Unidad 3
BIOFÍSICA DE LA
RESPIRACIÓN, DEL SONIDO Y LA AUDICIÓN, DE LA LUZ Y LA VISIÓN.
SISTEMA RESPIRATORIO
Respiración es el proceso de intercambio gaseoso entre la
atmósfera y el organismo. Por su intermedio se obtiene oxígeno molecular
necesario para los procesos metabólicos y la eliminación del anhídrido
carbónico producido en los tejidos. Este intercambio gaseoso se denomina
hematosis. El aparato respiratorio consta de un sistema de vías de conducción o
vías respiratorias, a cuyo nivel se realizan los intercambios y el transporte
de los gases.
En el ser humano, el proceso de respiración consta de tres
fases: inspiración, transporte por la corriente sanguínea y exhalación. Los
movimientos respiratorios de inspiración y exhalación son los procesos mecánicos
que permiten el traslado del aire del exterior del organismo a su
interior.
Como las necesidades de oxígeno por el organismo son
distintas en el reposo o en la actividad, la frecuencia y profundidad de los
movimientos deben alternarse para ajustarse en forma automática a las
condiciones variables. Es el centro respiratorio, ubicado en el bulbo raquídeo
y la protuberancia, el que coordina los movimientos armónicos de músculos
(separados) para llevar a cabo el proceso de la respiración.
El aparato respiratorio es el encargado de realizar el
intercambio de gases entre el aire y la sangre. Está constituido por: Vías
respiratorias y Pulmones
1. Vías
respiratorias: Conducen el aire del exterior a los pulmones y
viceversa.
·
Fosas nasales
·
Faringe
·
Laringe
·
Tráquea
·
Bronquios
2. Pulmones: Son
dos masas esponjosas recubiertas de un tejido de doble pared llamado pleura,
con una fina capa de líquido entre ambas para suavizar los movimientos
respiratorios. El pulmón derecho está dividido en tres lóbulos y el izquierdo
en dos. Están constituidos por los bronquiolos que se dividen repetidamente en
ramas terminando en los alveolos, los cuales están recubiertos por capilares
sanguíneos.
VENTILACIÓN PULMONAR
Es la entrada y salida de aire de los pulmones. Consta de dos
movimientos respiratorios: inspiración y espiración.
Inspiración. Se produce por contracción del
diafragma (desciende) y de los músculos que elevan las costillas.
Esto provoca un aumento de la cavidad torácica, lo que hace que la presión
en los pulmones descienda y, por el proceso de la difusión, el aire ingrese al
cuerpo. (Entrada de aire a los pulmones)
Espiración. Ocurre cuando el diafragma y los
músculos de las costillas se relajan, disminuyendo la capacidad
torácica. Esto hace que la presión aumente y, nuevamente por la difusión,
el aire sea expulsado de los pulmones. (Salida pasiva del aire).
Intercambio de gases. El aire atmosférico
inspirado contiene 21%de oxígeno, 78% de nitrógeno y 0.04% de anhídrido
carbónico; pero a nivel del alveolo pulmonar, la concentración del oxígeno
disminuye a 14%, y el anhídrido carbónico. El intercambio de gases entre el
aire y la sangre tiene lugar a través de las finas paredes de los alvéolos y de
los capilares sanguíneos.
La sangre venosa proveniente de la arteria pulmonar se
libera del dióxido de carbono, procedente del metabolismo de
todas las células del cuerpo, y toma oxígeno. La sangre
oxigenada regresa por la vena pulmonar al corazón que la bombea a
todo el cuerpo.
FISIOLOGÍA DEL INTERCAMBIO DE GASES
El pulmón humano contiene unas vías aéreas de conducción,
con afilamiento progresivo, que originándose en la glotis terminan en la matriz
de la delgada pared alveolar. Esta matriz alveolar es una rica red de capilares
que originadas en las arteriolas pulmonares terminan en las vénulas
pulmonares.
