Biofísica: Un enfoque integral para la comprensión de los sistemas biológicos - Prof. cels | Apuntes de Medicina

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SÍLABO

Facultad: Medicina Humana

Escuela Profesional: Medicina Humana

I. DATOS ADMINISTRATIVOS

1. Asignatura :

Biofísica

2. Código : MH-0109

3. Naturaleza : Teórico-práctico

4. Condición : Obligatorio

5. Requisitos : Ninguno

6. N° Créditos : 03

7. N° de horas : 05 (Teoría: 01 hr/ Práctica: 02 hrs/ Laboratorio: 02 hrs)

8. Semestre Académico : 2025-I (Primer ciclo)

9. Docente :

Dra. Carmen Sandra Guzmán Calcina (Coordinadora del Curso)

MSc. Yuliana Marilyn Ayala Piñella

: MSc. Adela Aurora Pérez Carreño

: MSc. Carlos Ricardo Herrera Castillo

: Dr. David Alfonso Lavan Quiroz

Correo institucional : [email protected]

II.

SUMILLA

La asignatura obligatoria es de naturaleza teórico-práctico de aplicación médica del área de

formación general. Tiene el propósito introducir a los estudiantes en el conocimiento de la

estructura de la materia y las leyes que la rigen puesto que de ello depende la organización de

los seres vivientes y su entorno. La participación de la biofísica en el estudio de la medicina

introduce una metodología bien característica no desarrollada tradicionalmente en otras

disciplinas de carácter biológico. La información que se ofrece pondrá en evidencia que toda

actividad biológica tiene un marco de referencia en las leyes físicas, permitiendo comprender los

fundamentos de las respuestas naturales frente a estímulos o agresiones. El alumno al finalizar

el curso conocerá y relacionará los fenómenos físicos en la actividad integral del ser humano en

su ecosistema. Comprende las siguientes unidades: 1. Energía en los sistemas biológicos. 2.

Distribución de iones y bioelectricidad. 3. Biofísica de los sistemas biológicos. 4. Biofísica de

las radiaciones ionizantes.

III. COMPETENCIAS GENÉRICAS A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA

El curso de Biofísica desarrolla en el alumno las siguientes competencias:

• Comportamiento ético: Muestra un comportamiento acorde con los valores basados en el

respeto por los derechos humanos que promueven la buena convivencia ciudadana, la

honradez y la cultura de paz. Sus decisiones personales y profesionales están en concordancia

con los principios éticos universales y su actuar está al servicio de las personas y la sociedad.

• Pensamiento crítico y creativo: Manifiesta sentido crítico en la valoración de objetos

conceptuales y de hechos, así como de los productos y procesos de su propio trabajo, basado

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Facultad: Medicina Humana Escuela Profesional: Medicina Humana I. DATOS ADMINISTRATIVOS

Asignatura : Biofísica
Código : MH- 0109
Naturaleza : Teórico-práctico
Condición : Obligatorio
Requisitos : Ninguno
N° Créditos : 03
N° de horas : 05 (Teoría: 01 hr/ Práctica: 02 hrs/ Laboratorio: 02 hrs)
Semestre Académico : 2025 - I (Primer ciclo)
Docente : Dra. Carmen Sandra Guzmán Calcina (Coordinadora del Curso) : MSc. Yuliana Marilyn Ayala Piñella : MSc. Adela Aurora Pérez Carreño : MSc. Carlos Ricardo Herrera Castillo : Dr. David Alfonso Lavan Quiroz Correo institucional : [email protected] II. SUMILLA La asignatura obligatoria es de naturaleza teórico-práctico de aplicación médica del área de formación general. Tiene el propósito introducir a los estudiantes en el conocimiento de la estructura de la materia y las leyes que la rigen puesto que de ello depende la organización de los seres vivientes y su entorno. La participación de la biofísica en el estudio de la medicina introduce una metodología bien característica no desarrollada tradicionalmente en otras disciplinas de carácter biológico. La información que se ofrece pondrá en evidencia que toda actividad biológica tiene un marco de referencia en las leyes físicas, permitiendo comprender los fundamentos de las respuestas naturales frente a estímulos o agresiones. El alumno al finalizar el curso conocerá y relacionará los fenómenos físicos en la actividad integral del ser humano en su ecosistema_._ Comprende las siguientes unidades: 1. Energía en los sistemas biológicos. 2. Distribución de iones y bioelectricidad. 3. Biofísica de los sistemas biológicos. 4. Biofísica de las radiaciones ionizantes. III. COMPETENCIAS GENÉRICAS A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA El curso de Biofísica desarrolla en el alumno las siguientes competencias:

Comportamiento ético: Muestra un comportamiento acorde con los valores basados en el respeto por los derechos humanos que promueven la buena convivencia ciudadana, la honradez y la cultura de paz. Sus decisiones personales y profesionales están en concordancia con los principios éticos universales y su actuar está al servicio de las personas y la sociedad.
Pensamiento crítico y creativo: Manifiesta sentido crítico en la valoración de objetos conceptuales y de hechos, así como de los productos y procesos de su propio trabajo, basado

en criterios teóricos y metodológicos, orientándose a la mejora continua. Propone soluciones creativas a los problemas, mediante conocimientos e innovaciones al servicio de la sociedad.

Liderazgo compartido: Promueve la organización y cooperación de las personas hacia el logro de una visión compartida, como líder o integrante de un colectivo, demostrando en ambas situaciones autonomía, responsabilidad y compromiso con las transformaciones personal y social.
Autoaprendizaje: Gestiona su aprendizaje con autonomía, utilizando procesos cognitivos y metacognitivos de forma estratégica y flexible de acuerdo con la finalidad del aprendizaje, en forma permanente.
Responsabilidad social: Muestra compromiso con la preservación del medio ambiente y el medio sociocultural, respetando la diversidad, así como el impacto que sus acciones u omisiones pueden ocasionar. Aporta al desarrollo de la persona y la comunidad, contribuyendo a dar solución a los problemas derivados de las necesidades reales de la población.
Resolución de problemas: Reconoce, describe, organiza y analiza los elementos constitutivos de un problema para idear estrategias que permitan obtener, de forma razonada, una solución contrastada y acorde a ciertos criterios preestablecidos.
Investigación científica y tecnológica: Realiza investigaciones científicas y tecnológicas rigurosas, con sentido crítico y creativo que generan nuevos conocimientos, resuelven problemas del contexto y proponen mejoras para las personas y la sociedad, utilizando los últimos avances en tecnología digital.
Comunicación efectiva: Comprende, construye, transmite mensajes coherentes, asertivos y de alto impacto que influyen en los demás usando múltiples modalidades, formatos y soportes en su lengua materna o en una segunda lengua nativa y lengua extranjera, de preferencia inglés. IV. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS A LAS QUE CONTRIBUYE LA ASIGNATURA
Aplica los conocimientos sólidamente estructurados e integrados de las ciencias naturales vinculadas al ser humano, para el estudio de la morfofisiología humana normal. V. DESARROLLA EL COMPONENTE DE: De acuerdo con el perfil profesional de la carrera del PLAN CURRICULAR , se considera el aporte del curso de Biofísica en los siguientes acápites:

Introducción a la metodología de los laboratorios.
Instrucciones sobre el uso del laboratorio.
Organización de grupos. 2 BIOMECÁNICA Biomecánica médica, modelos biomecánicos, clasificación, leyes de newton, planos y ejes del cuerpo humano, palancas: clases de palancas del cuerpo humano, momento de fuerza: Aplicación en el cuerpo humano, equilibrio, estabilidad. Centro de gravedad PRÁCTICA-SEMINARIO 1:
- G1: El agua y su importancia biológica
- G2: Ergonomía en educación y medicina
- G3 : Ergonomía industrial y deportiva
- G4: Aplicaciones de la Antropometría LABORATORIO: - Mediciones y Errores. 3 BIOTERMOLOGÍA Termodinámica del cuerpo humano Leyes o principios de la termodinámica, Termodinámica biológica, metabolismo basal, Termometría clínica, tipos de termómetros, Fluctuaciones fisiológicas y patológicas de la temperatura PRÁCTICA-SEMINARIO 2 :
- G1: Biomecánica del Sistema Musculoesquelético
- G2: Inteligencia Artificial en Biomecánica
- G3: Elasticidad en el cuerpo humano (Tipos de contracción muscular)
- G4: Nanotecnología en Biomecánica LABORATORIO: - Elasticidad – Ley de Hooke UNIDAD II: DISTRIBUCIÓN DE IONES Y BIOELECTRICIDAD LOGRO DE APRENDIZAJE:
Identifica las propiedades físico-químicas de los iones, la actividad eléctrica de las membranas y los fenómenos electrogénicos para entender la importancia de la actividad eléctrica en los fenómenos de membrana.
Comprende la transformación de la energía química (iones), en energía eléctrica
Identifica la aplicación de los principios termodinámicos en la célula
Integra el conocimiento de la homeostasis en la compartimentalización de la unidad previa Sema na Contenido (^4) BIOFÍSICA DEL SISTEMA NERVIOSO Historia de la electricidad, Electrostática, Fuerza, Carga eléctrica, Carga eléctrica, Corriente eléctrica, Efectos de la Corriente Eléctrica, Intensidad de la Corriente Eléctrica, Unidades de la Corriente Eléctrica, Corriente Continua, Corriente Alterna, Campo eléctrico, Potencial eléctrico o voltaje, Condensadores eléctricos, Propiedades eléctricas de los materiales, Conductividad eléctrica y resistividad, Aplicación con corriente directa (galvanización), Especialización celular en la conducción eléctrica, Células Excitables, Músculo cardíaco, Aspectos básicos del nódulo sinoatrial, leyes de ohm, joule y de Kirchhoff. PRÁCTICA-SEMINARIO 3 :

