domingo, 30 de agosto de 2015

ALEXANDER OPARIN Y EL ORIGEN DE LA VIDA 




La tierra se formó hace unos 4.500 millones años juntos con el resto de otros planetas del sistema solar, probablemente era una masa incandescente que fue enfriando poco a poco. La tierra una cantidad de energía que se maneja en diversas formas, la actividad volcánica debía ser entonces mucho más abundante de lo que es ahora .Enormes masas de rocas incandescentes ocuparían grandes territorios, el calor interno haría que la temperatura de la superficie fuese bastante más alta que en la actualidad a esto hay que añadir la luz ultravioleta y el calor del sol, descargas eléctricas de rayo y la radiactividad que se sumaba al calor procedente de los volcanes. Los estudios sobre los volcanes actuales hacen suponer sobre la atmosfera primitiva tendría gran cantidad de hidrogeno que se iría perdiendo gradualmente ya que al ser tan ligero podría escapar al campo gravitatorio además habría metano, amoniaco y agua.

En 1924 el científico Soviético Alexander Oparin dedujo una teoría que la vida se produjo por componentes primitivos de la atmosfera sometidos a tremendas descargas electrónica. Stanlyn Miller y Harold Urey de la universidad de Chicago reprodujo en un laboratorio la atmosfera primitiva mezclando metano, amoniaco, agua e hidrogeno. Sometió esta mezcla eléctrica durante una semana y posteriormente comprobó se habían formado numerosos moléculas características de los seres vivo. En 1953 Stanley Miller demostró que los gases primitivos de la tierra expuestos a una gran cantidad de energía pudieron combinarse para formar compuestos orgánicos similares a los que se encuentran en los seres vivos.

La teoría de Oparin los nuevos compuestos orgánicos se pudieron mezclar para formar cadenas químicas, con los tiempos algunos de estos productos químicos en forma de cadena se asemejarían a las proteínas actuales, otras moléculas antiguas fueron sin duda versiones elementales de los ácidos nucleicos. Durante millones de años tales sustancias químicas se formaron y se destruyeron bajo las violentas radiaciones solares pero a medida que paso el tiempo una de estas moléculas debió alcanzar un grado tan alto de organización que le permitió duplicarse , esas moléculas que probablemente eran ácidos nucleicos en sus procesos de evolución lograron incorporar proteínas a su estructura , así nació una relación entre las dos clases de moléculas , con una membrana que les designo una cierta autonomía las proteínas y ácidos nucleicos formaron las primeras unidades de vidas.

Los primeros organismo vivos se alimentaban de sustancias que había en las aguas de los océanos primitivos , este tipo de alimentación mantenido en varios millones de años debió acabar con las reservas de materia orgánica por eso unos mil millones de años después de la aparición de la primera célula viva algunos organismos pusieron en marcha el proceso de fotosíntesis .Las células primitivas utilizarían la energía solar para formar anhídrido carbónico, agua, sales y minerales en alimento y liberar oxígeno al medio así aparecieron los primeros vegetales los llamados productores primarios hace unos 2.000 millones de años . El oxígeno resultante de la fotosíntesis se liberaba a la atmosfera y empezó por oxidar las rocas de la superficie del planeta luego se fue acumulando en la atmosfera y se acabó formando la capa de ozono que absorbe la mayor parte de las radiaciones ultravioletas del sol gracias a esta protección la vida evoluciono hacia formas más complicadas capaces de utilizar al agua y a los minerales del suelo , harían faltas millones de años para que los organismos vivos fueran adquiriendo el aspecto con que ahora los conocemos.


CIENCIA AL DESNUDO - BIG BANG



El Big Bang nació en una fracción de segundos donde se originó todo el universo, en este documental se consulta a varios científicos sobre este hecho. La tecnología está a punto de revelar lo que sucedió en el segundo más importante de todo el universo. En el principio no hay nada ni materia ni energía, de la nada aparece una forma de fuego más pequeña que el átomo, y mucho más caliente que el centro sol. Comienza el tiempo en un segundo se traza todo el cosmos.

Como ocurrió esta teoría es un misterio. El profesor Krauss se dedica a estudiar esto, se debe regresar atrás y entender de cómo ocurrió todo. Aunque la teoría del Big Bang es aceptada, apareció en menos de un siglo. Hace menos de 80 años se creía que el universo era estático. Las ondas de luz se estiran y es más larga y roja. Asimismo en el universo entre más lejos veamos más roja será la luz.Todas las galaxias lejanas en todas direcciones se están alejando de nosotros. Si las galaxias se separan unas de otras es la prueba que alguna vez estuvieron juntas. Los científicos creen que en el primer segundo que se creó el Big Bang se crearon todas las estrellas del universo. Para esto hay que tener en cuenta que todo lo que ocurrió en fracciones de segundos por eso los científicos utilizan medidas Planck que son 10-43 segundos.

En el primer segundo del Big Bang se crearon las cuartos fuerzas fundamentales de la naturaleza la gravedad, el electromagnetismo y las fuerzas nucleares la fuerte y la débil; sin ellas el universo sería al monótono.Las cuatro fuerzas en un segundo instante de tiempo de planck las fuerzas se separan. Para descubrir cómo se expande el universo, los científicos miran sus telescopios para poder ver el pasado. La luz de las estrellas lejanas viajaba a millones de años luz. La radiación que llega a la antena de un experimento es más antigua y lejana.

La radiación de microondas cósmicas son las ondas de la misma creación. Un instante más de planck el universo es más grande que un átomo en el próximo crece más rápido que en millones de años de la creación. A esta etapa se llama inflación. Los planetas y las estrellas son un primer momento son bolas y partículas que se condesaron para hacer una masa.



EL UNIVERSO DE STEPHEN HAWKING – UNA RESPUESTA PARA TODO




Hubo una explosión cósmica de energía llamada el Big Bang. La Energía produjo toda la materia del Universo. Desde las estrellas y galaxias, hasta nuestro planeta y nosotros mismos.
El científico Stephen Hawking nos explica los secretos del Universo, la formación de los planetas, los agujeros negros, las estrellas, el origen de nuestro planeta, etc. Visitaremos los observatorios astronómicos más importantes del mundo y podremos escuchar las diversas teorías y pruebas científicas de los más prestigiosos astrónomos quiénes nos acercarán a los confines del Universo.

La teoría de la relatividad de Einstein describe el Universo a gran escala y la física cuántica describe el comportamiento de partículas más pequeñas que el átomo. Para poder entender el funcionamiento del Universo las dos teorías deben coincidir. Físicos y matemáticos de todo el mundo intentan encontrar una sencilla ecuación para describir cómo funciona todo el Universo. Veremos también como la agencia espacial europea está envuelta en un proyecto para trazar el “mapa de todos los mapas” con el Planck Explorer un satélite que busca millones de años atrás en el tiempo.

En aquella época Einstein era el único que creía que era posible unir las dos teorías, aunque en aquella época se hallaba aislado de la comunidad científica no abandonó.Cuando Einstein murió en 1955 se encontraron junto a su cama anotaciones por terminar que describían la teoría de la unificación. No consiguió convertir su sueño en realidad.

Pero Einstein era un adelantado a su tiempo. Cuarenta años después por fin se ha reconocido la importancia de su trabajo. Ahora los físicos de todo el mundo buscan una nueva ecuación que describa el funcionamiento de todo el Universo. Pretenden encontrar la Teoría del Todo.

Unidad 3 Termodinámica de los sistemas biologicos

UNIDAD  3

TERMODINÁMICA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS

TERMOMETRÍA

La termometría es la encargada de la medición de la temperatura en sistemas o cuerpos. Para realizar dicha medición, se utiliza un instrumento llamado termómetro, que aprovecha el fenómeno de dilatación de los cuerpos con el calor, para poder medir la temperatura.
¿Qué es un termómetro?
Un termómetro es un sistema aislado térmicamente, que utiliza, como ya se dijo, la propiedad termométrica de dilatación de los cuerpos con el calor, para medir la temperatura en su medio ambiente.

¿A qué se llama propiedad termométrica?
Se le llama propiedad termométrica a cuya magnitud varía de la misma manera que la temperatura, es decir, que si ésta aumenta, la propiedad termométrica también aumentará.

También podemos definir el calor como energía que se transmite desde o hacia un sistema, debido  a la diferencia de temperaturas entre el sistema y su medio ambiente.  De la misma manera que definimos sistema aislado o cerrado como aquél en el cual no entra ni sale materia, podríamos decir que un sistema aislado térmicamente es aquél en el cual no sale ni entra calor.

Una propiedad característica de los sistemas aislados térmicamente, es que dentro de los mismos la temperatura es constante, si dejamos transcurrir un cierto tiempo sin cambios en el medio ambiente.
De esta manera, al colocar un termómetro (que es un sistema aislado térmicamente) en agua caliente por ejemplo,  la temperatura dentro de dicho instrumento aumentará hasta cierto punto, y luego de transcurrido un cierto período, se estabilizará, alcanzando lo que se llama equilibrio térmico.

En el equilibrio térmico, la temperatura es constante e igual en todos los puntos del sistema. La sustancia líquida incluida dentro del termómetro (habitualmente se trata de mercurio) se dilata debido al aumento de la temperatura. Dicha dilatación es medible y directamente proporcional a la temperatura del medio ambiente (en este caso, el agua caliente).
También existen termómetros que en lugar de mercurio utilizan otros líquidos, por ejemplo alcohol coloreado, utilizados en el área de meteorología.

El largo de una varilla o hilo metálico también puede usarse como propiedad termométrica, aunque la variación de la longitud se da para un rango de temperatura no demasiado amplio, entre cero y cien grados Celsius.
También se puede construir un termómetro aprovechando la dilatación de sólidos con el calor.  Este tipo de instrumento es llamado termómetro metálico, y se construye soldando dos láminas de distintos metales, de igual longitud a cero grado Celsius, pero con distinto coeficiente de dilatación lineal, como latón y acero.
Al aumentar o disminuir la temperatura, las láminas se dilatarán o contraerán, una en mayor medida que la otra, de esta manera se curvarán en un sentido o en el contrario. El grado de la curvatura cambia de posición una aguja que se mueve sobre una escala graduada, marcando la temperatura.
Otras propiedades termométricas incluyen la resistencia eléctrica de metales, que también pude usarse para medir temperaturas. En los termómetros de resistencia, se usa un hilo fino de platino, cuya resistencia eléctrica va variando con la temperatura. El rango que pueden medir estos termómetros es muy amplio, entre -200 grados Celsius hasta 1200 grados Celsius.

CALORIMETRÍA


La determinación del calor específico de los cuerpos constituye uno de los fines primordiales de la calorimetría.


El procedimiento más habitual para medir calores específicos consiste en sumergir una cantidad del cuerpo sometido a medición en un baño de agua de temperatura conocida. Suponiendo que el sistema está aislado, cuando se alcance el equilibrio térmico se cumplirá que el calor cedido por el cuerpo será igual al absorbido por el agua, o a la inversa.

TRABAJO

En mecanica clasica, el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo.  El trabajo es una magnitud fisica escalar que se representa con la letra  (del inglés Works) y se expresa en unidades de energía, esto es en joule (J) en el SIU.
Ya que por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:

Donde  es el modulo de la fuerza, es el desplazamiento y es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento (véase dibujo).
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vector desplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.

CALOR 

El calor está definido como la forma de energia que se transfiere entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas, sin embargo en termodinámica generalmente el término calor significa simplemente transferencia de energía.
Este flujo de energía siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura.

La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos de transferencia, estos son la radiacion, la conduccion y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
 Cabe resaltar que los cuerpos no tienen calor, sino energia termica. La energía existe en varias formas. En este caso nos enfocamos en el calor, que es el proceso mediante el cual la energía se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia de temperatura.

ESCALAS TERMOMÉTRICAS


En todo cuerpo material la variación de la temperatura va acompañada de la correspondiente variación de otras propiedades medibles, de modo que a cada valor de aquélla le corresponde un solo valor de ésta.

Tal es el caso de la longitud de una varilla metálica, de la resistencia eléctrica de un metal, de la presión de un gas, del volumen de un líquido, etc. Estas magnitudes cuya variación está ligada a la de la temperatura se denominan propiedades termométricas, porque pueden ser empleadas en la construcción de termómetros.

Para definir una escala de temperaturas es necesario elegir una propiedad termométrica que reúna las siguientes condiciones:
La expresión matemática de la relación entre la propiedad y la temperatura debe ser conocida.
La propiedad termométrica debe ser lo bastante sensible a las variaciones de temperatura como para poder detectar, con una precisión aceptable, pequeños cambios térmicos.
El rango de temperatura accesible debe ser suficientemente grande

Escala Celsius

Una vez que la propiedad termométrica ha sido elegida, la elaboración de una escala termométrica o de temperaturas lleva consigo, al menos, dos operaciones; por una parte, la determinación de los puntos fijos o temperaturas de referencia que permanecen constantes en la naturaleza y, por otra, la división del intervalo de temperaturas correspondiente a tales puntos fijos en unidades o grados.

El científico sueco Anders Celsius (1701-1744) construyó por primera vez la escala termométrica que lleva su nombre. Eligió como puntos fijos el de fusión del hielo y el de ebullición del agua, tras advertir que las temperaturas a las que se verificaban tales cambios de estado eran constantes a la presión atmosférica. Asignó al primero el valor 0 y al segundo el valor 100, con lo cual fijó el valor del grado centígrado o grado Celsius (ºC) como la centésima parte del intervalo de temperatura comprendido entre esos dos puntos fijos.


En los países anglosajones se pueden encontrar aún termómetros graduados en grado Fahrenheit (ºF). La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. 


La escala de temperaturas adoptada por el SI es la llamada escala absoluta o Kelvin. En ella el tamaño de los grados es el mismo que en la Celsius, pero el cero de la escala se fija en el - 273,16 ºC. Este punto llamado cero absoluto de temperaturas es tal que a dicha temperatura desaparece la agitación molecular, por lo que, según el significado que la teoría cinética atribuye a la magnitud temperatura, no tiene sentido hablar de valores inferiores a él. El cero absoluto constituye un límite inferior natural de temperaturas, lo que hace que en la escala Kelvin no existan temperaturas bajo cero (negativas).



Mecanismos

El calor es una energía que se transmite de unos cuerpos a otros mediante tres tipos de mecanismos diferentes:

Conducción: La conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferior por contacto directo
El coeficiente de conducción de un material mide la capacidad del mismo para conducir el calor a través de la masa del mismo. Los materiales aislantes tienen un coeficiente de conducción pequeño por lo que su capacidad para conducir el calor es reducida, de ahí su utilidad.


· Convección: La transmisión de calor por convección es un intercambio de calor entre el aire y una masa material que se encuentran a diferentes temperaturas. El transporte del calor se produce por movimientos naturales debidos a la diferencia de temperaturas, el aire caliente tiende a subir y el aire frío baja, o bien mediante mecanismos de convección forzada


· Radiación: Es un mecanismo de transmisión de calor en el que el intercambio se produce mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas, por lo que no existe la necesidad de que exista un medio material para el transporte de la energía. El sol aporta energía exclusivamente por radiación

TERMODINÁMICA


El cuerpo humano puede ser considerado como un sistema termodinámico abierto, que debe mantener su temperatura constante de 37ºC, a pesar de encontrarse en un entorno de temperatura generalmente inferior que se pude tomar como una media de 15ºC. Por otra parte esta continuamente intercambiando material y energía con sus alrededores (metabolismo), consumiendo energía para desarrollar los trabajos internos y externos, y para fabricar moléculas estables (anabolismo) para lo cual necesita alimentarse ingiriendo moléculas de gran energía libre (nutrición) que a partir de determinadas reacciones de combustión dan lugar a productos de menor energía (catabolismo).
Tiene la peculiaridad de que su entropía es mínima, por eso es un sistema termodinámico inestable lo que provoca su evolución permanente, o sea la vida misma. Precisamente la muerte implicaría un estado de máxima entropía. Para que el organismo vivo pueda mantenerse en dicho estado es necesario que elimine el exceso de entropía que se produce continuamente inherente a los procesos vitales: circulación de la sangre, respiración,etc.

LEYESDE TERMODINÁMICA

Primera Ley de la Termodinámica


La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se crea ni se destruye solo se trasforma , en organismos vivientes las reacciones más frecuentes son irreversibles y no son hechas encondiciones adiabática y es por eso que la aplicación de las leyes de la termodinámica se limita bastante , en sistemas biológicos el proceso de clasificación de las propiedades de sistemas es mas complicado pero en general podemos decir que los seres vivos no son sistemas en equilibrio , estos organismos son organismos abiertos que intercambian energía y materia con el entorno.

Segunda Ley de la Termodinámica


Los seres vivos cumplen con la segunda ley de la termodinámica, como cualquier otro sistema físico, a veces se piensa que los seres vivos, finalmente mueren "en cumplimiento" de la segunda ley, porque la creciente entropía acaba con ellos. 
En la definición de vida, desde el punto de vista de la termodinámica los sistemas vivos son regiones localizadas donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa. Esta definición se basa en el segundo principio de la termodinámica, el cual dice que la entropía o desorden, del universo siempre aumenta.
Aplicado al estudio de la célula, pues tiene que ver desde el proceso de alimentación y respiración celular, desde el punto de vista de la cadena alimenticia, que desde este punto de vista es la cadena de energía; muchas veces se compara a la célula con una fábrica con materia prima, proceso de producción y consumo de energía.
Cuando los sistemas físicos biológicos recuperan la energía como información, no "crean" la información, sino tan sólo la tornan disponible para el sistema.

Tercera Ley de la Termodinámica y Ley Cero


En términos simples, la tercera ley indica que la entropía de una sustancia pura y cristalina en el cero absoluto es nula. Por consiguiente, la tercera ley provee de un punto de referencia absoluto para la determinación de la entropía. La entropía relativa a este punto es la entropía absoluta.




La entalpía es la cantidad de energía calorífica de una sustancia.En una reacción química, si la entalpía de los productos es menor que la de los reactantes se libera calor y decimos que es una reacción exotérmica. Si la entalpía de los productos es mayor que la de los reactantes se toma calor del medio y decimos que es una reacción endotérmica.

En los sistemas moleculares del interior de las células, donde tienen lugar las reacciones químicas, las variaciones de energía no son tan evidentes como en los sistemas físicos más usuales y sencillos sujetos a cambios de energía potencial y cinética, como puedan ser los que se refieren a movimientos de cuerpos en un campo gravitatorio. Un sistema químico comprende una gran cantidad de moléculas diferentes que contienen una cierta cantidad de energía en función de su estructura. Esta energía puede ser descrita como el contenido en calor o entalpía (H) de la molécula. Cuando una molécula se transforma en una estructura diferente mediante una reacción química, su contenido energético puede cambiar. Su variacion de entalpía puede ser negativa, cuando se pierde calor de la molécula, y éste se libera elevando la temperatura exterior, o positiva, cuando se capta calor del exterior.

ENTROPÍA

La entropia puede definirse como el grado de desorden de un sistema. En una reacción bioquímica, este desorden puede adoptar tres formas:

- Las moléculas no suelen ser rígidas ni permanecer fijas, por lo que pueden vibrar, girar o rotar. Cuanto mayor es la libertad para consentir estos movimientos moleculares, mayor es el desorden o la entropía.
- En un sistema bioquímico están implicadas un gran número de moléculas individuales que pueden encontrarse distribuidas de modo disperso y desordenado o adoptar algún tipo de disposición ordenada como ocurre en gran medida en las células vivas.
- El número de moléculas individuales o iones pueden cambiar como resultado de la transformación química. Cuanto mayor es su número, mayor es el desorden y por tanto la entropía.

TEMPERATURA, RADIACCION Y TERMODINAMICA DE LOS SERESVIVOS

Además del calor proveniente del exterior, por las radiaciones infrarrojas del Sol, los animales poseen calor propio, proveniente de los procesos de transformación u oxidación de los alimentos.

En base a esta producción de calor y a la velocidad de intercambio entre el organismo y el medio, se distinguen animales de temperatura cambiante o "sangre fría", denominados poiquilotermos, y animales de temperatura constante o "sangre caliente", denominados homotermos.


Radiación


El fenómeno de la radiación consiste en la propagación de energia en forma de ondas electromagneticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio material.



Termodinámica de los seres vivos


La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de magnitudes de los sistemas a un nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomenológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método experimental. Los cambios estudiados son los de temperatura, presión y volumen, aunque también estudia cambios en otras magnitudes, tales como la imanación, el potencial químico, la fuerza electromotriz y el estudio de los medios continuos en general.

PROCESO DE ALIMENTACION

 

Ingestión:
Se produce cuando se “come” un alimento, es decir, cuando el alimento es llevado a la boca.

Digestión:
·         Mecánica: Se produce en la boca mediante la trituración del alimento con los dientes, y en el estómago como consecuencia de las contracciones del músculo liso que tapiza las paredes de dicho órgano.

·         Química: Se produce en la boca a partir de las enzimas presentes en la saliva, en el estómago por la presencia de jugos gástricos, y en el intestino delgado por la presencia de jugos intestinales y pancreáticos.
 Estas sustancias químicas ayudan a que las grandes moléculas por ejemplo carbohidratos, lípidos, y proteínas de los alimentos que comemos se dividan en otras más pequeñas, por hidrólisis.
Enzimas: catalizan las reacciones de hidrólisis.

Jugos digestivos
Jugo gástrico: Líquido segregado por el estómago que provoca la desintegración de los alimentos para que se sigan digiriendo. Formado por agua, ácido clorhídrico, y enzimas.
Jugo pancreático: Líquido segregado por el páncreas que actúa a nivel del intestino delgado. Formado por agua, sales minerales, bicarbonato de sodio, y enzimas.
Jugo intestinal: sustancia producida por la mucosa del intestino delgado, con su acción termina el proceso de degradación, para pasar a la absorción de nutrientes.

Absorción:
Se produce en el intestino delgado. Los nutrientes obtenidos de los alimentos ingresan a las células epiteliales que tapizan la luz del intestino delgado por transporte activo o difusión.

Finalmente:
Los nutrientes se transportan por la sangre a todos los tejidos y llegan a las células para cumplir determinados fines.