Existen dos tipos de capilares pulmonares en la matriz
alveolar. Un grupo de capilares se encuentran en la intersección de tres septos
alveolares, y probablemente no participan en el intercambio gaseoso, pero
tienen un importante papel en la hemostasia de los fluidos pulmonares. El
segundo grupo de capilares discurren por los septos alveolares, protruyendo en
los espacios aéreos alveolares, mostrando una pared delgada en dicha zona,
permitiendo el intercambio gaseoso entre el alvéolo y la sangre. Es necesario
un íntimo contacto entre la red de sangre venosa pulmonar y una correcta
cantidad de gas alveolar, para la eficacia de la respiración en cada unidad
alveolar.
El gas alveolar y el gas de la sangre venosa alcanzan
rápidamente una presión parcial equilibrada. En el hombre, en situación de
reposo, el equilibrio para el O2 se alcanza cuando el hematíe ha recorrido un
tercio del trayecto de la longitud del capilar.
El equilibrio con el CO2 se alcanza mucho más rápidamente, difundiendo
a través de la membrana capilar 20 veces más rápido que el O2. El
transporte de O2 es el producto del gasto cardíaco y de la cantidad de dicho
gas contenido en la sangre. En la sangre más del 97% de las moléculas de O2 están
ligadas de forma reversible con la hemoglobina, siendo la cantidad disuelta una
fracción mínima del total, aunque sea la que determine la presión parcial del
gas en la sangre (3). La mayoría del O2 va unido al hierro de la hemoglobina
formando oxihemoglobina.
La relación entre la PaO2 y la cantidad del mismo
combinada con la hemoglobina viene descrita por la curva de
disociación de la hemoglobina. A partir de una presión arterial de
60 mmHg la saturación de oxígeno disminuye notablemente, mientras que
por encima de 60 la curva se aplana. Desplazamiento de la curva según diversas
condiciones. Podemos observar que cuando la PaO2 baja de 60 mmHg la
cantidad contenida por la sangre se reduce considerablemente, sin embargo,
cuando la presión parcial está por encima de dicha cifra sólo se consigue
pequeños incrementos del contenido de O2. Como medida de esta afinidad.
Se utiliza la denominada P50 o cifra de PaO2 necesaria
para saturar la hemoglobina en un 50%. En condiciones normales, su
valor oscila entre 26-28 torr. Si la curva se desplaza hacia la
derecha, es decir, si la P50 aumenta, la afinidad de la hemoglobina
para el oxígeno disminuye. El fenómeno contrario se produce si la curva de
disociación se desplaza hacia la izquierda (P50 disminuye). La disminución
del pH plasmático el aumento de la PaCO2, de la
concentración intraeritrocitaria de
2,3 difosfoglicerato (2,3DPG) o de la temperatura provocan un
incremento de la P50, con lo que disminuye la afinidad de la hemoglobina
por el oxígeno y se facilita su liberación a los tejidos. La alcalosis,
hipocapnia, hipotermia y/o disminución del 2,3-DPG tiene un efecto
contrario.
Respecto al CO2, una proporción significativa de moléculas
de la sangre venosa sistémica también están ligadas
reversiblemente con la hemoglobina. Sin embargo, la mayor parte de
las moléculas o están disueltas en solución, o están involucradas
en el equilibrio ácido carbónico-bicarbonato:
CO2 + H2O
----> H2CO3 ------> H+ + HCO3.
Este equilibrio explica las relaciones entre la
PCO2 (reflejado en el número de moléculas de CO2 disueltas) y el pH
sanguíneo (una expresión logarítmica de la concentración de H+).
La elevación de la presión parcial de CO2 disuelta desvía
este equilibrio hacia la derecha, e incrementa la concentración
de H+, disminuyendo el pH. Al igual que el O2, el CO2 alcanza un
equilibrio instantáneo con el ácido carbónico-bicarbonato y la
carboxihemoglobina. La igualdad local entre ventilación (V) y perfusión
(Q) alveolar es el determinante principal del intercambio gaseoso. La distribución
de la ventilación alveolar en relación con el flujo sanguíneo
(equilibrio V/Q) optimiza la eliminación de CO2.
PRESIONES
Por convenio en el aparato respiratorio las presiones se
miden tomando como referencia la presión atmosférica. Una presión será
negativa cuando sea menor de 760 mmHg y positiva si es mayor.
