Separata de biofisica ii editada 1 de febrero

AndrésJ.Huerta Gil GRUPO 11
1
Universidad de Guayaquil
Facultad de Ciencias Médicas
Biofísica II
Alumno: Andres J. Huerta Gil
Temas:
 SISTEMAS BIOFÍSICOS MECÁNICOS. BIOFÍSICA DE
LOS FLUIDOS
 BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS, HEMODINÁMICA Y
RESPIRACIÓN
 SISTEMAS BIOFÍSICOS BIOELÉCTRICOS
Docente: Dr. Cecil Flores
GRUPO: 11

2
Contenido
Unidad 1 ......................................................................................................................4
Magnitudes y medidas......................................................................................................4
Fuerza y Energía...............................................................................................................7
Elasticidad y resistencia de los tejidos humanos ...............................................................10
Leyes de Newton............................................................................................................11
Resistencia yestructura de los músculos y huesos............................................................12
Resistencia yestructura de los huesos .............................................................................13
Contracción muscular.....................................................................................................14
Biomecánica de la marcha...............................................................................................24
Líquidos. Mecánica de los Fluidos. Ley de STOKES.............................................................25
Estática de los fluidos o Hidrostática. Principios de Pascal y Arquímedes............................27
UNIDAD 2.......................................................................................................................28
BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS, HEMODINÁMICA Y RESPIRACIÓN...........................................28
Estructuras Del Aparato Respiratorio...............................................................................46
Intercambio De Gases.....................................................................................................48
Volúmenes Pulmonares ..................................................................................................49
Capacidades Pulmonares ................................................................................................49
Vitalometría...................................................................................................................52
UNIDAD 3...................................................................................................................52
NOMBRE: SISTEMAS BIOFÍSICOS BIOELÉCTRICOS..........................................................52
Sistema nervioso ............................................................................................................52
Electrodiagnóstico y electroterapia..................................................................................53
Efectos de los campos electromagnéticos sobre órganos y sistemas..................................56
Audición y Ondas sonoras...............................................................................................58
La luz y el espectroelectromagnético. .............................................................................60
Propiedades de la luz......................................................................................................62
Elementos de una Onda..................................................................................................63
La voz humana...............................................................................................................64
Biofísica de la percepción auditiva...................................................................................65

3
Audiómetro....................................................................................................................66
La luz y el espectroelectromagnético ..............................................................................68
SistemaVisual Humano...................................................................................................72
Elementos básicos de la física nuclear..............................................................................75
Radiación y Radiobiología................................................................................................84
Radiaciones: Naturaleza y Propiedades............................................................................89
Radioactividad................................................................................................................90
Los Rayos X ....................................................................................................................92
Radiopacidad y Radiolucides ...........................................................................................94
BIBLIOGRAFIA .........................................................................................................96

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Unidad 1
SISTEMAS BIOFÍSICOS MECÁNICOS. BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS
Magnitudes y medidas
Es un valor que se asocia con las propiedades y cualidades de un cuerpo o sistema el cual puede
ser medido, a esto se le pueden asignar valores distintos como resultado de una medición o una
relación de medidas. La Oficina Internacional de Pesas y Medidas, por medio del Vocabulario
Internacional de Metrología define a la magnitud como un atributo de un fenómeno, un cuerpo o
sustancia que puede ser distinguido cualitativamente y determinado
cuantitativamente.(“MAGNITUDES FISICAS Y SUS UNIDADES”, s/f)
Para poder medir se utiliza un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y se toma como unidad
la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. Por ejemplo, se considera que el patrón
principal de longitud es el metro en el Sistema Internacional de Unidades. Existen magnitudes
básicas y derivadas, que constituyen ejemplos de magnitudes físicas: la masa, la longitud, el
tiempo, la carga eléctrica, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración y la energía. (“~
BIOFISICA”, s/f)
Las medidas directas son aquellas que se realizan con un aparato de medida. Por ejemplo: medir
una longitud con una cinta métrica o tomar la temperatura con un termómetro. Las medidas
indirectas calculan el valor de la medida mediante una fórmula matemática, previo cálculo de las
magnitudes que intervienen en la fórmula por medidas directas. Un ejemplo sería calcular el
volumen del aula a partir de la medición directa de su largo, ancho y altura.(Domènech Casal,
2014)
o De lamediciónde magnitudesfísicas.doc -
De_La_Medicion_De_Magnitudes_Fisicas.pdf.(s/f).Recuperadoapartirde
http://www.enciga.org/files/boletins/56/De_La_Medicion_De_Magnitudes_Fisicas.pdf
http://www.midebien.co
m/Boletin/modificacion%
20de%20notas/que%20es
%20medir/im2.jpg

5
Magnitud: Es toda propiedad de los cuerpos que se puede medir. Por ejemplo: temperatura,
velocidad, masa, peso, etc. Medir: Es comparar la magnitud con otra similar, llamada unidad, para
averiguar cuántas veces la contiene.(“De la medición de magnitudes físicas.doc -
De_La_Medicion_De_Magnitudes_Fisicas.pdf”, s/f)
Ejemplos de magnitudes y medidas:
En medicina se utilizan mucho las magnitudes y medidas, en distintas áreas, ya sea anatomía,
embriología, histología, etc. Por lo que existen valores estándares para cada cosa en nuestro cuerpo.
Por ejemplo aquí tenemos las medidas de algunos órganos:
Riñones: 10 a 12 cm de largo x 5 a 6 cm de ancho x 3 a 4 cm de espesor).
Cada uno pesa unos 150 gramos.
El corazón: Pesa 200 a 425 gramos, y es un poco más grande que una mano
cerrada.
El hígado: Entre 1100 y 2500 gramos. Mide 26 por 15 cm en sentido
anteroposterior, y 8 cm de espesor a nivel del lóbulo derecho.
Pulmones: El pulmón derecho pesa en promedio 600 gramos y el izquierdo
alcanza en promedio los 500. El pulmón derecho es más grande
que el izquierdo. Tienen unos 26 cm de alto x 15 de diámetro
anteroposterior. Capacidad = 1.600 cm3.
Faringe:. 13 cm aproximadamente
Laringe: 10 cm.
Tráquea: 12 a 15 cm de longitud, 2 a 3 cm de diámetro.
Páncreas: Entre 16 y 20 cm de longitud y entre 4 y 5 de altura. Tiene un
grosor de 2 a 3 cm y su peso medio es de unos 70 gramos en el
hombre y 60 en la mujer.

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Bazo: Suele tener una longitud de 14 cm, una anchura de 10 cm y un
grosor de 3,8 cm así como un peso de 200 g aproximadamente.
Estómago: aproximadamente 25 cm del cardias al píloro y el diámetro
transverso es de 12 cm.
Esófago: 25 a 30 cm.
Intestino grueso: 10 centímetros de ancho. Longitud total de 120 y 160 cm
total,.Colon ascendente: longitud de 25 cm, Colon transverso:
longitud media de 50cm, colon descendente: 30 cm de longitud.
Sigmoide 20 cm, recto 10 a 15 cm.
Intestino
delgado
Tiene 4 a 5 centímetros de ancho, y 6 a 7 metros de longitud (el
duodeno mide entre 25 y 30 cm). El yeyuno tiene mayor diámetro
que el íleon (3 centímetros el yeyuno, 2 cm el íleon).
Lengua: 10 cm de longitud, 4 a 4 de ancho. 1 a 1,5 de espesor.
Piel: Ocupa aproximadamente 2 m2, y su espesor varía entre los 0,5
mm (en los párpados) a los 4 mm (en el talón). Su peso aproximado
es de 5 kg.
Tiroides: mide 7 cm de ancho x 3 de alto x 1,8 cm de espesor. Pesa entre 15
y 30 gramos.
Suprarrenales: Su peso varía de 3 a 5 gramos y su tamaño fluctúa de 40 a 60 mm
de longitud, 20 a 30 mm de ancho y 2 a 8 mm de grosor.
Hipófisis: 0,5 cm de altura, 1 cm de longitud y 1 cm de espesor. Pesa 2 a 3
gramos.
Ovarios: 1 x 2 x 3 cm en la mujer fértil (aunque varía durante el ciclo), y un
peso de unos 6 a 7 gramos.

7
o De lamediciónde magnitudesfísicas.doc - De_La_Medicion_De_Magnitudes_Fisicas.pdf.(s/f).
Recuperadoapartir de
http://www.enciga.org/files/boletins/56/De_La_Medicion_De_Magnitudes_Fisicas.pdf
Fuerza y Energía
 La fuerza se define como una magnitud vectorial que puede medir la intensidad del intercambio
de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Esto se refiere que cuando
existe una interacción entre dos cuerpos, la fuerza es aquel agente que permite modificar la
cantidad de movimiento o la forma de los materiales. Por lo que la fuerza es la causa del cambio
y la energía la capacidad de cambiar.
 Es decir la materia cambia por la acción de fuerza, que es una manifestación de la energía.
Materia y energía pueden transformase mutuamente. (“Energía y fuerza - una visión del
mundo”, s/f)
El diccionario de la Real Academia Española (RAE) reserva dieciséis definiciones para la palabra
fuerza, un término derivado del latín fortia. Según la RAE, la fuerza describe la fortaleza, la
robustez, el poder y la habilidad para sacar o desplazar de lugar a algo o a alguien que posea peso
o que ejerza resistencia. En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza
es el newton que se representa con el símbolo: N . Las leyes que rigen el comportamiento de las
fuerzas las enunció Newton y hoy se conocen como Las tres leyes de Newton y conforman los
Principios de la Dinámica (Energía, fuerza y materia, el desarrollo conceptual de la física del
siglo XIX, 1990)
http://image.slidesharecdn.com/anatomiadecolon
-130715124122-phpapp01/95/anatomia-de-
colon-2-638.jpg?cb=1373892203

8
Ejemplo
La fuerza en el cuerpo humano la encontramos en nuestros
músculos, lo aplicamos en cualquier momento, cuando
pretendemos abrir o cerrar una puerta, fácilmente
comprobaremos que se hace un mayor esfuerzo para moverla si la
empujamos cerca de la bisagra que si lo hacemos respecto al
picaporte.
Energía, fuerza y materia, el desarrollo conceptual de la física del siglo XIX. (1990). Alianza
Editorial. Recuperado a partir de https://dialnet.unirioja.es/servlet/libro?codigo=140096
En física hay dos tipos de ecuaciones de fuerza: las ecuaciones "causales" donde se especifica el
origen de la atracción o repulsión: por ejemplo la ley de la gravitación universal de Newton o la
ley de Coulomb y las ecuaciones de los efectos (“17025 MA C BASICAS- ELECTRICIDAD Y
MAGNETISMO- PLAN 2010.pdf - Electricidad_y_magnetismo.pdf”, s/f)
La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto
estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban
inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o
influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole
una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad). (“Alianza SIDALC”, s/f)
Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto
u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas.
Actualmente, cabe definir la fuerza como un ente físico-matemático, de carácter vectorial,
asociado con la interacción del cuerpo con otros cuerpos que constituyen su entorno.(“~
BIOFISICA”, s/f)
 La energía en cambio es una propiedad que posee todo cuerpo o sistema material en la cual
éstos pueden transformarse modificando su situación o estado, además pueden actuar sobre
otros originando en ellos procesos de transformación. Sin energía,
ningún proceso físico, químico o biológico sería posible. Dicho
en otros términos, todos los cambios materiales están
http://lh4.ggpht.com/-W-
T4FUaNdN0/UFbNSNUZWbI/AAAAAAA
AGiw/fbkw4A0TdsY/LA%252520FUERZ
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http://media.lea-noticias.com/wp-
content/uploads/2014/05/cerebro1.jpg

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asociados con una cierta cantidad de energía que se pone en juego, se cede o se recibe.(Energía,
fuerza y materia, el desarrollo conceptual de la física del siglo XIX, 1990)
o Energía,fuerza y materia,el desarrollo conceptualde la física del siglo XIX.(1990). AlianzaEditorial.
Recuperadoapartir de https://dialnet.unirioja.es/servlet/libro?codigo=140096
La energía se define como la capacidad de realizar un trabajo. Energía y trabajo son equivalentes
y, por tanto, se expresan en las mismas unidades. El calor es una forma de energía, por lo que
también hay una equivalencia entre unidades de energía y de calor. La capacidad de realizar un
trabajo en una determinada cantidad de tiempo es la
potencia.(Doménech et al., 2003)
Transformación de la energía
Para la optimización de recursos y la adaptación a nuestros usos,
necesitamos transformar unas formas de energía en otras. Todas ellas
se pueden transformar en otra cumpliendo los siguientes principios termodinámicos:
«La energía no se crea ni se destruye; solo se transforma». De este modo, la cantidad de energía
inicial es igual a la final.
«La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía de menor calidad (energía
térmica)». (Solbes & Tarín, 2004)
o P. (2003). La enseñanzade laenergía:unapropuestade debate paraun replanteamiento global.
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, 20(3), 285.
Unidades de medida de energía
La unidad de energía definida por el Sistema Internacional de Unidades es el julio, que se define
como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamiento de un metro en la
http://blogdelaenergia.com/fotos/Ni%C3%B1o-
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dirección de la fuerza. Es decir, equivale a multiplicar un newton por un metro. Existen muchas
otras unidades de energía, algunas de ellas en desuso. (Doménech et al., 2003)
Ejemplo
La energía va desde el alimento a nuestro cuerpo, para desarrollar diversas funciones mediante
transformaciones de la energía. Tomemos, por ejemplo, un pan. El pan está hecho de trigo, el cual
posee fundamentalmente carbohidratos, o energía química almacenada. Cuando te comes el pan,
tu cuerpo adquiere esa energía. Luego, puede almacenarla, o utilizarla de inmediato para moverse,
para mantener la temperatura, para hacer funcionar el sistema nervioso. Así, el organismo
transforma la energía química de los alimentos en energía mecánica (movimiento), energía térmica
(calor) y energía eléctrica (transmisión de impulsos nerviosos).
Elasticidad y resistencia de los tejidos humanos
La resistencia es la capacidad de un material de poder resistir el flujo de corriente y es específica
para cada tejido, dependiendo de su composición, temperatura y de otras propiedades físicas. Esta
propiedad la encontramos en los músculos y en los huesos.(Latarjet & Liard, 2006)
La elasticidad en cambio es una propiedad que también se encuentra en muchos órganos, tejidos
y músculos de los organismos, teniendo esto relación con la capacidad de crecer y volverse
elásticos de acuerdo a diferentes situaciones. Un ejemplo claro de órgano elástico es la del
estómago, que puede aumentar varias veces su tamaño original para luego volver a su estado de
reposo luego de haberse realizado el proceso de alimentación(FASCIAS. El papel de los tejidos en
la mecánica humana, LAS (Color), s/f)
El musculo tiene tanto la propiedad de resistencia y elasticidad. Encontramos que alrededor de
85% de la masa muscular esquelética del ser humano está compuesto por fibras musculares
propiamente dichas .El 15% restante está formado en gran parte por tejido conectivo compuesto
en cantidades variables por fibras colágenas, reticulares y elásticas (Latarjet & Liard, 2006)
o FASCIAS.Elpapel delos tejidosen la mecánica humana,LAS(Color).(s/f).Recuperadoapartirde
https://books.google.com.ec/books/about/FASCIAS_El_papel_de_los_tejidos_en_la_me.html?hl=es
&id=cz3k6-_BCxwC

11
Fibras colágenas. Son las más abundantes. Están formadas por la proteína colágeno. Brindan
rigidez y resistencia al tejido. El colágeno es la proteína más abundante del organismo humano,
representando el 30% del total. Se encuentran en la gran mayoría de los tejidos conectivos, sobre
todo en el hueso, el cartílago, los tendones y los ligamentos. Son flexibles y resistentes. (“Anatomía
y fisiología - Felipe Isidro”, s/f)
Fibras elásticas. Son más pequeñas que las de colágeno, se ramifican y vuelven a reunirse
libremente unas con otras. Están constituidas por la proteína (colágeno) y elastina. Al igual que las
fibras de colágeno, proporcionan resistencia, pero además pueden estirarse ampliamente, sin
romperse. Las fibras elásticas son muy abundantes en la piel, los vasos sanguíneos y los pulmones,
se estiran sin romperse hasta el 150% de su longitud. (FASCIAS. El papel de los tejidos en la
mecánica humana, LAS (Color), s/f)
Leyes de Newton
Primera ley de Newton o ley de la inercia
En esta primera ley, Newton expone que “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o
movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas
ejercidas sobre él”. (“Leyes-de-Newton.pdf”, s/f)
o Leyes-de-Newton.pdf.(s/f).Recuperadoapartirde
http://181.49.158.75/blogsuts/mecanica/files/2013/10/Leyes-de-Newton.pdf
http://farm4.static.flickr.com/3614/3397197565_fd7f68c0d4.jpg
http://farm4.static.flickr.com/3614/3397
197565_fd7f68c0d4.jpg

12
Segunda ley de Newton o ley de aceleración o ley de fuerza
La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste
se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es
proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que
se mueve”.
(“Leyes-de-Newton.pdf”, s/f)
Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción
Enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta".
En términos más explícitos: La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo,
éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo
que la produjo.(“Leyes-de-Newton.pdf”, s/f)
Ejemplo
Como vemos en las imágenes anteriores las leyes de newton se aplican en todo momento, como
cuando vamos al dentista y utilizamos braquetes para corregir nuestra dentadura.
o Leyes-de-Newton.pdf.(s/f).Recuperadoapartirde
http://181.49.158.75/blogsuts/mecanica/files/2013/10/Leyes-de-Newton.pdf
Resistencia y estructura de los músculos y huesos
Estructura de los músculos: Los músculos se constituyen de fibras musculares las cuales se
encuentran protegidas y se mantienen en sus lugares debido a que el tejido conjuntivo actúa como
envoltura y división. Así, este se denomina epimisio cuando es la funda de tejido que cubre al
músculo; perimisio, a la vaina de tejido que envuelve cada fascículo muscular (haces o conjuntos
de fibras musculares), y endomisio al que rodea cada fibra. (Andrades, 2015)
http://1.bp.blogspot.com/-
lv1eOq5Ay24/UXRmBrNt_XI/
AAAAAAAAAA0/-u-
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lv1eOq5Ay24/UXRmBrNt_
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pg

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La fibra muscular es una célula multinucleada es decir tiene varios núcleos, siendo de las pocas de
este tipo en el organismo, también es elástica y de forma cilíndrica. Esta célula es la que puede
extenderse o recogerse y luego recuperar su forma original.(Delavier, 2007)
La cantidad de fibras musculares presentes varía según el tamaño y la función que cumple cada
músculo. Cada fibra muscular está rodeada por una delgada membrana plasmática, el sarcolema
que se ubicada debajo del endomisio, y contiene miles de fibras menores que están en grupos,
llamadas miofibrillas. Cerca del 80% de la fibra está integrada por miofibrillas, que van en número
de varios cientos a varios miles, según el ancho de la fibra. (Andrades, 2015)
Resistencia y estructura de los huesos
El hueso es un tejido duro que contiene elementos orgánicos (células y matriz) e inorgánicos
(minerales). Sus componentes son:
 Cartílago. Tejido firme, pero flexible, que cubre los extremos de los huesos en una
articulación
 Disco epifisiario. Se sitúa en los huesos largos
e indica el sitio de unión entre epífisis (extremo
del hueso) y diáfisis (porción cilíndrica), y está
presente sólo en los huesos en crecimiento.
 Periostio. Membrana externa que contiene
nervios y vasos sanguíneos que nutren al
hueso.
 Hueso compacto. Parte superficial lisa y muy
dura del esqueleto.
 Hueso esponjoso. Se encuentra dentro del hueso compacto y aunque no es tan duro como
éste, tiene cierta resistencia.
 Endostio. Tejido que cubre la pared interna de la cavidad medular del hueso.
 Cavidad medular. Espacio que contiene la médula ósea en la diáfisis de un hueso largo.
 Médula ósea. Sustancia espesa cuya función consiste en producir células sanguíneas.
 Abertura. Permite la entrada de vasos nutrientes.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commo
ns/thumb/5/51/Joint_es.svg/245px-
Joint_es.svg.png

14
 Vasos nutrientes. Conducen sustancias al interior del hueso para proporcionar nutrientes y
permite la salida de las células que se forman en él. (Delavier, 2007)
El hueso está sometido permanentemente a fuertes presiones. Sentarse somete a las vértebras
inferiores a una presión equivalente a la que soporta un buceador que se encuentra a 170 metros
de profundidad. Y un salto de longitud provoca en el fémur de un atleta una fuerza equivalente al
peso de 9 toneladas. Para lograr esta resistencia sin pesar demasiado, el hueso cuenta con dos tipos
de tejidos, el compacto y el esponjoso. (Latarjet & Liard, 2006)
El hueso supera en resistencia al hormigón, y de hecho su
estructura es muy parecida. Las fibras colágenas del hueso
tienen gran fuerza de ensión. En cambio las sales de calcio,
cuyas propiedades son parecidas a las del mármol, tienen
gran fuerza de compresión. Estas propiedades
combinadas son las que aportan resistencia al hueso. (Latarjet
& Liard, 2006)
o Latarjet,M., & Liard,A.R. (2006). Anatomía humana.Ed.MédicaPanamericana.
Contracción muscular
La contracción muscular es el proceso fisiológico en el que los músculos desarrollan tensión y se
acortan o estiran por razón de un previo estímulo de extensión. Se produce cuando un impulso o
señal que proveniente del sistema nervioso central le ordena a las fibras que componen el músculo
que se acorten es decir que disminuyan su tamaño. Existen dos tipos de contracciones musculares
que trabajan en conjunto y se complementan para realizar sus distintas actividades. Estas
contracciones producen la fuerza motora de casi todos los músculos superiores, por ejemplo, para
desplazar el contenido de la cavidad a la que recubren (músculo liso) o mueven el organismo a
través del medio o para mover otros objetos (músculo estriado).(“Tipos de contracción muscular”,
s/f)
http://www.salud-natural.com/wp-
content/uploads/2008/08/flexi.jpg

15
La contracción muscular Esta situación de tensión sucede en varias situaciones, entre ellas, cuando
el músculo está acortado, alargado, moviéndose, manteniendo una misma longitud o de forma
estática. (“Tipos de contracción muscular”, s/f)
o Tipos de contracción muscular.
(s/f). Recuperadoel 12 de mayo
de 2016, a partir de
http://www.vitonica.com/anatomia/tipos-de-contraccion-muscular
 La contracccion muscular es producida por los potenciales de acción que se originan en el
sistema nervioso central y viaja hasta llegar a la membrana de la motoneurona: la fibra
http://www.definicionabc.com/wp-
content/uploads/2014/09/Contraccion-muscular.png

16
muscular. La contracción muscular dependerá de los iones de Ca+2 citoplasmático. El
potencial de acción activa los canales de calcio dependientes de voltaje en el axón haciendo
que el calcio fluya dentro de la neurona.
 El calcio hace que las vesículas, conteniendo el neurotransmisor llamado acetilcolina, se
unan a la membrana celular de la neurona, liberando la acetilcolina al espacio sináptico
donde se encuentran la neurona con la fibra muscular estriada.
 La acetilcolina activa receptores nicotínicos de la acetilcolina en la fibra muscular abriendo
los canales para sodio y potasio haciendo que ambos se muevan hacia donde sus
concentraciones sean menores: sodio hacia dentro de la célula y potasio hacia fuera.
 Esto provocará una despolarización en la membrana que se transmitirá a lo largo del
músculo. La despolarización llegará al retículo sarcoplásmico y gracias a los Tubulos T se
aproximará el potencial para la liberación intracelular del Ca acumulado.
 De esta manera los puntos de unión miosina-actina están libres y al unirse se produce la
contracción. (“Tipos de contracción muscular”, s/f)
En todo este proceso también se necesita energía para mantener la contracción muscular, que
proviene de los enlaces ricos en energía del adenosintrifosfato (ATP), que se desintegra en
adenosindifosfato (ADP) para proporcionar la energía requerida.(“Las sinapsis”, s/f)
Cuando llega el momento de la relajación habrá que romper los enlaces para que el músculo no
este contraído. Estos enlaces se rompen gracias a la acción de la miosina como ATP, que por
hidrolisis de ATP rompe el enlace. .(“Las sinapsis”, s/f)
o Andrades,J.A.B. (2015, febrero16). Tiposde contracciónmuscular.Recuperadoel 12 de mayo de
2016, a partir de http://www.vitonica.com/anatomia/tipos-de-contraccion-muscular
Este proceso se verá favorecido solo cuando las [Ca] disminuyan. Esto es posible gracias a la
existencia de bombas de Ca en el retículo sarcoplasmico que vuelven a guardar el Ca (1ATP
hidrolizado por cada 2Ca que entran), la presencia del intercambiador Na-Ca en la membrana
celular permitirá la salida de más Ca al medio extracelular. Si alguna de estas bombas fallaran se
produciría la Tetanización (los músculos quedan contraídos)(“~ BIOFISICA”, s/f)

17
En reposo, las fuerzas de atracción entre los filamentos de actina y miosina están inhibidas. La
contracción muscular se puede explicar como un desplazamiento de los miofilamentos, es decir,
la cabeza de la miosina se ancla a la actina produciéndose así el dicho desplazamiento. Cabe decir
que la contracción muscular está regulada por el calcio, el ATP y el Magnesio, aunque se
desconoce por qué el Magnesio causa contracción en músculos después de la muerte, esto está
bajo investigación.(Fox, McDonald, Cázares, & Callejas, 1995)
Para que la contracción esté sincronizada entre las células, se necesita que existan uniones tipo
gap que permitan el paso de los iones y pasen el estímulo eléctrico. (Miyara, 2003)
Músculo estriado
S = sarcómero, A = banda-A, I = banda-I, H =
zona-H, Z = línea-Z, M = línea-M.
El músculo esquelético y cardíaco son
músculos estriados por razón de su apariencia en
estrías bajo el microscopio, debido al
altamente organizado patrón de bandas A y bandas
I. (Rodríguez García, 1994)
o Violetta.(2011,julio11). La importanciade laresistenciamuscular|BlogHSN.Recuperadoapartir
de http://blog.hsnstore.com/la-importancia-de-la-resistencia-muscular/
En estado de relajación las fibras de miosina y actina, las proteínas en los filamentos de la zona A,
apenas se superponen entre sí, mientras que la actina se superpone casi al completo sobre los
filamentos de miosina en el estado de contracción. Los filamentos de actina, se han desplazado
sobre los filamentos de miosina y sobre ellos mismos, de tal manera que se entrelazan entre sí en
mayor mecanismo de deslizamiento de filamentos. (Rodríguez García, 1994)
Tipos de contracción
Existen distintos tipos de contracción muscular, entre ellos podemos destacar la contracción
isotónica, que se divide a su vez en concéntrica y excéntrica, la contracción isométrica, auxotónica
e isocinética. (“Anatomía y fisiología - Felipe Isidro”, s/f)
http://cursa.ihmc.us/rid=1JK2D2X3Q-295B19Y-
X1H/contracci%C3%B3n.png

18
a) Contracciones isométricas
La palabra isométrica significa igual medida o igual longitud. En este caso el músculo permanece
estático, sin acortarse ni alargarse, pero aunque permanece estático genera tensión. Un ejemplo de
la vida cotidiana sería cuando cargamos un peso y lo mantenemos elevado con el brazo, sin
moverlo, manteniendo el peso en la misma posición. Los músculos generan tensión contínua, y no
se produce ni acortamiento ni alargamiento de las fibras musculares. (Kiernan & Rajakumar, 2000)
En el deporte se produce en muchos casos, un ejemplo podría ser en ciertos momentos del wind
surf, cuando debemos mantener la vela en una posición fija. Con lo cual podríamos decir que se
genera una contracción estática, cuando generando tensión no se produce modificación en la
longitud de un músculo determinado. (Kiernan & Rajakumar, 2000)
o Tiposde contracción muscular.(s/f).Recuperadoel 12de mayode 2016, a partir de
http://www.vitonica.com/anatomia/tipos-de-contraccion-muscular
b) Contracciones auxotónicas
Este caso es cuando se combinan contracciones heterométricas con contracciones isométricas. Al
iniciarse la contracción, se acentúa más la parte heterométrica, mientras que al final de la
contracción se acentúa más la isométrica. (García-Carmona, 2009)
Un ejemplo práctico de este tipo de contracción lo encontramos cuando se trabaja con
«"extensores"». El extensor se estira hasta un cierto punto, el músculo se contrae
concéntricamente, mantenemos unos segundos estáticamente (isométricamente) y luego volvemos
a la posición inicial con una contracción en forma excéntrica. (García-Carmona, 2009)
c) Contracciones isocinéticas
Se define como una contracción máxima a velocidad constante en toda la gama de movimiento.
Son comunes en aquellos deportes en lo que no se necesita generar una aceleración en el
movimiento, es decir, en aquellos deportes en los que lo que necesitamos es una velocidad

19
constante y uniforme, como puede ser la natación o el remo. El agua ejerce una fuerza constante y
uniforme, cuando aumentamos la fuerza, el agua aumenta en la resistencia. Para ello se diseñaron
los aparatos isocinéticos, para desarrollar a velocidad constante y uniforme durante todo el
movimiento. (Galle & Francesc, 2003)
Aunque las contracciones isocinéticas e isotónicas son
ambas concéntricas y excéntricas, no son idénticas, sino por
el contrario son bastante distintas, ya que como dijimos
anteriormente las contracciones isocinéticas son a
velocidad constante regulada y se desarrolla una tensión
máxima durante todo el movimiento. (Galle & Francesc,
2003)
o Latarjet, M., & Liard, A. R. (2006). Anatomía humana. Ed. Médica Panamericana.
Relajación
La relajación es el momento en que la contracción da fin. Las diferentes fibras (miosina, actina)
entran en su lugar y se encuentran con la aparición de la estría H. La relajación es el resultado del
fin del impulso nervioso en la placa neuromuscular. Para que se produzca dicha relajación, se debe
eliminar el Calcio del citoplasma celular y se debe aportar una molécula de ATP a la miosina.
(Clark, 1940)
Características, estructura y funciones de las articulaciones.
Las articulaciones son los puntos de unión entre dos o más huesos, su función es permitir el
movimiento del sistema locomotor y ayudar a amortiguar las fuerzas que inciden en el cuerpo al
movernos. (Domènech Casal, 2014)
Las funciones más importantes de las articulaciones son: de constituir puntos de unión entre los
componentes del esqueleto (huesos, cartílagos y dientes) y facilitar movimientos mecánicos
proporcionándole elasticidad y plasticidad al cuerpo, permitir el crecimiento del encéfalo, además
de ser lugares de crecimiento (en el caso de los discos epifisiarios). (Domènech Casal, 2014)
http://www.monografias.com/trabajos57/contracci
on-muscular/Image15533.gif

20
Para su estudio las articulaciones pueden clasificarse en dos enormes clases:
I. Por su estructura (morfológicamente): Morfológicamente, los diferentes tipos de
articulaciones se clasifican según el tejido que las une en varias categorías: fibrosas,
cartilaginosas, sinoviales o diartrodias. (García-Carmona, 2009)
II. Por su función (fisiológicamente): Fisiológicamente, el cuerpo humano tiene diversos tipos
de articulaciones, como la sinartrosis (no móvil), anfiartrosis (con movimiento muy
limitado -por ejemplo la columna vertebral-) y diartrosis (mayor amplitud o complejidad
de movimiento). (García-Carmona, 2009)
o Delavier,F.(2007). GUÍA DE LOS MOVIMIENTOSDEMUSCULACIÓN.DESCRIPCIÓNANATÓMICA
(Color).Editorial Paidotribo.
Todas ellas presentan a considerar:
 las superficies óseas o articulares, que representan el esqueleto de la articulación;
 las formaciones interóseas, blandas, intercaladas entre las superficies articulares;
 las formaciones periféricas, también blandas, que rodean y envuelven a las anteriores
Partes de una articulación
 Cartílago.
 Cápsula y membrana
sinovial.
 Ligamentos;
 Tendones.
 Bursas..
 Menisco.
(Hewitt, 2002)

21
Las articulaciones se pueden clasificar según el tejido del cual están formadas. Como se muestra
a continuación:
a) Sinoviales, diartrosis o móviles
Permiten realizar una amplia gama de movimientos. Las sinoviales a su vez se dividen en
subarticulaciones:
I. Articulaciones Uniaxiales: permiten movimiento en un solo eje.
1. Articulaciones en bisagra, gínglimo o troclear: Las articulaciones en bisagra son
articulaciones sinoviales donde las superficies articulares que solo permiten los
movimientos en el eje perlateral y solo pueden realizar dos tipos de movimientos
flexión y extensión. Por ejemplo, el codo, articulación húmero-cubital, la rodilla,
fémuro tibial y en los dedos, en la articulación entre las falanges proximales y medias
y las falanges medias y distales. (FISCHER & Cabrera, 2004)
2. Articulaciones en pivote o trocoides: Son articulaciones sinoviales donde las
superficies articulares están moldeadas de forma parecida a un pivote y sólo permiten
movimientos en el eje longitudinal y los únicos movimientos permitidos son los
movimientos de rotación lateral y rotación medial. Por ejemplo la del cuello,
atlantoaxial o también llamada atlantoaxil(atlas-axis), del codo (radio-cubital o radio-
TiRha1ecaZE/VIXQoJuWdPI/AAAAAAAAAAM/ko
MNO3RKcic/s1600/articulacionesii.jpg

22
ulnar proximal). La pivotante del cuello permite voltear la cabeza y la del codo permite
torcer el antebrazo. (FISCHER & Cabrera, 2004)
II. Articulaciones Biaxiales permiten movimiento alrededor de 2 ejes:
1. Articulaciones planas, deslizantes o artrodias: Son articulaciones sinoviales que se
caracterizan porque sus superficies articulares son planos y sólo permiten movimientos
de deslizamiento. Ej articulación acromioclavicular, articulaciones intercarpianas.
(Hewitt, 2002)
2. Articulaciones en silla de montar selar o de encaje recíproco: reciben su nombre porque
su forma es similar a la de una silla de montar. Por ejemplo, la que está entre el primer
metacarpiano y el hueso del carpo (articulación carpometacarpiana del pulgar) (Hewitt,
2002)
3. Articulaciones condiloideas o elipsoidales: se forma donde dos huesos se encuentran
unidos de forma irregular y un hueso es cóncavo y otro convexo. Ejemplos son la
articulación temporomaxilar, occipitoatloidea, metacarpo falángicas y
metatarsofalángicas. (Hewitt, 2002)
III. Articulaciones Multiaxiales permiten los movimientos en 3 o más ejes o planos:
1. Articulaciones esféricas o enartrosis: tienen forma de bola y receptáculo y se
caracterizan por el libre movimiento en cualquier dirección, como por ejemplo, la
coxofemoral y el hombro-humeroescapular. (Ocampo, 2015)
b) Fibrosas, sinartrosis o inmóviles
Estas articulaciones son uniones de huesos en las que participa un tejido fibroso, uniéndolos. La
movilidad de estas articulaciones queda definida por la longitud de las fibras del tejido. A modo
de ejemplo cabe citar las articulaciones de la espalda, las del sacro, las del cráneo las partes de la
unión entre el parietal, occipital, frontal y temporal, algunas del tobillo y las de la pelvis. Pero las
articulaciones de la columna no son del todo inmóviles, ya que son lo suficientemente flexibles

23
como para permitir algún movimiento y mantener su papel de soporte de la columna vertebral.
(Agustín et al., s/f)
o Anatomíay fisiología- Felipe Isidro.(s/f).Recuperadoel 12de mayo de 2016, a partir de
http://www.felipeisidro.com/biblioteca-digital/anatomia-fisiologia
Hay 3 tipos de articulaciones fibrosas:
I. Sindesmosis: uniones semiinmóviles, donde una membrana une a los huesos.
II. Suturas: pueden ser planas, dentadas o escamosas (se encuentran principalmente en el
cráneo).
III. Gónfosis: articulaciones de las raíces de los dientes con el alvéolo (cavidad receptora) del
maxilar y la mandíbula.
(Ocampo, 2015)
c) Cartilaginosas, anfiartrosis o semimóviles
Este tipo de articulaciones se llevan a cabo entre el cartílago y hueso, no permiten tanto
movimiento como las móviles. Pueden ser sincondrosis cuando están hechas de cartílago hialino
o sínfisis cuando son de fibrocartílago, son de dos tipos(Domènech Casal, 2014):
I. Articulaciones cartilaginosas primarias o sincondrosis, que son uniones pasajeras entre
huesos por medio de cartílagos, como las uniones entre partes de un mismo hueso en
crecimiento. (Cicardo, 1974)
II. Articulaciones cartilaginosas secundarias o sínfisis, que son uniones cartilaginosas poco
movibles y definitivas, entre dos huesos por un cartílago muy robusto. (Cicardo, 1974)

24
o Hewitt,P.G. (2002).
Conceptualphysics. Pearson
Educación.
Biomecánica de la marcha.
La Marcha humana es un proceso de locomoción en el cual el cuerpo humano, en posición erguida,
se mueve hacia adelante, siendo un peso soportado, alternativamente, por ambas piernas. Mientras
el cuerpo se despalza sobre la pierna de soporte, la otra pierna se balancea hacia adelante como
prepración para el siguiente apoyo (Biomecánica, medicina y cirugía del pie, 1997)
FASES MUSCULOS ACTIVIDAD
Inicial del apoyo · Isquiotibiales, cuádriceps
· Glúteo mayor y medio
Excéntrico
Media del apoyo · Sóleo
· Tibial posterior
· Peroneos
Final de apoyo · Tríceps sural Concéntrico
ESDq7UsR3s0/VDQLvZO4t9I/AAAAAAAAEyM/DU6Vm3dOL0c/w1200-h630-p-
nu/articulacionesii.jpg
http://image.slidesharecdn.com/cinticaycinemticadelasarticulaciones-
111222114736-phpapp01/95/cintica-y-cinemtica-de-las-articulaciones-del-ciclo-de-
la-marcha-6-728.jpg?cb=1324554677

25
Previa de la oscilación · Flexores de cadera
· Gemelos
Inicial de la oscilación · Flexor propio del 1er dedo
Media de la oscilación · Flexores dorsales
Final de la oscilación · Cuádriceps
· Flexor-extensores dorsales
o Biomecánica,medicina.(1997). Masson. Recuperadoapartir de
https://dialnet.unirioja.es/servlet/libro?codigo=237284
Líquidos. Mecánica de los Fluidos. Ley de STOKES.
Un fluido se define como el conjunto de partículas que se mantienen unidas entre sí por fuerzas
cohesivas débiles y las paredes de un recipiente; el término engloba a los líquidos y los gases.
Estos tienen propiedades físicas que permiten caracterizar y cuantificar su comportamiento así
como distinguirlos de otros. (Becquerel & Pla, 1946)
La forma de los líquidos es variable (adoptan la forma que tiene el recipiente) porque, por encima
de la temperatura de fusión, las partículas no pueden mantener las posiciones fijas que tienen en
estado sólido y se mueven desordenadamente. Los líquidos pueden fluir, ya que sus partículas, al
tener libertad y no ocupar posiciones fijas, pueden desplazarse por los huecos que aparecen entre
ellas, permitiendo el movimiento de toda la masa líquida. (Becquerel & Pla, 1946)
La mecánica de fluidos
Es la rama de la física que estudia las interacciones entre el fluido y el contorno que lo limita
comprendida además estudia el movimiento de los fluidos (gases y líquidos) así como las fuerzas
que lo provocan. La característica fundamental que define a los fluidos es su incapacidad para
resistir esfuerzos cortantes. (Ballester & Udías, 2008)

26
A la hora de describir el movimiento de un fluido existen dos puntos de vista. Una primera forma
de hacerlo es seguir a cada partícula fluida en su movimiento, de manera que buscaremos unas
funciones que nos den la posición, así como las propiedades de la partícula fluida en cada instante.
Una segunda forma es asignar a cada punto del espacio y en cada instante, un valor para las
propiedades o magnitudes fluidas sin importar que en ese instante, la partícula fluida ocupa ese
volumen diferencial. Ésta es la descripción Euleriana, que no está ligada a las partículas fluidas
sino a los puntos del espacio ocupados por el fluido. En esta descripción el valor de una propiedad
en un punto y en un instante determinado es el de la partícula fluida que ocupa dicho punto en ese
instante. (Ballester & Udías, 2008)
o Fox,R. W., McDonald,A.T., Cázares,G. N.,& Callejas,R.L.(1995). Introducción a la Mecánica de
Fluidos.McGraw-Hill.
La descripción euleriana es la usada comúnmente, puesto que en la mayoría de casos y aplicaciones
es más útil. Usaremos dicha descripción para la obtención de las ecuaciones generales de la
mecánica de fluidos. (Nieuwenhuys, 2009)
La hipótesis del medio continuo es la hipótesis fundamental de la mecánica de fluidos y en general
de toda la mecánica de medios continuos. En esta hipótesis se considera que el fluido es continuo
a lo largo del espacio que ocupa, ignorando por tanto su estructura molecular y las discontinuidades
asociadas a esta. Con esta hipótesis se puede considerar que las propiedades del fluido (densidad,
temperatura, etc.) son funciones continuas. (Nieuwenhuys, 2009)
Los fluidos corporales se dividen en dos categorías: excretados y secretados. Dentro de esas
categorías encontramos los siguientes:
Excretados: sudor, la leche materna, cerumen, heces, quimo, bilis, vómito, sebo.
Secretados: sangre o plasma, semen, saliva, eyaculación de la mujer, suero u orina.
Parte de la Física que se ocupa de la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de
las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. La mecánica de fluidos es
fundamental en campos tan diversos como la aeronáutica, la ingeniería química, la medicina, etc.
(Medina Guzmán, 2009)

27
La Ley de Stokes
Se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos
esféricos moviéndose dentro de un fluido viscoso. Fue
derivada en 1851 por George Gabriel Stokes. En general la
ley de Stokes es válida en el movimiento de partículas
esféricas pequeñas moviéndose a velocidades bajas.
(Busoch, Regueiro, & González, 2001)
o Latorre,R. (1996). Biofísica y fisiología celular. Universidadde Sevilla.
Ejemplo
Por ejemplo en el cuerpo humano a mayor tamaño del vaso, mayor es la cantidad del volumen
sanguíneo, al igual que la fuerza y la presión con la que lo atraviesan.
En reposo, por lo menos 50% del volumen sanguíneo circulante se halla en las venas generales;
12% se encuentra en las cavidades del corazón y 18% en la circulación pulmonar de baja presión;
sólo 2% en la aorta; 8% en las arterias, 1% en las arteriolas y 5% en los capilares.
Estática de los fluidos o Hidrostática. Principios de Pascal y Arquímedes.
La estática de fluidos estudia el equilibrio de gases y líquidos. A partir de los conceptos de densidad
y de presión se obtiene la ecuación fundamental de la hidrostática, de la cual el principio de Pascal
y el de Arquímedes pueden considerarse consecuencias. (Bueche, Hecht, & Castellanos, 1991)
Principio de Pascal
El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre un fluido no compresible contenido en
un recipiente indeformable se transmite con igual intensidad en todas las direcciones y a todas
partes del recipiente (Manito, Roca, & Kaplinsky, 2004)
Ejemplo
El aumento de presión o disminución del sistema sanguíneo con respecto a la altura
http://2.bp.blogspot.com/-dTWO-
Vw8byg/Vfb66ZKi8vI/AAAAAAAAAHo/CN-
ob6cT3_M/s1600/descarga%2B%252810%2529.jpg

28
Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sólido sumergido total o parcialmente en un
fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba con una fuerza igual al peso del volumen de
fluido desalojado. (Manito et al., 2004)
Ejemplo: cuando comemos y el bolo alimenticio cae en las secreciones gástricas.
o Ocampo,H. J. F. (2015). ContenidoPascal yArquímedes.
UNIDAD 2
BIOFÍSICA DE LOS FLUIDOS, HEMODINÁMICA Y RESPIRACIÓN
Viscosidad sanguínea y perfiles de flujo. Continuidad.
La viscosidad es la propiedad que tienen los fluidos, principalmente de los líquidos, de oponer
resistencia al desplazamiento tangencial de capas de moléculas. (Kinsler, Frey, Sanders, & Kinsler,
1992)
La viscosidad de la sangre depende principalmente de la relación entre los glóbulos rojos y el
volumen del líquido plasmático, y en menor medida de la concentración de proteínas en el plasma.
A mayor viscosidad de la sangre, mayor resistencia.
Cualquier situación que incremente la viscosidad de la
sangre, como la deshidratación o la policitemia (número de
glóbulos rojos inusualmente alto), incrementa entonces la
presión arterial. La depleción de proteínas plasmáticas o de
glóbulos rojos, debido a anemia o hemorragia, disminuye la
viscosidad y entonces disminuye la presión sanguínea.
(Kinsler et al., 1992)
https://encrypted-
tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR7SWAOqQ
oS6DyWdQDV9-
HkMamp6Ni5TuHxam9v7tDtDJWuApip

29
que varia la viscosidad en la sangre?
Los elementos formes y los glóbulos rojos y proteínas
que examen determina elementos formes la viscosidad en sangre:
Hematocrito
La viscosidad en la sangre es determinada según la cantidad de elementos formes en la sangre y
proteínas en sangre (hematocrito)
El examen que se realiza a los pacientes para determinar la cantidad de elementos formes es
hematocrito
Los valores medios varían entre el 40,3 y el 50,7 % en los hombres, y entre el 36,1 y el 44,3 % en
las mujeres
Tipos de flujo
El flujo sanguíneo es la cantidad de sangre que atraviesa la sección de un punto dado de la
circulación en un período determinado. Normalmente se expresa en mililitros por minuto o litros
por minuto, se abrevia Q. (Manito et al., 2004)
o Mc-Nab, M., Castro, P., & Zalaquett, R. (2006). Estado actual de los sistemas de soporte
circulatorio mecánico: State of the art. Revista médica de Chile, 134(10), 1330–1337.
El análisis de los factores que determinan el flujo sanguíneo es relativamente complejo ya que es
un flujo pulsátil, que discurre por un circuito cerrado de tubos distensibles con múltiples
ramificaciones y de calibre variable. Además el fluido circulante, la sangre, es un fluido
pseudoplástico con propiedades no lineales y compuesto de líquido (plasma) y elementos formes
(hematíes, leucocitos, plaquetas y otros). Esto explica que se recurra a modelos y simplificaciones
que no siempre se pueden aplicar de manera directa. (Manito et al., 2004)
El flujo sanguíneo global de la circulación de un adulto en reposo es de unos 5000 ml min-1,
cantidad que se considera igual al gasto cardíaco porque es la cantidad que bombea el corazón en
la aorta en cada minuto. Corresponde al resultado de multiplicar el volumen de eyección que el
ventrículo expulsa en cada latido (unos 70 ml) por la frecuencia cardíaca (unos 75 latidos por
minuto). El gasto cardíaco disminuye en posición sentado y de pie frente a su valor en decúbito,
por el contrario, aumenta de manera importante con el ejercicio, con el aumento de la temperatura
corporal y en los estados de ansiedad. (Manito et al., 2004)