 

ESTRATEGIAS METABÓLICAS DE LOS SERES VIVOS

La estrategia básica del metabolismo es formar ATP, poder reductor y precursores para la biosíntesis.
·         El ATP es la unidad biológica universal de energía. El elevado potencial para transferir grupos fosforilos 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, acidos grasos y aminoácidos. El intermediario común en la mayoría de estas oxidaciones es el acetil-CoA.

·         La glucólisis es otro proceso generador de ATP, pero la cantidad que se forma es mucho menor que en la fosforilación oxidativa.

·         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.

REGULACION DEL CALOR EN LOS ANIMALES

La regulación de los animales está dada por la temperatura del ambiente y la eficacia del hipotálamo por lograr mantener la temperatura interna constante en el animal, así mismo el animal debe tener reservas de grasas para quemarlas cuando sea necesario y así el lograr producir calor y mantener la temperatura adecuada:

1. Regulación de la temperatura: 

La temperatura con que la sangre llega al hipotálamo será el principal determinante de la respuesta corporal a los cambios climáticos. El hipotálamo tiene un doble sistema de regulación de la temperatura. Así, la porción anterior o rostral, compuesta por centros parasimpáticos, es la encargada de disipar el calor, mientras que en la posterior con centros simpáticos, conserva y mantiene la temperatura corporal. 
Cuando se origina un daño en la región posterior en animales de experimentación, la respuesta que se obtiene es:

o hipotermia prolongada e incapacidad para reaccionar al frío. Parece ser, también, que la poiquilotermia relativa es el resultado de lesiones en la porción posterior del hipotálamo. Lesiones localizadas en la región anterior o rostral incapacitan al animal de experimentación para perder calor.

INTERCAMBIO DE GASES


El aire atmosférico atraviesa las vías respiratorias y llega hasta los alvéolos pulmonares. Estos tienen unas paredes muy finas y están rodeados por multitud de capilares sanguíneos, también con paredes muy finas.
Los capilares vienen con sangre pobre en oxígeno y rica en dióxido de carbono, pero en el alvéolo la sangre se carga de nuevo de oxígeno y cede el dióxido de carbono.
Este proceso es el intercambio de gases. Como resultado, el aire de los alvéolos se empobrece en oxígeno y se carga de dióxido de carbono.

El intercambio gaseoso se realiza por difusión simple, desde el lugar en el que su concentración es mayor hacia donde es menor.
La sangre cargada de oxígeno lleva este gas a todas las células del organismo, de ellas recoge el dióxido de carbono, producido en la respiración celular, y lo lleva a los pulmones.

PRESIONES RESPIRATORIAS


Las presiones que se encuentra en el sistema respiratorio se encuentran en relación con todo lo que es el tórax, pulmón y ventilación. Los movimientos que se realizan en la fase inspiratoria, incluyendo el cambio de presiones está dado por los músculos inspiratorios, entre ellos el más principal es el diafragma, este musculo tiene una forma especial ya que es cóncavo por abajo y convexo por arriba, y en la inspiración este musculo se aplana, cuyo origen e inserción es bastante amplio.

Para entender un poco de presiones, tenemos que conocer algunas leyes de los gases, como es el caso de la ley de boyle que nos indica que a temperatura constante el volumen y la presión son inversamente proporcionales, es decir a la temperatura constante del sistema respiratorio mientras a mayor volumen intratorácico, la presión intratorácica se disminuye. 

Las presiones intratorácica que podemos encontrar son 3:

o Presiones intraalveolar (PA): Es la presión que se encuentra al interior de los alveolos pulmonares, muchas veces es llamada intrapulmonar, cuando la glotis se encuentra abierta esta presión se iguala a la de presión atmosférica. 

o Presión intrapleural (PIP) : Es la presión que se encuentra entre las 2 pleuras es decir en el espacio pleural, esta presión suele ser negativa comparada con la presión atmosférica. 

o Presión transpleural: (PTP): Presión se encuentra entre las presión intraalveolar (PA) y la intrapleural (PIP) diferida durante la fase inspiratorio en el ciclo respiratorio, donde es positiva. Presión de retracción: esta presión como su nombre lo dice, se produce por la capacidad que tiene los pulmones de retraerse, está en relación con las paredes que deben de estirar a los pulmones durante la inspiración. 

Presión pleural (Ppl): Ocurre la respiración espontánea es habitualmente negativa, porque el tamaño de reposo del pulmón es menor que el del tórax. Presión en las vías aéreas. Es la que impulsa el flujo aéreo, se dice que la dirección de esta presión es de tipo decreciente hacia el alvéolo o hacia la boca. Presión transpulmonar (Ptp) es la diferencia entre la presión en la boca y la presión pleural.

MECANISMOS QUE LLEVAN Y SE OPONEN AL COLAPSO PULMONAR

 

Ø  Atelectacia

Consiste en una aireación incompleta o nula de los pulmones.
La atelectasia aguda se observa como una zona de pulmón deprimida, bien delimitada, rojo oscuro, húmeda, con escasa o nula crepitación.

La atelectasia crónica se observa como un área deprimida, limitada, anémica, seca con escasa o nula crepitación. La atelectasia crónica conduce con frecuencia a la induración atelectásica. Se produce en estos casos fibrosis intersticial con organización del edema (carnificación), hiperplasia del epitelio alveolar y un aumento del tejido elástico (cirrosis elástica) y frecuentemente organización del exudado alveolar.

VOLUMENES Y CAPACIDADES PULMONARES

 

La  inspiración  dura   aproximadamente  2   segundos,   y   la  espiración   2   ó   3 segundos. Por lo tanto, el ciclo ventilatorio dura 4 ó 5 segundos.
La Frecuencia respiratoria  es el número de ciclos que se repiten en 1 minuto, y es de 12 a 15 (resp./min.).  FR=60/4 ó 5 = 12 ó 15 resp/min
La cantidad de aire que entra en cada inspiración, que es igual a la misma que se expulsa en cada espiración, es aproximadamente 500 ml (0´5 l.), y se llama Volumen corriente  (V.C.). El  volumen minuto  (V.m) es la cantidad de aire que entra en los
pulmones en un minuto.
Vm = Vc x Fr = 500 x 12­15 = 6.000­7.500 ml

El aire extra que podemos introducir en una inspiración forzada recibe el nombre de Volumen inspiratorio de reserva (V.I.R), que oscila sobre los 3.100 ml. 
El volumen de aire que podemos expulsar en una espiración forzada después de una inspiración normal   se llama  Volumen espiratorio de reserva (V.E.R), que se sitúa entorno a los 1.200 ml.
El aire residual que nos queda en los pulmones tras una espiración forzada, se llama Volumen residual (V.R), que está sobre los 1200 ml. 
No   todo   el   aire   que   llega   a   los   pulmones   (500   ml),   llega   a   la   zona   de intercambio, hay una parte que se quede en el espacio muerto anatómico, que son las
partes  del  aparato  respiratorio   que  no tienen   alvéolos  (tráquea),  la  cantidad esta alrededor de los 150 ml.





Consiste en la propagación de energia en forma de ondas electromagneticas o particulas subatomicas a través del vacío o de un medio material. 


Las ondas o radiaciones electromagnéticas se pueden clasificar en:

· Radiación no ionizante: No tienen la suficiente energía como para romper los enlaces que unen los átomos del medio que irradian (ondas de radio y TV, microondas, luz visible, etc.).

· Radiación ionizante: Tienen suficiente energía como para producir ionizaciones de los átomos del medio o materia que es irradiado. Van desde los rayos X hasta la radiación cósmica.