Durante la inhalación normal la presión dentro de los pulmones
presión intralveolar, es cerca de -2 cm de agua. La presión, generada
por la fuerza de contracción de los músculos inspiratorios tiene que
compensar a:
LA FUERZA DE RETROCESO ELÁSTICA DEL PULMÓN
La disposición de los alveolos y la presencia de elastina
en su estructura les confieren propiedades semejantes a las de
un resorte regido por la ley de Hooke: Para mantener un elemento
elástico como el alveolo con un determinado volumen se requiere una
presión que compense la fuerza elástica. Esto se estudia representando la
relación entre presión y volumen.
LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE LA INTERFACE AIRE LÍQUIDO
En el año 1929 von Neergaard descubrió que si
se inflaba un pulmón con líquido la presión que se necesitaba era
mucho menor que cuando se utilizaba aire. Dedujo que esto se debía
a que el líquido suprimía la interface aire líquido y eliminaba la fuerza
de tensión superficial. Cuando el alvéolo se expande con aire se genera
una fuerza de tensión superficial que se opone al desplazamiento y que
debe ser compensada por la presión de acuerdo con la ley de Laplace. Sin embargo, el pulmón tiene un comportamiento peculiar.
En primer lugar, la fuerza de tensión superficial es menor que la
que se desarrolla en una interface aire plasma. Esto se explica
por la existencia, en los alvéolos, de unas células, los
neumocitos tipo II, que secretan un agente tensioactivo el surfactante
que modifica la tensión interfacial: a mayor concentración
de surfactante, menor es la tensión superficial.
En segundo lugar, de la ley de Laplace se deduce que,
si la tensión superficial es constante, la presión de equilibrio tiene que
ser mayor en los alvéolos pequeños que en los grandes. Como los alvéolos
están intercomunicados, los más pequeños se vaciarían en los
mayores y un sistema con alvéolos de distinto tamaño sería
inestable. Esto no sucede en la realidad y se debe justamente a la
presencia del surfactante alveolar. La masa o cantidad de
surfactante permanece constante en el alvéolo, mas no su
proporción por unidad de superficie alveolar; es decir, su
concentración superficial cambia con el volumen. Al expandirse el
alvéolo durante una inspiración su área se incrementa, pero
al permanecer constante la masa del surfactante, la
concentración superficial o cantidad del mismo por unidad de área
alveolar se vuelve más pequeña; como resultado, incrementa la
tensión superficial.
Lo contrario ocurre cuando el alvéolo se
contrae: disminuye su área y aumenta la concentración superficial
de surfactante, con lo cual se reduce la tensión superficial. En
particular en los alveolos pequeños la tensión superficial puede ser hasta
diez veces menor que en los mayores. De esta manera, al cambiar el
numerador y el denominador en la relación de Laplace se explica que puedan
coexistir alvéolos de distinto tamaño con la misma presión intraalveolar.
Este mismo fenómeno también coopera en la histéresis que presenta el
pulmón, al existir una diferencia entre la distensibilidad pulmonar
durante la inflación y deflación ya que la histéresis es mucho menor
cuando el pulmón se rellena con líquido en lugar de con aire.
La fuerza elástica y la tensión superficial se analizan, en
las pruebas funcionales respiratorias, mediante la
adaptabilidad pulmonar (llamada también distensibilidad o comparanza)
que es el cambio de volumen que produce un cambio de una unidad de
presión y cuyo valor normal es de unos 0,2 litros de aire por cada cm de
agua de presión.
LA RESISTENCIA AL FLUJO
Durante el movimiento pulmonar (condiciones dinámicas)
la presión debe compensar también la resistencia al flujo. En
gran parte de las vías aéreas, el flujo se puede considerar laminar
y viene regido por la ley de Poiseville: Es el factor más importante,
porque es el que puede cambiar en el organismo y porque interviene en su
cuarta potencia el calibre de los bronquios, de ahí los efectos dramáticos
que puede causar el bronquio constricción. En las grandes
vías respiratorias como la tráquea y los grandes bronquios el
flujo puede ser turbulento y entonces la presión se relaciona con
el flujo y con el cuadrado del flujo y la resistencia depende de
la densidad más que de la viscosidad. Esto es importante cuando se
respira aire a presión (como en el buceo) ya que, en los gases, la
densidad es proporcional a la presión. En las pruebas funcionales
respiratorias la resistencia de las vías aéreas se estudia mediante las
curvas de flujo-volumen.
Link: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pfric.html
Link: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pfric.html
VOLÚMENES Y CAPACIDADES PULMONARES
ESTÁTICOS
Los volúmenes pulmonares estáticos son un reflejo de
las propiedades elásticas de los pulmones y de la caja torácica. La
capacidad vital (VC = Vital Capacity, ó “VC lenta”) es la
combinación del volumen tidal o de corriente, del
volumen de reserva inspiratoria y del volumen de reserva
respiratoria. Representa el volumen total de aire que se puede
inspirar después de una máxima expiracion. Dado que la VC
disminuye a medida que las enfermedades restrictivas empeoran,
ésta junto con la capacidad de transferencia pueden ser
utilizados como parámetros básicos al efectuar un seguimiento de
la evolución de una enfermedad pulmonar restrictiva y por tanto de su
respuesta al tratamiento.
La capacidad vital forzada (FVC = Torced
Vital Capacity), es una maniobra parecida a la anterior a excepción
de que se requiere de una espiración forzada (rápida) máxima, por
lo general se mide junto a los flujos espiratorios máximos en el espirómetro
simple.
La VC (lenta) puede ser considerablemente mayor que
la FVC en pacientes con obstrucción de la vía aérea. Durante
la maniobra de FVC, las vías aéreas terminales pueden cerrarse
de forma prematura (es decir, antes de que se alcance el
volumen residual verdadero), atrapando gas en sus porciones distales
y evitando que éste sea medido por el espirómetro.
La capacidad pulmonar total (TLC =
Total Lung Capacity) es el volumen de aire que permanece dentro
de los pulmones al final de una inspiración máxima.
La capacidad residual funcional (FRC
= Functional Residual Capacity) es el volumen de aire contenido
en los pulmones al final de una espiración normal, cuando todos los
músculos respiratorios están relajados. Fisiológicamente, es el
volumen pulmonar de mayor importancia, dada su proximidad al
rango normal del volumen corriente. Al nivel de la FRC, las
fuerzas de retracción elástica de la pared torácica, que tienden
a aumentar el volumen pulmonar, se hallan en equilibrio con las del
parénquima pulmonar, que tienden a reducirla.
En condiciones normales, estas fuerzas son iguales y de
sentido opuesto, aproximadamente el 40% de la TLC. Los cambios
de estas propiedades elásticas modifican la FRC. La pérdida
de retracción elástica del pulmón en el enfisema aumenta el valor de
la FRC. Por el contrario, el aumento de la rigidez pulmonar que se asocia
al edema pulmonar, la fibrosis intersticial, y otras enfermedades
restrictivas provoca disminución de la FRC. La cifoscoliosis disminuye la
FRC y otros volúmenes pulmonares, debido a que la pared torácica rígida y
no distensible restringe la expansión pulmonar. La diferencia entre la TLC
y la FRC es la capacidad inspiratoria.
TRANSPORTE DE DIÓXIDO DE CARBONO
El CO2 es transportado en la sangre de 3 maneras:
disuelto, en forma de bicarbonato y combinado con proteínas
como compuestos carbamínicos.
► El CO2
disuelto, lo mismo que el O2, obedece a la ley de Henry, pero el CO2
es unas 20 veces más soluble q el O2. Como resultado, el CO2 disuelto
ejerce un papel significativo en el transporte de este gas, ya que cerca
del 10% del CO2 que pasa por el pulmón desde la sangre se halla en su
forma disuelta.
► El bicarbonato se
forma en la sangre mediante la secuencia: CO2 + H2O ↔H2CO3 ↔ H+ HCO3. a
primera reacción es muy lenta en el plasma, pero muy rápida dentro del
glóbulo rojo porque éste contiene la enzima anhidrasa carbónica
(AC).
