BIOFISICA - SEGUNDO PARCIAL

Biofísica el odio

El oído es un sistema sensorial que transforma la energía mecánica de las ondas sonoras en señales eléctricas nerviosas que el cerebro interpreta como sonidos

División del oído

-Oído externo: Pabellón auricular y conducto auricular externo. Capta y conduce el sonido

-Medio: Tímpano, martillo, yunque y estribo y trompa auditiva. Transmitir y amplificar las vibraciones

-Interno: Cóclea y aparato vestibular. Audición y equilibrio.

De que esta lleno el oído interno y medio

Interno: liquido. Medio: Aire

En que cosa participa el oído además de la audición

Equilibrio, gracias al aparato vestibular

¿Cuál es la secuencia de transformación de energía en el proceso de audición?

la voz produce ondas sonoras que viajan por el aire. →

las ondas hacen vibrar el tímpano y los huesecillos. →

Las vibraciones llegan a la cóclea y mueven sus líquidos.→

estimulan a las células ciliadas q transforman ese movimiento en señales eléctricas.→

el nervio coclear lleva la información al cerebro. →

Cerebro interpreta el sonido

¿Cuál es la función principal del oído medio?

transmitir y amplificar las vibraciones del tímpano hacia el oído interno mediante los huesecillos: martillo, yunque y estribo.

mecanismos de amplificación del oído medio

Diferencia de área (la membrana timpánica es mucho mayor que la ventana oval)
Efecto de palanca de la cadena de huesecillos (martillo y yunque).

Ventana oval y redonda

Separan al oído medio del interno y se encargan del movimiento de los líquidos del oído medio.

• Ventana oval: transmite las vibraciones al líquido del oído interno.

• Ventana redonda: permite que el líquido se mueva sin acumular demasiada presión.

Cóclea

Estructura del oído interno en forma de espiral que transforma el movimiento mecánico en señales eléctricas mediante las células ciliadas. en su interior tienen rampas.

¿Cuáles son las tres rampas de la cóclea y qué líquido contienen?

1) Rampa vestibular (perilinfa, recibe la onda desde la ventana oval)
2) Rampa media o conducto coclear (endolinfa, contiene el órgano Corti)
3) Rampa timpánica (perilinfa, conduce la onda la ventana redonda).

¿Qué es la tonotopía de la membrana basilar?

La membrana basilar se encuentra debajo del órgano de Corti y es fundamental para distinguir las ondas de sonido. Cuando las ondas recorren la cóclea producen el movimiento de esta

La tonotopía es la organización de las frecuencias sonoras según la región de la cóclea que responde principalmente a ellas. La base de la cóclea detecta frecuencias altas (agudas) y el ápex detecta frecuencias bajas (graves).

¿Dónde se encuentra el órgano de Corti y cuál es su función?

Se encuentra sobre la membrana basilar (en la rampa media) Su función principal es convertir el movimiento mecánico producido dentro de la cóclea en señales eléctricas que pueden transmitirse al sistema nervioso.

¿Qué es la transducción mecanoeléctrica?

Es la transformación de un estímulo mecánico en una señal eléctrica.

En la audición, consiste en transformar el movimiento de las estructuras cocleares en señales eléctricas mediante las células ciliadas.

¿Por qué la endolinfa es crucial para la transducción mecanoeléctrica auditiva?

Porque tiene una concentración muy elevada de K+ y un potencial eléctrico positivo, proporcionando la fuerza electroquímica favorable para que el K+ entre a las células ciliadas y las despolarice. un paso esencial para convertir el movimiento mecánico en una señal eléctrica.

En el aparato vestibular

Parte del oído medio que detecta el movimiento y posición de la cabeza. esta formado por los canales semicirculares, el utrículo y el sáculo.

Canales: Detectan los movimientos de la cabeza

Utrículo: detecta movimientos horizontales, como cuando un carro acelera.

Sáculo: detecta movimientos verticales, como cuando subes en un ascensor.

Frecuencia, amplitud y longitud de onda

Frecuencia: cantidad de vibraciones por segundo. Se mide en Hz. Frecuencia alta = sonido agudo. Frecuencia baja = sonido grave.

