Hernández Zapatal, ErnestoHerrera Pachecol, NoéMaldonado Arce, AmirMartínes Balbuena, Luciano2026-11-092026-11-092008https://hdl.handle.net/20.500.12371/34735La presente investigación aborda el estudio teórico y experimental de las propiedades elásticas, estructurales y dinámicas de las membranas biológicas, enmarcado en la física de la materia condensada y la biofísica celular. Compuestas primordialmente por una bicapa fluida de fosfolípidos con proteínas integradas, las biomembranas actúan no solo como barreras de compartimentación intra y extracelular, sino como interfaces dinámicas esenciales para el transporte activo, la señalización celular y procesos de deformación como la endo y exocitosis. El trabajo parte del enigma histórico que motivó el estudio de la elasticidad en estas estructuras: la explicación cuantitativa de la morfología discoidal y bicóncava de los glóbulos rojos. Frente al fracaso de los primeros enfoques de la ingeniería mecánica clásica —cuyas hipótesis de tensión superficial homogénea o teoría de cascarones sólidos delgados exigían variaciones de área inexistentes o ignoraban la fluidez bidimensional de la capa lipídica—, la obra fundamenta el problema en la elasticidad puramente geométrica de curvatura. ​En el ámbito teórico, se analiza la evolución que condujo desde el modelo inicial de Canham hasta la formulación canónica de la teoría de Wolfgang Helfrich. Al tratar a la bicapa lipídica como una celda de cristal líquido nemático uniaxial con orientación perpendicular a la superficie, Helfrich adaptó la teoría de energía libre de Frank para describir la densidad de energía de deformación por unidad de área. Esta formulación integra las dos curvaturas principales locales, una curvatura espontánea originada por las asimetrías químicas entre ambas monocapas, el módulo de rigidez de curvatura media y el módulo de rigidez de curvatura gaussiana. La tesis complementa este marco examinando la rederivación propuesta por Safran y extendiendo el análisis hacia arreglos formados por múltiples membranas, tales como la fase lamelar esméctica y la fase de esponja, cuantificando la energía involucrada en sus transiciones estructurales. ​El estudio articula además las principales herramientas experimentales empleadas para determinar cuantitativamente los módulos de rigidez elástica: las técnicas de dispersión difusa de radiación desarrolladas por Nallet para medir fluctuaciones térmicas interfaciales en una dimensión, y el método de aspiración con micropipetas perfeccionado por Evans y Rawicz para evaluar directamente la resistencia mecánica a la deformación. Finalmente, la validez del modelo elástico de Helfrich se corrobora mediante su aplicación biológica directa, logrando reproducir con exactitud el contorno geométrico de los eritrocitos verificado por microscopía óptica de interferencia, así como predecir la morfología apilada y curvada de los sacos membranosos que constituyen el complejo de Golgi.spaMembranas lipídicas bicapaMembranas (Biología)ElasticidadTesis de licenciaturarestrictedAccessLF2008 M3 E8