G1: Termorregulación en Organismos y homeostasis Térmica
G2: Entropía y entalpia en Medicina.
G3: Métodos de cálculo del índice de masa corporal.
G4: Ciclo de Krebs y Producción de Energía LABORATORIO: - Equilibrio biomecánico I 5 BIOFÍSICA DE LAS MEMBRANAS Membrana plasmática, Composición de la membrana, Colesterol, Proteínas., Transporte de sustancias a través de la membrana plasmática, Difusión., Potencial de Membrana, Características del potencial de acción, Factores que afectan la Conducción del impulso nervioso. PRÁCTICA-SEMINARIO 4 :
G1: Actividad eléctrica muscular y contracción (corazón)
G2: La neurona: Estructura y tipos
G3: Iones y rol biológico
G4: Electrólisis, electroforesis y electroósmosis. LABORATORIO: - Equilibrio biomecánico II (Centro de gravedad) UNIDAD III: BIOFISICA DE LOS SISTEMAS BIOLÓGICOS LOGRO DE APRENDIZAJE:
Analiza y reconoce los estados de la materia, diferenciando las propiedades de los sistemas líquido, sólido, coloidal y gaseoso para entender el funcionamiento interno
Comprende el estado de viscosidad y fluidez, para explicarse el mecanismo de función de nuestro medio interno
Identifica la aplicación de los temas revisados en los recursos biomédicos de uso actual Sema na Contenido 6 BIOFÍSICA DE LA RESPIRACIÓN Propiedades de los gases, Características de Gas Ideal, Gas perfecto, Las leyes de los gases ideales, Mol, Mezcla de gases, Transiciones de fase, Tipos de transición de fase, Medición de la presión, Manómetro, Barómetro, Medición de la Presión Atmosférica, Respiración, Volúmenes y capacidades pulmonares, Difusión de gases a través de la barrera hematogaseosa. Estructura del aparato respiratorio, Funciones del sistema de conducción, Intercambio de gases en el pulmón, Difusión de los gases respiratorios. PRÁCTICA-TALLER 1 : - Bases biofísicas de las membranas LABORATORIO - Calor Específico de un Sólido. (^7) BIOFÍSICA DE LA CIRCULACIÓN SANGUINEA Homeostasis biológica, Factores que influyen en la homeostasis, Viscosidad, Fluidos, Propiedades de un fluido, Propiedades de un fluido, Características, Clasificación, Movimiento de fluidos, Hemodinámica, Análisis elemental del flujo en tuberías, Caudal, Vasos sanguíneos, Factores que influyen en el flujo sanguíneo, Ciclo cardiaco,

12 BIOFISICA DE LAS RADIACIONES: TRATAMIENTO

Equipos usados en teleterapia y braquiterapia, haces de fotones y electrones, aplicaciones clínicas. PRÁCTICA-TRABAJO DE CAMPO 4:

Diseño de investigación
Colecta de datos
Cuestiones éticas
Procedimiento de la recolección de datos
Procesamiento de datos (Análisis estadístico) LABORATORIO:
Frecuencia Cardiaca 13 BIOFISICA DE LOS RADIONUCLEIDOS La cámara Gamma, calidad de imagen con radionucleidos, imágenes topográficas con radionucleidos, tomografía por emisión de Fotones simple (SPECT), tomografía de Emisión de Positrones (PET) Y PET-CT. PRÁCTICA-TRABAJO DE CAMPO 5: - Análisis y discusión de resultados - Conclusiones
Resumen
Palabras claves
Título LABORATORIO: - Óptica Física. 14 DOSIMETRIA DE LAS RADIACIONES Y RADIOBIOLOGIA Las radiaciones ionizantes: cantidades y unidades básicas usadas en Física de Radiaciones, tipos y fuentes de radiación directa e indirectamente ionizante, Interacción con la materia, dosímetros absolutos y relativos. Principios, historia natural de los tumores y proceso de la radioterapia, cronología de eventos en radiobiología y efectos de la radiación. PRÁCTICA-TRABAJO DE CAMPO 6:
Definición de la revista
Adaptar el trabajo de acuerdo a las instrucciones de autores LABORATORIO - Proceso isovolumétrico 15 PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Objetivos de la protección radiológica, blindajes aspectos regulatorios. PRÁCTICA-TRABAJO DE CAMPO 7:
Responsabilidad social a través de infografías y campañas virtuales. LABORATORIO: - Campo magnético 16 SEMANA DE EVALUACIÓN 17 EXAMEN SUSTITUTORIO DE TEORÍA Y ENTREGA DE NOTAS VIII. ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS

El curso de se desarrollará con una Metodología activa, que induzca al estudiante a participar adecuadamente y desarrollar aptitudes creativas y críticas, para tal fin se desarrollará los siguientes ítems:
Exposiciones teóricas: Los profesores expondrán los conocimientos básicos y actualizados de los diferentes temas propuestos, de acuerdo con el programa calendarizado, explicando detalladamente y con ejemplos relacionados a su especialidad los fundamentos de la física, para ser relacionadas con los mecanismos de función que ocurren en el ser humano y su entorno.
Prácticas de Laboratorio: Se formarán grupos y con ayuda de su manual de práctica se realizará diversos ensayos de laboratorio, hecho que permitirá al estudiante explicar experimentalmente la aplicación de la física y relacionarla a los conocimientos teóricos vertidos en sus clases de teoría, así como también, iniciarse en el trabajo de la investigación científica, mediante búsqueda bibliográfica actualizada de temas de su especialidad y el manejo de materiales y equipos de laboratorio, siempre bajo la supervisión de su profesor de mesa.
Seminarios: Se formarán grupos con un número adecuado de estudiantes para lograr el 100% de participación del alumnado y especialmente encaminarlos hacia:
La Investigación Formativa: Constituye una actividad importante, porque permitirá integrar la información brindada en la teoría con los eventos biológico- médicos, los que se analizarán e interpretarán de acuerdo con la investigación de lectura efectuada o recomendada por el facilitador. Esto permitirá al futuro medico ser capaz de ordenar y secuenciar su conocimiento, adquirir precisión en su expresión verbal e intercambiar conceptos con los demás miembros del grupo, proponiendo luego conclusiones. IX. RECURSOS
Equipos: computadora, laptop, Tablet, celular
Materiales: apuntes de clase del Docente, materiales de laboratorio, guías de los talleres y prácticas de laboratorio, lecturas, videos.
Plataformas: Simuladores PhET, Kahoot, Thatquiz, Geogebra. X. EVALUACIÓN UNIDAD TIPOS DE EVALUACIÓN PESOS I Practicas promedio 1 de seminario 10% II Examen Parcial (Laboratorio) 10% Examen Parcial (Teoría) 30% III Practicas promedio 2 de seminario 10% IV Examen Final (Laboratorio) 10% Examen Final (Teoría) 30% De las teorías: ▪ Asistencia obligatoria. Las clases se programan para 50 minutos. ▪ Se exige puntualidad, se pasará lista al iniciar y eventualmente al concluir el tema. ▪ Se tomará 2 pruebas formativas, escritas de carácter cancelatorio, con

XI.I Básica

Bustos O. Fundamentos de biofísica médica. Editorial Universidad del Norte. 2019
Quiñones G. Fundamentos de Biofísica. Editorial Trillas. 2012
Aurengo A y Petitclerc T. Biofísica 3º edición. Editorial Mc Graw Hill Education. 2008
Cussó F, López C y Villar R. Fundamentos Físicos de los procesos biológicos: Volumen II: Bioelectromagnetismo, ondas y radiación. ECU. 2013 XI. II Complementaria
Smith J. Introducción a la Termodinámica. Editorial McGraw Hill S.A., México. 2006
Micó G. Física Médica y Biológica 2º edición. 2014
Cromer A. Física para las ciencias de la vida. Editorial Reverté S.A. 2007
Fernández L, Gavidia J y Fernández D. Biofísica para estudiantes de ciencias médicas y de la salud. Universidad Privada Antenor Orrego. 2019
Jou D, Llebot J. Física para ciencias de la vida 2º edición. Editorial Mc Graw Hill. 2009

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12 BIOFISICA DE LAS RADIACIONES: TRATAMIENTO