Amplitud: indica qué tan intensa se percibe una onda. Mayor amplitud = sonido más fuerte. Menor amplitud = sonido más suave.

Longitud de onda: distancia que ocupa un ciclo completo de la onda. Se representa con λ. Su formula es A es igual a V/F v velocidad f frecuencia

Cuanto mide el timpano

55.5 milímetros cuadrados

Cuando mide la ventana oval

3.5 milímetros cuadrados

Transmisión de sonido desde el tímpano a la ventana oval

de 16 a 20 veces

¿Qué indica una prueba de Rinne normal (positiva)?

Usan un diapasón y Compara dos formas de conducción del sonido Indica que la conducción aérea es mayor que la ósea (CA > CO). si no es así es hipoacusia conductiva

Prueba de webber

Evalúa hacia qué lado se percibe con mayor intensidad un sonido transmitido por conducción ósea.

Hipoacusia conductiva → Weber hacia el oído afectado.

Hipoacusia neurosensorial → Weber hacia el oído sano o con mejor audición.

Que es la respiración

Es el proceso por el cual el organismo obtiene oxígeno (O₂), lo lleva hasta las células y elimina el dióxido de carbono (CO₂) producido por el metabolismo.

Ventilación → intercambio pulmonar → transporte sanguíneo → intercambio en tejidos → utilización celular.

• Inspiración (Inhalación):

  • El diafragma y los músculos intercostales se contraen y bajan.

  • La cavidad torácica aumenta de tamaño y la presión interna baja.

  • El aire entra por la nariz o la boca, pasa por la tráquea y los bronquios hasta llegar a los alvéolos.

• Espiración (Exhalación):

  • El diafragma y los músculos se relajan y suben.

  • El espacio en el tórax disminuye y la presión interna sube.

  • El aire con dióxido de carbono es empujado hacia afuera a través de las vías respiratorias.

¿Cuál es la diferencia entre ventilación pulmonar y respiración externa?

Ventilación pulmonar Es la entrada y salida de aire entre la atmósfera y los alvéolos.

Respiración externa Es el intercambio de gases entre los alvéolos y la sangre pulmonar.

Inspiración e espiración

En la inspiración es cuando el aire entra a los pulmones. El diafragma se contrae y baja, aumentando el tamaño del tórax y disminuyendo la presión pulmonar.

La espiración es cuando el aire sale de los pulmones; el diafragma se relaja y sube, disminuyendo el tamaño del tórax y aumentando la presión pulmonar, lo que hace que el aire salga.

La inspiración normal es un proceso activo y la espiración normal es pasiva.

Volúmenes de aire

Volumen corriente: 500 mL.

Volumen de reserva inspiratoria 3,000 mL.

Volumen de reserva espiratoria: 1,100 mL.

Volumen residual: 1,200 mL.

Capacidades residuales

• Capacidad inspiratoria (CI): VC + VRI.

• Capacidad residual funcional (CRF): VRE + VR.

• Capacidad vital (CV): VRI + VC + VRE.

• Capacidad pulmonar total (CPT): CV + VR.

Ley de boyle

A temperatura constante, la presión es inversamente proporcional al volumen (P*V = CONSTANTE). En la inspiración, al aumentar el volumen torácico, disminuye la presión alveolar y entra aire.

Ley de Dalton

la presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones de cada gas.

Ley de henry

la cantidad de gas que se disuelve en un líquido depende de su presión parcial y de su solubilidad

Ley de flick

explica cómo pasan los gases de los alvéolos a la sangre. El oxígeno pasa más fácilmente cuando hay mayor superficie, mayor diferencia de presión y menor grosor de la membrana.

velocidad de difusión de los gases es directamente proporcional a la superficie de intercambio y a la diferencia de presión, e inversamente proporcional al grosor de la membrana.

Ley de laplace

la presión necesaria para mantener abierto un alvéolo es directamente proporcional a la tensión superficial e inversamente proporcional al radio del alvéolo.

¿Cuál es el principal músculo de la inspiración y qué ocurre al contraerse?

El diafragma. Al contraerse, desciende, aumenta el volumen torácico, disminuye la presión intrapulmonar y entra aire.

