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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

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CONTENIDO PROGRAMÁTICO

Fecha Emisión: 2015/09/30

AC-GA-F-8

Revisión No. 2

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NOMBRE DEL CONTENIDO PROGRAMÁTICO: BIOQUÍMICA

CÓDIGO 5501

PROGRAMA Ingeniería Biomédica

ÁREA Y/O COMPONENTE DE FORMACIÓN

Ciencias Básicas

SEMESTRE 2

PRERREQUISITOS N/A

COORDINADOR Y/O JEFE DE ÁREA María Claudia Sandoval

DOCENTE (S) María Claudia Sandoval, Laura Cerón, Erika Lorena Medina

CRÉDITOS ACADÉMICOS 4

JUSTIFICACIÓN

Se espera que en este siglo la expectativa de vida para la humanidad aumente en 30 años y el principal factor que tendrá influencia en dicha extensión de la vida, serán los desarrollos de la Ingeniería Biomédica, contribuyendo en todos los campos de la medicina y en el mejoramiento de la salud. Los desarrollos innovadores de los ingenieros biomédicos están salvando vidas, a través de nuevos métodos para el diagnóstico y nuevos enfoques para tratamientos más eficientes y menos costosos, utilizando entre otras, las revolucionarias técnicas de la biología molecular, la ingeniería de tejidos, ingeniería genética y celular, como herramientas para comprender y profundizar los problemas biológicos, para mejorar la calidad de la vida humana. La ingeniería es el arte de hacer la aplicación práctica del conocimiento de las ciencias básicas, es una disciplina creativa cuyo resultado pretende impactar el mundo real. La sociedad tiene grandes expectativas en los ingenieros y los ingenieros tienen grandes retos: entender la fisiología humana y construir dispositivos que la mejoren y la reparen. Este curso proporciona conocimientos desde las ciencias de la vida, conocimiento multidisciplinario que se apoya en la ciencias físicas, químicas y biológicas, para describir procesos y estructuras bioquímicas que forman la célula y los principales ciclos del metabolismo.

OBJETIVO GENERAL

Objetivo general



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El objetivo del curso es proporcionar a los estudiantes una visión comprehensiva y concisa de las ciencias de la vida con énfasis en su relación con la ingeniería biomédica, introduce a los conceptos de bioquímica, biología molecular y celular. Objetivos específicos Con el curso se pretende que el alumno sea capaz de:

• Entender conceptos fundamentales sobre bioquímica biología molecular y celular • Estudiar los componentes a nivel molecular esenciales y diversas funciones de

las células. • Tener conocimientos básicos sobre técnicas, prácticas y enfoques comúnmente

utilizados en la bioquímica para aplicarlos en biología celular y molecular. • Establecer relaciones entre el conocimiento de la bioquímica y la ingeniería

biomédica.

COMPETENCIA GLOBAL

Comprende la relación entre los conocimientos en el área de la Bioquímica el estudio de los principios moleculares y celulares necesarios para la comprensión de la fisiología humana, dentro del contexto de la ingeniería biomédica.

COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

1. Relaciona correctamente las fuerzas intermoleculares en las interacciones de las biomoléculas

2. Explica las relaciones entre la estructura y la función de biomoléculas a partir del estudio de ejemplos representativos de aplicación en la ingeniería Biomédica

CONTENIDOS

1. Fundamentos de Química: Átomo, electronegatividad, iones de importancia para la vida. Enlace químico, moléculas - fuerzas intermoleculares: agua molécula esencial para la vida. Reacciones de óxido reducción, potenciales de celda y potenciales de reducción. Disoluciones, concentraciones y pH.

2. Funciones orgánicas y biomoléculas: Aminoácidos, péptidos y proteínas. Bases

nitrogenadas y ácidos nucleicos, azúcares y polisacáridos, lípidos y vitaminas

3. Dogma central de la biología molecular: replicación, transcripción y traducción.



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4. Bioenergética y Metabolismo: Ciclo del ATP y transferencia de energía libre en las reacciones metabólicas, Regulación de los procesos metabólicos. Integración del metabolismo y respiración celular.

