UNIVERSIDAD ESPÍRITU SANTO FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS ESCUELA DE MEDICINA SYLLABUS DE LA MATERIA BIOFÍSICA FOR DAC 11 VER 17 07 07 A.- DATOS GENERALES MATERIA BIOFISICA CÓDIGO UMED 152 NOMBRE PROFESOR / A DR. RAFAEL NUÑEZ CRÉDITOS 3 Nº HORAS PRESENCIALES 64 Nº HORAS NO PRESENCIALES 128 AÑO PRIMERO PERÍODO 2009 - 2010 DÍAS HORARIO 32 MARTES Y JUEVES 07:30 – 08:50 AULA H-101 1.- DESCRIPCIÓN La Biofísica se estructura empleando conocimientos y métodos de la Física complementados con los pertenecientes a otras ciencias como la Físico-química, la Fisiología y la Bioquímica; por ello resulta difícil hacer una distinción exacta entre la Biofísica y otras ciencias biomédicas, lo único que podría diferenciarla de ellas es el hecho de que trabaja con sistemas biológicos complejos. Aunque en su base está fundamentada en conceptos físicos, la Biofísica ha alcanzado un nivel de desarrollo en su aparato teórico e investigativo tan avanzado, que se ha constituido en una disciplina autónoma. La Biofísica permite esclarecer algunos fenómenos biológicos. Por ejemplo la estructura y propiedades funcionales de las moléculas biológicas, mecanismos de acción de las estructuras celulares (las membranas y los organoides bioenergéticos), sistemas mecano-químicos de desplazamiento animal, modelos físicomatemáticos de fenómenos biológicos complejos. Así pues, tomada de la mano de otras ciencias, la Biofísica ofrece enormes posibilidades para el futuro desarrollo de la Medicina, ella está en capacidad de explicar los fenómenos internos de tipo sistémico, orgánico y molecular que se hacen manifiestos de acuerdo con el estado funcional del organismo humano y que se convierten en patrones determinantes en el diseño y desarrollo de mecanismos técnicos e investigativos que permitan hacer evidente dicho estado. 2.- JUSTIFICACIÓN La Física y la Biología ocupan lugares limítrofes o extremos en la cadena de las ciencias sobre la naturaleza: la Física representa el punto más inferior en el desarrollo de la materia, la Biología el más alto. Por ello, la interrelación entre estas dos ciencias y en particular entre estas dos vías de desarrollo de la naturaleza, representa un gran interés. El presente curso pretende convertirse en pilar para la adquisición de elementos de análisis y juicio (desde la perspectiva física), por parte del estudiante de Medicina. Buscar que a mediano plazo él valore el pensamiento crítico y objetivo en el desempeño profesional y desarrolle una nueva mentalidad, que sin menospreciar el conocimiento acumulado en lo científico y tecnológico, incorpore en su pensamiento elementos que faciliten la comprensión de nuevas perspectivas y concepciones en la relación salud-enfermedad El desarrollo presente y futuro de la medicina depende en gran porcentaje, de las investigaciones Biofísicas de los procesos fisiológicos que tienen lugar en el organismo humano (en estado de salud y bajo enfermedad). 1 3.- OBJETIVOS 3.1.- Generales 1. Reconocer la importancia de las leyes físicas para el entendimiento y la explicación de los fenómenos biológicos que en forma integrada, tienen lugar en el organismo humano. 2. Dominar y aplicar los conceptos físicos básicos para el entendimiento de fenómenos de naturaleza fisiológica orgánica, y transmitir las herramientas necesarias para el estudio de conocimientos biofísicos más complejos. 3.2.- Específicos 1. Comprender y describir los fundamento físicos de algunos de los dispositivos y las técnicas que se emplean en la práctica médica. 2. Desarrollar la capacidad para resolver problemas y superar dificultades prácticas en el entendimiento del funcionamiento biofísico del organismo humano en estado normal y patológico. 4.- COMPETENCIAS Al final del curso el estudiante estará en capacidad de determinar los fenómenos físicos que intervienen en los procesos biológicos, la acción de estos fenómenos en la homeostasis y por ende en los procesos que se requieren para mantener la salud; podrá comprobar la existencia de la radiación ambiental mediante el manejo y funcionamiento de un equipo de detección de radiaciones; comprender el efecto de las radiaciones en los seres vivos, determinando hasta que nivel es inocuo así como los niveles que son dañinos; y estimular en el estudiante la investigación en las diferentes fuentes de estudio e información para mantenerse actualizado en la información médica. 5.- CONTENIDO PROGRAM ÁTICO a) FECHAS DE CADA SESIÓN TEMA 1: Materia, Energía y Termodinámica Septiembre 2 – 4 – 9 – 11 – 16 - 18 TEMA 2: Funciones Biológicas y Distribución de iones a través de las membranas Septiembre 23 – 25 – 30, Octubre 2 - 7 TEMA 3: Transporte a través de las membranas y actividad eléctrica Octubre 9 – 14 – 16 – 21 – 23 - 28 TEMA 4: Dinámica de Fluidos, Viscosidad y sistemas de retroalimentación Octubre 30, Noviembre 4 – 6 – 11 – 13 TEMA 5: Tensión superficial y difracción de ondas Noviembre 18 - 20 – 25 - 27 TEMA 6: Vibraciones y Radio biología Diciembre 2 – 4 – 9 – 11 – 16 - 18 b) COMPETENCIAS ESPECÍFICAS Interpretar las leyes del equilibrio dinámico y correlacionar su función en Medicina. Identificar los fenómenos de ventilación normales que se dan durante cada respiración, relacionándolos con los volúmenes y capacidades pulmonares. Identificar las soluciones más comunes que existen en nuestros compartimentos, e implementar ejercicios de soluciones de reposición por radio de hidratación. Determinar los requerimientos básicos de cada tipo de transporte, así como las fuentes de energía más óptimas para su desarrollo. Interpretar la ley de Coulomb en electrostática y las correcciones de Cavendish. Identificar las razones de conocer los principios básicos de la Biofísica y su relación directa con la medicina. Determinar la importancia de los ciclos de retroalimentación, (feed back) tanto negativos como positivos en la homeostasis. Identificar los índices de viscosidad de las estructuras básicas del organismo. 