La radiactividad es un fenómeno físico por el cual algunos cuerpos o elementos químicos, llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, etc.Es uno de los grandes descubrimientos del hombre contemporáneo y, a la par que se fueron conociendo sus efectos, también se descubrieron aplicaciones de gran utilidad, ya que las sustancias radiactivas o los instrumentos emisores de radiaciones ionizantes resultan insustituibles en medicina, agricultura, industria, ciencias de la tierra, biología y otras muchas ramas.

La emisión de radiaciones ionizantes es una característica común a muchos átomos en cuyo núcleo el número de neutrones resulta escaso o excesivo, lo que les hace inestables (radiactivos), por lo que sus ligaduras nucleares se transforman buscando configuraciones más estables, a la vez que se libera energía, asociada a la radiación emitida.




La evaporación es un proceso físico que consiste en el paso lento y gradual de un estado liquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tension superficial. A diferencia de la ebullicion, la evaporación se puede producir a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada sea esta. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullicion. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presion de vapos saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación. Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullicion. En hidrologia, la evaporación es una de las variables hidrologicas importantes al momento de establecer el balance hidrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. 



El sudor es producido generalmente como un medio de refrigeracion corporal conocido como transpiracion. El sudor también puede ser causado por una respuesta física a la estimulación y el miedo, ya que estos estímulos aumentan la excitación que el SNS ejerce sobre las glandulas sudoriparas.

El cuerpo logra su mejor funcionamiento cuando se encuentra a una temperatura de aproximadamente 98.6ºF (37ºC). Cuando el cuerpo aumenta su temperatura, al cerebro no le gusta. El cerebro prefiere que tu cuerpo se mantenga a una temperatura menor y agradable. Por lo tanto, la parte de tu cerebro que controla la temperatura, llamada hipotálamo, envía un mensaje a tu cuerpo, indicándole que sude.

Después, unas glándulas especiales que se encuentran en la piel denominada "glándulas sudoríparas" comienzan a producir el sudor. El sudor también se conoce con el nombre de "transpiración" y está formado principalmente de agua, con pequeñas cantidades de otras sustancias químicas como el amoníaco, urea, sales y azúcar. (Tanto el amoníaco como la urea son desechos que el cuerpo produce al procesar las proteínas).

El sudor sale de la piel a través de unos agujeritos pequeños llamados "poros". Cuando el sudor se pone en contacto con el aire, el aire lo evapora (convierte el agua en vapor). A medida que el sudor se evapora de tu piel, tú te enfrías.El sudor es un gran sistema de enfriamiento, pero si estás sudando demasiado en un día de mucho calor, o después de jugar de una manera muy activa, es posible que estés perdiendo mucha agua a través de la piel. Entonces, es necesario que repongas esta agua en el cuerpo bebiendo mucho líquido para no deshidratarte.


Nuestro cuerpo realiza muchas actividades, algunas las vemos (como el crecimiento de nuestras uñas, de nuestro cabello, etc.) y otras se dan internamente (como la producción de energía, la digestión de los alimentos, etc.), para las que requiere del combustible necesario para todas estas importantes tareas.

La manera en la que nuestro cuerpo obtiene todo lo necesario para funcionar es con los nutrientes, que los adquirimos con los alimentos, y que se pueden clasificar en macronutrientes(como las proteínas, carbohidratos y grasas) y en micronutrientes (como las vitaminas y los minerales). Veamos cada uno de los nutrientes:


Las proteínas son muy importantes, porque muchos procesos que ocurren en nuestro cuerpo la utilizan, como para la formación de nuestros tejidos, así como para formar energía que se utiliza como la última opción (después de que se hayan utilizado los carbohidratos y las grasas). Participan en la formación de nuestros músculos y de muchos sistemas, por lo que es esencial que coman elementos ricos en proteinas, como las carnes, lácteos, huevos, nueces y legumbres.





Los carbohidratos también participan en muchos procesos de nuestro organismo y se caracterizan por ser la primera fuente de energía que utiliza el cuerpo para “echar a andar” nuestro organismo.

Para movernos, para mantenernos despiertos, para todo necesitamos energía, y en primer lugar se obtiene de los carbohidratos. Para que podamos funcionar es necesario que comamos arroz, pastas, patatas, cereales, maíz y alimentos azucarados, que nos permitirán tener la energía para mantenernos.


Nuestras células se mantienen por un tipo de grasa (lípidos) que conforman su membrana, así como muchas vitaminas contienen grasas en su estructura química. Muchas hormonas también las requieren, por lo que son esenciales para nuestro organismo. Existen distintos tipos de grasas, como las saturadas, las monoinstauradas y las poliinsaturadas, que requerimos para vivir, aunque no deben ser en exceso.

Las grasas también son una fuente de energía, a la que se echa mano después de utilizar los carbohidratos. Es por esto que nuestro cuerpo almacena grasa, por si gastamos más energía que la que nos proveen los carbohidratos. Es necesario que consumamos grasas a través de los alimentos, pero no en exceso, a través de productos de origen animal: debemos cuidarnos de comer muchas frituras y alimentos muy grasosos.


Las vitaminas son muy importantes para nuestro organismo, ya que muchos procesos las requieren, como nuestro sistema inmunológico (que nos defiende de los agente externos), y muchos órganos también (como la visión que requiere la vitamina A).Para que las adquiramos es necesario que consumamos muchas frutas y verduras, además de lácteos y carnes.




Los minerales son fundamentales para distintos procesos que ocurren a nivel celular y también para nuestros sistemas corporales. El calcio, el sodio, el magnesio, el potasio, el cloro, entre otros, son minerales que requerimos para estar bien y que perdemos muchas veces en algunas enfermedades, por lo que el que nos nutramos correctamente nos ayudará a estar sanos.


Todos estos nutrientes son fundamentales para nuestra vida, por lo que debemos alimentarnos sanamente, con una comida balanceada, donde los incluyamos todos al comer, para que nuestro cuerpo pueda trabajar eficientemente.

Unidad 2 Fenómenos Biofisicos Moleculares



UNIDAD II


Fenómeno: todo cambio o transformación que se realice en la naturaleza, se clasifican en:
1. Fenómenos Químicos.
2. Fenómenos Físicos.
3. Fenómenos biofísicos-moleculares.
Los fenómenos físicos son todos aquellos que no cambian en la estructura interna de la materia.Los fenómenos químicos son aquellos que cambian la estructura interna de la materia.
Los fenómenos biofísicos moleculares son procesos que se realizan en los seres vivos, los cuales se basan en leyes físicas y físico-químicas dando lugar a la formación de dichos fenómenos. Los fundamentos moleculares de la Biofísica se rigen en las biomoléculas, o macromoléculas, y su funcionamiento en todo aspecto.

Fenómeno Físico.- las sustancias realizan un proceso o cambio sin perder sus propiedades características, es decir, sin modificar su naturaleza.
La fusión del hielo es un fenómenos físico, pues el líquido que se obtiene sigue siendo agua, e incluso el paso de ésta a vapor; otros fenómenos físicos son el desplazamiento de un vehículo, el paso de la electricidad por los cables, la dilatación de un cuerpo al ser calentado, etc.

Fenómeno Químico.- Unas sustancias se transforman en otras nuevas, de distinta naturaleza, se dice que ha tenido lugar un fenómeno químico.
el hierro de algunos objetos se combina con el oxígeno, en presencia de la humedad del aire, transformándose en una sustancia diferente, la herrumbre; también la combustión de madera.