5. Fisiología Celular: Arquitectura y funciones de las membranas celulares. Transporte celular: Difusión, Osmolaridad y presión osmótica, Proteínas transportadoras y transporte activo.

6. Teoría celular: Los dominios de la Vida, Ciclo celular y Tipos de células humanas y

tejidos fundamentales: conectivo, muscular, nervioso y epitelial.



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Fecha TRABAJO INDEPENDIENTE DEL ESTUDIANTE

Lectura y comprensión TRABAJO PRESENCIAL

1 5-9

Febrero

LECTURAS TEXTO: AULA VIRTUAL: Desarrollo de la conducta de entrada en el aula virtual. Taller 1: Átomo, mol y tabla periódica

Presentación del contenido temático, metodología y reglas de evaluación del componente teórico. Elementos esenciales para la vida. Átomo, mol y electronegatividad. Bases tabla periódica

Lectura de la guía Práctica 1.

1) Introducción al laboratorio de Bioquímica:

Material y equipos del laboratorio y normas de seguridad. Desarrollo de Guías de laboratorio y Seminario de laboratorios. Presentación del contenido temático, metodología y reglas de evaluación del componente experimental

2 12-16

Febrero

LECTURAS TEXTO: AULA VIRTUAL:

Taller 2: Enlaces, estequiometría

Enlace químico, iones de importancia para la vida. Moléculas - fuerzas intermoleculares: agua molécula esencial para la vida. Tipos de reacciones, estequiometria, factores de conversión

Elaboración del pre-informe Práctica 2. 2) Práctica Taller: Átomos y elementos

3 19-23

Febrero

LECTURAS TEXTO:

AULA VIRTUAL:

Reacciones de óxido reducción. Disoluciones, unidades de concentración



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Labiadh, H., & Hidouri, S. (2016). ZnS quantum dots and their derivatives: Overview on their identity, synthesis and challenge into surface modifications for restricted applications. Journal of King Saud University-Science Taller 3: Óxido-reducción, unidades de concentración

Realización del informe Práctica 2 Elaboración del pre-informe Práctica 3.

Avance tema de Seminario de laboratorio primer corte .

3) Práctica de Laboratorio: Tipos de reacciones –

Ciclo del cobre

4 26

Febrero-2 Marzo

LECTURAS TEXTO:

AULA VIRTUAL: Hulikova, A., Vaughan-Jones, R. D., & Swietach, P. (2011). Dual role of CO2 / HCO3

− buffer in the regulation of intracellular pH of three-

dimensional tumor growths. Journal of Biological Chemistry, 286(16), 13815-13826. Taller 4: Disoluciones amortiguadoras

Disoluciones amortiguadoras y pH. Ecuación de Henderson-Hasselbach

Realización del informe Práctica 3. Elaboración del pre-informe Práctica 4.

4) Práctica de laboratorio: Disoluciones

amortiguadoras y pH

5 5-9

Marzo

Preparación primer parcial de teoría Taller corte 1: Incluye todos los temas vistos

Primer parcial de teoría

AULA VIRTUAL: Autoevaluación

Solución del parcial.



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Preparación seminario de laboratorio. Realización del informe Práctica 4.

Primer Seminario de Laboratorio

6 12-16 Marzo

LECTURAS TEXTO: AULA VIRTUAL: Taller 5: Azúcares y Lípidos

Funciones orgánicas y biomoléculas: Azúcares y polisacáridos Lípidos y vitaminas

Elaboración del pre-informe Práctica 5.

5) Práctica de laboratorio: hidrólisis de lípidos y

cuantificación

7 20-23 Marzo

LECTURA TEXTO: Ritter et al., 2011. Biomedical Engineering Principles: pag 82

AULA VIRTUAL: Hayashi, H., Kimura, N., Yamaguchi, H., Hasegawa, K., Yokoseki, T., Shibata, M., & Matsuzaki, K. (2004). A seed for Alzheimer amyloid in the brain. Journal of Neuroscience, 24(20), 4894-4902. Taller 6: Aminoácidos, proteínas y enzimas

Aminoácidos, péptidos y proteínas (enzimas).