Surfactante pulmonar

disminuye la tensión superficial del líquido que recubre los alvéolos.

¿Qué son los neumocitos tipo II y cuál es su función biofísica?

son células que se encuentran en los alvéolos pulmonares y producen el surfactante pulmonar, una sustancia que reduce la tensión superficial.

Su función biofísica es evitar que los alvéolos colapsen durante la espiración,

¿Qué es el espacio muerto anatómico y cuál es su volumen aproximado?

Es el aire que permanece en las vías respiratorias de conducción (nariz a bronquiolos terminales) y no participa en el intercambio gaseoso. Su volumen es aprox. 150 mL.

¿Cómo se transportan el O2 y el CO2 en la sangre principalmente?

El O2 se transporta unido a la hemoglobina (approx 98%). El CO2 se transporta principalmente como ión bicarbonato (HCO3) (approx 70%).

¿En qué consiste el Efecto Bohr?

Ocurre en los tejidos. El efecto Bohr consiste en que, cuando aumenta el CO₂ y la acidez en los tejidos, la hemoglobina libera más fácilmente el oxígeno para que las células lo utilicen.

¿Cómo participan los pulmones en la regulación del pH?

Los pulmones regulan el pH de la sangre controlando la cantidad de CO₂ que eliminamos al respirar. Si eliminamos más CO₂, el pH aumenta; si retenemos CO₂, el pH disminuye. Así ayudan a mantener el equilibrio entre acidez y alcalinidad de la sangre.

Que es la hidrodinámica

Es la rama de la física que estudia el movimiento de los fluidos.

Aplicación: permite estudiar cómo se mueve la sangre por los vasos sanguíneos.

Hemodinámica

Aplicación de los principios físicos al movimiento de la sangre dentro del sistema cardiovascular

Presión sanguínea

Es la presión que ejerce la sangre contra las paredes de los vasos sanguíneos.

Se mide en milímetros de mercurio (mmHg).

Importancia: la diferencia de presión es lo que impulsa la sangre a circular

Flujo sanguíneo

Es la cantidad de sangre que atraviesa una sección de un vaso durante un tiempo determinado. Se expresa, por ejemplo, en mL/min o L/min.

Su fórmula es:

Q= V/ T

Donde:

• Q = flujo sanguíneo.

• ΔV = volumen de sangre.

• Δt = intervalo de tiempo.

Sístole y diástole

Sístole el corazón se contrae y expulsa la sangre

Diástole el corazón se relaja y se llena de sangre

Frecuencia cardiaca y volumen sistólico

• Frecuencia cardíaca (FC): número de latidos por minuto.

• Volumen sistólico (VS): cantidad de sangre expulsada por un ventrículo en cada latido.

Gasto cardiaco

cantidad de sangre que bombea un ventrículo en un minuto.

GC=FC x VS

FC frecuencia cardiaca

VS volumen sistólico

Vasos sanguíneos

Se encargan de transportar la sangre por todo el cuerpo para levar el oxigeno a los tejidos.

Arterias llevan la sangre desde el corazón hacia los tejidos.

Capilares permiten el intercambio de gases, nutrientes y desechos entre la sangre y los tejidos

Venas devuelven la sangre al corazón y funcionan como reservorio de sangre.

Ley de Ohm aplicada a la hemodinámica

El flujo sanguíneo (Q) es directamente proporcional a la diferencia de presión (ΔP) e inversamente proporcional a la resistencia vascular (R). Q=ΔP / R.

Según la Ley de Poiseuille, ¿cuál es el factor que más influye en la resistencia vascular?

El radio del vaso sanguíneo, ya que la resistencia es inversamente proporcional a la cuarta potencia del radio.

Es decir, pequeños cambios en el radio generan enormes cambios en la resistencia.

¿Qué vasos sanguíneos son los principales reguladores de la resistencia vascular sistémica?

Las arteriolas (vasos de resistencia).

¿Qué vasos sanguíneos funcionan como el principal reservorio de sangre (vasos de capacitancia)?

Las venas, debido a su alta capacitancia y distensibilidad.

