clase 01 - fisiologia del medio interno
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FISIOLOGÍA DEL MEDIO INTERNOMG. NADIA MENESES GOMEZ
FISIOLOGÍA HUMANA Estudia la función de los seres vivientes Conoce y entiende los procesos vitales Explica los factores físicos y químicos responsables de la configuración del
organismo a lo largo del origen, el desarrollo y la progresión de la vida.
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL CUERPO HUMANO Niveles:
Químico: Atomos (C, H, O, N, Ca, K, Na) y moléculas (proteínas, carbohidratos, grasas y vitaminas) esenciales para mantenimiento de la vida.
Celular: Unidad estructural y funcional básica.
Tisular: Tejidos, grupos de células similares.
Sistémico: Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.
ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL MEDIO INTERNO
La unidad básica del cuerpo es la célula Cada célula tiene una función específica
ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL CUERPO HUMANO
Niveles: Químico: Atomos (C, H, O, N, Ca, K, Na) y
moléculas (proteínas, carbohidratos, grasas y vitaminas) esenciales para mantenimiento de la vida.
Celular: Unidad estructural y funcional básica.
Tisular: Tejidos, grupos de células similares.
Sistémico: Diferentes órganos unidos para desempeño de una función.
Mantenimiento del organismo dentro de límites que le permiten desempeñar una función de manera adecuada.
HOMEOSTASIS
Medio externo variable
intracelular
intracelular
Medio interno constante
Excreción
Absorción
Los alveolos pulmonares captan nuevo O2 y eliminan el CO2
Los riñones mantienen constantes las concentraciones de iones y liquido y eliminan las sustancias de desecho.
Hígado, tejido adiposo, riñones o mucosa digestiva modifican o almacenan las sustancias absorbidas.
El aparato locomotor permite al organismo desplazarse.
Sistema nervioso y endocrino regulan las funciones corporales.
TODOS LOS ÓRGANOS Y SISTEMAS TRABAJAN PARA MANTENER LA HOMEOSTASIA:
CONDICIONES ESENCIALES DEL MEDIO INTERNO:
Concentración óptima de gases, elementos nutritivos, iones y agua. Condiciones físicas: Tº y Presión óptimas Volumen óptimo
ALTERACIÓN DE LA HOMEOSTASIA: ENFERMEDAD
Diferentes situaciones pueden originar un desequilibrio del medio interno y comprometer la funcionalidad del organismo:
• Externos: Calor, frío, traumas mecánicos, o escasez de oxígeno
• Internos: Ejercicio, presión arterial alta, dolor, tumores, ansiedad.
• Situaciones Extremas: Hemorragias, intoxicación, exposición a dosis excesivas de radiaciones. Infección grave. Operaciones quirúrgicas
REGULACIÓN DE LA HOMEOSTASIS
Sistema Nervioso: Detecta alteraciones y envía señales en forma de impulsos nerviosos que producen cambios rápidos.
Sistema Endocrino: Detecta cambios y a través de la sangre envía los reguladores químicos (hormonas). Estos cambios son lentos.
ORIGEN DE LOS NUTRIENTES EN EL LIQUIDO EXTRACELULAR
• PulmonesCaptan el oxigeno del ambiente a través de los alveolos y los capilares lo difunden a la sangre
• Aparato digestivoAbsorben los nutrientes y es llevado a la sangre como por ejemplo: hidratos de carbono, ácidos grasos y agua
• HígadoEncargado de cambiar la composición química de las sustancias para que sean utilizables (forma activada)
• Aparato locomotorMovilidad y protección frente al entorno.
ELIMINACIÓN DE LOS PRODUCTOS FINALES METABÓLICOS
• PulmonesLiberan dióxido de carbono desde la sangre a los alveolos, el movimiento respiratorio lleva el dióxido de carbono hacia la atmosfera
• RiñonesTiene la característica de la filtración de la sangre elimina del plasma diversas sustancias como: urea, acido úrico, exceso de agua, iones, dióxido de carbono
LÍQUIDO EXTRACELULAR
• Origen de los nutrientes Sistema Respiratorio: El O2
Tracto Gastrointestinal: Hidratos de Carbono, ácidos grasos y aminoácidos
Hígado: Órgano que se encarga de la conversión de algunas sustancias hacia formas manejables.