FESTIVO Realización del informe Práctica 5. Elaboración del pre-informe Práctica 6.

6) Práctica de laboratorio: Actividad de la amilasa

sobre el almidón

26-30 Marzo

SEMANA SANTA

8 2-6 Abril

LECTURA TEXTO:

Bases nitrogenadas y ácidos nucleicos



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AULA VIRTUAL: Taller 7: Bases nitrogenadas, ácidos nucleicos

Realización del informe Práctica 6. Elaboración del pre-informe Práctica 7.

7) Práctica de laboratorio: Extracción de plásmidos

de bacterias

9 9-13 Abril

LECTURA TEXTO: AULA VIRTUAL: Spitzer, K. W., Skolnick, R. L., Peercy, B. E., Keener, J. P., & Vaughan‐Jones, R. D. (2002). Facilitation of intracellular H+ ion mobility by CO2/HCO3− in rabbit ventricular myocytes is regulated by carbonic anhydrase. The Journal of physiology, 541(1), 159-167 Taller 8: Bioenergética

Bioenergética y Metabolismo: Transferencia de energía libre en las reacciones metabólicas.

Elaboración del pre-informe Práctica 8 . Realización del informe Práctica 7.

8) Práctica de laboratorio: Electroforesis ADN

10 16-20 Abril

LECTURA TEXTO: AULA VIRTUAL:

Autoevaluación Taller 9: Metabolismo y respiración

Regulación de los procesos metabólicos. Integración del metabolismo y respiración celular Resolución de dudas y/o preparación segundo parcial.

Preparación segundo seminario de laboratorio Realización del informe Práctica 8.

Segundo seminario de laboratorio



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11 23-27 Abril

Preparación segundo parcial de teoría Taller corte 2: Incluye todos los temas vistos

Segundo parcial de teoría

Solución del parcial.

Revisión del taller de la Práctica 9. 9) Práctica taller: Bioenergética y metabolismo

12 30 Abril-4 Mayo


Selkoe, D. J. (2001). Alzheimer's disease: genes, proteins, and therapy. Physiological reviews, 81(2), 741-766 Taller 10: Membranas

Fisiología Celular: Arquitectura y funciones de las membranas celulares

Elaboración del pre-informe Práctica 9. Realización del informe Práctica taller 10.

10) Práctica de Laboratorio: Fermentación alcohólica

13 7-11 Mayo


Taller 11: Transporte celular, seminario proteínas transportadoras

(parcial tercer corte)

Transporte celular: Difusión, Osmolaridad y presión osmótica, Proteínas transportadoras y transporte activo Canales iónicos y potencial de membrana - Potencial de acción

Elaboracion de pre informe Práctica 11. Realización del informe Práctica taller 10.

11) Práctica de Laboratorio. Propiedades de las

membranas celulares.

14

14-18 Mayo

LECTURA TEXTO:

AULA VIRTUAL:

Dogma central de la biología molecular: replicación, transcripción y traducción



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Mutlu, N. B., Değim, Z., Yılmaz, Ş., Eşsiz, D., & Nacar, A. (2011). New perspective for the treatment of Alzheimer diseases: liposomal rivastigmine formulations. Drug development and industrial pharmacy, 37(7), 775-789. Taller 12: Dogma central de la biología molecular

Elaboración del pre-informe Práctica 12. Realización del informe Práctica 11

12) Práctica de laboratorio: Transporte celular: difusión y

ósmosis

15 21-25 Mayo


Taller 13: Dominios de la vida y ciclo celular

Teoría celular: Los dominios de la Vida. Ciclo celular.

Realización del informe Práctica 12

Avance tema de Seminario de laboratorio tercer corte

13) Práctica de laboratorio: División celular Mitosis en raíz

de cebolla.

