2. Buena ciencia conduce a buena tecnología. Si
estamos por el avance de la tecnología en
acuicultura, para encontrar cambios y
espectativas en el futuro, podemos hacerlo
pero haciendo buena ciencia.
Anderson, 1999.
El futuro de la acuicultura puede estar seguro
solamente, usando una herramienta
tecnológica apoyada por una base científica
excelente de sus practicantes.
Anderson, 1999
3. Cada cosa tiene su explicación de mecanismo
en los niveles inferiores y su significancia en
los niveles superiores.
George Bertholo.
En fisiología, hay siempre dos cosas por
considerar:
1. El organismo 2. El ambiente
Claude Bernard
4. ORGANISMO
Determin
an la
interacci
ón a
todos los
niveles
Órganos
Tejidos
Células
Organelos
Proteínas
Lógica química de la vida
• Interacción de CHON ≠s
• Propiedad CHON → estructura
• Sec. AA → sec. nucleótidos
• Ac. Nucleicos → material
genético
5. Control del
cambio
FISIOLOGÍA
Analizar y entender
Conocer y entender
(acontecimientos y
act. FUNCIONES)
Comprender en
términos físicos
y químicos los
mecanismos que
ocurren en los
seres vivos (a
todo nivel:
celular hasta el
animal completo)
Ciencia compleja y
variada
División:
•General
•Celular
•Del órgano
•Ambiental
•Respiración
•Reproducción
•Digestiva
Áreas de
solapamieto
•Amplia variedad de fenómenos
funcionales
•Gran N° de sps.
•Gama de niveles de organización
Población
Moléculas
Átomos
6. F. sistémicaF. sistémica
S. NerviosoS. Nervioso
S. MuscularS. Muscular
S. EndocrinoS. Endocrino
S.S.
CardiovascularCardiovascular
S. RespiratorioS. Respiratorio
S. RenalS. Renal
S. ReproductorS. Reproductor
S. DigestivoS. Digestivo
8. No es la
misma
25,50,10 años
FISIOLOGÍA
Investigación
acelerada
Aparición de
nuevas técnicas e
instrumentos
Ciencia de
carácter
cambianteNuevos
conocimientos no
anulan los
antigüos
Fis. de los
organismo
s
acuáticos
Adicionar
Creer en
ellos
Historia
evolutiva
Planeta
Leyes físicas
Química
Vida: Procesos
biológicos
fundamentales
son compartidos
por todos los
animales
9. HISTORIA
- Hipócrates (420 a.c.)
- Aristóteles (384 – 322 a.c.)
- Harvey (1578 – 1657)
casi no
Observación ----------- Hipotetización
-----------Experimentación
Son importantes los trabajos de Albrecht von Haller y Lázaro
Spallanzani.
Es la dedicada a la fisiología, decía
que era anatomia animata y a partir
de su obra queda considerada como
“pura ciencia del movimiento vital”.
Al tratar de resolver el problema
biológico fundamental de ¿qué es la
vida? a través de la
experimentación, resultó el
concepto de irritabilidad.
Su mejor contribución a la
ciencia: sus investigaciones que
tocaron cuatro puntos
principales: la generación de los
seres vivos, el proceso digestivo,
el proceso de la circulación
sanguínea y la naturaleza del
fenómeno respiratorio.
10. 1628: Harvey : Idea sistema circulatorio cerrado.
“Excercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinisin
Animalibus”-
explica como empleando
la observación,
experimentación y
deducción, pudo refutar
a Galeno acerca del
flujo y reflujo de la
sangre y presentar así la
idea de un sistema
circulatorio cerrado.
Fue el primero además,
que utilizó el análisis
matemático para dar
solución a un problema
fisiológico.
11. Claude Bernard
Bernard es considerado el
máximo fisiólogo de la historia,
contando en su haber la
propuesta de medio interno, sus
fundamentales estudios sobre la
función glucogénica del hígado,
la digestión pncreática, la
inervación vasomotora, la
iniciación de la teoría de las
secreciones internas y la
formulación precisa de los
objetivos de la fisiología general.
De Bernard pudo alguien decir
que “no es solamente un fisiólogo,
es la fisiología misma”.
F. Moderna → 1865, con C. Bernard → Introducción a la
Medicina Experimental
12. En los años 1700 avances en estudios de respiración. John
Mayow mostró que aire era una mezcla.
In the 18th century:
Joseph Priestley la proporción de O2 necesario para la vida es = a la
proporción necesaria para la combustión
Antoine Lavoisier, mostró que el CO2 es el producto de la respiración.
18th- and 19th-Century Physiology
Hermann Boerhaave y Albrecht von Haller, introdujeron la idea de
que en la fisiología se presentaban fenómenos físicos y químicos.
Haller 1º en demostrar que la materia posee irritabilidad.
Luigi Galvani mostró que el músculo del sapo podría contraerse por
estimulación eléctrica.
Spallanzani investigó la actividad del jugo gástrico en digestión y
fertilización e inseminación artificial en animales inferiores.
13. Jan Baptista desarrolló concepto de gases y sugirió el uso
de álcalis en el tratamiento de disturbios digestivos.
Giovanni Alfonso Borelli publicó estudios de la locomoción animal
sugirió que la base de la contracción muscular se encuentra en
la fibra muscular.
Anthony van Leeuwenhoek dio las primeras descripciones de
glóbulos rojos y espermatozoides.
Marcello Malpighi demostró la existencia de capilares y estudió
la fisiología del riñón, hígado y bazo.