30
Consiste, esencialmente, en aportar un flujo de sangre a los tejidos que permita:
 El transporte de los nutrientes (principios inmediatos y oxígeno) y la recogida de los
productos del metabolismo celular (metabolitos y dióxido de carbono).
 El transporte de los compuestos químicos que actúan como mensajeros y elementos de
control del organismo (hormonas, enzimas, precursores, elementos de la coagulación, etc.)
a sus lugares de actuación.
 El transporte y distribución del calor que participa en los mecanismos de control de la
temperatura corporal.
 El transporte de elementos celulares generalmente relacionados con las funciones
inmunológicas (pero también, en algunos casos, el transporte de elementos patógenos como
bacterias, virus y células cancerosas). (Ballester & Udías, 2008)
o FISCHER,E. I. C., & Cabrera,I. (2004). Biomecánicade la hipertensiónarterial. Rev ArgentCardiol,
72(2), 150–6.
Ley de la Continuidad
La conservación de la masa de fluido a través de dos secciones (sean éstas A1 y A2) de un conducto
(tubería) o tubo de corriente establece que: la masa que entra es igual a la masa que sale.
(Domènech Casal, 2014)
Que se cumple cuando entre dos secciones de la conducción no se acumula masa, es decir, siempre
que el fluido sea incompresible y por lo tanto su densidad sea constante. Esta condición la
satisfacen todos los líquidos y, particularmente, el agua. (Domènech Casal, 2014)
En general la geometría del conducto es conocida, por lo que el problema se reduce a estimar la
velocidad media del fluido en una sección dada. (Domènech Casal, 2014)
Ley de POISEVILLE.
La ecuación que gobierna el movimiento de un fluido adentro de un tubo es conocida como la
ecuación de Poiseuille. Lleva en consideración la viscosidad, aunque en realidad ella solo es

31
aplicable para el flujo no turbulento (flujo laminar). (“Ecuación de Poiseuille | La guía de Física”,
s/f)
la ley de Poiseuille (también conocida como ley de Hagen-Poiseuille) después de los experimentos
llevados a cabo en 1839 por Gotthilf Heinrich Ludwig Hagen (1797-1884) es una ley que permite
determinar el flujo laminar estacionario ΦV de un líquido incompresible y uniformemente viscoso
(también denominado fluido newtoniano) a través de un tubo cilíndrico de sección circular
constante. Esta ecuación fue derivada experimentalmente en 1838, formulada y publicada en 1840
y 1846 por Jean Louis Marie Poiseuille (1797-1869). (“Ecuación de Poiseuille | La guía de Física”,
s/f)
o Leyde Poiseuille,L.(s/f).Medidade laviscosidadde unlíquido.
La ecuación de Poiseuille está formulada para flujos laminares de fluidos homogéneos con
viscosidad constante, sin embargo, en los vasos sanguíneos estas condiciones no siempre se
cumplen; si la velocidad del flujo es alta o si el gradiente de presión es elevado, se pueden generar
remolinos o turbulencias que modifican el patrón del flujo. Al producirse turbulencias se
necesitarán gradientes de presión mayores para mantener el mismo flujo. (“Ecuación de Poiseuille
| La guía de Física”, s/f)
La ley de Poiseuille tiene aplicación en la ventilación pulmonar al describir el efecto que tiene el
radio de las vías respiratorias sobre la resistencia del flujo de aire en dirección a los alveolos. De
ese modo, si el radio de los bronquiolos se redujera por la mitad, la ley de Poiseuille predice que
el caudal de aire que pasa por ese bronquiolo reducido tendría que oponerse a una resistencia 16
veces mayor, siendo que la resistencia al flujo es inversamente proporcional al radio elevado a la
cuarta potencia. (de Poiseuille, s/f)

32
Este principio cobra importancia en el asma y otras enfermedades obstructivas del pulmón. Al
reducirse el radio de las vías aéreas respiratorias, el esfuerzo de la persona se eleva a la cuarta
potencia. (de Poiseuille, s/f)
o Leyde Poiseuille,L.(s/f).Medidade laviscosidadde unlíquido.
FLUJO SANGUINEO
1. en condiciones normales, D = 70 ml/latido x 75 latidos/min ≈ 5 L/min.
FACTORES QUE DETERMINAN LA PRESION ARTERIAL
 DENSIDAD
 FLUJO SANGUINEO
 RESISTENCIA VASCULAR
Hemodinámica.
La hemodinámica es aquella parte de la biofísica que se encarga del estudio de la dinámica de la
sangre en el interior de las estructuras sanguíneas como arterias, venas, vénulas, arteriolas y
capilares así como también la mecánica del corazón propiamente dicha mediante la introducción
de catéteres finos a través de las arterias de la ingle o del brazo. (Gómez et al., 2003)
Un fluido se desplaza en el interior de un tubo cuando la presión en el inicio es superior a la
existente al final del tubo, moviéndose desde una zona de mayor presión a una de menor presión.
https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRstgjft5WQ8TWzyII-
gOF9IPuJXvBtvjT1qylCAuEOAFluqR-n

33
El flujo o caudal depende directamente del gradiente o diferencia de presión entre esos dos puntos
e inversamente de la resistencia, en una relación similar a la de Ohm para los circuitos eléctricos.
(Gómez et al., 2003)
Q (flujo o caudal) = ∆ P (P1 - P2) / R (resistencia)
La resistencia depende de las dimensiones del tubo y de la naturaleza del fluido, y mide las fuerzas
de rozamiento o fricción entre las propias moléculas del fluido y entre éstas y las moléculas de la
pared del tubo. La velocidad con la que circula la sangre en el interior de un tubo es directamente
proporcional al flujo e inversamente proporcional al área transversal del tubo. (Busoch et al., 2001)
Participantes de la circulación sanguínea
• Arterias: las arterias están hechas de tres capas de tejido, uno muscular en el medio y una capa
interna de tejido epitelial.
• Capilares: los capilares irrigan los tejidos, permitiendo además el intercambio de gases dentro
del tejido. Los capilares son muy delgados y frágiles, teniendo solo el espesor de una capa epitelial.
o FISCHER,E. I. C., & Cabrera,I. (2004). Biomecánicade la hipertensiónarterial. Rev ArgentCardiol,
72(2), 150–6.

34
MAPA CONCEPTUAL DE LA CIRCULACION MAYOR Y PULMONAR
http://image.slidesharecdn.com/3-140119004541-phpapp02/95/3-aparato-circulatorio-7-
638.jpg?cb=1390092445

35
MAPA CONCEPTUAL DE LA CIRCULACION FETAL
http://healthcare.utah.edu/healthlibrary/health-lib-image.php?imageid=126465

36
MAPA CONCEPTUAL DE LA CIRCULACION PORTAL
http://4.bp.blogspot.com/_xns35OgYrDs/Szuyc0EDHVI/AAAAAAAAAC0/eOoJVVqTwRg/s3
20/higado.jpg
Producción de la circulación sanguínea
En primer lugar, la circulación sanguínea realiza dos circuitos a partir del corazón:
Circulación mayor o circulación somática o sistémica
El recorrido de la sangre comienza en el ventrículo izquierdo del corazón, cargada de oxígeno, y
se extiende por la arteria aorta y sus ramas arteriales hasta el sistema capilar, donde se forman las
venas que contienen sangre pobre en oxígeno. Estas desembocan en las dos venas cavas (superior
e inferior) que drenan en la aurícula derecha del corazón. (Manito et al., 2004)

37
Circulación menor o circulación pulmonar o central
La sangre pobre en oxígeno parte desde el ventrículo derecho del corazón por la arteria pulmonar
que se bifurca en sendos troncos para cada uno de ambos pulmones. En los capilares alveolares
pulmonares la sangre se oxigena a través de un proceso conocido como hematosis y se reconduce
por las cuatro venas pulmonares que drenan la sangre rica en oxígeno, en la aurícula izquierda del
corazón. (Manito et al., 2004)
La actividad del corazón es cíclica y continua. El ciclo cardíaco es el conjunto de acontecimientos
eléctricos, hemodinámicas, mecanismos, acústicos y volumétricos que ocurren en las aurículas,
ventrículos y grandes vasos, durante las fases de actividad y de reposo del corazón. (Manito et al.,
2004)
El ciclo cardíaco comprende el período entre el final de una contracción, hasta el final de la
siguiente contracción. Tiene como finalidad producir una serie de cambios de presión para que la
sangre circule. (Manito et al., 2004)
Principal importancia: pasa por las venas de nuestro cuerpo.
Fases del ciclo cardiaco
1. Fase de llenado: tenemos válvulas sigmoideas aórtica y pulmonar (cerradas), y válvulas
auriculoventriculares denominadas tricúspide y mitral (abiertas). Durante esta fase la sangre pasa
desde la aurícula al ventrículo, es el principio de la diástole (relajación de los ventrículos).
2. Fase de contracción isométrica ventricular: en esta fase comienza la sístole (contracción
ventricular) va a cerrar las válvulas auriculoventriculares.
3. Fase de expulsión: es la sístole propiamente dicha, en donde hay una contracción ventricular
(cerrados) abriéndose las válvulas sigmoideas, existe una salida de sangre a la aorta y a la
pulmonar.
4. Fase de relajación ventricular: los ventrículos se relajan, las válvulas sigmoideas se cierran y las
válvulas auriculoventriculares se abren. El ciclo completo dura unos 0,8 s (Reposo).

38
(Wher & RICHARD JR, 1965)
o García-Carmona, A.(2009). Aprendiendohidrostáticamediante actividadesde investigación
orientada:análisisde unaexperienciaconalumnosde 15-16 años. Enseñanza delas ciencias: revista
de investigación y experienciasdidácticas, 27(2), 273–286.
Las presiones intracardiacas.
La presión intracardiaca o intravascular es la presión hidrostática ejercida por la sangre contra la
pared de las cavidades cardíacas o de los vasos. En nuestro sistema cardiovascular las presiones
son resultado de varios factores, entre los que se incluyen: El flujo sanguíneo o débito, las
resistencias al flujo, la distensibilidad de los ventrículos y de los vasos, la fuerza de contracción
de los ventrículos, la capacitancia del sistema, y la volemia. (Nieuwenhuys, 2009)
En condiciones fisiológicas, los ventrículos generan una presión sistólica que expulsa la sangre
hacia las grandes arterias, con una mínima resistencia intracardiaca a la expulsión. Este bolo (o
volumen) de sangre entra al sistema vascular arterial produciendo un aumento de la presión, que
dependerá del volumen expulsivo y de la distensibilidad y capacitancia de las arterias.
(Nieuwenhuys, 2009)
Luego la sangre fluye hacia los distintos órganos por medio de arterias y arteríolas, que ofrecen
una importante resistencia al flujo, determinando un descenso significativo de las presiones entre
las arterias y los capilares. Finalmente la sangre atraviesa el sistema capilar y entra al sistema
venoso, donde su presión está determinada fundamentalmente por la relación entre la volemia y la
capacitancia del sistema. (Nieuwenhuys, 2009)
http://www.osteopatiachile.cl/img/17.jpg

39
o Moragrega, J.L., & Mendoza,A.(1981). Cifrasde tensionarterial enlainfanciaylaadolescencia,en
Mexico. Arch.Inst.Cardiol.Méx, 51(2), 179–84.
A continuación presentamos el rango de valores normales de las presiones de uso habitual,
expresadas en mm de Hg: Cavidad Presión sistólica/diastólica Presión media
 Aurícula derecha (AD):0 á 8
 Ventrículo derecho (VD): 15 - 30 / 0 - 8
 Arteria Pulmonar (AP): 15 - 30 / 4 - 12 10 á
22
 Aurícula izquierda (AI):1 á 10
 Ventrículo izquierda (VI): 90 - 140 / 3 - 12
 Aorta 90- 140 / 60 - 80 70 a 100
(Tchernitchin & Riveros, 2004)
Cálculo del Gasto o Débito Cardíaco.
En un mismo individuo, el Gasto Cardíaco (= volumen de eyección x frecuencia cardíaca) puede
variar en forma muy importante, dependiendo tanto de variables fisiológicas (ejercicio físico,
emociones, digestión, etc.) como patológicas (fiebre, hipotiroidismo, anemia, etc.) Las
enfermedades cardíacas normalmente sólo afectan el Gasto Cardiaco cuando se acompañan de una
Insuficiencia Cardiaca avanzada. (Wyszecki & Stiles, 1982)
En condiciones fisiológicas, el gasto cardíaco guarda una relación muy estrecha con la superficie
corporal, por lo que habitualmente nos referimos al Índice cardíaco, que equivale a : Los valores
normales de Índice Cardíaco fluctúan entre 2,6 y 3,4 L/min/m2. (Wyszecki & Stiles, 1982)
Existen muchas maneras de medir el gasto cardíaco. Las de uso habitual se basan en el Principio
de Fick o en las Curvas de Dilución. (Wyszecki & Stiles, 1982)
1. Principio de Fick

40
Establece que la diferencia de contenido de Oxígeno entre la sangre arterial y la sangre venosa
central es directamente proporcional al consumo de Oxígeno e inversamente proporcional al gasto
cardíaco (nota: el principio de Fick es aplicable a cualquier órgano) (Latorre, 1996)
Para aplicar este método debemos, por lo tanto, conocer el Consumo de Oxígeno y el contenido
de Oxígeno de la sangre arterial y de la sangre venosa mezclada. El consumo de Oxígeno es un
valor relativamente complejo de medir, por lo que habitualmente se utilizan tablas por edad, sexo
y superficie corporal. Estos valores son adecuados para el cálculo del gasto en condiciones basales,
pero inapropiados cuando existen situaciones que afecten significativamente la actividad
metabólica (infecciones, ansiedad, hipertiroidismo, shock, etc.). (Galle & Francesc, 2003)
El contenido de oxígeno de sangre venosa mezclada se debe obtener de muestras de sangre de
arteria pulmonar o aurícula derecha, para asegurar una adecuada mezcla de la sangre venosa,
debido a su diferente saturación de O2 de ambas venas cavas. Este contenido se puede medir
directamente en mL/L o calcularlo sobre la base de la saturación de oxígeno en sangre venosa
mezclada y la a cantidad de hemoglobina de la sangre, teniendo presente que cada gramo de
hemoglobina oxigenada es capaz de trasportar 1,36 ml de O2. (Galle & Francesc, 2003)
2) Métodos de dilución
La concentración que alcanza un determinado marcador en el sistema circulatorio es directamente
proporcional a la cantidad de marcador inyectado e inversamente proporcional al flujo sanguíneo.
El marcador más utilizado en la actualidad es un bolo de suero frío, inyectado en el territorio
venoso central. La inyección produce un descenso en la temperatura de la sangre que se puede
medir mediante un termistor, incorporado en un catéter que se ubica distal al sitio de inyección,
habitualmente en el tronco de la arteria pulmonar. (García-Carmona, 2009)
El registro de la temperatura nos mostrará una curva, en donde el área de la curva es equivalente a
la concentración alcanzada por el marcador en un período determinado. El gasto cardiaco se
obtiene relacionando la cantidad de "frío" inyectado (volumen y temperatura del bolo) con el área

41
de la curva: entre mayor el descenso de temperatura, menor es el gasto cardíaco y viceversa.
(García-Carmona, 2009)
Presión en el sistema circulatorio
El aparato circulatorio o sistema circulatorio es la estructura anatómica compuesta por el sistema
cardiovascular que conduce y hace circular la sangre, y por el sistema linfático que conduce la
linfa unidireccionalmente hacia el corazón. En el ser humano, el sistema cardiovascular está
formado por el corazón, los vasos sanguíneos (arterias, venas y capilares) y la sangre, y el sistema
linfático que está compuesto por los vasos linfáticos, los ganglios, los órganos linfáticos (el bazo
y el timo), la médula ósea , los tejidos linfáticos (como la amígdala y las placas de Peyer) y la linfa.
(Kino, 1987)
Un adulto promedio contiene cincuenta y cinco cuartos de galón (aproximadamente 4.7 a 5.7 litros)
de sangre, lo que representa aproximadamente el 7 % de su peso corporal total. La sangre se
compone de plasma, glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. También el sistema digestivo
funciona con el circulatorio para proporcionar los nutrientes que el sistema necesita para mantener
el bombeo del corazón. (Kino, 1987)
Presión sanguínea
La presión sanguínea constituye uno de los principales signos vitales y está determinada por la
fuerza y el volumen de sangre bombeada, así como por el tamaño y la flexibilidad de las arterias.
(Miyara, 2003)
o Hewitt,P.G. (2002). Conceptualphysics.PearsonEducación.
La presión de la sangre disminuye a medida que la sangre se mueve a través de arterias, arteriolas,
vasos capilares y venas. (Miyara, 2003)
El término presión sanguínea generalmente se refiere a la presión arterial, es decir, a la presión en
las arterias más grandes, las arterias que forman los vasos sanguíneos que toman la sangre que sale
desde el corazón. (Miyara, 2003)

42
Tensión arterial y flujo sanguíneo.
Se puede definir como la fuerza que la sangre ejerce sobre las paredes de las arterias, que es más
alta (presión sistólica) cuando el corazón la bombea hacia las arterias y más baja (presión
diastólica) entre un latido y otro del músculo cardiaco.
el flujo sanguíneo es el volumen de sangre que fluye a través de un tejido en un determinado
período de tiempo (en mL/min). El flujo sanguíneo total es el gasto cardíaco o volumen minuto
cardíaco: el volumen de sangre que circula a través de los vasos sanguíneos sistémicos (o
pulmonares) cada minuto. Hay que recordar que el gasto cardíaco depende de la frecuencia
cardíaca y del volumen sistólico: Gasto cardíaco = frecuencia cardíaca X volumen sistólico.
(FISCHER & Cabrera, 2004)
La distribución del gasto cardíaco entre las vías circulatorias que irrigan los diversos tejidos
corporales depende de dos factores más:1) la diferencia de presión que conduce al flujo sanguíneo
a través de un tejido y 2) la resistencia al flujo sanguíneo en los vasos sanguíneos específicos. La
sangre fluye de regiones de mayor presión a regiones de menor presión: a mayor diferencia de
presión mayor flujo sanguíneo. Pero a mayor resistencia, menor flujo sanguíneo. La velocidad del
flujo sanguíneo (en cm/seg) se relaciona en forma inversa con el área de sección transversal. La
velocidad es menor donde el área de sección transversal es mayor. (FISCHER & Cabrera, 2004)
o FISCHER, E. I. C., & Cabrera, I. (2004). Biomecánica de la hipertensión arterial. Rev
Argent Cardiol, 72(2), 150–6.
Mecánica circulatoria. Sístole, diástole y pulso.
El aparato circulatorio puede constituir uno de los ejemplos más claros y más asombrosos de
sistemas de flujo por tuberías que se puede encontrar ya sea hecho por la naturaleza o por el
hombre. Esta mecánica depende de dos factores(Latarjet & Liard, 2006)

43
La diferencia de presión entre los dos extremos del vaso que es la fuerza que empuja la sangre por
el mismo. (Latarjet & Liard, 2006)
La dificultad de la circulación a través del vaso que se conoce como resistencia vascular. (Latarjet
& Liard, 2006)
El flujo a través del vaso se puede calcular por medio de la Ley de Ohm, que indica que el flujo
sanguíneo es directamente proporcional a la
diferencia de presión e inversamente proporcional a
la resistencia (Latarjet & Liard, 2006)
Presión arterial sistólica
Corresponde al valor máximo de la tensión arterial en
sístole (cuando el corazón se contrae). Se refiere al
efecto de presión que ejerce la sangre eyectada del
corazón sobre la pared de los vasos. (Kiernan &
Rajakumar, 2000)
Presión arterial diastólica
Corresponde al valor mínimo de la tensión arterial cuando el corazón está en diástole o entre latidos
cardíacos. Depende fundamentalmente de la resistencia vascular periférica. Se refiere al efecto de
distensibilidad de la pared de las arterias, es decir el efecto de presión que ejerce la sangre sobre
la pared del vaso. (Nieuwenhuys, 2009)
Pulso
En medicina, el pulso de una persona es la pulsación provocada por la expansión de sus arterias
como consecuencia de la circulación de sangre bombeada por el corazón. Se obtiene por lo general
en partes del cuerpo donde las arterias se encuentran más próximas a la piel, como en las muñecas
o el cuello e incluso en la sien. El valor normal en los adultos es de 60-90 latidos por minuto. Los
valores varían de acuerdo a la edad ( recién nacidos 70-190, ancianos 60 o menos). (Santos, 1999)
https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRazHqftu9j
PVwE99aMRdo09iUhbjRTT261-8USWEgVfeFzyMQa

44
• Pulso radial, (arteria radial).
• Pulso ulnar, (arteria ulnar).
• Pulso carotídeo, en el cuello (arteria carótida).
• Pulso braquial, entre el bíceps y el tríceps, en el lado medial de la cavidad del codo (arteria
braquial).
• Pulso femoral, en el muslo (arteria femoral).
• Pulso poplíteo, bajo la rodilla en la fosa poplítea.
• Pulso dorsal del pie o pedio, en el empeine del pie (arteria dorsal del pie).
• Pulso tibial posterior, detrás del tobillo (arteria tibial posterior).
• Pulso temporal, sien directamente frente a la oreja.
(Santos, 1999)
o Hewitt,P.G. (2002). Conceptualphysics.PearsonEducación.
Leyes de la velocidad y de la presión.
Ley de la velocidad: A medida que las arterias se alejan y se van dividiendo, aumenta la superficie
de sección del sistema vascular. En otras palabras, al dividirse una arteria en dos ramas, la suma
de la superficie de sección de éstas es mayor que la superficie de sección de la arteria madre.
(Gallego Ortiz et al., 2007)
6obaaqgTb2Y/Vfb7dkkxSKI/AAAAAAAAAHw/YZ0ryKgMwXU
/s1600/descarga%2B%25288%2529.jpg

45
Podría representarse al sistema vascular por dos conos truncados que se miran por la base. Es fácil
darse cuenta que, como en los ríos, la velocidad de la corriente será menor cuanto mayor sea la
amplitud del lecho vascular. De allí que la velocidad de la sangre disminuye a medida que se aleja
del corazón, llega a un mínimo en los capilares y aumenta otra vez progresivamente en las venas.
(Gallego Ortiz et al., 2007)
Ley de la presión: La sangre circula en el sistema vascular debido a diferencias de presión. La
periódica descarga de sangre por parte del corazón y la resistencia opuesta al curso de la sangre
por el pequeño calibre de las arteriolas, crean en el sistema vascular una presión que es máxima
en la aorta, cae bruscamente al nivel de las arteriolas y capilares y sigue, luego, cayendo
paulatinamente al nivel de las venas para ser mínima al nivel de las aurículas(Gallego Ortiz et al.,
2007)
Volumen minuto circulatorio y circulación sistémica.
Se define gasto cardíaco o volumen minuto como la cantidad de sangre bombeada cada minuto
por cada ventrículo. De esta forma el flujo que circula por el circuito mayor o menor corresponde
a lo proyectado por el sistema de bombeo. Se calcula mediante el producto del volumen sistólico,
(volumen impulsado en cada latido cardíaco) por la frecuencia cardiaca (número de latidos o ciclos
cardíacos por minuto). Para un individuo adulto medio, el gasto cardíaco se encuentra entre 5-6
litros/min, aunque puede variar dependiendo, por ejemplo, de la actividad que se esté realizando.
(Ballester & Udías, 2008)
o Busoch,C., Regueiro,A.,&González,H.J.(2001). Medicionde presionsanguinea,metodosy
limitaciones. Ingeniería Electrónica,Automática y Comunicaciones,22(1),32–37.
Corazones artificiales.
Los corazones artificiales, llamados dispositivos de asistencia circulatoria mecánica, sirven para
reemplazar total o parcialmente el trabajo de un corazón gravemente enfermo, ya sea en forma
aguda o crónica. El objetivo es mejorar la función circulatoria y asegurar el aporte de sangre y
oxígeno al resto de los órganos vitales (cerebro, riñones, hígado, etc.). Un paciente estabilizado
puede entonces esperar por la recuperación de su propio corazón, esperar por un trasplante cardíaco
o incluso continuar el resto de su vida con un corazón artificial. (“EL CORAZÓN ARTIFICIAL”,
s/f)
https://i.ytimg.com/vi/AR5Rf_wYR7
U/hqdefault.jpg

