Bioelectricidad Grupo 421 Subgrupo 1 Equipo 1

1. BIOELECTRICIDAD
Taller de Biofísica Funcional
Grupo 421-1
Equipo 1
Luis Navarrete
Priscila Rivera
Joaquin Sapiens
Valeria Guerrero

2. Bioelectricidad
Es la parte de la Biofísica que estudia los fenómenos eléctricos,
electroquímicos y electromagnéticos de los seres vivos.

3. El fenómeno de la electrización
Electrización: Adquisición de carga en la superficie de un cuerpo, la cual se
puede lograr por contacto o por inducción.
Atracción: Cuando las cargas eléctricas tienen signos o polaridad contraria.
Repulsión: Cuando las cargas eléctricas tienen el mismo signo o polaridad.

4. Carga eléctrica
El movimiento de un cierto
número de cargas (q) x unidad
de tiempo de un punto a otro
de un conductor.

5. La diferencia entre un conductor y un aislante, que es un mal conductor de
electricidad o de calor, es de grado más que de tipo, ya que todas las
sustancias conducen electricidad en mayor o en menor medida.
Conductores y aislantes

6. Conductores
Cualquier material que ofrezca poca
resistencia al flujo de electricidad.
En los conductores sólidos la
corriente eléctrica es transportada
por el movimiento de los electrones
y en disoluciones y gases, lo hace
por los iones.

7. Aislantes
Presentan una resistencia al
paso de corriente eléctrica
mucho mayor que la de los
buenos conductores.

8. Semiconductores
Se pueden comportar como
conductores o como aislantes.

9. Ley de Coulomb
La fuerza F entre dos cargas q1 y q2 es
proporcional al producto de las cargas y
varía inversamente con el cuadrado de
la distancia que las separa.

10. Campo Eléctrico
Es la zona del espacio donde
cargas eléctricas ejercen su
influencia. Es decir que cada
carga eléctrica con su presencia
modifica las propiedades del
espacio que la rodea.

11. Equilibrio electroquímico

12. Principio de electroneutralidad

13. Potencial de membrana en reposo
Cuando una membrana es permeable a varios iones,
el potencial de difusión que se genera depende de tres
factores:
1. La polaridad de la carga eléctrica de cada uno de
los iones
2. La permeabilidad de la membrana a cada uno
de los iones
3. Las concentraciones de los respectivos
iones en el interior y en el exterior de la membrana
Es el resultado de la separación de cargas positivas y negativas a través de una membrana celular.

14. El potencial de membrana en reposo de las fibras nerviosas grandes cuando no transmiten señales
nerviosas es de aproximadamente –90 mV. Es decir, el potencial en el interior de la fibra es 90 mV más
negativo que el potencial del líquido extracelular que está en el exterior de la misma.
El potencial de membrana se mantiene principalmente a través de las bombas NA/K

15. Potencial de acción
Las señales nerviosas se transmiten mediante potenciales de acción que son cambios
rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la
membrana de la célula.

16. Fases del potencial de acción
Reposo Despolarización Repolarización

17. Reposo
Este es el potencial de membrana en reposo antes del comienzo del potencial de
acción. Se dice que la membrana está polarizada durante esta fase debido al
potencial de membrana negativo de –90 mV que está presente.

18. Despolarización
La membrana se hace súbitamente muy permeable a los iones sodio, lo que permite que un gran número
de iones sodio con carga positiva difunda hacia el interior de la célula
El estado polarizado normal de –90 mV se neutraliza por la entrada de iones sodio cargados
positivamente, y el potencial aumenta en dirección positiva.

19. Repolarización
Los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más
de lo normal.
La rápida difusión de los iones potasio hacia el exterior restablece el potencial de
membrana en reposo negativo normal.

20. Proceso del potencial de acción
-Periodo de latencia
-Despolarización
-Umbral
-Repolarización
-Hiperpolarización negativa
-Hiperpolarización positiva
-Periodo refractario

21. -Periodo de latencia → Tiempo entre la aplicación de un estímulo y la respuesta a
dicho estímulo
-Despolarización → Cambio inducido por el estímulo
-Umbral → Punto crítico de la despolarización
-Repolarización → Potencial de acción regresa a nivel de reposo
-Hiperpolarización negativa → Potencial se torna más negativo que en reposo
-Hiperpolarización positiva → Potencial regresa a su valor de reposo
-Periodo refractario → No hay presencia o respuesta a estímulo

22. Tipos de potenciales
Espiga Meseta Rítmicos

23. Impulsión del potencial de acción
-Fuerza impulsora de Na + (Sodio) → tendencia a fluir al interior
-Fuerza impulsora de K+ (Potasio) → tendencia a fluir al exterior
Fuerzas generadas por gradientes de concentración
-Canales iónicos dependientes de voltaje (debido a los cambios en la diferencia
de cargas eléctricas en ambos lados de la membrana)
¡De Sodio y de Potasio! → para la propagación del potencial de acción
También de Ca ++ (Calcio) → para la liberación de vesículas, o movimiento
muscular, etc.