Circulación sanguínea

Pulmonar: Ventrículo derecho → arterias pulmonares → pulmones (la sangre recibe oxígeno) → venas pulmonares → aurícula izquierda.

Sistémica o mayor: Ventrículo izquierdo → aorta → todo el cuerpo (la sangre entrega oxígeno) → venas cavas superior e inferior → aurícula derecha.

Flujo laminar y turbulento

Flujo laminar: la sangre circula en capas ordenadas, con poca mezcla entre ellas.

Flujo turbulento: la sangre presenta movimientos desordenados y remolinos.

el Número de Reynolds es quien Permite estimar si el flujo tiende a ser laminar o turbulento.

Re: PVD/ N

P densidad

V volumen

D diámetro

N viscosidad

Principio de Bernoulli y efecto Venturi

Bernoulli; Establece que, cuando un fluido se mueve, si su velocidad aumenta, su presión puede disminuir, siempre que se cumplan las condiciones adecuadas.

Venturi; Ocurre cuando un fluido pasa por una zona estrecha de un conducto.

• Zona estrecha → aumenta la velocidad.

• Zona estrecha → disminuye la presión estática.

Presión arterial media y de pulso

Presión de pulso; PP; PAS-PAD

Media: PAM; PAD + PP/ 3

PAD: presión arterial diastólica

PAS; Sistólica

¿Cuáles son los principales mecanismos que favorecen el retorno venoso?

1) Bomba muscular (contracción de músculos esqueléticos)
2) Bomba respiratoria (presión negativa intratorácica)
3) Válvulas venosas
4) Venoconstricción simpática.

¿Qué utilidad tiene el Número de Reynolds (Re) en hemodinámica?

Permite estimar si el flujo será laminar (Re bajo) o turbulento (Re alto).

Principio de Arquimedes

Todo cuerpo sumergido en un fluido recibe una fuerza ascendente igual al peso del fluido desplazado.

Ley de Fick

Describe el principio de difusión de gases a través de una membrana.

La velocidad de difusión aumenta con:

• Mayor superficie.

• Mayor diferencia de concentración o presión parcial.

• Mayor coeficiente de difusión.
  
  

Disminuye cuando aumenta:

• Grosor de la membrana.

Numero de Reynolds

Permite estimar la tendencia de un flujo a ser laminar o turbulento.

Principio de Pascal

Una presión aplicada a un fluido confinado se transmite en todas las direcciones.

Ley de Laplace

Relaciona presión, radio y tensión de la pared.

En el corazon: A mayor radio ventricular y presión, mayor tensión necesaria en la pared para mantener el equilibrio.

Resistencia Vascular

Es la oposición al movimiento de la sangre.

Circulacion en serie y paralelo

Circulación en serie

La sangre atraviesa los vasos uno después del otro.

Circulación en paralelo

La sangre se distribuye hacia diferentes órganos.

Principio de Venturi

Cuando un fluido pasa por una región estrecha, su velocidad puede aumentar y la presión estática puede disminuir, bajo las condiciones del modelo de flujo apropiado.

Aplicación cardiovascular

Ayuda a comprender fenómenos relacionados con:

• Estenosis vascular.

• Cambios de velocidad.

• Gradientes de presión.

Que es la luz?

La luz es una forma de radiación electromagnética capaz de estimular los fotorreceptores del ojo humano.

Algunas de sus propiedades importantes son la longitud de onda, frecuencia, reflexión y refracción.

Que es la optica

La óptica es la rama de la Física que estudia la luz, su propagación y su interacción con la materia.

Divisiones de la óptica

• Óptica geométrica: estudia la propagación de la luz mediante rayos y explica la reflexión, la refracción, los lentes y la formación de imágenes.

• Óptica física: analiza fenómenos ondulatorios como la interferencia, la difracción y la polarización.

• Óptica fisiológica: estudia la interacción entre las propiedades ópticas del ojo y el funcionamiento del sistema visual.

• Óptica clínica: aplica los principios ópticos a la medición de la refracción, la corrección visual y el diagnóstico de enfermedades oculares.

Que es la biofisica de la visión?

Es la aplicación de los principios físicos al estudio del sistema visual.

Entre otros aspectos, tambien analiza:

• La acomodación.

• Los defectos refractivos.