46
Un corazón artificial es una prótesis que se implanta en el cuerpo para reemplazar al corazón
biológico. Es distinto de una máquina de bypass cardiopulmonar (CPB), que es un dispositivo
externo utilizado para proveer las funciones del corazón y los pulmones. El CPB oxigena la sangre,
y por lo tanto no es preciso se encuentre conectado a ambos circuitos sanguíneos. (“EL CORAZÓN
ARTIFICIAL”, s/f)
Estructuras Del Aparato Respiratorio
El aparato respiratorio es el responsable de realizar la hematosis o
intercambio gaseoso por el cual las células reciben oxígeno y desechan
CO2. (Mellina Ramírez et al., 2001)
El aparato respiratorio esta conformados por porciones tanto
conductora como respiratorio, la conductora consta de las vías aéreas
altas hasta los bronquiolos terminales, mientras su porción respiratorio
son todas las estructuras relacionadas y encargados del intercambio
gaseoso.
o Agustín,Z. C. C.,Armando,P.R. V.,Francisco,C. F. R.,Salvathore,M.M. F.,Renán,X. R. R.,& Borges,
J. I.M. (s/f).CORAZONESARTIFICIALES:UNA ALTERNATIVA MODERNA DELA INGENIERIA
BIOMEDICA.
El diafragma es un músculo de la respiración, este puede contraerse y relajarse. En la inhalación,
el diafragma se contrae y se allana, y la cavidad torácica se amplía. Esta contracción crea un vacío
que succiona el aire hacia los pulmones. En la exhalación, el diafragma se relaja y retoma su forma
de domo y el aire es expulsado de los pulmones. (Mellina Ramírez et al., 2001)
En resumen el aparato respiratorio constituye las vías aéreas, los pulmones y los musculos que
ayudan a la respiración, que median en el movimiento del aire tanto dentro como fuera del cuerpo.
(Mellina Ramírez et al., 2001)
La hematosis es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, del ser vivo con su medio. Dentro
del alveolo, las moléculas de oxígeno y dióxido de carbono se intercambian, por difusión, entre el

47
entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la remoción
contaminante del dióxido de carbono y otros gases que son desechos del metabolismo y de la
circulación. (Mellina Ramírez et al., 2001)
También ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente
eliminación de dióxido de carbono de la sangre. (Mellina Ramírez et al., 2001)
 Vía Nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del
aire, el cual se humedece, filtra y calienta a una determinada temperatura a través de
unas estructuras llamadas cornetes.
 Faringe: es un conducto muscular membranoso, que ayuda a que el aire se vierta hacia
las vías aéreas inferiores.
 Epiglotis: estructura cartilaginosa en forma de raqueta que impide que los alimentos
entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe
y la laringofaringe.
o AparatoRespiratorio:FisiologíayClínica.(s/f).Recuperadoel 12de mayode 2016, a partir de
http://escuela.med.puc.cl/publ/aparatorespiratorio/02mecanica.html
 Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado.
Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no
permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la
función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.
 Tráquea: Brinda una vía abierta al aire
inhalado y exhalado desde los pulmones.
 Bronquio: Conduce el aire que va desde la
tráquea hasta los bronquiolos.
 Bronquiolo: Conduce el aire que va desde los
bronquios pasando por los bronquiolos y
terminando en los alvéolos.
 Alvéolo: donde se produce la hematosis
(Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su
interior la sangre elimina el dióxido de
carbono y recoge oxígeno).
http://i.ytimg.com/vi/B5Avv2Zhc4I/mqdef
ault.jpg

48
 Pulmones: la función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre,
por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.
 Músculos intercostales: la función principal de los músculos intercostales es la de
movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado,
aportar oxígeno a los diferentes tejidos.
 Diafragma: músculo que separa la cavidad torácicade la cavidad abdominalInterviene
en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad torácica y aumentando
el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen
durante la exhalación. Este proceso se lleva a cabo, principalmente, mediante la
contracción y relajación del diafragma.
(Ysunza & Ortega, 2007)
o Anatomíay fisiología- Felipe Isidro.(s/f).Recuperadoel 12de mayo de 2016, a partir de
http://www.felipeisidro.com/biblioteca-digital/anatomia-fisiologia
Las vías nasales se conforman de:
 Células sensitivas.
 Pituitaria.
 Cornetes.
 Fosas nasales.
(Ysunza & Ortega, 2007)
Intercambio De Gases
El aire ingresa al cuerpo a través de la boca o la nariz, se desplaza por la faringe (garganta) pasa a
través de la laringe, entra a la tráquea, que se divide en bronquios derecho e izquierdo en los
pulmones y luego se divide aún más en ramas cada vez más pequeñas llamadas bronquiolos. Los
bronquiolos más pequeños terminan en pequeños sacos de aire llamados alvéolos, los cuales se
inflan durante la inhalación y se desinflan durante la exhalación. (Kiernan & Rajakumar, 2000)

49
La hematosis suministra de oxigeno de los pulmones al torrente sanguíneo y elimina el dióxido de
carbono del torrente sanguíneo a los pulmones. Esto tiene lugar en los pulmones entre los alvéolos
y una red de pequeños vasos sanguíneos llamados capilares, los cuales están localizados en las
paredes de los alvéolos. (Kiernan & Rajakumar, 2000)
Las paredes de los alvéolos en realidad comparten una membrana con los capilares en la cual el
oxígeno y el dióxido de carbono se pueden mover libremente entre el sistema respiratorio y el
torrente sanguíneo. Las moléculas de oxígeno se adhieren a los glóbulos rojos, los cuales regresan
al corazón. Al mismo tiempo, las moléculas de dióxido de carbono en los alvéolos son expulsadas
del cuerpo con la siguiente exhalación. (Kiernan & Rajakumar, 2000)
o ~ BIOFISICA.(s/f).Recuperadoapartirde http://biofisicamedicinaug.blogspot.com/p/la-resistencia-
es-la-tendencia-de-un.html
Volúmenes Pulmonares
Volumen corriente (VC): volumen de aire inspirado o espirado en cada respiración normal. En
adulto sano es de 6 o 7 ml/kg (unos 600 ml aproximadamente).
Volumen de reserva inspiratorio (VRI): volumen adicional máximo de aire que se puede inspirar
por encima del volumen corriente normal mediante inspiración forzada; habitualmente es igual a
unos 3.000 ml.
Volumen de reserva espiratorio (VRE): cantidad adicional máxima de aire que se puede espirar
mediante espiración forzada, después de una espiración corriente normal, normalmente es de unos
1.100 ml.
Volumen residual (VR): volumen de aire que queda en los pulmones y las vías respiratorias tras
la espiración forzada, supone en promedio unos 1.200 ml aproximadamente. Este volumen no
puede ser exhalado.
(“Aparato Respiratorio: Fisiología y Clínica”, s/f)
Capacidades Pulmonares

50
Capacidad inspiratoria (CI): Es la cantidad de aire que una persona puede respirar comenzando
en el nivel de una espiración normal y distendiendo al máximo sus pulmones (3.500 ml
aproximadamente). CI = VC + VRI
Capacidad residual funcional (CRF): Es la cantidad de aire que queda en los pulmones tras una
espiración normal (2.300 ml aproximadamente). CRF = VRE + VR
Capacidad vital (CV): Es la cantidad de aire que es posible expulsar de los pulmones después de
haber inspirado completamente. Son alrededor de 4,6 litros. CV = VRI + VC + VRE
o Caussade,S.,& Meyer,K.R. (2014). Fisiologíade lacurva flujo/volumenespirométrica. Neumol
Pediatr,9(1), 31–33.
Capacidad pulmonar total (CPT): Es el volumen de aire que hay en el aparato respiratorio,
después de una inhalación máxima voluntaria. Corresponde a aproximadamente a 6 litros de aire.
Es el máximo volumen al que pueden expandirse los pulmones con el máximo esfuerzo posible
(aproximadamente 5.800 ml). CPT = VC + VRI + VRE + VR (“Aparato Respiratorio: Fisiología
y Clínica”, s/f)
MUSCULOS RESPIRATORIOS
Desde el punto de vista fisiológico, puede considerarse que la caja torácica y el abdomen
constituyen una unidad funcional. Esta unidad tiene dos componentes rígidos: la columna
vertebral y la pelvis, cuyas formsa no son modificadas por la respiracion . En cambio, las paredes
anterior y laterales se desplazan por acción muscular directa y por los cambios de presión que
ésta genera. En la Tabla 2-1 se indican los músculos respiratorios más importantes. (Domènech
Casal, 2014)
TABLA 2-1. ROL DE LOS MUSCULOS
RESPIRATORIOS
INSPIRATORIOS

51
Utilizados durante
respiración tranquila
Diafragma
Escalenos
Paraesternales
Accesorios de la inspiración
mas profunda
Esternocleidomastoideo
Trapecio
Pectorales
Fijadores de la pared torácica Intercostales externos
ESPIRATORIOS
Utilizados en espiración
forzada,
Intercostales internos
Abdominales
o Latorre,R. (1996). Biofísica y fisiología celular. Universidadde Sevilla.
La respiración en reposo es sostenida básicamente por el diafragma, pero, para que su acción sea
eficaz, es necesario que los músculos intercostales externos estabilicen el tórax impidiendo que
éste se hunda cuando se contrae el diafragma. (Hewitt, 2002)
DETERMINANTES DE LA ELASTICIDAD PULMONAR Y TORACICA
Como se dijo, un cuerpo elástico se caracteriza por recuperar, sin nuevo gasto energético, su
posición o forma original cuando cesa la fuerza externa que lo deformó. La elasticidad del pulmón
es producto de diversos factores:(Medina Guzmán, 2009)
a) La estructura fibro-elástica del parénquima pulmonar. b) La
tensión superficial en la interfase aire-líquido alveolar. c) El
tejido elástico y conectivo de vasos y bronquios. d) El
contenido de sangre del lecho vascular
pulmonar.(Medina Guzmán, 2009) https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTtGpsN776X
S26Njp2z2ps-M7q5yHxUPBVaLEGLZQSxKMz9GQwD

52
Sólo nos detendremos en los dos primeros factores - malla elástica y la tensión superficial, pero
antes veremos los métodos que permiten estudiar la elastancia global y su resultante, la
distensibilidad, con el solo objetivo de explicar mejor los conceptos ya que su ejecución
corresponde al area de la especializacion. (Medina Guzmán, 2009)
Vitalometría.
Sirve para medir volúmenes y capacidades tales como:
 Volúmenes de ventilación pulmonar
 Volúmenes de reserva inspiratoria
 Volúmenes de reserva espiratoria
(Violetta, 2011)
o West,J. B. J.B., West,J. B. D.,Mario, A.,& West,J.B. (2009). Fisiología respiratoria.Wolters
Kluver:
UNIDAD 3.
NOMBRE: SISTEMAS BIOFÍSICOS BIOELÉCTRICOS.
Sistema nervioso
Es el más completo de todos los sistemas del cuerpo humano y con ayuda del Sistema Endocrino
controla las funciones del organismo. Se encarga de recibir e integrar innumerables datos que
vienen de los órganos sensoriales y así logra una respuesta en el cuerpo. (FISCHER & Cabrera,
2004)
Tiene como función recibir y transmitir, hacia el sistema nervioso central los impulsos sensitivos,
y hacia los órganos efectores los impulsos motores. (Galle & Francesc, 2003)
Bomba sodio-potasio
Es una proteína presente las membranas plasmáticas de las células, que elimina sodio de la célula
e introduce potasio en el citoplasma. La proteína transmembrana “bombea” tres cationes de sodio
expulsándolos fuera de la célula y lo propio hace con dos cationes de potasio al interior de ella y
así se genera un potencial eléctrico negativo intracelular. Este mecanismo se produce en contra del

