sábado, 23 de julio de 2011

Fisiología








Estudia y comprende las acciones y procesos que realizan los órganos, aparatos y sistemas del cuerpo Humano. Células, Tejidos, Órganos y Sistemas Interactúan en conjunto para lograr la Homeostasia o Equilibrio orgánico. Cada Célula realiza su acción particular contribuyendo a mantener el Equilibrio de los Líquidos Corporales y a realizar actividades tan básicas como: Respiración, Crecimiento, Metabolismo, Reproducción, Excitación, y Contracción, en una entidad funcionalmente indivisible.







CÉLULA
Concepto La Célula:
Es la estructura clave, fundamental y vital del organismo, dotada de todas las funciones del mismo. Es la unidad morfológica y fisiológica, elemento simple dotado de vida propia, de los seres organizados.





Estructura de la Célula:
términos suficientemente estudiados en morfología: materia del primer semestre, sin embargo recuerda:




MEMBRANA CELULAR: Semipermeable, constituída por una doble capa de fosfolípidos y proteínas globulares, discontinua, que deja poros en su estructura. A traves de ella pasan los nutrientes y salen los desechos: por transporte pasivo: no requiere energía, o por transporte activo: requiere energía la toma del ATP que producen las mitocondrias.
CITOPLASMA: constituido 90% de agua y nutrientes, posee estructuras llamadas organelos: mitocondrias productoras de energía en forma de ATP, ribosomas sintetizan las proteínas, retículo endoplasmático regula niveles de calcio, lisosomas hidroliza las sustancias dañinas o extrañas a la célula, aparato de Golgi almacena sustancias indispensables para la célula.
NÚCLEO: contiene los genes (cromosomas) ADN Y ARN responsables de la información genética que se transmite de padres a hijos.

Características comunes a todas las células:

Respiración: capacidad de fijar el oxígeno y eliminar el anhídrido carbónico, a través de la cadena respiratoria, enzimas de la mitocondria.

Asimilación: absorción de sustancias nutritivas, para utilizarlas en los procesos metabólicos, sintetizar nueva materia viva (proteinas por ej.).
Se realiza en el citoplasma celular, y en la mitocondria por las enzimas de la cadena respiratoria, a través de la membrana celular: semipermeable, formada por una doble capa de fosfolípidos en el centro, unidos entre sí por iones con cargas eléctricas; por fuera una doble capa proteíca ( apoenzimas),y globulares, discontinua, se mantienen juntas por las cargas eléctricas en las cadenas laterales de los aa (aminoácidos), las porciones polares se extienden hacia el agua y las porciones no polares hacia los fosfolípidos con cargas eléctricas.

Las Apoenzimas participan en el transporte de electrones, en la fosforilación oxidativa, en el ciclo de Krebs, y en la oxidación de los ácidos grasos.

Crecimiento: aumento de volumen.

Excreción: de los desechos no aprovechados.

Reproducción: multiplicación celular, con formación de otra célula de igual características que la célula que le dió origen.

Muerte Celular: las células son reemplazadas por células nuevas.


Propiedades específicas de algunas células:
 
Excitabilidad o Irritabilidad: capacidad de ser estimulado, ej. célula nerviosa y muscular.
Conductividad: capacidad de transmitir la excitación, como un impulso eléctrico, ej. las fibras nerviosas
Contractilidad: capacidad de responder frente a un estímulo, disminuyendo de tamaño en una dirección ej. célula muscular.

La asimilación de nutrientes, la excreción de los desechos, la excitabilidad, la contractilidad, se lleva a cabo a través de la Membrana Celular, mediante transporte pasivo: no requiere energía, las sustancias pasan de un gradiente de mayor concentración a otro de menor concentración, por difusión y el transporte activo: requiere de energía (ATP) proveniente de la mitocondria celular, el mejor ejemplo lo constituye la Bomba de Sodio/Potasio:




En todas las células de los organismos superiores hay mayor cantidad de sodio extracelular que intracelular, siendo la relación aproximada de 142 a 14 mili equivalentes por litro (mEq/L), respectivamente. El mili equivalente es una medida de cantidad de materia que aporta cargas eléctricas tanto positivas como negativas.
Respecto del potasio ocurre lo contrario, puesto que hay 140 mEq/L en el interior de la célula y solo 4 mEq/L por fuera.

La bomba de sodio y potasio es una proteína presente en todas las membranas plasmáticas de las células, cuyo objetivo es eliminar sodio de la célula e introducir potasio en el citoplasma.

Ese intercambio permite mantener, a través de la membrana, las diferentes concentraciones entre ambos cationes. La proteína transmembrana “bombea” tres cationes de sodio expulsándolos fuera de la célula y lo propio hace con dos cationes de potasio al interior de ella. De esa forma se genera un potencial eléctrico negativo intracelular. Este mecanismo se produce en contra del gradiente de concentración gracias a la enzima ATPasa, que actúa sobre el ATP con el fin de obtener la energía necesaria para que los nutrientes puedan atravesar la membrana celular y llegar al citoplasma.


HOMEOSTASIA




Equilibrio, Estabilidad, Regulación del Ambiente interno del organismo para conservar las constantes fisiológicas en los líquidos corporales. 





Equilibrio Hidroelectrólitico: proporción normal entre el agua y los iones, tanto en el interior como en el exterior de la célula.
Estos líquidos se encuentran en dos compartimientos: el Compartimiento Intracelular 
y el Compartimiento Extracelular, conformado éste último por los líquidos Intersticiales (incluida la linfa, constituye 15% del peso corporal) e Intravasculares mejor conocidos como el Medio Interno, constituye el 5% del peso corporal, cuyas composiciones electrolíticas son semejantes, los iones predominantes son Na y Cl



Todos los tejidos y órganos realizan funciones que mantienen las constantes fisiológicas, así tenemos, algunos ejemplos:
Aparato Respiratorio: realiza el intercambio entre el Oxígeno atmosférico y el Dióxido de Carbono producto del metabolismo celular, regula concentraciones de CO2 en Líquidos Extracelulares, concentraciones muy altas de CO2 excitan el tallo encefálico(centro respiratorio) aumentando la frecuencia y profundidad de la Frecuencia Respiratoria, en consecuencia aumenta la pérdida de CO2 en sangre y Líquido Intersticial hasta valores normales.

El Aparato Digestivo: realiza la transformación de los alimentos ingeridos a nutrientes absorbibles aprovechables para el desarrollo y crecimiento, y a través de Hígado y Páncreas regula la concentración de Glucosa en Líquidos Extra celulares.

El Aparato Urinario: mantiene los niveles de agua y electrolitos, formando orina para excretar el exceso, y los productos tóxicos, regulando concentraciones de H+, Na+, K+, P04, entre otros en los Líquidos Extra celulares.
Al fallar este gran mecanismo regulador, habrá déficit del volumen de líquidos (disminución de la micción, orina muy concentrada) o excreción aumentada de la misma.

La Homeostasia del Medio Interno se logra con el equilibrio de las sustancias positivas y negativas, ácidas (producen iones de H+ al entrar en contacto con el agua, ej. H2CO3 ácido carbónico que es un ácido orgánico débil que no daña el organismo, al ionizarse se produce HCO3 + H+) y básicas ( producen iones OH- oxidrilos, captan iones de H+ al entrar en contacto con el agua, ej el amoniaco NH3 se transforma a amonio NH4) este equilibrio ácido/básico es mejor conocido como el pH cuyo concepto es la concentración de iones de H+.
Por ello el pH del agua es 7 neutro porque reacciona con ácidos y bases produciendo otros compuestos.
El pH arterial compatible con la vida oscila entre 7.3 a 7.5 promedio 7.4

Una de las funciones homeostásicas más críticas es la regulación de la composición química de los fluidos corporales. Esta función, en los vertebrados, es llevada a cabo por los riñones.

El mantenimiento del balance hídrico implica igualar la ganancia y la pérdida de agua.
La principal fuente de ganancia de agua en la mayoría de los mamíferos se encuentra en la dieta .
También se forma agua como resultado de la oxidación de las moléculas de nutrientes (ej. al combinarse glucosa con el oxígeno glucolísis: se produce ácido pirúvico, ATP (energía), CO2 Y H2O ).

Se pierde agua en las heces y en la orina, por la respiración y a través de la piel. Aunque la cantidad de agua absorbida y eliminada puede variar notablemente de un animal a otro y también de un momento a otro en el mismo animal, el volumen de agua del cuerpo permanece constante.

Para medir el pH utilizamos la ecuación matemática que equivale al logaritmo negativo de la concentración de H+ el cual es muy inestable, por ello utilizamos las sustancias ácidas y básicas comunes en sangre en estado de disociación, lo que equivale a su pK, propuesta por Henderson Hasselbach utilizamos la ecuación matemática: en el numerador colocamos el valor de la concentración de Bicarbonato(base) en sangre y en el denominador la presión de Dióxido de Carbono(ácido), cambios en el bicarbonato producen cambios proporcionales con acidemia o alcalemia; cambios en el denominador producen cambios inversamente proporcionales, con acidemia o alcalemia.

Los Líquidos Intra y Extracelulares contienen aproximadamente igual número de Aniones (elementos con carga negativa) y Cationes (elementos con carga positiva), igual dentro y fuera de la célula, creando un estado de Reposo o Potencial de Membrana, el cual varía ante estímulos, generando un potencial de acción para estimular la célula y realizar sus funciones.

La característica más importante de la membrana celular, es que posee una Bomba de Sodio (o proteína de membrana), que lo impulsa al exterior de la célula y una Bomba de Potasio que lo impulsa al interior de la célula; el potasio difunde con mayor facilidad que el sodio, (se desconoce la razón), otras sustancias aniones de fosfatos, sulfatos y proteínas, difunden poco o casi nada.

Por otro lado, mínimos cambios del pH causan alteraciones en la intensidad de las reacciones químicas, por lo que sabiamente, el organismo dispone de Sistemas Especiales de Control o Sistemas Buffers o Amortiguadores Ácidos/Básicos.

Sistema Bicarbonato/ Ácido Carbónico, en sangre
Sistema Fosfato Sódico / Ácido Fosfórico, en túbulo renal
Sistema Proteínas en el Citoplasma y en sangre, mención especial de la Hb hemoglobina que amortigua el O2, dependiendo de las necesidades de los tejidos, las albúminas como transportadoras de sustancias especialmente: nutrientes, drogas y venenos y las globulinas que neutralizan los radicales libres OH- y COO- producto del metabolismo celular.


LA NEFRONA:
UNIDAD ANATÓMICA Y FUNCIONAL DEL RIÑÓN





Constitución:

1.- Corpúsculo de Malpighi conformado por:
Glomérulo Renal: capilares provenientes de la Arteriola Aferente Renal, distribuidos en paralelo, en forma de ovillo, a una presión de 70 mmHg cuya función es filtrar el plasma hacia la
2.- Cápsula de Bowman
3.- Túbulo contorneado proximal (TCP) sus células son permeables al agua
4.- Asa de Henle: tubos comunicantes, en forma de U con una porción descendente delgada permeable y una porción ascendente gruesa e impermeable
5.- Túbulo Contorneado Distal (TCD) es impermeable, solo se hace permeable en presencia de la Hormona Aldosterona
6.- Túbulo Colector: reabsorbe en presencia de HAD (Hormona Anti diurética) en él desembocan varios TCD de diferentes Nefrona

Función Renal:





La excreción es un proceso altamente selectivo. Los riñones tienen una función excretora, son órganos reguladores. La regulación química implica la retención de moléculas de nutrientes tales como la glucosa y los aminoácidos, también el mantenimiento de concentraciones controladas de los iones. Iones tales como el Na+, K+, H+, Mg2+, Ca2+ y HCO3- desempeñan papeles vitales en el mantenimiento de la estructura de las proteínas, de la permeabilidad de la membrana plasmática y del pH sanguíneo, así como en la propagación del impulso nervioso y en la contracción de los músculos.

Exocrina: Forma orina, eliminando del organismo sustancias en exceso y tóxicas productos terminales del metabolismo celular: úrea, creatinina, ácido úrico, sulfatos, fenoles, controla las concentraciones de los líquidos corporales: agua, y electrolitos, iones de sodio, potasio, calcio, fosforo, magnesio, cloruro, bicarbonato.




Endocrina: produce y libera hormonas:
1) Renina actúa controlando la Tensión Arterial. Es producida por el Aparato Yuxtaglomerular de la Médula Renal,en condiciones de disminución o pérdida del Na e Hipovolemia, actúa sobre el
Angiotensinógeno Plasmático transformándolo en

Angiotensina I ésta es transformada por la enzima convertidora presente en los pulmones en
Angiotensina II (potente vasoconstrictor por sí mismo), que estimula la producción de
Aldosterona en la Corteza Suprarrenal (receptores de Aldosterona) permitiendo re absorción de agua, sodio y cloruro, y secreción de Potasio, en el TCD incrementando el volumen sanguíneo y por consiguiente la Tensión Arterial.

Cabe mencionar que la disminución de Na estimula el centro del apetito con aumento de la apetencia por la sal. Y liberación de HAD (hormona Antidiurética o vasopresina por parte de la neuro hipofisis, para estimular reabsorción de agua e iones en el túbulo colector y distal, y recuperar la Volemia.
El mecanismo de Renina- Angiotensina- Aldosterona, se reduce en un 50% en pacientes Hipertensos o con exceso de ingestas de Na.

2) Factor Eritropoyético: formando sangre en casos de Hipoxia e Hipovolemia.


Etapas en la formación de orina:
1) Filtración:
El Glomérulo filtra el plasma sanguíneo, el ultra filtrado es recogido por la cápsula de Bowman, pasa luego por el Túbulo Proximal donde comienza la etapa de:

2) Reabsorción:
Hacia los capilares peritubulares los cuales se encuentran a una presión menor de 14 mmHg, se reabsorbe: agua, glucosa, aminoácidos y electrolitos, Iones de sodio, potasio, calcio, fosfato, urato y bicarbonato por difusión o sea transporte pasivo. Iniciándose en el Túbulo Contorneado Proximal, la transformación del filtrado glomerular en orina (hipotónica).


Continúa el proceso de Reabsorción en el asa de Henle por un mecanismo de Contracorriente: mediado por el transporte activo de iones de cloro, en el asa ascendente de Henle.
Diferencias de permeabilidad en ambas ramas de Henle: descendente (permeable) y ascendente (impermeable), siendo los nutrientes absorbidos por transporte activo.
Aumento de la concentración de sodio y urea en la zona medular del riñón y flujos en dirección opuesta de los vasos rectos de la médula renal en consecuencia la orina se concentra de solutos.

La Reabsorción continúa en el Túbulo Distal solo en presencia de la Aldosterona quien permite retener agua sodio y cloruro y secretar potasio de tal forma que la orina se torna ácida, pero aún hipotónica, en virtud de la contracorriente de la urea. A esta etapa algunos la llaman de Secreción.

3) Excreción: al exterior del cuerpo de las sustancias indeseables, a través de los túbulos colectores, los cuales reabsorben en presencia de HAD (hormona anti diurética) intercambiando iones de H+ y amoniaco por bicarbonato y potasio, tornando la orina hipertónica.


MECANISMO DE CONTRACORRIENTE







DEL SODIO Y LA UREA:


Mecanismo que se realiza en el Asa de Henle de la Nefrona. En la parte gruesa de la rama ascendente del asa de Henle existe un transportador (proteína transportadora de membrana) que extrae el sodio activamente de la luz tubular y lo transporta al intersticio medular.

De este modo, se crea una mayor concentración de sodio en el intersticio de la médula renal. Por este motivo, además, el líquido que llega al túbulo distal es hipotónico: tiene una concentración menor de sodio que en el túbulo proximal, porque parte del sodio que entra en el asa de Henle se queda atrapado en la médula renal.

La urea se va concentrando a lo largo del túbulo, a medida que el agua va siendo reabsorbida y parte de la urea permanece en el túbulo. La parte más baja del túbulo colector es permeable a la urea, por lo que en ese lugar la urea sale al intersticio de la médula renal. Esta urea entra de nuevo en la rama ascendente del asa de Henle, de manera que recircula y se concentra en la médula renal, de forma parecida a como sucede con el sodio.

Por los mecanismos de contracorriente explicados anteriormente se produce una elevada concentración de sodio y urea en la médula renal, por lo que el agua tiende a salir del túbulo colector en su parte baja, por gradiente osmótico. En presencia de vasopresina (HAD) la pared del túbulo colector es permeable al agua, por lo que ésta sale al intersticio y se reabsorbe. Si no hay vasopresina en el medio, la pared del túbulo es impermeable al agua, ésta continua por el túbulo y se excreta. De esta manera la vasopresina puede regular la cantidad de agua que se excreta, para que la eliminación de agua sea igual a la ingesta.




LINFA






Es la vía accesoria por la cual el exceso de los líquidos del Espacio Intersticial, pueden regresar a la sangre, dicho líquido recibe el nombre de Linfa.
Pueden drenarse proteínas degeneradas, virus, bacterias...fuera del espacio tisular, lo cual es de suma importancia, porque sin él la circulación capilar colapsaría y moriríamos intoxicados en 24 horas.

A excepción de epidermis y SNC (sistema nervioso central, cuyo drenaje se realiza a través del LCR líquido céfalo raquídeo), todos los demás tejidos poseen sistema linfático.




El drenaje linfático se realiza del tejido al Capilar Linfático Terminal (gráfico que se muestra en pantalla), los cuales son de alta permeabilidad, para permitir el paso de moléculas de gran tamaño.
Los capilares están constituidos por células endoteliales especiales, y presentan válvulas que se abren al interior del linfático, por el impulso del líquido intersticial, la circulación retrógrada de la linfa cierra la válvula, impidiendo que la linfa se regrese, hasta vaciarse en la circulación venosa, (a nivel de la subclavia desembocando en la yugular) .

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Factores que rigen la Intensidad del Flujo Linfático:

Presión Tisular:
-Aumento de la Presión Capilar
-Disminución de la Presión coloidosmótica del Plasma
-Aumento de Proteínas en el Líquido Intersticial
-Aumento de la Permeabilidad de los Capilares.

Bomba Linfática:
-Contracción Muscular
-Movimiento pasivo de los órganos
-Pulsación Arterial
-Compresión Exterior de los Tejidos.
El sistema linfático posee también Ganglios Linfáticos: Cervicales, Centinelas, Axilares, Abdominales, Inguinales, cuyas células son encargadas de destruir las bacterias.

Otros Líquidos Fisiológicos especiales lo constituyen el Humor Acuoso, el Vítreo, la Endo y Peri linfa, el Sinovial entre otros.
Y entre los patológicos el Edema, la Ascitis que serán tratados en Fisiopatología. Rosa marchita





PLACA NEUROMOTORA


Propósito es la Contracción del Músculo
ya sea del músculo estriado o voluntario, liso o involuntario, y el cardíaco especializado.




Mecanismo Fisiológico:




aprobación
La fibra nerviosa hace contacto en la parte media del Sarcolema (membrana celular muscular), el extremo del nervio se ramifica e invagina y forma la estructura compleja conocida como:
Placa o Pie Terminal, el cual posee numerosas vesículas: Mitocondrias que proveen la energía y sintetizan el Neurotransmisor AcetylColina; alrededor de las vesículas existen acúmulos de Colinesterasa que es la enzima que inactiva a la AcetylColina.

El Sarcolema presenta pliegues que aumentan la superficie de acción del Neurotransmisor, entre el pie terminal y el sarcolema existe un espacio:
la Hendidura Sináptica, rica en sustancia fundamental, donde fluye el líquido intersticial y se drena la AcetylColina, en el momento de la excitación del nervio, al crear un Potencial de Acción, permeabilizando el Sarcolema al ión Sodio, para permitir la Contracción Muscular.


Analicemos:
POTENCIAL DE ACCIÓN
Son la serie de cambios sucesivos y rápidos (fracciones de segundos, mediado por concentraciones bajas de Calcio y Magnesio en sangre), que ocurren en el Sarcolema y que se presenta en dos fases:

Despolarización o Potencial Invertido: donde penetra el sodio al interior de la célula y sale potasio, creando un estado positivo dentro de la célula.

Seguido de la Repolarización: difunden los iones de potasio al interior celular para restablecer el potencial de Reposo del Sarcolema.

Diferencias de la contracción muscular en el músculo liso:

• Es involuntario, controlado por el Sistema Nervioso Neurovegetativo y sus fibras nerviosas carecen de mielina.
• Posee otros Neurotransmisores además de AcetylColina, a saber: Adrenalina, IsopropilAdrenalina, Noradrenalina, con efectos antagónicos entre ellas.
• Existen Sustancias Receptoras alfa y beta en los Sarcolemas que rigen qué sustancia las excitará o inhibirá.
• La Despolarización es lenta, el Potencial de Acción es mas largo 100 milésimas de segundo.


TEORIA DE LA CREMALLERA

CONTRACTILIDAD: Es una Propiedad especial de las células musculares, en virtud de la cual disminuye la longitud del músculo contraído.
En el Citoplasma de la Célula Muscular existen Fibrillas que contienen filamentos con Proteínas Contráctiles:

Actina- Tropomiosina son filamentos delgados, largos e Isótropos a la luz Polarizada, se conocen como Bandas I (claras).

y filamentos de Miosina- ATP son filamentos gruesos, Anisótropos, se conocen como Bandas A (oscuras).

Ambas Proteínas en sus lugares reactivos tienen cargas negativas, (cargas iguales se repelen) estando separadas en reposo; cuando la célula es estimulada y ocurre un Potencial de Acción en el Sarcolema, se distribuye por toda la Membrana (Ley del Todo o Nada) con aumento de su permeabilidad, el retículo sarcoplásmico libera de los túbulos cantidades bajas de iones de Calcio, con carga positiva, y mínimas del ión Magnesio, también con carga positiva, los cuales permiten el deslizamiento de las proteínas: Actina-Tropomiosina / Miosina-ATP en presencia de Oxígeno, fijándose los filamentos unos a otros, permitiendo la Contracción Muscular.



Posteriormente se libera la Enzima ATPasa, la cual rompe la unión del Calcio entre los puentes cruzados de Actina/ Miosina, terminando la Contracción, todo ello requiere energía ATP que la toma de las Mitocondrias, esta explicación Huxley la propuso y se conoce como la Teoría de la Cremallera, donde los elementos laterales del cierre son la Actina /Miosina y el elemento central que sube o baja el cierre es el ión Calcio Y Magnesio.sorpresa




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