16 28

Mayo-1 Junio

LECTURA TEXTO: AULA VIRTUAL: Realización de la conducta de salida en el aula virtual. Taller 14: Tejidos

Tipos de células humanas y tejidos fundamentales: conectivo, muscular, nervioso y epitelial.

Preparación tercer seminario de laboratorio

Tercer seminario de laboratorio

17 4-8

Junio

Preparación Examen Final del Curso Taller final: Incluye todos los temas vistos en el semestre

EXAMEN FINAL



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SISTEMA DE EVALUACIÓN

Actividad a evaluar

Corte 1 (30%) Corte 2 (30%) Corte 3 (40%)

Valor % Valor % Valor %

Quices 10 10 10

Informes Laboratorio 40 40 40

Preinformes Laboratorio

20 20 20

Seminario 30 30 30

Actividades Teoría

30 30 10

Quices

Aula virtual

Parcial Teoría 30 30 20

Examen final NA NA 30

RÚBRICA DE EVALUACIÓN DE ACTIVIDADES PRÁCTICAS Rúbrica de evaluación para talleres, trabajos y parciales.

CATEGORÍAS NIVELES

Excelente 4 a 5 Bueno 3 a 4 Aceptable 2 a 3 Deficiente 1 a 2

Puntualidad y Compromiso. 15% Presenta los trabajos

en la fecha indicada.

Presenta los trabajos un día después de la fecha indicada.

Presenta los trabajos dos días después de la fecha indicada.

Presenta los trabajos tres días después de la fecha indicada.

Evaluación de Conocimientos. 85% Demuestra un

completo entendimiento del tema. Es capaz de presentar trabajos y tareas bien organizados y estructurados, la información se incluye de manera organizada, los contenidos e ideas que se desean transmitir siguen un esquema adecuado. Es capaz de utilizar siempre los conceptos

Demuestra un buen entendimiento del tema. Presentar trabajos y tareas bien organizados y estructurados, sin embargo no es capaz expresar las ideas que se desean transmitir.

Demuestra un buen entendimiento de partes del tema. Presentar trabajos y tareas, no es capaz de presentarlos bien organizados y estructurados, no son claros los contenidos y no es capaz de expresar las ideas que se desean transmitir siguiendo un esquema adecuado. Algunas veces utiliza los conceptos

No parece entender muy bien el tema. No presenta trabajos y tareas.



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técnicos aprendidos de manera correcta, demostrando dominio del lenguaje y compromiso con su crecimiento profesional

La mayoría de veces es capaz de utilizar los conceptos técnicos aprendidos, debe mostrar un mejor compromiso con su crecimiento profesional

técnicos aprendidos, debe mostrar un mejor compromiso con su crecimiento profesional

Nunca utiliza los conceptos técnicos aprendidos, no maneja el lenguaje técnico, debe mostrar un mejor compromiso con su crecimiento profesional

Rúbrica analítica para evaluar presentaciones orales CATEGORÍAS NIVELES

Formato Excelente 4 a 5 Bueno 3 a 4 Aceptable 2 a 3 Deficiente 1 a 2

Contenido Demuestra un completo entendimiento del tema.

Demuestra un buen entendimiento del tema.

Demuestra un buen entendimiento de partes del tema.

No parece entender muy bien el tema.

Comprensión

El estudiante puede contestar con precisión casi todas las preguntas planteadas sobre el tema por su docente y compañeros de clase.

El estudiante puede contestar con precisión la mayoría de las preguntas planteadas sobre el tema por su docente y compañeros de clase.

El estudiante puede con precisión contestar unas pocas preguntas planteadas sobre el tema por su docente y compañeros de clase.

El estudiante no puede contestar las preguntas planteadas sobre el tema por su docente y compañeros de clase.

Apoyo

Los estudiantes usan uno o dos apoyos que demuestran considerable trabajo/creatividad y hacen la presentación mejor

Los estudiantes usan algún que demuestran considerable trabajo/creatividad y hacen la presentación mejor.

