Física Médica y Marie Curie

Física Médica

• Rama de la física que se centra en el estudio y desarrollo de aplicaciones en el ámbito de la salud.
• Proporciona las bases para:
  • Utilizar tecnologías de diagnóstico y tratamiento.
  • Establecer criterios para el uso adecuado de agentes físicos en medicina.
  • Generar directrices para la protección radiológica de pacientes y trabajadores.
  • Participar en el diseño de instrumentación especializada.

Marie S. Skłodowska-Curie

• Ganadora de dos Premios Nobel: Física en 1903 y Química en 1911.
• Pionera en la investigación de la radiactividad.
• Fundó un servicio de ambulancias radiológicas durante la Primera Guerra Mundial.
• Murió en 1934 debido a los efectos de la radiación.
• Sus pertenencias siguen siendo radiactivas.

Aplicaciones de la Física Médica

• Diagnóstico por imagen: Rayos X, ultrasonido, resonancia magnética, termografía, emisión radiactiva.
• Tratamiento del cáncer con radiación ionizante (radio-oncología).
• Intervención quirúrgica con láser (cirugía láser).
• Estudio y manipulación de la bioelectricidad de los órganos: electroencefalografía, electrocardiografía, electromiografía.
• Uso médico de la radiación infrarroja (termoterapia).
• Bioseguridad y protección radiológica.
• Diseño de instrumentación.

Biofísica

• Rama de la biología que estudia los factores anatómicos de los organismos vivos utilizando los principios y métodos de la física.
• Se ocupa de los principios de la biología y los métodos científicos de la física.
• Se diferencia de la física médica al estudiar de manera interdisciplinaria los problemas y fenómenos que ocurren en los organismos vivos.

Ramas de la Biofísica

• Biomecánica: Mecánica del movimiento en los seres vivos (locomoción, equilibrio, procesos de desplazamiento, natación, mecánica de fluidos corporales, prótesis).
• Bioelectricidad: Procesos electromagnéticos y electroquímicos en los organismos vivos (transmisión de impulsos nerviosos, intercambio iónico en las membranas celulares).
• Biofotónica: Interacciones de los biosistemas con la luz (visión, fotosíntesis).

Aplicaciones de la Biofísica en las Ciencias de la Salud

• Bioenergética: Transformaciones de energía en los sistemas vivos (captura, transferencia, almacenamiento de energía en células).
• Bioacústica: Transmisión, captación y emisión de ondas sonoras en los biosistemas (transmisión del sonido al oído interno y al cerebro).
• Radiobiología: Efectos biológicos de la radiación ionizante y no ionizante (aplicaciones en técnicas biológicas).

Aspecto Matemático de la Biofísica

• La física se basa en evidencia medible y razonamiento matemático.
• El conocimiento de las matemáticas es esencial para comprender procedimientos y razonamientos.
• Las unidades de medida son fundamentales para contextualizar los razonamientos y procedimientos, además del manejo de equipos técnicos especializados.

Física Médica

• Rama de la física que estudia y desarrolla aplicaciones en el campo de la salud.
• Proporciona una base para el uso de tecnologías de diagnóstico y terapia, el uso correcto de agentes físicos en medicina, la protección radiológica y el diseño de instrumentos.

Marie Curie

• Ganó el premio Nobel de Física en 1903 por su investigación en radiación (radiactividad).
• Primera mujer en ganar un premio Nobel.
• Ganó el premio Nobel de Química en 1911 por el descubrimiento del polonio y el radio.
• Organizó servicios de ambulancias y radiología durante la Primera Guerra Mundial.
• Murió en 1934 por los efectos de la radiación.
• Sus documentos aún son radiactivos.

Aplicaciones de la Física Médica

• Diagnóstico por imagen: rayos X, ultrasonido, resonancia magnética, termografía, emisión radiactiva.
• Tratamiento del cáncer con radiación ionizante: radio-oncología.
• Cirugía con láser.
• Estudio y manipulación de la bioelectricidad: electroencefalografía, electrocardiografía, electromiografía.
• Uso médico de radiación infrarroja: termoterapia.
• Bioseguridad y protección radiológica.
• Diseño de instrumentación.

Biofísica

• Rama de la biología que estudia los factores anatómicos de los organismos vivos usando los principios de la física.
• Se enfoca en problemas y fenómenos biológicos en toda la materia viva.

