Física (plan 2002) 2018-1

Optativas, Introducción a la Biofísica y Física Médica

INTRODUCCIÓN A LA BIOFÍSICA Y FÍSICA MÉDICA.
Biofísica de sistemas excitables

Profesor Ayudante José Alejandro Rojas López

La biofísica como área interdisciplinaria, requiere de conocimientos básicos de física, biología, química y matemáticas. Éste es un curso introductorio, por lo que se revisa alguna información básica sobre las células y los sistemas fisiológicos, se presentan temas fundamentales para estudiar a las células excitables, que comprenden neuronas, músculos, marcapasos y algunas glándulas; también se revisan brevemente modelos matemáticos que describen algunas de sus propiedades básicas, o métodos de análisis más generalizados, así como algunas situaciones de interés clínico.

1. Breve revisión a las moléculas constituyentes de las células: Agua, proteínas, lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos.
2. Procesos fundamentales de las células animales.
3. Efectos biológicos de las radiaciones. Transferencia lineal de energía.
   Radicales libres. Radiólisis del agua.
   Lesiones inducidas en el DNA.
4. Excitabilidad. Sistemas excitables biológicos y no biológicos.
5. Propiedades de las células excitables: neuronas y miocitos.
6. La membrana celular y los medios que separa. Iones, electrolitos, solvatación y permeabilidad selectiva.
7. Diferencia de Potencial eléctrico a través de la membrana celular. Capacitancia.
8. Microelectrodos. Modelos de Nernst-Planck y de Goldman-Katz
9. Modelo RC para las membranas celulares.
10. Ley de Ohm y conductancias iónicas, propiedades pasivas de las células excitables. Resistencias/ conductancias no lineales
11. Potencial de Acción de las células excitables.
    Fundamentos del modelo de Hodgkin y Huxley. Técnica de Fijación de voltaje.
    Propagación del Potencial de Acción. Fibras mileínicas y no mielínicas
    Registros de corrientes iónicas unitarias. Modelos de canales iónicos y sensores de voltaje
12. Células Autoexcitables, actividad eléctrica rítmica. Modelo FHN.
    Células resonantes e integradoras. Células marcapaso y células excitables
13. Uniones eléctricas (gap) y sinapsis químicas
14. Cardiomiocitos y el corazón. Modelos con ED y análisis de perturbaciones.
15. Acoplamiento entre la excitación eléctrica y la contracción. El corazón, fundamentos de su actividad eléctrica. Arritmias, fibrilación, turbulencias.
16. Electrocardiograma, algunas técnicas de estudio lineales y no lineales.

Bibliografía básica SUGERIDA.

-Attix F. Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry. Ed. John Wiley and Sons, EUA, 1986

- Claycomb JR & Quoc P. Tran J. Introductory biophysics. Perspectives on the living state. Johns & Bartlett Publishers. 2011

- Fanjul ML e Hiriart M (eds). Biología funcional de los animales. Vol. I y II. SigloXXI, 2008/2009

- Feher Joseph. Quantitative human physiology. An introduction. Academic Press Series in Biomedical Engineering. 2012.

- Goldfarb Daniel. Biophysics demystified. McGraw Hill, 2011.

- Hobbie R K. Intermediate physics for medicine and biology. 3rd Ed. AIP Press, 1997

- Izhikevich E M, Dynamical systems in neuroscience. The geometry of excitability and bursting. MIT Press, 2007

- Jiménez LF y Merchant H. Biología Celular y Molecular. Pearson Education, México, 2003.

- Keener J, Sneyd J. Mathematical physiology. Serie Interdisciplinary Applied Mathematics 8. Springer Verlag NY, 1998

- Montero F y Morán F. Biofísica. Procesos de autoorganización en biología. EUDEMA Universidad Manuales, 1992.

- Winfree A T. When time breaks down. Princeton University Press, 1989.

1) Mechanics of biomolecules http://ave.fciencias.unam.mx/x/yfw2jP

2) Natural strategies for the molecular engineer http://ave.fciencias.unam.mx/x/Yj7Tdd

LECTURAS PARA MEDIADOS DE AGOSTO

LECTURA PARA AGOSTO 31

3) Pez eléctrico-- http://ave.fciencias.unam.mx/x/pnWsGa

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