Sistema muscular esquelético: Movilidad para autoprotección, mantenimiento de la temperatura y obtención de alimento
• Eliminación de los productos finales del metabolismo: Pulmones: Elimina CO2
Riñones: Elimina úrea, ácido úrico, excesos de iones y agua
SISTEMAS DE CONTROL DEL ORGANISMO
• El organismo tiene muchos sistemas de control, los mas importantes es el control genético que actúa en todas las células para mantener el control del intracelular y el extracelular.
• Dentro de los órganos existen diversos sistemas de control que cumplen la función de regular la interacción entre ellos. Ejemplo:
El hígado y el páncreas regulan los niveles de glucosa en el liquido extracelular
Los riñones regulan las concentraciones de hidrogeno, sodio, potasio, fosfato y otros iones del liquido extracelular
REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL• Sistema barorreceptor:
Es de acción rápida Ubicado en la bifurcación de las carótidas, cayado aórtico Se estimulan cuando se estira la pared arterial
Sistema barorreceptor en PA BAJA
SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN• Definición:
Ciclo de eventos monitorizados constantemente y enviados a la región central
• Componentes: Centro de control: Determina el punto de mantenimiento de alguna
función: ej. Presión arterial, frecuencia cardiaca, temperatura etc.
Receptor: Monitoriza cambios producidos y envía información (impulso aferente). Ante cambios (stress) considerados como estimulo.
Efector: Recibe mensaje (impulso eferente) y emite una respuesta (efecto)
La mayoría de los sistemas de control actúan mediante mecanismos de retroalimentación
• Tipos:
1. Negativos: Si la respuesta invierte el estímulo original. El más habitual: regulación de la glucemia, Pº arterial, concentración de gases sanguíneos, regulación endocrina.
2. Positivos: cuando la respuesta potencia el estímulo original. Es mucho menos frecuente y puede llevar a “circulos viciosos”. Ej.: Coagulación Sanguínea, inducción del parto.
CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS DE CONTROL
RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA
RETROALIMENTACIÓN POSITIVA
• Sistema de Barorreceptores• Sistemas Hormonales:
Hormonas tiroideas
• Parto• Cascada de coagulación
1
2
3
4
MEDIO INTERNO• Es el medio aislado que protege a la célula, es el liquido
extracelular
• Tiene iones y nutrientes para el mantenimiento de la vida celular
• Condiciones especiales del medio interno: Concentración optima de gases, elementos nutritivos y agua Temperatura óptima Volumen óptimo
MEDIO INTERNO:LÍQUIDO EXTRACELULAR E INTRACELULAR
• 65-75% del peso total del cuerpo humano es líquido.
• Se encuentra en constante movimiento
• Contiene iones y nutrientes para mantenimiento de la vida celular
Compartimento intracelular: Líquido en el interior de las
células. 2/3 líquido total
Compartimento extracelular: 1/3 líquido total 2 subdivisiones:
o Plasma sanguíneoo Fluido intersticial
EXTRACELULAR INTRACELULAR• Altos niveles de lo
siguiente:• Na, Cl, HCO3, O• Glucosa • Ácidos grasos• Aminoácidos• Dióxido de carbono
• Altos niveles de lo siguiente:
• K, Mg, PO4
Regulación de sustancias va desde las células a pulmones y riñones para ser excretados
Los mecanismos de transporte mantienen el equilibrio entre el intracelular y el extracelular
COMPOSICIÓN DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES
LEC (plasma + intersticial) LICNa+ 142 mEq/LK+ 4 mEq/LCa+ 2.4 mEq/LCl- 103 mEq/LHCO3
- 28 mEq/LFosfatos 4 mEq/LGlucosa 90 mg/dLAminoácidos 30 mg/dL
Na+ 10 mEq/LK+ 140 mEq/LCa+ 0.0001 mEq/LCl- 4 mEq/LHCO3
- 10 mEq/LFosfatos 75 mEq/LGlucosa 0 a 20 mg/dLAminoácidos 200 mg/dL
• El líquido intersticial tiene una composición muy parecida a la del plasma, pero tiene una concentración muy baja de PROTEÍNAS
• El plasma contiene gran cantidad de proteínas (albúmina, p.e.).