La 2ªreacción, que es la disociación iónica del ácido
carbónico, se produce con rapidez sin enzimas. Cd la concentración
de estos iones asciende dentro del glóbulo rojo, el HCO3
difunde hacia el exterior, pero el H+ No puede hacerlo con facilidad
porque a mb eritrocítica es relativamente a los cationes.
Por lo tanto, para que se mantenga la electroneutralidad, se difunden
iones Clhacia el interior del glóbulo rojo desde el plasma en el
llamado desplazamiento del cloruro o de Hamburguer.
En los capilares pulmonares sucede lo contrario: el ion
cloruro sale del eritrocito y el HCO3- entra otra vez para producir de
nuevo CO2, el cual se difunde fuera del alveolo. La administración de acetazolamida, inhibidor de
la anhidrasacarbónica, puede impedir el transporte entre tejidos y
alveolos. Algunos de los H+ liberados se fijan a la Hb reducida (acción amortiguadora de la Hb). Esto sucede porque la Hb reducida (desoxiHb)
es menos ácida (es decir, mejor aceptor de protones) que la forma
oxigenada. Por lo tanto, la presencia de desoxiHb en la sangre
periférica contribuye a la captación de CO2 , mientras q la oxigenación en
el capilar pulmonar contribuye a su desprendimiento. El hecho de q la
desoxigenación de la sangre acreciente su capacidad para transportar CO2
se conoce como efecto Haldean. Así,
la desoxiHb tiene una afinidad por CO2, 3,5 veces mayor q
la oxiHb y como resultado transporta más CO2.
► Los compuestos carbamínicos se
forman al combinarse el CO2 con los grupos amino terminales de las proteínas sanguíneas.
La proteína +importante es la globina de la Hb y se forma carbamino Hb .
Esta reacción se produce rápidamente sin acción enzimática y la Hb
reducida fija + CO2 en la forma carbaminoHb q la HbO2.
CURVA DE DISOCIACIÓN DEL CO2
Esta figura muestra la relación entre la P CO y la
concentración total de CO2.Esta curva es mucho más lineal que la curva
de disociación del O2.Cuanto menor es la saturación de la Hb por el
O2, mayor será la concentración de CO2 para una PCO2 dada. Es decir, la curva se desplaza a la derecha con
incrementos de la SatO2.
EL SISTEMA VISUAL HUMANO
Definimos foto receptores como aquella célula o
mecanismo capaz de captar la luz. Las fotos receptoras se localizan en
el interior del ojo y existen dos tipos diferentes: conos y
bastones.
DISTRIBUCIÓN DE LOS FOTORECEPTORES EN EL OJO
Los conos forman un mosaico hexagonal regular en la
fóvea, la mayor densidad de conos se encuentra en la foveola descendiendo
esta densidad según nos alejamos en la retina periférica. Los bastones se
encuentran por la fóvea siguiendo de una manera más desorganizada el
patrón de los conos. Existe una zona donde no existe ningún fotorreceptor,
es el punto ciego.
Pigmentos visuales: Los fotorreceptora responden a la luz
en función de los pigmentos visuales que están localizados en
la bicapa lipídica de los repliegues para los conos y en los
discos membranosos para los bastones. Los bastones contienen
rodesiana, que es una roteína que presenta una mayor sensibilidad a las
longitudes de onda cercanas a 500nm, es decir, a la luz verde azulada, por
lo tanto, es la responsable de la visión isotópica (condiciones de
baja luminosidad).
Cada cono contiene uno de tres tipos de opinas: La
eritropsia que tiene mayor sensibilidad para las longitudes de onda
largas (luz roja), la cloropsina con mayor sensibilidad para
longitudes de onda medias (luz verde) y por último la camposina
con mayor sensibilidad para las longitudes de onda pequeñas
(luz azul), por ello los conos son los responsables de la
percepción del color y dan lugar a la visión tricromática.
ULTRA ESTRUCTURA DE
LAS TERMINACIONES SINÁPTICAS DE LOS CONOS Y BASTONES.