Los estudiantes usan los apoyos aunque con errores

El apoyo o los apoyos escogidos son inadecuados

Rúbrica para evaluación de Informes de laboratorio

CATEGORÍAS NIVELES

Excelente 4 a 5 Bueno 3 a 4 Aceptable 2 a 3 Deficiente 1 a 2

1. Formato Excelente Bueno Regular Deficiente

5%

Utiliza el formato de presentación establecido.

No cumple con alguno de los criterios de evaluación señalados.

No cumple con dos de los criterios de evaluación señalados.

No cumple con más de dos criterios de evaluación.

Desarrolla todos los componentes del informe solicitados (Título, introducción, objetivos, materiales y métodos, resultados y discusión,



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conclusiones y bibliografía).

Utiliza un formato unificado para la elaboración del informe (Tipo de letra, tamaño, interlineado).

2. Introducción y Marco Teórico

Excelente Bueno Regular Deficiente

20%

Identifica cual es el problema o el objeto de estudio del experimento o práctica de laboratorio.




Justifica el porque es necesaria la realización del experimento o práctica de laboratorio.

Incluye una revisión de literatura como referente teórico o práctico que soporta el experimento o práctica de laboratorio.

Realiza una revisión bibliográfica donde plantea ordenadamente el tema de investigación, su importancia e implicaciones.




Utiliza lenguaje teórico, incluye conceptos teóricos relacionados con el tema del laboratorio o práctica de campo, que permiten definir el problema de



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investigación y su justificación.

Incluye las referencias bibliográficas en el texto.

Construye el texto y no es fiel copia de los textos consultados.

3. Objetivos Excelente Bueno Regular Deficiente

10%

Identifica el propósito general del experimento o práctica.




Identifica los propósitos específicos.

Redacta los verbos considerando (Verbo + fenómeno en el que o con quien se llevara a cabo la acción + objeto de investigación o las partes en que será realizada la investigación + el para qué se realiza la investigación).

4.Materiales y Métodos

Excelente Bueno Regular Deficiente

10%

Relaciona la metodología empleada y los materiales utilizados para el desarrollo del experimento o práctica.



No cumple con más de más de dos criterios de evaluación.

Ajusta o complementa la sección de materiales y métodos señalada en la guía de acuerdo como se



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haya desarrollado la práctica.

5.Resultados Excelente Bueno Regular Deficiente

15%

Presenta los resultados obtenidos en cada variable observada o medida.




Utiliza cuadros y/o figuras (gráficas, diagramas, dibujos, fotos, etc) para presentar los resultados.

Identifica y relaciona claramente los cuadros y/o figuras utilizados.

Utiliza correctamente las unidades de medida para la presentación de cuadros y/o figuras.

6.Discusión Excelente Bueno Regular Deficiente

15%

Interpreta y analiza los resultados obtenidos, apoyándose en revisión de literatura, los temas desarrollados en clase y las observaciones realizadas durante la práctica.

Interpreta y analiza los resultados obtenidos pero no hace uso de la bibliografía consultada, los temas de clase, ni las observaciones realizadas durante la práctica.

Interpreta y analiza los resultados obtenidos y solo comparativamente hace uso de solo una fuente ya sea revisión apuntes de clase u observaciones realizadas durante la práctica.

No hace o es muy limitado la interpretación y análisis de los resultados obtenidos.

7.Conclusiones Excelente Bueno Regular Deficiente

15%

Redacta con sus propias palabras si se cumplen o no los objetivos, las conclusiones deben basarse estrictamente en los resultados obtenidos y su interpretación.

Redacta con sus propias palabras si se cumplen o no los objetivos pero no considera completamente el análisis de los resultados.

No redacta las conclusiones con sus propias palabras.

No redacta las conclusiones o las copia de textos.

8.Referencias Excelente Bueno Regular Deficiente



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10%

Emplea al menos cinco fuentes de información apropiadas y con rigor técnico y científico.




Emplea dentro de la bibliografía al menos dos libros disponibles en la biblioteca de la UMNG.

Cita y lista la bibliografía utilizada siguiendo una norma vigente o la solicitada por el docente.