TRANSPORTE DE LIQUIDO EXTRACELULAR
• Etapa 1: movimiento de la sangre por el cuerpo mediante vasos sanguíneos
• Etapa 2: movimiento entre los capilares sanguíneos y en los espacios intercelulares
COMPARTIMENTO O FLUIDO INTRACELULAR• El cuerpo tiene 60% de agua, el compartimento intracelular es el 40% del peso
corporal en litros• El fluido intracelular es primariamente una solución de potasio, aniones
orgánicos, proteínas, etc.• La membrana celular y el metabolismo celular controlan sus constituyentes
• El Fluido extracelular es el 20% del peso corporal en litros
• Se divide en: Fluido intersticial: esta alrededor de las células pero no circula Plasma: fluido que circula como componente extracelular de la sangre Fluido transcelular: se trata de un set de fluidos que están fuera de los
compartimentos normales como LCR, jugos digestivos, saliva liquido sinovial y peritoneal.
CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPARTIMENTOS• Todos los compartimentos o fluidos se encuentran en equilibrio osmótico.• Los iones y pequeños solutos que constituyen el LEC estas en equilibrio con
similares concentraciones en cada subcompartimento.• El volumen del LEC es proporcional al contenido total de sodio.
DISTRIBUCIÓN DEL AGUA SEGÚN EDAD• En niños pequeños: el agua comprende aproximadamente entre el 70 %
y 80% del peso corporal.
• En adultos varones: es aproximadamente el 60% del peso corporal Mujeres: es aproximadamente el 50% del peso corporal ( mas grasa y
menos agua)
AGUA: FUNCIONES• Soporte o medio donde se realizan las reacciones químicas• Amortiguador: térmico• Transporte de sustancias• Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos• Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos• Puede intervenir como reactivo en reacciones de metabolismo aportando
hidrógenos o hidroxilos al medio
MOVIMIENTOS DE LOS FLUIDOS• Osmosis• Osmolaridad
• Presión Osmótica• Presión Oncótica
• Osmosis: flujo de agua a través de una membrana semipermeable desde un compartimento donde la concentración de solutos es más baja hacia otro donde la concentración es mayor
• La osmolaridad (concentración osmolar) depende del nº de partículas y se expresa en mOsm/L
• Presión osmótica (p): Es la presión necesaria para detener el flujo de agua a través de una membrana semipermeable: Fuerza necesaria para evitar la osmosis. La presión osmótica es: indirectamente proporcional a la cantidad de solución.
OSM = g.Cg = número de partículas/mol (osm/mol)C = concentración (mM/L)
UNIDAD DE MEDIDAOsm/L
• Las soluciones hipertónicas son aquellas, que con referencias al interior de la célula, contienen mayor cantidad de solutos .
• Las hipotónicas son aquellas, que en cambio contienen menor cantidad de solutos.
• Las soluciones isotónicas tienen concentraciones equivalentes de solutos y, en este caso, al existir igual cantidad de movimiento de agua hacia y desde el exterior, el flujo neto es nulo (NaCl 0,9 %; Glucosa 5 %)
COMPOSICIÓN DEL PLASMA: MEQ/LLEC, pH = 7.4 (Osm = 290 mOsm/l) // LIC, pH
= 7.15
Presión Oncótica• O también llamada presión coloidosmótica• Es la presión que ejercen las proteínas en el plasma tiene la
propiedad de requerir agua • Entonces: > [ ] > PRESIÓN ONCÓTICA > CANTIDAD DE
AGUA
Presión Hidrostática• Es la fuerza hidrostática de agua que empuja contra las
membranas celulares Sistema vascular:
Presión hidrostática: es la presión sanguínea generada en los vasos
La filtración ocurre cuando el agua es empujada a través de la membrana capilar al espacio intersticial
• Es parcialmente balanceada por la presión oncótica El movimiento neto de agua es parcialmente balanceada por
las fuerzas oncóticas de las proteínas del plasma que jala el agua hacia los capilares
• Difusión.• Difusión facilitada.
• Filtración.• Transporte activo.