La información codificada por los fotorreceptora se transmite a
través de sus terminaciones sinápticas llamadas pedículos en el caso de
los conos y esférulas en el caso de los bastones. Ambas están
llenas de vesículas sinápticas. En las sinapsis, que es la región de
contacto entre los axómas y las dendritas, existen unas
estructuras densas llamadas Sinapsis en Cintilla. Las células que
intervienen en los procesos que se realizan en esta zona son las células
bipolares, las células horizontales,
las células interplexiformes y las ganglionares.
Los pedículos forman una estructura conocida como
triada en la que se encuentran tres procesos:
Procesos laterales que corresponden a células
horizontales y un proceso central alineado con la sinapsis en cintilla
(células bipolares). Además, existen otros tipos de células bipolares que
tienen contactos basales con el pedículo. En estas terminaciones
sinápticas hay aproximadamente 30 Sinapsis en
Cintillas. Las esférulas contienen dos sinapsis en cintilla que
forman una estructura conocida como diada compuesta por una estructura lateral
(compuesto por las terminaciones axónicas de las células horizontales) y un
elemento central (compuesto por las dendritas intervaginantes de las
células bipolares para los bastones). Por lo general no existen contactos
basales en las esférulas.
Existen también sinapsis de tipo eléctrico en la retina de
tipo cono-cono y bastón-cono:
Foto transducción.
La foto transducción es el proceso a través del cual la información
captada por las células fotorreceptora se convierte en señal eléctrica y
luego se manda al cerebro. Aunque la estructura de los conos y los bastones es
diferentes, el mecanismo de transducción en ambos es muy similar.
Adaptación al brillo.
El ojo humano puede discriminar un rango total de niveles enorme (10^10
niveles) pero no a la vez. Aquí es donde aparece el fenómeno de adaptación
al brillo que dependiendo del brillo subjetivo percibido el ojo
puede discriminar unos niveles u otros.
BIOFÍSICA DEL
SONIDO Y AUDICIÓN
EL SONIDO
En física, es cualquier fenómeno que involucre la
propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), x eralmente a través de un fluido (u otro
medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un
cuerpo. El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras
que producen oscilaciones de la presión del aire, que son
convertidas en ondas mecánicas en el oído humano y percibidas por
el cerebro. La propagación del sonido es similar en los
fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de
presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido
involucra variaciones del estado tensional del medio. La
audición constituye los procesos psico-fisiológicos que proporcionan
al ser humano la capacidad de oír.
ONDA SONORA
Es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia
con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera
una variación local de presión o densidad, que se transmite en
forma de onda esférica periódica o cuasi periódica. Mecánicamente las
ondas sonoras son un tipo de onda elástica. Las variaciones de presión,
humedad o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las
moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a las que se
encuentren en su vecindad, provocando un movimiento en cadena.
Esa propagación del movimiento de las moléculas del medio, producen
en el oído humano una sensación descrita como sonido.
LA ENERGÍA SONORA (o energía acústica)
Es la energía que transmiten o transportan las ondas
sonoras. Procede de la energía vibraciones del foco sonoro y se
propaga a las partículas del medio que atraviesan en forma de
energía cinética (movimiento de las partículas), y de energía
potencial (cambios de presión producidos en dicho medio, o
presión sonora). Al irse propagando el sonido a través del medio,
la energía se transmite a la velocidad de la onda, pero una parte de
la energía sonora se disipa en forma de energía térmica. La energía
acústica suele tener valores absolutos bajos, y su unidad de medida es el
julio (J). Aunque puede calcularse a partir de otras magnitudes como la
intensidad sonora, también se pueden calcular otras magnitudes
relacionadas, como la densidad o el flujo de energía acústica.
Link: https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_sonora
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DEL SONIDO
LA REFLEXIÓN
Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre
en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma
que regresa al medio inicial. Cuando una onda sonora golpea una
superficie plana es reflejada de manera coherente asumiendo que el tamaño
de la superficie reflectiva es lo suficientemente larga con relación a la
longitud de la onda que incide. Si tomamos en cuenta que las ondas
del sonido audible tienen un amplio rango de frecuencias (de 20
Hz hasta 20000 Hz), al igual que la longitud de onda. Se obtiene que
la naturaleza en general, así como el comportamiento del fenómeno de
reflexión varía de acuerdo con la estructura y la textura de las
superficies de reflexión; por ejemplo, una superficie porosa tiende a
absorber grandes cantidades de energía, mientras que una superficie áspera
reflejará las ondas en todas direcciones dispersando la energía de la
onda, en lugar de reflejar el sonido en forma coherente. Esto nos
lleva al campo de la acústica arquitectónica, porque la naturaleza
de estas reflexiones son críticas para la sensación del espacio en un
auditorio.