53
gradiente de concentración gracias a la enzima ATPasa, que actúa sobre el ATP con el fin de
obtener la energía necesaria para que los nutrientes puedan atravesar la membrana celular y llegar
al citoplasma. (Busoch et al., 2001)
A medida que sale sodio de la célula, el líquido extracelular adquiere un mayor potencial eléctrico
positivo, lo que provoca atracción de iones negativos (cloro, bicarbonato) intracelulares. Al haber
más iones de sodio y cloruros (Na+ y Cl-) en el medio extracelular, el agua tiende a salir de la
célula por efecto de la ósmosis. De esta manera, la bomba de sodio y potasio controlan el volumen
celular. Intervienen en la producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción
de las fibras musculares.
(“sist_cuant.pdf”, s/f)
Electrodiagnóstico y electroterapia
Esta entre la medicina clínica y la recuperación funcional, que se obtiene con una observación
dinámica de la enfermedad y una potencial intervención. (Mellina Ramírez et al., 2001)
http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/bomba-de-sodio-y-
potasio_21.html

54
Una combinación de los medios farmacológicos y neurofisiológicos, más una gran variedad de
otras técnicas rehabilitadoras, permite mejorar el diagnóstico.Dentro de las técnicas que pueden
utilizarse para evaluar la función del sistema neuromuscular, hay que destacar los estudios
electromiográficos y el biofeedback. (Mellina Ramírez et al., 2001)
El electrodiagnóstico incluye: Electroencefalografía, electromiografía, potenciales provocados por
estimulación sensorial (espinal y cerebral), registro de potenciales de acción de un nervio-
conducción nerviosa y electrorretinograma. (Mellina Ramírez et al., 2001)
La electroterapia
Es la aplicación de energía procedente del espectro electromagnético al organismo humano, para
generar sobre los tejidos, respuestas biológicas deseadas y terapéuticas. (Domènech Casal, 2014)
La aplicación en exceso satura al sistema y daña los tejidos tratados y la correcta tendrá el efecto
contraria y produce respuestas biológicas buscadas. (Domènech Casal, 2014)
Electricidad es la manifestación de la liberación y circulación de la energía de los electrones,
normalmente de la última capa atómica. (Domènech Casal, 2014)
El movimiento de los electrones está estudiado y cuantificado por las leyes de Ohm, Faraday y la
Electroquímica.
 Carga eléctrica: Cantidad de electricidad en determinado momento en un elemento de
materia.
 Diferencia de potencial: Refleja la fuerza de desplazamiento de electrones desde zona de
exceso a déficit. Unidad: Voltio (V).

55
 Polaridad: Explica el desplazamiento de electrones. Los electrones se desplazan de la zona
de exceso (-) a la zona de déficit (+) con tendencia al equilibrio.
 Intensidad (I): Cantidad de electrones que pasa por un punto en un tiempo determinado
(seg). Unidad: Amperio (A).
 Conductividad eléctrica (Propiedad de la materia): Facilidad de la materia a ser circulada
por corriente de electrones. Medida: Ohmios x m2 o lineal.
 Resistencia eléctrica (R): Freno que opone la materia al movimiento de electrones al
circular por ella (propiedad de la materia, no parámetro de electricidad). Unidad: Ohmio
(Ohm) .
 Potencia: Expresa la capacidad o potencial “acumulado” para realizar un trabajo. Expresa
la velocidad con que se realiza un trabajo (velocidad de transformar una energía en otra).
Unidad: Vatio(W).
 Trabajo: Mide el “trabajo” conseguido y sus parámetros de obtención. Cálculo del producto
Potencia(W) por el tiempo de acción(seg). Unidad: Julio(J).
Los principales efectos de las distintas corrientes de electroterapia son:
 Antiinflamatorio.
 Analgésico.
 Mejora del trofismo.
 Potenciación neuro-muscular.
 Térmico, en el caso de electroterapia
de alta frecuencia

56
 fortalecimiento muscular
 mejora transporte de medicamentos
 disminución de edema
 control de dolor
 Mejora sanación de heridas
Contraindicaciones
 Mujeres embarazadas
 Afecciones infecciosas
 Fotofobia
 Trastornos psiquiátricos
 Electrofobia
 Afecciones oncológicas
 Metales
 Ojo, corazón y seno carotídeo.
o Anatomíay fisiología- Felipe Isidro.(s/f).
Recuperadoel 12 de mayode 2016, a partir de
http://www.felipeisidro.com/biblioteca-
digital/anatomia-fisiologia
Efectos de los campos electromagnéticos sobre órganos y sistemas.
Un efecto biológico es nocivo para la salud cuando sobrepasa las posibilidades de compensación
normales del organismo. Cuando un sistema vivo es sensible a CEM de una determinada
http://image.slidesharecdn.com/sistemanervioso-
140313071919-phpapp02/95/sistema-nervioso-47-
638.jpg?cb=1394695249

57
frecuencia, la exposición puede generar modificaciones funcionales o incluso estructurales en el
sistema. (Ocampo, 2015)
Efecto de magnetización (Efecto biológico primario)
- Responsable de la orientación de moléculas y átomos dipolares.
- Se produce sobre elementos con momentos magnéticos "no nulos".
(Ocampo, 2015)
Comprende las siguientes acciones:
- Modificación de la permeabilidad de membranas.
- Estabilización de la bomba de Na.
- Favorecimiento de los procesos de enlace.
- Estimulación de la reproducción celular.
- Activación de los sistemas REDOX.
(Ocampo, 2015)
o AlianzaSIDALC.(s/f).Recuperadoel 15de
agostode 2016, a partirde
http://www.sidalc.net/cgi-
bin/wxis.exe/?IsisScript=UCC.xis&B1=Buscar&formato=1&cantidad=50&expresion=Sears,%20Francis
%20Weston
Efecto piezoeléctrico (Efecto biológico secundario)
Efecto directo:
https://encrypted-
tbn3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRTSVoiui3eTya2n
P27MXf6oH0dZ1CPB5N6_cSWAsrJmunKzyJp

58
- Produce la polarización eléctrica de la masa de un cuerpo o la creación de cargas eléctricas
en su superficie, cuando se somete a fuerzas mecánicas.
Efecto inverso:
- Deformación de un cuerpo cuando se le somete a un campo eléctrico.
- Orientación arquitectónica de las trabéculas óseas en zonas dañadas.
Efecto metabólico.
- Responsable de todos los procesos tróficos estimulantes y de reparación tisular, mediante:
Control local del riego sanguíneo de cada tejido.
- Control nervioso del riego sanguíneo de grandes segmentos de la circulación.
- Control humoral de determinadas sustancias que aumentan o disminuyen el riego sanguíneo.
(Ocampo, 2015)
Sonido
El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras y ondas acusticas que se producen
cuando las oscilaciones de la presion del aire, son convertidas en ondas mecanicas en el oido
humano y percibidas por el cerebro. La propagacion del sonido es similar en los fluidos, donde el
sonido toma la forma de fluctuaciones de presion.
Velocidad del sonido:
Por aire 331,5 m/s
Por Agua salada 1500 m/s agua dulce 1435 m/s
Por solidos 5148 m/s
Audición y Ondas sonoras

59
Es el estímulo correcto para el receptor auditivo, se generan en una fuente sonora y se propagan
por un medio que puede ser aéreo, líquido o sólido. (García-Carmona, 2009)
Dicha fuente origina las ondas cuando es inducida a vibrar, por algún mecanismo adecuado. Su
vibración es comunicada al medio que le rodea, al cual comprime y descomprime, generando así
un juego de presiones que se propagan como ondas. En el aire estas ondas sonoras se propagan a
una velocidad de 332 m/seg (0° C). (García-Carmona, 2009)
o Ondas. Interferencias. (s/f). Recuperado el 26 de abril de 2016, a partir de
http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Ondas/Ondas11.htm
Cada onda sonora tiene una longitud (l) y una amplitud (a) o intensidad o fuerza, parámetros que
se combinan y la caracterizan. Así al aumentar l, el tono se escucha más bajo. Cuando se reduce a el
sonido se escucha menos. (García-Carmona, 2009)
Otra propiedad de las ondas sonoras es su frecuencia (F) medida en Hertz (Hz). Cada sonido puro
tiene una sola F, que lo define y que representa su tono (número de ciclos por segundo).
Normalmente, los sonidos son mezclas de tonos diferentes. Hay una frecuencia fundamental (el
tono más bajo) sobre la cual se sobreponen frecuencias más altas distintas, que constituyen
el timbre del sonido. (Latarjet & Liard, 2006)
El umbral para la percepción de un sonido, que depende de la frecuencia, es la presión mínima que
necesita un sonido para inducir su audición. La presión de un sonido se mide, como nivel de
presión, en unidades prácticas, los decibeles (dB). Para cualquier sonido (Px), su intensidad se
calcula comparándola con un nivel arbitrario de presión sonora (Po = 2*105 Pa, donde Po es la
presión de referencia, Pa = Pascal). Su presión se calcula, entonces, aplicando la siguiente fórmula:
(Latarjet & Liard, 2006)

60
o Kino,G. S.(1987). Acousticwaves:devices,imaging and analog signalprocessing.
Las ondas sonoras se propagan por el aire y alcanzan al oído externo, en el cual penetran a través
del conducto auditivo externo, estimulan la membrana del tímpano, que cierra el extremo interno
de dicho conducto. Al vibrar esta membrana, se induce la vibración de una cadena de huesecillos
ubicados en el oído medio. Estos huesecillos transmiten su vibración a la ventana oval, que es una
estructura membranosa que comunica el oído medio con la cóclea del oído interno. Al moverse la
membrana oval, mueve el líquido (perilinfa) que llena una de las tres cavidades de la cóclea
generando en él ondas. Estas ondas estimulan mecánicamente a las células sensoriales (células
pilosas) ubicadas en el órgano de Corti, dentro de la cóclea en la cavidad central, la rampa media.
Esta cavidad está llena de un líquido rico en K+, la endolinfa. Las células embebidas en la
endolinfa, cambian su permeabilidad al K+ por efecto del movimiento de los cilios y responden
liberando un neurotransmisor que excita a los terminales nerviosos, que inician la vía sensorial
auditiva. (Latarjet & Liard, 2006)
La luz y el espectro electromagnético.
La luz es una radiación que se propaga en forma de ondas, sin embargo cuando interacciona con
http://4.bp.blogspot.com/-dGXl700vVeI/UAOQLDizpnI/AAAAAAAAAD0/l9q-0SI0dCc/s1600/1.jpg

61
la materia se compotta como un haz de particulas (fotones). La luz se caracteriza por tres razones
fundamentales:
1. Se propaga en línea resta
2. Se refleja cuando llega a una seperficie reflectante.
3. Cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro.
(“MARDUK Astronomía Luz espectro”, s/f)
o Luz, Colory Visión - cap02.pdf.(s/f).Recuperadoel 3de abril de 2016, a partirde
http://www.edutecne.utn.edu.ar/eli-iluminacion/cap02.pdf
Efecto doppler
Es el aparente cambio de frecuencia de una onda producido por el movimiento relativo de la fuente
respecto a su observador. (Ysunza & Ortega, 2007)
En el caso del espectro visible de la radiación electromagnética, si el objeto se aleja, su luz se
desplaza a longitudes de onda más largas, desplazándose hacia el rojo. Si el objeto se acerca, su
luz presenta una longitud de onda más corta, desplazándose hacia el azul. Esta desviación hacia el
rojo o el azul es muy leve incluso para velocidades elevadas, como las velocidades relativas entre
estrellas o entre galaxias, y el ojo humano no puede captarlo, solamente medirlo indirectamente
utilizando instrumentos de precisión como espectrómetros. Si el objeto emisor se moviera a
fracciones significativas de la velocidad de la luz, sí sería apreciable de forma directa la variación
de longitud de onda. (Ysunza & Ortega, 2007)
En medicina ese tipo de ondas acústicas es utilizada por ciertos aparatos para de esta manera
graficar mediante ondas una imagen en un monitor. Este efecto se lo observa en un ecógrafo que
sirve para observar estructuras blandas dentro del cuerpo humano. (Gallego Ortiz et al., 2007)

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