MECANISMOS A TRAVÉS DE LOS CUALES EL AGUA Y LOS SOLUTOS PASAN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR• Transporte pasivo
La energía del movimiento proviene de las mismas partículas Difusión simple Difusión facilitada
• Transporte activo Requiere energía y proviene de la actividad de un
transportador cuyo combustible es el ATP BOMBAS DE NA –K ATPASA
DIFUSIÓN• La difusión es el movimiento neto de sustancia (líquida o
gaseosa) de un área de alta concentración a una de baja concentración.
DIFUSIÓN POR CANALES IÓNICOS• A través de una bicapa lipídica y mediante canales proteicos
insertos en la membrana.• La velocidad depende de la [ ] de la molécula transportada• Los canales pueden permanecer abiertos o cerrados de forma
constante según el estímulo eléctrico (voltaje) o de alguna sustancia (hormonas, ligando, ca++)
DIFUSIÓN FACILITADA• Esta mediada por transportadores o carriers que facilitan el
tráfico transmembrana. • Esta mediado por proteínas insertas en la bicapa lipídica• El movimiento es pasivo de una zona de alta a una de baja • Sufren un cambio conformacional para transportar la molécula • Poseen un limite de transporte y dependen de señales como
hormonas• ejemplo: los transportadores de glucosa que dependen de la
de insulina
TRANSPORTE ACTIVO• Depende de ATP• Ocurre contra gradiente de Requiere de un transportador
especializado• Esta limitado por la velocidad y es saturable
• T. A. Primario Utiliza la hidrólisis de ATP
• T. A. Secundario La energía deriva de la diferencia de concentración
generada por el transporte activoo COTRANSPORTE (transporte simporte)o CONTRATRANSPORTE (transporte antiporte)
TRANSPORTE ACTIVO PRIMARIO
TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO: COTRANSPORTE
FACTORES QUE AFECTAN LA DIFUSIÓN A TRAVÉS DE MEMBRANAS
• LIPOSOLUBILIDAD: Cuanto más liposoluble sea un soluto, más fácilmente será atravesado por la membrana.
• PRESENCIA DE TRANSPORTADORES: Si hay transportadores que permitan la difusión facilitada, se podrá atravesar la membrana plasmática.
• TAMAÑO DE LOS POROS: Cuanto más grande sean, más fácilmente entrará el producto.
• TAMAÑO REAL DE LOS IONES: A veces, los iones se juntan con moléculas de agua, de forma que pueden ser más grandes que los poros.
• CARGA ELÉCTRICA DE LOS IONES: Los iones se mueven según su gradiente de concentraciones hasta que se equilibra el gradiente eléctrico.
FISIOLOGÍA CELULAR
• Determinación de las funciones de cada uno de los sistemas orgánicos
• Relación entre estructura y función• Divisiones:
FISIOLOGÍA
Fisiología Celular Fisiología Sistémica S. Nervioso S. Muscular S. Endocrino S. Cardiovascular S. Respiratorio S. Renal S. Reproductor S. Digestivo
ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA• Denominadas organelas:
Membrana celular
Membrana nuclear
Retículo endoplásmico
Aparato de Golgi
Mitocondrias
Lisosomas
Centriolos
ESTRUCTURA FÍSICA DE LA CÉLULA Cubierta membranosa (lípidos y proteínas):
Membrana plasmática Membrana del RE Membrana mitocondrial Membrana de los lisosomas y Ap. Golgi
Poros: para el paso de sustancias a través de la membrana
ESTRUCTURAS MEMBRANOSAS DE LA CÉLULA Compuestas por:
Lípidos y proteínas
Comprenden: Membrana celular Membrana nuclear Membrana del retículo endoplásmico Membrana mitocondrial Lisosomas Aparato de golgi
MEMBRANA CELULAR Características:
Delgada y elástica (7.5-10 nm grosor)
Formada en mayor proporción por proteínas y lípidos 55% proteínas 25% de fosfolípidos 13% de colesterol 4% de otros lípidos 3% de hidratos de carbono
Estructura básica, bicapa lipídica (2 moléculas de grosor). Parte hidrofóbica (porción ácido graso) e hidrofílica (porción fosfato)
Grandes moléculas de proteínas globulares intercalándose a lo largo de la lámina lipídica.