BIBLIOGRAFÍA

1. Ritter, A. B., Hazelwood, V., Valdevit, A., & Ascione, A. N. (2011). Biomedical

Engineering Principles. Crc Press. 2. Bronzino, J. D. (1999). Biomedical engineering handbook (Vol. 2). CRC press. 3. Enderle, J. D., & Bronzino, J. D. (2012). Introduction to biomedical engineering.

Academic press. 4. Meisenberg, G., & Simmons, W. H. (2016). Principles of medical biochemistry.

Elsevier Health Sciences. 5. Mandenius, C. F., & Björkman, M. (2011). Biomechatronic design in biotechnology: a

methodology for development of biotechnological products. John Wiley & Sons. 6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26896/ 7. Carrier Proteins and Active Membrane Transport 8. https://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm 9. Nelson, D.L. and Cox, M.M. 2008. Lehninger Principles of Biochemistry. 5th edition.

H W Freeman and Co. New York, 1158p., il. (Disponible en la biblioteca) a. https://archive.org/stream/LehningersPrinciplesOfBiochemistry5e/Lehninger

%27s%20Principles%20of%20Biochemistry%20-%205e#page/n31/mode/2up

10. Horton, H. R. 2001. Principles of Biochemistry – 3th ed. - Upper Saddle River Prentice Hall - 862p.

11. Stryer, L. Berg, J.M and Tymoczko, J.L. 2000. Biochemistry. 6th .W.H. Freeman and Company. New York. 1026p

12. Mathews, C.K. Van Holde, K.E., Ahern, K. G. 2002. Bioquímica. 3a ed. Addison Wesley. España. 1374p

13. Murray, R.K.; Bender, D.A.; Botham, K.M.; Kennelly, P.J. Rodwell, V.W and Weil, P.A. 2009. Harper’s Illustrated Biochemistry, 28th Edition. Mc Graw Hill Medical. 693p

14. Voet, D and Voet, J.G. 2004. Biochemistry. 3rd edition. John Wiley & Sons, New York

https://archive.org/stream/LehningersPrinciplesOfBiochemistry5e/Lehninger%27s%20Principles%20of%20Biochemistry%20-%205e





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15. Boyer, R.2000 Conceptos en bioquímica. International Thompson, México, 694 p 16. Voet, D. Voet, J. G. Pratt, C. W. 2007. Fundamentos de bioquímica : la vida a nivel

molecular 2a Edición. Medica Panamerican, Buenos Aires, 1130p. Artículos:

17. Labiadh, H., & Hidouri, S. (2016). ZnS quantum dots and their derivatives: Overview on their identity, synthesis and challenge into surface modifications for restricted applications. Journal of King Saud University-Science

18. Selkoe, D. J. (2001). Alzheimer's disease: genes, proteins, and therapy. Physiological reviews, 81(2), 741-766.

19. Mutlu, N. B., Değim, Z., Yılmaz, Ş., Eşsiz, D., & Nacar, A. (2011). New perspective for the treatment of Alzheimer diseases: liposomal rivastigmine formulations. Drug development and industrial pharmacy, 37(7), 775-789.

20. Hayashi, H., Kimura, N., Yamaguchi, H., Hasegawa, K., Yokoseki, T., Shibata, M., ... & Matsuzaki, K. (2004). A seed for Alzheimer amyloid in the brain. Journal of Neuroscience, 24(20), 4894-4902.

21. Hulikova, A., Vaughan-Jones, R. D., & Swietach, P. (2011). Dual role of CO2/HCO3− buffer in the regulation of intracellular pH of three-dimensional tumor growths. Journal of Biological Chemistry, 286(16), 13815-13826.

22. Spitzer, K. W., Skolnick, R. L., Peercy, B. E., Keener, J. P., & Vaughan‐Jones, R. D. (2002). Facilitation of intracellular H+ ion mobility by CO2/HCO3− in rabbit ventricular myocytes is regulated by carbonic anhydrase. The Journal of physiology, 541(1), 159-167.

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