2 Aplicar el conocimiento de la tensión superficial, en el manejo de los productos de los neumocitos pulmonares y surfactantes. Relacionar los fenómenos de difracción de la luz con el polarímetro y conocer las diferencias entre niveles dextrógiros y levógiros. Conocer la aplicación del conocimiento de los fenómenos vibratorios, en la producción de imágenes. Conocer los fenómenos propios de la radioactividad, beneficios y efectos colaterales. c) CONTENIDOS Sesión 1 – 2 Presentación.- Explicación Syllabus Materia y Energía, el átomo Organización de la Materia, nivel físico Materia y Energía Sesión 3 – 4 Termodinámica Biológica; Biofísica y organismos Biológicos Ciclos termodinámicos Sistemas cerrados, sistemas abiertos Equilibrio Dinámico y hemostasia Sesión 5 – 6 Fundamentos Físicos de funciones Biológicas, Calor y Temperatura Transporte de Electrones y Protones Transferencia de calor Estado gaseoso Ventilación y Respiración. Leyes de los gases Sesión 7 – 8 Distribución de iones a través de las membranas por actividades eléctricas. Soluciones Concentraciones por ciento/volumen, por ciento/peso Osmolaridad, Osmolalidad Sesión 9 – 10 Iones en el sistema Metabólico Disociación electrolítica Radio de hidratación Soluciones de electrolitos Sesión 11 – 12 Transporte a través de las membranas, canales iónicos Transporte de solutos Transporte de iones Transportes activo y pasivo Sesión 13 – 14 – 15 Actividad eléctrica de membranas, Fuerza electromotriz Carga eléctrica, Ley de Coulomb Conducción eléctrica Campos magnéticos EXAMEN Sesión 17 – 18 Dinámica de Fluidos en Compartimentos Feed Back negativo y positivo Teoría de Compartimentos Presión Hidrostática y transporte activo Conducta osmótica de la célula 3 Sesión 19 – 20 Viscosidad Relación de viscosidad Viscosidad de la sangre y plasma normal Viscosidad de la bicapa de fosfolípidos Sesión 21– 22 Tensión Superficial Medición de la tensión superficial Fosfolípidos y su acción sobre la tensión superficial Agentes tensioactivos, Surfactantes Sesión 23– 24 Ondas; Luz y Difracción Fenómeno ondulatorio Naturaleza de la luz Radiación ultravioleta Sesión 25– 26 Vibraciones; Ondas mecánicas Fenómenos vibratorios Efecto doppler y aplicación directa Sonido audible, ultrasonidos y aplicación directa Sesión 27– 28 – 29 Radio biología; Radioisótopos, Radioactividad Estructura nuclear Radiaciones clases y efectos en los seres vivos Radiación natural y ecosistema EXAMEN d) EVALUACIÓN Evaluación oral o escrita sobre material revisado CASOS y evaluación oral sobre el tema. Participación activa de los estudiantes sobre los temas de investigación realizados Evaluaciones grupales: exposiciones abiertas 6.- METODOLOGÍA Se trabajará con aplicaciones reales de la Biofísica utilizando talleres y grupos cooperativos de aprendizaje. Debates, conferencias, investigaciones y proyectos sobre la importancia de la Biofísica en los mecanismos de soporte y diagnóstico Cada estudiante contará con una dirección electrónica a la cual se remitirán lecturas y trabajos. Los estudiantes deberán leer el material suministrado vía Web La clase será muy participativa y se motivará continuamente al estudiante a intervenir en la misma. Al iniciar cada sesión se realizara una evaluación oral de lo revisado la clase anterior. Se aplicará un mecanismo de tutoría directa (en el aula de clase) e indirecta (vía Internet) para solucionar temas específicos que ameriten una mayor investigación. 4 7.- EVALUACIÓN Primer parcial Actuación en clase Deberes Trabajos de investigación y exposiciones Trabajos de grupo Aporte parcial Control de lectura Nota Académica Examen del parcial TOTAL 10 puntos 10 puntos 10 puntos 10 puntos 50 puntos 10 puntos 100 puntos 100 puntos 200/2= 100 Segundo parcial Actuación en clase Deberes Trabajos de investigación Trabajos de grupo Aporte parcial Control de lectura Nota Académica Examen del parcial TOTAL 10 puntos 10 puntos 10 puntos 10 puntos 50 puntos 10 puntos 100 puntos 100 puntos 200/2= 100 8.- BIBLIOGRAFÍA 8.1 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA 1.- Texto. Biofísica de Frumento Autor. Antonio Frumento Editorial. Inter. – Médica Edición Tercera edición 8.2 BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Texto. Biofísica de Montero Autor. Francisco Montero Editorial. Eudema Edición Quinta edición 8.4 PÁGINAS WEB http://biofisica.fcien.edu.uy/ 9.- DATOS DEL PROFESOR / A Nombres: Rafael Apellidos: Núñez Profesión Universitaria: Doctor en Medicina y Cirugía Teléfonos: 2831345 - 096070322 Correo Electrónico: angelnunez@hotmail.com 10.- FIRMA DEL PROFESOR Y EL DECANO/A Ó DIRECTOR /A …………………………………… ………………………………………… 5 PROFESOR 6