Varios de los procesos biológicos tienen que ver con los diferentes fenómenos que suceden en una superficie de contacto, que se encuentran especialmente separadas en pequeñas partículas. Estas superficies se les conoce con el nombre de interfaces y los fenómenos que en estas ocurren se les conoce como fenómenos de superficie. En conclusión los fenómenos de superficie son varios fenómenos que se producen en una superficie de contacto la cual se encuentra distanciada por partículas muy pequeñas. Las fuerzas de cohesión y de repulsión intermolecular influyen en las propiedades que se encuentran en la materia, tales como: el punto de ebullición, de fusión, el calor de vaporización y la tensión superficial. Dentro de una interface, rodeando a una molécula se presentan atracciones proporcionadas; en cambio en la superficie, dicha molécula se encuentra únicamente rodeada por moléculas que son atraídas hacia el interior del líquido por las moléculas que la rodean, al realizar dicho proceso el líquido se comporta como si estuviera rodeado por una membrana invisible
·         Fenómenos mecánicos.
·         Fenómenos osmóticos.
·         Fenómenos hidráulicos.
·         Física de los Gases
·         Fenómenos acústicos
·         Fenómenos eléctricos
·         Fenómenos ópticos

FENÓMENOS MECÁNICOS
El aparato locomotor, en conjunto, va a ser equiparable a un sistema de palancas articuladas, con poleas y múltiples cables que van a ejercer fuerzas sobre puntos muy concretos. El movimiento global de un miembro cualquiera, o del cuerpo en su conjunto, puede obtenerse por un complicado ejercicio de composición de fuerzas. Sólo con un estudio de este tipo podemos entender las costumbres o hábitos de un animal. No son los mismos los movimientos que puede realizar.

FENÓMENOS OSMÓTICOS
Los procesos osmóticos son de enorme importancia para los seres vivos. Si sus células quedan en un medio hipertónico, se deshidratan; si quedan en uno hipotónico pueden llegar a estallar, Por otro lado, la vida en aguas salobres y dulces y en tierra firme sólo ha sido posible cuando los seres vivos se han provisto de estructuras que evitarán la desecación excesiva (paredes impermeables de la célula vegetal epidérmica y el riñón que es capaz dé reabsorber una gran proporción de electrolitos.

FENÓMENOS HIDRAÚLICOS
El aumento de complejidad de los seres vivos, en el reino animal sobre todo, ha hecho indispensable tener un medio interno que bañe las células. Ese medio interno sería inútil si no se renovase constantemente o, lo que es lo mismo, si no está en continuo movimiento. Esto requiere un mecanismo de bombeo y un sistema de conducción:
-Corazón
-Conjuntos de vasos( Arterias,
capilares, venas,
vasos linfáticos, etc)

ADHESIÓN Y COHESIÓN
Adhesión es la atracción entre las superficies de dos cuerpos. Las dos superficie adyacentes pueden tener una composición química diferente. La adhesión es el proceso que tiene lugar cuando se unen tejidos u órganos que normalmente están separados.
Cohesión es la atracción de la molécula que mantiene unidas las partículas de una sustancia.
La cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo,

DIFUSIÓN
Flujo de energía o materia desde una zona de mayor concentración, tendente a producir una distribución homogénea. Si se calienta se carga eléctricamente el extremo de una varilla, el calor o la electricidad se difundirán desde la parte calienta o cargada hasta la parte fría o no cargada.

DIÁLISIS, OSMOSIS, DIFUSIÓN
Diálisis es paso de moléculas del solvente a menor concentración a través de la membrana.
Osmosis es el paso de moléculas de solventes o del agua de una región de mayor concentración a otra de menor concentración a través de la membrana
Difusión es el paso de moléculas de mayor a menor concentración debido a la energía cinética de las mismas

ENERGÍA
Es la capacidad de un sistema físico para realizar un trabajo. Tenemos dos clases de energía cinética y energía potencial la Energía Cinética es la energía asociada al movimiento y la Energía potencial es la energía relacionada con la posición.

CALOR
Se define como una energía relacionada con el movimiento de átomos y moléculas de la materia

ACCIÓN CAPILAR
Tensión superficial o por el mojado de las paredes del tubo. Si la fuerza de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión del liquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo.




Ejemplo de tensión superficial: una aguja de acero sobre un líquido.
En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.1 Esta definición implica que el líquido tiene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), 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.
Otra posible definición de tensión superficial: es la fuerza que actúa tangencialmente por unidad de longitud en el borde de una superficie libre de un líquido en equilibrio y que tiende a contraer dicha superficie. Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial.

Propiedades

La tensión superficial puede afectar a objetos de mayor tamaño impidiendo, por ejemplo, el hundimiento de una flor.
La tensión superficial suele representarse mediante la letra griega \scriptstyle\gamma (gamma), o mediante \scriptstyle\sigma (sigma). Sus unidades son de N·m−1, J·m−2,kg·s−2 o dyn·cm−1 (véase análisis dimensional).
Algunas propiedades de \scriptstyle\gamma:
\scriptstyle\gamma > 0, ya que para aumentar el estado del líquido en contacto hace falta llevar más moléculas a la superficie, con lo cual disminuye la energía del sistema y \scriptstyle\gamma es
o la cantidad de trabajo necesario para llevar una molécula a la superficie.
\scriptstyle\gamma depende de la naturaleza de las dos fases puestas en contacto que, en general, será un líquido y un sólido. Así, la tensión superficial será igual por ejemplo para agua en contacto con su vapor, agua en contacto con un gas inerte o agua en contacto con un sólido, al cual podrá mojar o no (véase capilaridad) debido a las diferencias entre las fuerzas cohesivas (dentro del líquido) y las adhesivas (líquido-superficie).
\scriptstyle\gamma se puede interpretar como un fuerza por unidad de longitud (se mide en N·m−1). Esto puede ilustrarse considerando un sistema bifásico confinado por un pistón móvil, en particular dos líquidos con distinta tensión superficial, como podría ser el agua y el hexano. En este caso el líquido con mayor tensión superficial (agua) tenderá a disminuir su superficie a costa de aumentar la del hexano, de menor tensión superficial, lo cual se traduce en una fuerza neta que mueve el pistón desde el hexano hacia el agua.
El valor de \scriptstyle\gamma depende de la magnitud de las fuerzas intermoleculares en el seno del líquido. De esta forma, cuanto mayor sean las fuerzas de cohesión del líquido, mayor será su tensión superficial. Podemos ilustrar este ejemplo considerando tres líquidos: hexanoagua y mercurio. En el caso del hexano, las fuerzas intermoleculares son de tipo fuerzas de Van der Waals. El agua, aparte de la de Van der Waals tiene interacciones de puente de hidrógeno, de mayor intensidad, y el mercurio está sometido alenlace metálico, la más intensa de las tres. Así, la \scriptstyle\gamma de cada líquido crece del hexano al mercurio.
Para un líquido dado, el valor de \scriptstyle\gamma disminuye con la temperatura, debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. El valor de \scriptstyle\gamma tiende a cero conforme la temperatura se aproxima a la temperatura crítica Tc del compuesto. En este punto, el líquido es indistinguible del vapor, formándose una fase continua donde no existe una superficie definida entre ambos, desapareciendo las dos fases. Al haber solamente una fase, la tensión superficial vale 0.


Se describe como presión al acto y resultado de comprimir, estrujar o apretar; a la coacción que se puede ejercer sobre un sujeto o conjunto; o la magnitud física que permite expresar el poder o fuerza que se ejerce sobre un elemento o cuerpo en una cierta unidad de superficie.

