FENÓMENOS BIOFÍSICOS MOLECULARES II

FENÓMENOS BIOFÍSICOS MOLECULARES

Difusion:

Difusión es el intercambio de sustancias de un sitio de mayor concentración a otro de menor concentración. Mediante el cual la célula mantiene su integridad estructural y funcional.

El efecto de concentración de soluto en el tiempo de difusión influyen directamente proporcional en la disolución de tal manera que: a menor concentración la disolución se hace en menor velocidad y mayor tiempo.

A mayor concentración la disolución se hace en mayor velocidad y menor tiempo.

El efecto de temperatura en el tiempo de difusión influyen directamente proporcional en la disolución de tal manera que: a mayor temperatura, mayor velocidad de difusión menor tiempo.

A menor temperatura, menor velocidad de difusión mayor tiempo.

Osmosis:

Concretamente, es el paso de moléculas de agua a través de una membrana semipermeable entre dos regiones de diferente concentración.

ADSORCION:

La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapados o retenidos en la superficie de un material en contraposición a la absorción, que es un fenómeno de volumen. Es decir es un proceso en el cual un contaminante soluble (adsorbato) es eliminado del agua por contacto con una superficie sólida (adsorbente). 

Acción Capilar:

La acción capilar es el resultado de la adhesión y la tensión superficial. La adhesión del agua a las paredes de un recipiente, originará una fuerza hacia arriba sobre los bordes del líquido y como resultado su ascenso sobre la pared. La tensión superficial, actua para mantener intacta la superficie del líquido, de modo que en vez de solo moverse los bordes hacia arriba, toda la superficie entera del líquido es arrastrada hacia arriba.

CAPILARIDAD.

Es la Elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con un sólido, por ejemplo, en las paredes de un tubo. La capilaridad, o acción capilar, depende de las fuerzas creadas por la tensión superficial y por el mojado de las paredes del tubo. Si las fuerzas de adhesión del líquido al sólido (mojado) superan a las fuerzas de cohesión dentro del líquido (tensión superficial), la superficie del líquido será cóncava y el líquido subirá por el tubo, es decir, ascenderá por encima del nivel hidrostático.

Aplicación en los seres humanos.

El siguiente fenómeno se aplica para el transporte sanguíneo en el cuerpo y como el diámetro de las distintas venas, arterias y capilares se ven afectados por la capilaridad.   

 El cuerpo esta compuesto de una gran red de transporte compuesta por venas, arterias y capilares por las cuales pasa el flujo sanguíneo.  El flujo parte desde el corazón por las arterias que si bien son las de mayor diámetro (1-4mm) no necesitan de los efectos de capilaridad debido a que el bombeo del corazón es capaz de transportar el flujo sin problema. 

Para el caso de las venas el efecto de capilaridad no es suficiente para llevar el flujo nuevamente al corazón ya que tienen un diámetro menor que el de las arterias pero no lo suficiente como para que las fuerzas cohesivas sean significativas. El otro problema es que en este punto el flujo sanguíneo va a menor velocidad de lo que hace en las arterias y por lo tanto requiere de válvulas para retornar la sangre al corazón. En cuanto a los capilares existen 2 factores que permiten que el flujo en ellos sea eficiente y no requiere de métodos que facilitan el impulso a través de ellos.  primero es la disminución de área transversal y el segundo  la capilaridad.

COHESIÓN.

Las moléculas que constituyen los compuestos como el agua también ejercen fuerzas de interacción, ya sea entre moléculas del mismo, o diferente tipo. De una manera general y sencilla llamamos cohesión molecular a la fuerza de atracción que ejercen entre sí, moléculas del mismo tipo.

• En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de hidrógeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.
• En los gases, la fuerza de cohesión puede observarse en su licuefacción, que tiene lugar al comprimir una serie de moléculas y producirse fuerzas de atracción suficientemente atas para proporcionar una estructura líquida.
• En los Líquidos, la cohesión se refleja en la tensión superficial, causada por una fuerza no equilibrada hacia al interior del líquido que actúa sobre las moléculas superficiales, y también en la transformación de un líquido en sólido cuando se comprimen las moléculas lo suficiente.

• En los sólidos, la cohesión depende de cómo estén distribuidos los átomos, las moléculas y los iones, lo que a su vez depende de su estado de equilibrio (o desequilibrio) de las partículas atómicas. 

ADHESIÓN.

Adhesión es la propiedad de la materia por la cual se juntan dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, manteniéndose unidas por fuerzas intermoleculares. Es la atracción entre las superficies de dos cuerpos. Las dos superficies adyacentes pueden tener una composición química diferente

Tipos de mecanismos de adhesión entremateriales:

• ·   Adhesión mecánica. En este caso, los materiales adhesivos rellenan los huecos o porosidades de las superficies, uniéndose por enclavamiento. Por ejemplo, el velcro.
• ·      Adhesión química: La unión de dos materiales producen un compuesto químico.
• ·      Adhesión dispersiva: Los materiales mantienen su adhesión por las fuerzas de van der Walls: la atracción entre dos moléculas, cada una de las cuales tiene regiones de carga positiva y negativa. Este efecto puede ser permanente o temporal, debido al movimiento constante de los electrones en una región.
• ·   Adhesión electrostática: la unión de dos materiales produce una diferencia de potencial, debido a que son materiales conductores de electrones. Esto crea una fuerza electrostática atractiva entre materiales.
• ·    Adhesión difusiva: Dos materiales se adhieren porque las moléculas de ambos son móviles y solubles entre sí.

PRESIÓN HIDROSTÁTICA.

Es la presión que ejerce un líquido en reposo, sobre un cuerpo sumergido dentro de él. Esta presión se origina debido al peso del líquido que actúa sobre el área o superficie del cuerpo.

Corresponde al peso de la masa líquida, pues todos sus puntos soportan la presión gravitacional; por tanto, todos aquellos que están situados en un mismo plano horizontal, soportan la misma presión. No así los que están a diferente altura. Los principales teoremas que respaldan el estudio de la hidrostática son el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

• Principio de Pascal

En física, el principio de Pascal es una ley enunciada por el físico y matemático francés Blaise Pascal (1623-1662).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. Este tipo de fenómeno se puede apreciar, por ejemplo en la prensa hidráulica la cual funciona aplicando este principio. Definimos compresibilidad como la capacidad que tiene un fluido para disminuir el volumen que ocupa al ser sometido a la acción de fuerzas

• 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. El objeto no necesariamente ha de estar completamente sumergido en dicho fluido, ya que si el empuje que recibe es mayor que el peso aparente del objeto,éste flotará y estará sumergido sólo parcialmente

TENSIÓN SUPERFICIAL

Las fuerzas cohesivas entre las moléculas de un líquido, son las responsables del fenómeno conocido como tensión superficial.  Las moléculas de la superficie no tienen otras iguales sobre todos sus lados, y por lo tanto se cohesionan más fuertemente, con aquellas asociadas directamente en la superficie. Esto forma una película de superficie, que hace más difícil mover un objeto a través de la superficie, que cuando está completamente sumergido. 

Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero (Gerris lacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse.