciertos movimientos y dar estabilidad a la articulación. Son laxos en dirección
a los movimientos permitidos.
·
Menisco:
Bandas de fibrocartílago que permiten que superficies óseas sean congruentes.
BIOMECÁNICA DE LA
MARCHA HUMANA
CICLO DE LA MARCHA
El ciclo de marcha es la secuencia de acontecimientos que
tienen lugar desde el contacto de un talón con el suelo, hasta el siguiente
contacto del mismo talón con el suelo. Durante un ciclo de marcha completa,
cada miembro inferior pasa por dos fases:
A) Fase de apoyo: en la cual el pie de referencia está en
contacto con el suelo.
B) Fase de oscilación: en la que el pie de referencia
está suspendido en el aire.
La fase de apoyo constituye alrededor del 60% del ciclo y la
fase de oscilación representa el 40% restante.
SUBFASES DEL CICLO DE
LA MARCHA
Fase de apoyo está dividida en 5 intervalos:
·
Contacto
del talo: instante en que el talón toca el suelo.
·
Apoyo
plantar: contacto de la parte anterior del pie con el suelo.
·
Apoyo
medio: momento en que el trocánter mayor se encuentra alineado
verticalmente con el centro del pie, visto desde el plano sagital.
·
Elevación
del talón: instante en que el talón se eleva del suelo.
·
Despegue
del pie: momento en el que los dedos se elevan del suelo.
Fase de oscilación en
3 subfases: inicial, media y final
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