24. Ecuación de Nernst
Se utiliza para calcular el potencial de reducción de un electrodo fuera de las
condiciones estándar (concentración 1M, presión de 1atm, temperatura de 298 K
ó 25 grados C.
Potencial de Nernst → El nivel de potencial de difusión a través de una
membrana que se opone exactamente a la difusión neta de un ion particular a
través de la membrana

25. Se pretende encontrar cuánto tendría que ser el gradiente eléctrico para equilibrar
el gradiente de concentración.

26. Ejemplos (Ecuación de Nernst)
EK (porasio) = -61. 54 ln (155/4)
EK (porasio) = -98
-El valor negativo explica su tendencia a fluir hacia dentro
ENa (Sodio) = +61. 54 ln (145/12)
ENa (Sodio) = 67
-El valor positivo explica su tendencia a fluir hacia fuera

27. Ley de OHM
Cuando aplicamos una tensión a un conductor, circula por él una intensidad, de
tal forma que si multiplicamos la tensión aplicada, la intensidad también se
multiplica por el mismo factor. Del mismo modo, si por un conductor circula una
corriente, se generará una tensión entre sus extremos, de forma que si se
multiplica la intensidad, la tensión generada se multiplicará en la misma
proporción.

28. De esta forma podremos enunciar la LEY DE OHM: "La relación entre la tensión
aplicada a un conductor y la intensidad que circula por él se mantiene constante.
A esta constante se le llama RESISTENCIA del conductor".

29. Equilibrio de Donnan
Describe las interacciones entre pequeños iones móviles y cargas no difusibles.
Este Fenómeno está, por tanto, en casi la totalidad de las estructuras y
subestructuras celulares.

30. Cuando existen moléculas cargadas de gran tamaño que no difunden a través de
una membrana semipermeable, su presencia cambia la distribución de las
partículas iónicas.
En efecto, la proteína intracelular, cargada negativamente, atrae iones K+ y
repele iones Cl- , produciéndose un gradiente eléctrico y sendos gradientes de
concentración de K y Cl, iguales y de signo opuesto.

31. La concentración de partículas a ambos lados de la membrana es desigual de
forma que se produce un gradiente osmótico hacia el compartimento que contiene
estas últimas.

32. Impulso nervioso
En una excitación ya sea por un estímulo químico, eléctrico, mecánico, calórico,
etc. realiza un cambio en la condición de reposo de la membrana plasmática. La
fibra nerviosa también es capaz de convertir estímulos mecánicos o químicos en
energía eléctrica.

33. Electrónica biomédica
Contribuye tanto al desarrollo científico, económico y social como al bienestar de
las personas.
Facilita el qué hacer médico para que a través de la utilización de herramientas
biomédicas realicen su trabajo de manera idónea y confiable.

34. Ejemplo de un aplicativo de la
electromedicina
El marcapasos artificial se compone de
dos partes: un generador de impulsos
eléctricos y un electrodo que transmite
estos impulsos al corazón provocando las
contracciones.

35. Ejemplo de Biomecánica
Unión neuromuscular:
En la zona de contacto, el terminal axonal forma una dilatación que se aloja en
una depresión poco profunda de la superficie de la fibra llamada hendidura
sináptica primaria. Cuando el potencial de acción alcanza a la placa motora, el
neurotransmisor acetilcolina, contenido en las vesículas sinápticas, se libera y se
difunde a través de la hendidura. Este se une a receptores de acetilcolina
presentes en la membrana postsináptica, e induce la despolarización del
sarcolema.

37. Referencias
Quinche Beltrán, Sandra Janneth (2015) Enseñanza de la transmisión del impulso nervioso desde el contexto de la
física, la química y la biología, en octavo grado. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá.
http://www.botanica.cnba.uba.ar/Pakete/6to/membr-casos/Fisiol-impulso-nerv.html
Allier, A., Martínez,J., Meléndez,J. y Padilla, J.(2006) Física III. México: Universidad Nacional Autónoma de
México, Escuela Nacional Preparatoria.
Hewitt, P. (2007) Física conceptual. México: Pearson Addison-Wesley. Recuperado de :
http://unam.libri.mx/libro.php?libroId=156