La hidrostática, por su parte, es la rama de la mecánica que se especializa en el equilibrio de los fluidos. El término también se utiliza como adjetivo para referirse a lo que pertenece o está vinculado a dicha área de la mecánica.
La presión hidrostática, por lo tanto, da cuenta de la presión o fuerza que el peso de un fluido en reposo puede llegar a provocar. Se trata de la presión que experimenta un elemento por el sólo hecho de estar sumergido en un líquido.
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.
Este tipo de presión es muy estudiada en los distintos centros educativos para que los jóvenes puedan entenderla bien y ver cómo la misma se encuentra en su día a día. Así, por ejemplo, uno de los experimentos más utilizados por los profesores de Ciencias para explicar aquella es la que se realiza mezclando diversos fluidos.
En este caso concreto, es habitual que apuesten por introducir en un vaso o cubeta agua, aceite y alcohol. Así, en base a las densidades de cada uno de estos líquidos se consigue que el agua quede abajo del todo, el aceite sobre ella y finalmente sobre ambos se situará el alcohol. Y es que este cuenta con una mayor densidad.
Si el fluido se encuentra en movimiento, ya no ejercerá presión hidrostática, sino que pasará a hablarse de presión hidrodinámica. En este caso, estamos ante una presión termodinámica que depende de la dirección tomada a partir de un punto.
En el ámbito sanitario se habla también de lo que se conoce como presión hidrostática capilar para definir a aquella que se sustenta en el bombeo del corazón y que lo que hace es empujar la sangre a través de los vasos. Frente a ella está también la presión hidrostática intersticial que, por su parte, es la que lleva a cabo el líquido intersticial, que es aquel que se encuentra alojado en el espacio que hay entre las células.
Asimismo en este campo, también está la llamada presión osmótica capilar que es la que desarrollan las proteínas plasmáticas, empujan el agua hacia el interior del vaso en cuestión. Y finalmente nos encontramos con la presión osmótica intersticial, que también realizan aquellas proteínas pero que se define por una concentración más baja que la anterior.


Es la ciencia que mide la cantidad energía generada en procesos de intercambio de calor.

TRANSMISION DEL CALOR
Hay tres formas de transmisión del calor que son:
Conducción.- Se produce el intercambio de calor por contacto directo entre los dos cuerpos, las moléculas transmiten su energía al otro cuerpo hasta que alcanzan el equilibrio.
Convección.- Se produce en los gases y en los líquidos y consiste en que los fluidos más calientes son más ligeros que los fríos por lo que tienden a subir mientras que los fríos bajan formando corrientes de convección.
Radiación.-Es la propagación de la energía térmica sin que exista contacto entre los dos cuerpos. La radiación se produce en el espacio vacío y es como el Sol calienta la tierra.

TRABAJO
Producto de una fuerza aplicada sobre un cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la dirección de esta fuerza, mientras se realiza trabajo sobre el cuerpo, se produce una transferencia de energía al mismo; el trabajo es energía en movimiento.

TEMPERATURA
Es la sensación de calor o frío al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad de la sustancia para conducir el calor y de otros factores

ESCALAS TERMOMÉTRICAS
En la actualidad se emplea diferentes escalas temperatura. Entre ellas tenemos:
ESCALA CELSIUS.- Llamada también centígrada asigna el valor cero al punto de congelación o solidificación del agua y el valor 100 al punto de ebullición de la misma a la presión de una atmósfera.
ESCALA KELVIN O ABSOLUTA.- La escala absoluta o termodinámica de temperatura mas empleada, el cero se define como el cero absoluto de temperatura, es decir -273,15ºc
ESCALA FAHRENHEIT.- Es otra escala de temperatura muy utilizada en Norte América para medidas no científicas y en ella el punto de congelación de agua se la define como 32ºf, y su punto de ebullición como 212ºf


Estudia los procesos de intercambio de masa y energía térmica entre sistemas térmicos diferentes. Para tener un mayor manejo se especifica que calor significa "energía en tránsito" y dinámica se refiere al "movimiento", por lo que, en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y cómo la energía infunde movimiento.
1era Ley: Ley de la conservación.- No existe ni puede existir nada capaz de generar energía ; no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía.
2da Ley: La Entropía del Universo es creciente.- Es un estado desordenado de energía no disponible para la actividad.
Entalpía.- Es la energía potencial total de un sistema. La entalpía consta de energía libre componente de la energía total, disponible para realizar un trabajo
3era Ley: El cero absoluto.- No se puede llegar al cero absoluto mediante una serie finita de procesos. Es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente a la temperatura de - 273,16ºC. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.
La primera y la segunda ley de la termodinámica se pueden aplicar hasta el límite del cero absoluto, siempre y cuando en este límite las variaciones de entropía sean nulas para todo proceso reversible.


El metabolismo basal es el valor mínimo de energía necesaria para que una célula subsista. Esta energía mínima es utilizada por la célula para la realización de funciones metabólicas esenciales, como es el caso, por ejemplo, de la respiración.
En el organismo, el metabolismo basal depende de varios factores, entre los que destacamos sexo, talla, peso, edad. La tasa metabólica disminuye con la edad y con la pérdida de masa corporal.

El metabolismo basal es el gasto energético diario, es decir, lo que un cuerpo necesita diariamente para seguir funcionando. A ese cálculo hay que añadir las actividades físicas que se pueden hacer cada día.
El ejercicio aeróbico y un aumento de la masa muscular pueden incrementar esta tasa. Al gasto general de energía también pueden afectarle las enfermedades, los alimentos y bebidas consumidos, la temperatura del entorno y los niveles de estrés. Para medir el metabolismo basal, la persona debe estar en completo reposo pero despierta.

El metabolismo basal de una persona se mide después de haber permanecido en reposo total en un lugar con una temperatura agradable, en torno a los 20 ºC y de haber estado en ayunas 12 ó más horas.
Para calcular un aproximado del metabolismo basal diario, podemos calcularlo de manera aproximada con la siguiente forma mediante las ecuaciones de Harris Benedict:
Mujer: 66,551 + (9,463 x masa (kg)) + (4,8496 x estatura (cm)) - (4,6756 x edad (años))
Hombre: 66,473 + (13,751 x masa (kg)) + (5,0033 x estatura (cm)) - (6,55 x edad (años))
El metabolismo basal se calcula en kilocalorías/día y depende del sexo, la altura y el peso, entre otros factores. 

TIPOS DE METABOLISMO BASAL

Depende de cómo quemamos las calorías  podemos definir el metabolismo basal como:
Metabolismo basal normal: Es el que corresponde a la mayoría de las personas.
Metabolismo basal lento: Es aquel en el que el organismo en estado de repose tiene un gasto calórico inferior a lo que sería normal. Las personas con metabolismo basal lento suelen tener problemas de peso o de obesidad.
Metabolismo basal rápido  Es aquel en que el organismo en estado de reposo presenta un gasto calórico superior a lo que sería normal. Las personas con este tipo de metabolismo suelen ser delgadas o presentar un aspecto musculoso.

