Biofísica

Te explicamos qué es la biofísica, sus objetivos, objeto de estudio y ramas. Además, su importancia para la comprensión de la vida.

¿Qué es la biofísica?

La biofísica es la disciplina que se ocupa del estudio de la biología desde el punto de vista de la física (de allí su nombre conjunto). Esta naturaleza doble o dual hace que no pueda definirse si se trata de una rama de la física próxima a la biología, o una rama de la biología próxima a la física.

En todo caso, combina el espíritu teórico de la física con la posibilidad de obtener resultados experimentales comprobables, algo común en la biología.

La biofísica es, en ese sentido, una de las primeras disciplinas científicas que combinan diversos enfoques de ciencias elementales, lo cual es una tendencia en alza en el mundo científico contemporáneo. Los resultados obtenidos por esta disciplina son de interés tanto para la biología, como para la física aplicada.

Es una disciplina joven, al menos en su reconocimiento formal, ya que sus áreas de estudio anteceden incluso al concepto mismo de ciencia. El primer estudio biofísico propiamente dicho fue en el siglo XVII, cuando se publicaron los estudios del científico jesuita alemán Atanasio Kircher (1601-1680) sobre la bioluminiscencia animal como parte de su obra “Ars Magna Lucis et Umbrae”.

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Objeto de estudio de la biofísica

El objeto de estudio de la biofísica puede definirse como el ámbito físico de la vida o la aplicación de la física a los seres vivientes. En gran medida, considera su objeto de estudio desde la perspectiva física de la mecánica clásica, o sea, la mecánica newtoniana.

Implica la exploración de fenómenos comunes en el mundo de la física, como la electricidad, la luz, el magnetismo, entre otros, pero vinculados al mundo de la biología: la bioelectricidad, la bioluminiscencia, el biomagnetismo, etcétera.

Objetivos de la biofísica

La biofísica persigue un conjunto diverso de objetivos, como pueden ser:

• Comprender el cuerpo humano y de los demás seres vivos en términos de sistemas físicos dotados de variables cuantificables como energía interna, entropía, etc.
• Traducir al lenguaje de la física (o sea, describir en sus términos) algunos fenómenos particulares de la vida compleja, especialmente aquellos que involucran a las energías fundamentales: electricidad, magnetismo, gravedad, etc.
• Aplicar todo el conocimiento anterior a la solución de problemas específicos, como la fabricación de prótesis, la invención de tratamientos y nuevas herramientas diagnósticas, o de nuevos materiales inspirados en la vida misma.
• Poner en práctica una aproximación transdisciplinaria a la física y a la biología, para así poder trascender las limitaciones de un campo específico usando las herramientas y conocimientos de otro.

Ramas de la biofísica

Las principales áreas de estudio de la biofísica, cada una de las cuales inaugura una rama particular de interés, son las siguientes:

• Biomecánica. Se trata del estudio de los procesos propios del cuerpo humano, comprendiéndolos como la aplicación de fuerzas internas y externas al mismo, lo cual permite pensarlos en términos como el rendimiento energético, la mecánica anatómica, etc., lo cual es útil a su vez para fabricar prótesis.
• Bioacústica. Como su nombre lo indica, se propone la investigación de la producción del sonido en los animales, incluido el ser humano. Ello abarca desde el comportamiento de las ondas sonoras, hasta el aparato neurofisiológico del oído.
• Motores celulares. Se trata de una disciplina que comprende los movimientos de los seres vivos como un proceso de transformación de energía (química, usualmente) en trabajo, pudiendo así imitarlos (para crear nanomáquinas, por ejemplo).
• Dinámica proteica. Se trata del estudio de los movimientos y plegamientos de las proteínas y otros constructos moleculares, de acuerdo a sus estructuras, funciones o composiciones, aplicando en ello las leyes de la física.
• Comunicación molecular. Esencialmente, se trata del intercambio de información a nivel celular, tanto entre células del mismo organismo, como entre organismos unicelulares, empleando para ello principios sistémicos que bien pueden entenderse desde un punto de vista físico.

Importancia de la biofísica

Lo más interesante de la perspectiva de la biofísica es que repiensa o replantea las fronteras entre el mundo de la materia (inorgánica) y el mundo de la vida (orgánica), ya que ambos están afectados por las mismas fuerzas fundamentales de la física. De ese modo, aporta una comprensión más elemental de qué cosa es la vida y qué cosa distingue a los seres vivos de la materia inanimada que los rodea.

Por otro lado, la biofísica permite abordar problemas biológicos desde una perspectiva distinta, que saque provecho de los elementos de la física, como ocurre con la aplicación de rayos electromagnéticos en el examen de las células, o las resonancias nucleares magnéticas para estudiar los tejidos de los organismos sin necesidad de dañarlos o romperlos.

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Referencias

• “Biofísica” en Wikipedia.
• “Qué es biofísica?” (video) en Física en segundos.
• “¿Qué es la biofísica?” en Aprende en Línea de la Universidad de Antioquia.
• “Qué es la biofísica” por Marcelino Cereijido en la Universidad de Buenos Aires (Argentina).
• “What is Biophysics?” (video) en WebsEdgeEducation.
• “Biophysics (Science)” en The Encyclopaedia Britannica.