• La distancia focal y potencia dióptrica

Componentes ópticos del ojo

Luz → córnea → pupila → cristalino → retina → nervio óptico → cerebro.

Importancia de la córnea

La córnea es la superficie transparente situada en la parte anterior del ojo. Cuando la luz pasa del aire a la córnea, encuentra un cambio importante en el índice de refracción y experimenta una desviación.

Medios refractivos

Son las estructuras transparentes que permiten el paso de la luz y contribuyen a su refracción.

Los principales son:

1. Córnea.

2. Humor acuoso.

3. Cristalino.

4. Humor vítreo.

Refracción

La refracción es el cambio de dirección y de velocidad que experimenta la luz al pasar oblicuamente de un medio a otro con diferente índice de refracción.

Punto focal y enfoque

El punto focal es el punto donde convergen los rayos luminosos paralelos al eje óptico después de atravesar una lente convergente ideal.

A su vez, el enfoque es el ajuste de un sistema óptico para producir una imagen nítida del objeto observado sobre el plano de imagen correspondiente.

En el ojo, el enfoque depende de:

• La potencia del cristalino.

• La distancia del objeto.

• La acomodación.

Distancia focal

La distancia focal es la distancia entre el centro óptico de una lente ideal delgada y su punto focal, expresada en metros.

Que es una lente

Una lente es un elemento óptico transparente que modifica la trayectoria de la luz mediante la refracción en sus superficies. Las lentes pueden utilizarse para converger, divergir o modificar la distribución de los rayos luminosos.

Tipos de lentes

Las lentes convergentes o convexas tienen mayor grosor en el centro y potencia positiva.

Las lentes divergentes o cóncavas son más delgadas en el centro y tienen potencia negativa.

Las lentes cilíndricas actúan principalmente sobre un meridiano y sirven para corregir el astigmatismo.

Las lentes tóricas tienen diferente potencia en distintos meridianos y permiten corregir el astigmatismo.

Las lentes multifocales ofrecen diferentes potencias para ver a distintas distancias. Incluyen las bifocales, las trifocales y las progresivas. Son especialmente útiles para corregir la presbicia.

Agudeza Visual

La agudeza visual es la capacidad de distinguir detalles finos y separar dos puntos próximos como elementos distintos.

La agudeza visual se mide por separado en cada ojo y, cuando corresponde, con ambos ojos abiertos. La notación de Snellen puede expresarse como una fracción:

• 20/20 en el sistema utilizado en Estados Unidos.

• 6/6 en el sistema métrico.

• 20/40 o 6/12 indican que la persona necesita estar más cerca que una persona con visión de referencia para distinguir el mismo detalle, en las condiciones de la prueba.

Formacion de imagenes en la retina

1. La luz entra por la córnea.

2. Atraviesa la pupila y el cristalino.

3. El cristalino ajusta el enfoque.

4. La luz atraviesa el humor vítreo y se enfoca en la retina, formando una imagen real, reducida e invertida.

5. Los conos y bastones transforman la luz en señales nerviosas que viajan por el nervio óptico hasta el cerebro.

Conos y bastones

Los conos permiten la visión de los colores y los detalles finos, especialmente con buena iluminación. Los bastones son más sensibles a la luz y permiten ver en condiciones de poca iluminación, pero no distinguen los colores.

La acomodacion visual y como funciona

La acomodación visual es la capacidad del ojo para enfocar objetos a diferentes distancias mediante cambios en la forma del cristalino. Al mirar de cerca, el músculo ciliar se contrae, las zónulas se relajan y el cristalino se vuelve más convexo, aumentando su potencia. Al mirar de lejos, ocurre lo contrario: el cristalino se aplana y disminuye su potencia.

Errores refractivos

Los errores refractivos ocurren cuando la luz no se enfoca correctamente sobre la retina.

Tipos de errores refractivos

Se dividen en cuatro tipos:

• la miopía, en la que la imagen se forma delante de la retina y se dificulta la visión de lejos; se corrige con lentes divergentes (−).

• La hipermetropía ocurre cuando el enfoque queda detrás de la retina y puede dificultar la visión cercana; se corrige con lentes convergentes (+).

• El astigmatismo se debe a diferencias de potencia entre los meridianos del ojo, lo que produce visión borrosa o distorsionada; se corrige con lentes cilíndricas o tóricas.

• La presbicia es la pérdida progresiva de la capacidad de enfocar objetos cercanos debido a la edad; se corrige con lentes positivas para cerca, bifocales o progresivas.

Potencia dioptrica y enfoque

La potencia dióptrica es la capacidad de una lente para converger o divergir la luz y se mide en dioptrías (D).

El enfoque es el ajuste del sistema óptico del ojo para formar una imagen nítida sobre la retina, mediante la acción de la córnea y el cristalino.

El cristalino y cómo cambia

El cristalino es una estructura transparente y biconvexa del ojo que permite enfocar los objetos sobre la retina mediante la acomodación.

A lo largo de la edad, pierde elasticidad y capacidad para cambiar de forma, dificultando la visión de cerca; esto produce la presbicia. Además, puede perder transparencia y desarrollar cataratas.

Correccion de errores refractivos (general)

La corrección de los errores refractivos se realiza mediante gafas o lentes de contacto que ayudan a enfocar la luz sobre la retina. La miopía se corrige con lentes divergentes (−), la hipermetropía con convergentes (+), el astigmatismo con lentes cilíndricas o tóricas y la presbicia con lentes positivas para visión cercana.

Tipos de cirugias oculares

Las cirugías oculares incluyen LASIK y PRK, que utilizan láser para modificar la córnea; SMILE, que extrae una pequeña porción de tejido corneal; y la implantación de lentes intraoculares. La cirugía de cataratas reemplaza el cristalino opaco por una lente artificial. La técnica depende de la condición ocular del paciente.

Vision de los colores y alteraciones cromaticas

La visión de los colores depende de tres tipos de conos en la retina, sensibles a distintas longitudes de onda.

Las alteraciones cromáticas incluyen la protanopia y la deuteranopia, que dificultan distinguir ciertos rojos y verdes; la tritanopia, que afecta la distinción de azules y amarillos; y la acromatopsia, que provoca ausencia o reducción marcada de la visión de los colores.

CUESTIONARIO DE FALSO Y VERDADERO

La tráquea se extiende aproximadamente desde C6 hasta T4-T5.

VERDADERO.
La tráquea comienza aproximadamente a nivel de C6 y termina donde se bifurca en los bronquios principales.

Los bronquiolos contienen anillos completos de cartílago hialino.

FALSO.
Los bronquiolos no poseen cartílago; tienen una proporción importante de músculo liso.

Los neumocitos tipo I participan principalmente en el intercambio de O₂ y CO₂.

VERDADERO.
Son células muy delgadas que forman gran parte de la superficie alveolar y facilitan la difusión de gases.

Los neumocitos tipo II producen surfactante pulmonar.

VERDADERO.
El surfactante disminuye la tensión superficial y ayuda a evitar el colapso de los alvéolos.

Durante la inspiración tranquila, la presión alveolar aumenta por encima de la atmosférica.

FALSO.
Durante la inspiración, la presión alveolar disminuye ligeramente por debajo de la atmosférica, permitiendo la entrada de aire.

La ley de Boyle establece que, a temperatura constante, presión y volumen de un gas son inversamente proporcionales.

VERDADERO.
Cuando aumenta el volumen disponible para el gas, disminuye su presión.

La presión intrapleural normalmente es positiva durante la respiración tranquila.

FALSO.
Normalmente es negativa respecto a la presión atmosférica.

La difusión de gases a través de la membrana respiratoria depende, entre otros factores, del gradiente de presión parcial y del espesor de la membrana.

VERDADERO.
Un mayor gradiente favorece la difusión, mientras que una membrana más gruesa la dificulta.

El volumen corriente de un adulto en reposo suele ser aproximadamente 500 mL.

VERDADERO.
Es el volumen de aire inspirado o espirado en una respiración normal.

La inspiración ocurre cuando la presión alveolar disminuye ligeramente por debajo de la presión atmosférica.

Verdadero.
La disminución de la presión alveolar permite que el aire entre desde la atmósfera hacia los pulmones.