FACTORES QUE DETERMINAN EL METABOLISMO BASAL
Þ TAMAÑO, PESO Y TALLA
A mayor tamaño corporal, mayor tasa de metabolismo basal
Þ COMPOSICIÓN CORPORAL
El tener más parte grasa o más parte magro. Si pasa lo 1º la TMB menos (reserva para quemar), si pasa lo 2º la TMB es mayor porque en los músculos existe mayor energía metabólica.
Þ EDAD
Mayor TMB en etapas de crecimiento, cuando se tiene más procesos anabólicos mayor energía hasta los 20 años, a partir de ahí hacia abajo. Los niños hasta 4- 5 años que tienen un crecimiento muy rápido de los órganos, se les da un suplemento de 5Kcal/Kg por peso



TEMPERATURA CORPORAL NORMAL

El ser humano es un animal homeotermo que en condiciones fisiológicas normales mantiene una temperatura corporal constante y dentro de unos límites muy estrechos, entre 36,6 +/- 0,38ºC, a pesar de las amplias oscilaciones de la temperatura ambiental. Esta constante biológica se mantiene gracias a un equilibrio existente entre la producción de calor y las pérdidas del mismo y no tiene una cifra exacta. Existen variaciones individuales y puede experimentar cambios en relación al ejercicio, al ciclo menstrual, a los patrones de sueño y a la temperatura del medio ambiente. La temperatura axilar y bucal es la más influida por el medio ambiente, la rectal puede ser modificada por el metabolismo del colon y el retorno venosos de las extremidades inferiores y la timpánica por la temperatura del pabellón auricular y del conducto auditivo externo. También existen diferencias regionales importantes, pudiendo encontrarse diferencias de hasta 10-15ºC entre la existente en los órganos centrales (corazón, cerebro y tracto gastrointestinal) y las puntas de los dedos. La medición más fiable es la tomada en el esófago (en su cuarto inferior), siendo ésta especialmente útil en las situaciones de hipotermia, ya que presenta la ventaja de modificarse al mismo tiempo que la de los territorios más profundos del organismo . Recientes trabajos realizados sobre pacientes hipotérmicos víctimas de sepultamiento por avalanchas han demostrado también la utilidad de la medición de la temperatura timpánica en estas situaciones .

 CONTROL DE LA TEMPERATURA CORPORAL
El mantenimiento de una temperatura corporal dentro de los límites anteriormente expuestos solo es posible por la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha una serie de mecanismos que favorecen el equilibrio entre los que facilitan la producción de calor y los que consiguen la pérdida del mismo. Estos mecanismos se exponen a continuación.

MECANISMOS DE PRODUCCION DE CALOR
Las principales fuentes de producción basal del calor son a través de la termogénesis tiroidea y la acción de la trifosfatasa de adenosina (ATPasa) de la bomba de sodio de todas las membranas corporales . La ingesta alimentaria incrementa el metabolismo oxidativo que se produce en condiciones basales. Estos mecanismos son obligados en parte, es decir, actúan con independencia de la temperatura ambiental, pero en determinadas circunstancias pueden actuar a demanda si las condiciones externas así lo exigen .

La actividad de la musculatura esquelética tienen también una gran importancia en el aumento de la producción de calor . La cantidad de calor producida puede variar según las necesidades. Cuando está en reposo contribuye con un 20%, pero durante el ejercicio esta cifra puede verse incrementada hasta 10 veces más . El escalofrío es el mecanismo más importante para la producción de calor y este cesa cuando la temperatura corporal desciende por debajo de los 30ºC. El metabolismo muscular aumenta la producción de calor en un 50% incluso antes de iniciarse el escalofrío, pero cuando éste alcanza su intensidad máxima la producción corporal de calor puede aumentar hasta 5 veces lo normal .

MECANISMOS DE PERDIDA DE CALOR

El calor del cuerpo se pierde por radiación, convección, conducción y evaporación y pueden explicarse de la manera siguiente .
Radiación. 
La pérdida de calor por radiación significa pérdida de calor en forma de rayos infrarrojos, que son ondas electromagnéticas. Es decir, existe un intercambio de energía electromagnética entre el cuerpo y el medio ambiente u objetos más fríos y situados a distancia. La cantidad de radiación emitida varía en relación al gradiente que se establece entre el cuerpo y el medio ambiente. Hasta el 60% de la pérdida de calor corporal puede tener lugar por este mecanismo.
Convección. 
Es la transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran en contacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporal y posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a su vez son calentadas y así sucesivamente. La pérdida de calor es proporcional a la superficie expuesta y puede llegar a suponer una pérdida de hasta el 12%.
Conducción. 
Es la perdida de pequeñas cantidades de calor corporal al entrar en contacto directo la superficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc. Cuando una persona desnuda se sienta por primera vez en una silla se produce inmediatamente una rápida conducción de calor desde el cuerpo a la silla, pero a los pocos minutos la temperatura de la silla se ha elevado hasta ser casi igual a la temperatura del cuerpo, con lo cual deja de absorber calor y se convierte a su vez en un aislante que evita la pérdida ulterior de calor. Habitualmente, por este mecanismo, se puede llegar a una pérdida de calor corporal del 3%. Sin embargo, este mecanismo adquiere gran importancia cuando se produce una inmersión en agua fría, dado que la pérdida de calor por conductividad en este medio es 32 veces superior a la del aire.
Evaporación. 
Es la pérdida de calor por evaporación de agua. En lo dicho anteriormente sobre la radiación, convección y conducción observamos que mientras la temperatura del cuerpo es mayor que la que tiene el medio vecino, se produce pérdida de calor por estos mecanismos. Pero cuando la temperatura del medio es mayor que la de la superficie corporal, en lugar de perder calor el cuerpo lo gana por radiación, convección y conducción procedente del medio vecino. En tales circunstancias, el único medio por el cual el cuerpo puede perder calor es la evaporación, llegando entonces a perderse más del 20% del calor corporal por este mecanismo. Cuando el agua se evapora de la superficie corporal, se pierden 0,58 calorías por cada gramo de agua evaporada. En condiciones basales de no sudoración, el agua se evapora insensiblemente de la piel y los pulmones con una intensidad de 600 ml al día, provocando una pérdida contínua de calor del orden de 12 a 16 calorías por hora. Sin embrago, cuando existe una sudoración profusa puede llegar a perderse más de un litro de agua cada hora. El grado de humedad del aire influye en la pérdida de calor por sudoración y cuanto mayor sea la humedad del medio ambiente menor cantidad de calor podrá ser eliminada por este mecanismo. Con la edad aparece una mayor dificultad para la sudoración, con la consiguiente inadaptación a las situaciones de calor, hecho similar que se reproduce en algunas personas con alteración de las glándulas sudoríparas . Por contra, existen determinadas enfermedades de la piel que favorecen la pérdida de agua a través de la misma .

MECANISMOS MODERADORES DE PRODUCCION Y PERDIDA DE CALOR
Están basados fundamentalmente en la capacidad intelectual mediante la cual se modifica la vestimenta, se aumenta o disminuye la actividad física y se busca un medio ambiente confortable en relación a la temperatura ambiental. Otro mecanismo muy desarrollado en los animales, como la erección pilosa, apenas tiene importancia en el hombre como mecanismo moderador del calor corporal .

REGULACION CENTRAL DE LA TEMPERATURA. EL "TERMOSTATO HIPOTALAMICO"

El control de la temperatura corporal, que integra los diferentes mecanismos de producción y pérdida de calor con sus correspondientes procesos físicos y químicos, es una función del hipotálamo. En concreto, en la región preóptica del hipotálamo anterior se ha situado al centro que regula el exceso de calor y en el hipotálamo posterior al centro de mantenimiento del calor que regula el exceso de frío y la pérdida de calor. Esta teoría dualista es bastante simplista para ser plenamente aceptada y, al parecer, existen complejos y múltiples circuitos entre estos dos centros hipotalámicos que todavía no se han descubierto.