Constituye una barrera fundamental impermeable a iones, glucosa y urea. El O2, CO2 y alcohol (liposolubles) atraviesan esta porción de la membrana con facilidad.
Posee moléculas de colesterol que se encuentran disueltas en la bicapa lipídica. Contribuye a la determinación del grado de permeabilidad a los constituyentes hidrosolubles de los líquidos corporales.
PROTEÍNAS: Conformadas por Glucoproteínas. Tipos de proteínas:
Integrales (toda la membrana): proporcionan canales estructurales (poros), proteínas transportadoras, enzimas.
Periféricas (ancladas a la superficie de membrana, en la parte interna y unidas a las integrales), actúan como enzimas u otro tipo de reguladores.
CARBOHIDRATOS (GLUCOCÁLIZ CELULAR) Se encuentran en forma de glucoproteínas y glucolípidos. La porción
gluco, sobresale hacia el exterior de la célula. Posee proteoglicanos (sust. hidrocarbonadas unidas por pequeños grupos
proteícos) Funciones de las moleculas de
hidratos de carbono (glucocáliz): Están cargadas
negativamente. Punto de anclaje con otras
células Actúan como receptores de
membrana, activando a los segundos mensajeros
Participan en acciones inmunitarias
EL CITOPLASMA Y ORGANELAS CITOPLASMÁTICAS Citosol: fracción soluble compuesto por proteínas, electrolitos
y glucosa
Organelas intracelulares: Retículo endoplásmico:liso y rugoso Aparato de Golgi Lisosomas y peroxisomas Mitocondrias
Dispersos: glóbulos de grasa neutra, glóbulos de glicoproteínas, ribosomas y vesículas secretorias
RETÍCULO ENDOPLASMICO Consta de:
Estructuras tubulares y vesículares aplanadas
Estructuras interconectadas Paredes formadas por bicapa
lipídica membranosa que contiene grandes cantidades de proteínas y similar a la membrana celular
El interior de túbulos y vesículas contiene la matríz endoplásmica. (conectado con el espacio entre las dos membranas de la doble membrana nuclear)
Posee: Ribosomas y retículo
sarcoplásmico rugoso (granular) Retículo endoplásmico agranular o
liso
RIBOSOMAS Y RETÍCULO ENDOPLÁSMICO RUGOSO
Ribosomas: Se encuentran anclados a las
superficies externas de muchas regiones del retículo endoplásmico. Estas zonas se conocen como: Retículo endoplásmico rugoso o granular.
Compuestos por una mezcla de ARN y proteínas (participan en la síntesis proteíca de las células)
Retículo endoplásmico agranular o liso: Parte del reticulo endoplasmico Carece de ribosomas acoplados Actúa en la sintesis de sustancias
lipídicas y otros procesos enzimáticos celulares.
APARATO DE GOLGI Características:
Íntimamente relacionado con el retículo endoplásmico Posee membranas celulares parecidas a las del retículo
endoplásmico liso. Consta de un apilamiento de cuatro o mas capas de vesículas
cerradas, planas y delgadas próximas al núcleo Es importante en células secretoras. Estas expulsan las
sustancias a secretar Conjuntamente con el retículo endoplásmico forman los
lisosomas, vesículas secretoras u otros componentes citoplasmáticos.
LISOSOMAS Organelas vesiculares formadas en el aparato de Golgi y dispersas
a lo largo del citoplasma. Proporcionan un sistema digestivo intracelular (sustancias y
estructuras intracelulares, especialmente las dañadas, partículas alimenticias ingeridas por las células)
MITOCONDRIA Ubicada en el citoplasma
celular Responsable del
metabolismo energético Composición:
2 membranas o bicapa lipídica
Membrana interna tiene plegamientos múltiples formado compartimentos para las enzimas oxidativas Enzimas oxidativas:
Provocan la oxidación de nutrientes formando CO2 y agua liberando moléculas de energía (ATP).
ATP: adenosin trifosfatoImportante para la función celular ubicado en el intracelular como puede difundir al extracelular
NÚCLEO: CENTRO DE CONTROL DE LA CÉLULA Membrana nuclear Nucleolo Cromatina:
a) Contiene grandes cantidades de ADNb) Genes: determinan las características de las proteínas
estructurales, enzimas intracelulares y la reproducción celular