Una aplicación de este fenómeno sonoro se utiliza para
la fabricación de los sonar que incluyen algunos barcos para medir la
profundidad del mar. El sonar es un ejemplo de reflexión sonora
LA REFRACCIÓN
Es el cambio de dirección que experimenta una onda
al pasar de un medio material a otro. Este se origina por el cambio
de velocidad que experimenta dicha onda. A diferencia de lo que
ocurre en el fenómeno de la reflexión, en la refracción, el ángulo de
refracción ya no es igual al de incidencia. La refracción también puede
producirse dentro de un mismo medio, cuando las características de este
son homogéneas, por ejemplo, cuando de un punto a otro de un medio
aumenta o disminuye la temperatura. Ejemplo: Sobre una superficie nevada,
el sonido es capaz de desplazarse atravesando grandes distancias. Esto es
posible gracias a las refracciones producidas bajo la nieve, que no
es medio uniforme. Cada capa de nieve tiene una temperatura diferente.
Las más profundas, donde no llega el sol, están más frías que las
superficiales. En estas capas más frías próximas al suelo, el sonido se
propaga con menor velocidad.
LA VOZ HUMANA
Consiste en un sonido emitido por un ser humano usando
las cuerdas vocales. Para hablar, cantar, reír, llorar, gritar, etc.
La voz humana es específicamente la parte de la producción de sonido
humano en la que las cuerdas vocales son la fuente primaria de sonido.
Hablando de forma general, la voz se puede
dividir en: pulmones, cuerdas vocales y ‘articuladores’.
Los pulmones deben producir un flujo de aire adecuado para que
las cuerdas vocales vibren (el aire es el combustible de la voz).
Las cuerdas vocales son los vibradores, unidades neuromusculares que
realizan un ‘ajuste fino’ de tono y timbre. Los articuladores (tracto
vocal) consisten en lengua, paladar, mejilla, labios, etc.
Articulan y filtran el sonido. Las cuerdas vocales, en
combinación con los articulares, son capaces de producir grandes rangos de
sonidos. El tono de la voz se puede modular para sugerir emociones tales
como ira, sorpresa, o felicidad. Los cantantes usan la voz
(música) humana como un instrumento para crear música.
EL AUDIÓMETRO
Es un instrumento de tecnología digital y diseño ultra
compacto que permite realizar audiometrías tonales por vía aérea, por
vía ósea y logo audiometrías con micrófono o grabador. Se utiliza
para realizar test audiométricos completos y específicos.
Permite determinar el nivel auditivo de un paciente en cada uno de sus
oídos.
RADIOBIOLOGĺA Y RADIACIONES
Es la ciencia que estudia los fenómenos que se producen
en los seres vivos tras la absorción de energía procedente de las
radiaciones ionizantes. Las dos grandes razones que han impulsado la
investigación de los efectos biológicos de las radiaciones ionizantes
son:
Protección Radiológica: Poder utilizar esas
radiaciones de forma segura en todas las aplicaciones médicas o
industriales que las requieran.
Radioterapia: Utilización de las radiaciones
ionizantes principalmente en neoplasias, servando al máximo
los órganos críticos (tejido humano sano).
Link: https://es.scribd.com/document/392272887/Separatas-de-Biofisica
RADIACTIVIDAD NATURAL
RADIACTIVIDAD NATURAL
En Febrero del año 1896, el físico francés Henri
Becquerel investigando con cuerpos fluorescentes (entre ellos el
Sulfato de Uranio y el Potasio), halló una nueva propiedad de la
materia a la que posteriormente Marie Curie llamó “Radiactividad”.
Se descubre que ciertos elementos tenían la propiedad de
emitir radiaciones semejantes a los rayos X en forma espontánea.