Ramas de la Biofísica

• Biomecánica: mecánica del movimiento en seres vivos (locomoción, equilibrio, prótesis, mecánica de fluidos).
• Bioelectricidad: procesos electromagnéticos y electroquímicos en organismos vivos (transmisión de impulsos nerviosos, intercambio iónico).
• Biofotónica: interacciones de los biosistemas con la luz (visión, fotosíntesis).

Aplicaciones de la Biofísica en la Salud

• Bioenergética (termodinámica biológica): transformaciones de energía en sistemas vivos (captura, transferencia y almacenamiento de energía).
• Bioacústica: transmisión, captación y emisión de ondas sonoras por los biosistemas (audición).
• Radiobiología: efectos biológicos de la radiación ionizante y no ionizante.

Aspecto Matemático de la Biofísica

• La física se basa en evidencia medible y razonamiento matemático.
• Las unidades de medida y las matemáticas son esenciales para manejar equipos técnicos especializados.

Teoría Celular

• ¿Qué significa estar vivo?
• La teoría celular explica las propiedades fundamentales de la vida, diferenciándolas de la materia inerte.
• Los seres vivos son capaces de crecer, reproducirse, procesar información, comunicarse, responder a estímulos y realizar diversas reacciones químicas.
• Todos los organismos vivos están compuestos por células, siendo la célula la unidad fundamental de la vida.
• La célula es la unidad estructural, funcional y genética de la vida.
• La biología es el estudio de la materia viva, incluyendo la estructura (estudio descriptivo) y los procesos vitales (estudio funcional).

La célula

• Las células son complejas y capaces de organizarse.
• Presentan diferentes formas y tamaños.

Clasificación Celular

• Se clasifican en base a su complejidad: procariotas y eucariotas.
• Las Procariotas son simples y no tienen núcleo definido.
• Las Eucariotas son complejas y poseen un núcleo definido.

Citosol - Medio Interno

• El líquido extracelular (LEC) rodea a las células y solo está presente en los organismos pluricelulares.
• El LEC es mayoritariamente agua (aprox. 14 litros) y sirve de transición entre el medio externo y el líquido intracelular (LIC).
• El LEC se subdivide en plasma (con mayor concentración de proteínas) y líquido intersticial (con menor concentración de proteínas).
• Los cambios en la osmolaridad del LEC afectan a las células.
• La ósmosis es el movimiento de agua para igualar las concentraciones del LEC y el LIC.

Medio Interno y Medio Celular

• El agua es un componente fundamental del medio celular (extracelular, intracelular y en el interior de los orgánulos).
• El agua es el disolvente de las sustancias necesarias para la existencia de la célula.
• Iones son componentes importantes del medio celular.

Teoría Celular

• Todos los seres vivos están formados por células y sus productos de secreción.
• La célula es la unidad estructural y funcional de la materia viva.
• Toda célula proviene de otra célula preexistente.

La Célula

• Las células poseen vida, es decir, tienen la capacidad de morir.
• Las células tienen la capacidad de evolucionar.
• Las células poseen un material genético (sujeto a cambios) y los medios para usarlo.
• Las células son capaces de duplicarse.

Citosol - Medio Interno

• El líquido extracelular (LEC) rodea las células.
• El LEC solo está presente en organismos pluricelulares.
• El LEC está compuesto principalmente por agua (aprox. 14 L).
• El LEC sirve de transición entre el medio externo y el líquido intracelular (LIC).
• El LEC se subdivide en plasma - [prot] - y líquido intersticial - [prot] - .

Sales Minerales

• La viabilidad celular/organismo depende de las propiedades físico-químicas del agua.

Medio Interno y Medio Celular

• El agua es el compuesto inorgánico más abundante en el organismo.
• El agua es una molécula polar.
• Funciones del agua:
  • Solvente universal.
  • Medio para las reacciones bioquímicas.
  • Mantenimiento de la estructura celular.
  • Regulación de la temperatura.
  • Lubricación y amortiguación.
  • Participación en reacciones metabólicas: hidrólisis, hidrataciones.
  • Su disociación determinará el pH.
• Una disminución del pH en el organismo (acidosis) o aumento (alcalosis) puede conllevar serios problemas de salud, incluso la muerte.
• La regulación del pH en el organismo es posible gracias a la capacidad amortiguadora de diferentes sales presentes en el organismo.
• Molécula tampón: moléculas capaces de aceptar o donar H+.
• Los amortiguadores fisiológicos principales o moléculas tampón son bicarbonato, ortofosfato y las proteínas.