Tal radiación era penetrante y provenía del cristal de Uranio
sobre el cual se investigaba.
Link: https://www.csn.es/radiacion-natural-y-artificial2
RADIACTIVIDAD ARTIFICIAL
Al bombardear diversos núcleos atómicos con partículas
alfa de gran energía, se pueden transformar en un núcleo
diferente, por lo tanto, se transforma en un elemento que no
existe en la naturaleza. Los esposos Irene Curie y Frédéric
Joliot, experimentando con tales procesos descubren la radiactividad
artificial, pues se percatan que al bombardear ciertos
núcleos con partículas procedentes de fuentes radiactivas estos
se vuelven radiactivos. Si la energía de las partículas es
adecuada, entonces puede penetrar en el núcleo generando su
inestabilidad y por ende, induciendo su desintegración radiactiva.
Desde el descubrimiento de los primeros elementos
radiactivos artificiales, el hombre ha logrado en el tiempo obtener
una gran cantidad de ellos.
Link: https://www.csn.es/radiacion-natural-y-artificial2
RADIACIONES IONIZANTES
Son radiaciones con la energía necesaria para arrancar
electrones de los átomos. Cuando un átomo queda con un exceso de
carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, se dice que se ha
convertido en un ion (positivo o negativo). Son radiaciones
ionizantes los rayos X, las radiaciones alfa, beta, gamma y la emisión de
neutrones. La radiación cósmica (proveniente del Sol y del
espacio interestelar) también es un tipo de radiación ionizante, pues está compuesta
por radiaciones electromagnéticas y por partículas con gran cantidad de
energía. Es así como, los llamados rayos cósmicos blandos, se componen
principalmente de rayos gamma, electrones o positrones, y la radiación
cósmica primaria (que llega a las capas más altas de la atmósfera)
se compone fundamentalmente de protones. Cuando la radiación cósmica
interactúa con la atmósfera de la Tierra, se forman en ella átomos
radiactivos (como el Tritio y el Carbono-14) y se producen partículas
alfa, neutrones o protones.
Las radiaciones ionizantes pueden provocar reacciones
y cambios químicos con el material con el cual interaccionan. Por
ejemplo, son capaces de romper los enlaces químicos de las moléculas o
generar cambios genéticos en células reproductoras.
Link: https://www.who.int/es/news-room/fact-sheets/detail/ionizing-radiation-health-effects-and-protective-measures
CARACTERÍSTICAS DE LOS EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS
RADIACIONES IONIZANTES
Aleatoriedad: La interacción de la radiación con las
células es una función de probabilidad y tiene lugar al azar. Un
fotón o partícula puede alcanzar a una célula o a otra, dañarla o
no dañarla y si la daña puede ser en el núcleo o en el citoplasma.
Rápido depósito de energía: El depósito de energía a
la célula ocurre en un tiempo muy corto, en fracciones de
millonésimas de segundo.
No selectividad: La radiación no muestra predilección
por ninguna parte o biomolecular, es decir, la interacción no
es selectiva.
Inespecificidad lesiva: Las lesiones de las
radiaciones ionizantes es siempre inespecífica o lo que es lo mismo,
esa lesión puede ser producida por otras causas físicas.
Latencia: Las alteraciones biológicas en una célula
que resultan por la radiación no son inmediatas, tardan tiempo en
hacerse visibles a esto se le llama “tiempo de latencia” y puede
ser desde unos pocos minutos o muchos años, dependiendo de la dosis y
tiempo de exposición.
¿QUÉ ES LA RADIACIÓN ULTRAVIOLETA (UV)?
La radiación ultravioleta (UV) es el factor de riesgo
principal para la mayoría de los cánceres de piel. La luz solar es la
fuente primordial de rayos UV, los cuales pueden ser dañinos al
ADN en las células de su piel. Las lámparas y camas
bronceadoras también son fuentes de radiación ultravioleta. Las personas
que se exponen mucho a la luz procedente de estas fuentes tienen
un mayor riesgo de cáncer de piel.
Link: https://www.cancer.org/es/cancer/cancer-de-piel/prevencion-y-deteccion-temprana/que-es-la-radiacion-de-luz-ultravioleta.html
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