Thomas Wharton, demostró la secreción salival.
Regnier de Graaf descubrió la función glandular de los folículos;
también estudió el jugo pancreático y bilis.
Richard Lower fue le primero en transferir la sangre de un animal
a otro
14. Avances del siglo 20: descubrimientos de nuevas hormonas,
reconocimiento del rol vitaminas; descubrimiento del tipo de sangre;
desarrollo del electrocardiograma y electroencefalograma, etc.
La primera mitad de 20th fue importante para la comprensión de los
reflejos.
Descartes: como un concepto filosófico para distinguir los
reflejos involuntarios de los animales de las reacciones racionales
de humanos
Zoologistas alemanes dividieron a los reflejos en sus
componentes
Charles Sherrington, mostró que los reflejos funcionan como una
unidad del sistema nervioso
15. CAMPOS DE LA FISIOLOGÍA
Morfología y Fisiología
Fisiologí
a y
Genétic
a
Fisiología
Comparada
Fis. Celular y
General
16. • E y F son 2 entidades
inseparables
• Más sutil en los niveles más
bajos
• Frey Wyssling: la ≠ es el TIEMPO
Morfología
Animal muertos. Describe
atributos espaciales y físicos
Fisiología
Animal vivo
Morfología y Fisiología
19. Fisiología Celular y
General
(período de categorización – caracterización)
1a
fase → morfofisiológico tipos celulares
(Enfasis fis. cambios de estructura → papel Nu en la célula
2a
fase → Interés por sustancia de células: Protoplasma Von Moh
(1846)
Schuttze (1861) → todas las células
Vida basada en sustancia física, analizable por sus
propiedades
físicas y químicas: Teoría del protoplasma. Hertwing
3a
fase → 1940 → organelos celulares, protoplasma no sust.
homogénea
Interesada en
estructura y función de
las células
Principios básicos para entender
la actividad de todos los seres
vivos
Teoría Celular
Leyes F y Q, campo +
anplio pero necesita
de FC
20. A nivel celular hay > semejanza que diferencia → cél.
especializadas
FISIOLOGÍA COMPARADA Y EVOLUCIÓN
Describe y compara: mecanismos que existen en diferentes
organismos → problemas fisiológicos
- Animales diferentes genéticamente ← Sist. Fisiol. similares
- Animales cercanos genéticamente ← Sist. Fisiol. diferentes
Responde preguntas relacionadas a las capacidades fisiológicas
de los animales respecto a su E
Se pone énfasis en estudios de órganos o sistemas de órganos → a
este nivel se adaptan con > facilidad a nuevos ambientes:
21. FC → FE → ya que la FE examina al animal dentro del contexto de
las adaptaciones y sólo aquel animal que desarrolla mecanismos
adecuados para enfrentarse al medio ambiente podrá habitarlo.
Respecto a la Fisiología Evolutiva, usa métodos y técnicas de la
biología evolutiva para entender la evolución de los animales
desde un punto de vista fisiológico, empleando marcadores
fisiológicos en lugar de marcadores anatómicos.
Para un gran número de problemas existirá cierto
animal para elegir, o un grupo de estos animales, en
los cuales el problema será más convenientemente
estudiado” August Krogh (1929).
Disciplina conexa
23. GENÉTICA Y FISIOLOGÍA
•Información contenida en ADN es el resultado de muchas
generaciones de selección
Mutación + Mutación -
Favorecen la supervivencia
⇒reproducción
Evolución Darwin detalles básicos estructurales de todos los
seres vivientes es evidente que ha habido una evolución
funcional
Evolución
Leyes físicas y químicas
Solamente puede actuar
Estructura y función de los seres vivo están limitadas por las
propiedades fundamentales físicas y químicas de los elementos y
Ha determinado
A través de la SN
24. Estructura y función y aún
comportamiento
• Weissman
Proceso oculto de la evolución : “Supervivencia DNA
(gametos)
Codifica una
sp.
Se pierde una
sp
Si se pierde
DNA
Cél. Somáticas
Simbiosis
Han evolucionado con el propósito
final de supervivencia del ADN de
células germinales de la sp.
A través de SN
26. CONCEPTOS FISIOLÓGICOS FUNDAMENTALES
1) EXPERIMENTACIÓN:
Observación → Hipótesis → Experimentación →
Repetición
Bioló ,Físi., Quim.
explicación
Dejó de ser teórica
validar
Bajo condiciones controladas
2) VITALISMO: Vida es el resultado de una fuerza vital (sust.
Especial).
Aceptada por la
mayoria desde
Aristóteles
La vida está dotada de características no presentes en el
mundo inanimado, los compuestos eran de naturaleza
diferentes al mundo inanimado, y su organización es
irreconciliable con las leyes de la física y química. Las
sustancias orgánicas sólo pueden ser producidas por
seres vivos. Fue traído abajo cuando se pudo sintetizar
úrea sintéticamente
27. 3) MECANICISMO: Reemplazó gradualmente al vitalismo
Vida se basa en material y leyes no difierente del mundo inanimado.
La vida era causa y efecto del mundo inerte. y podría explicarse en
definitiva, en términos físicos y químicos. Descartes la utilizó
totalmente aunque no la aceptó para la explicación de las funciones
mentales y del alma del hombre.
materiales y leyes = Mat . y Leyes
mundo animado Mundo inanimado
El mecanicismo es una doctrina filosófica que afirma que la única
forma de causalidad es la influencia física entre las entidades que
conforman el mundo material, cuyos límites coincidirían con el mundo
real. Teoría que explica que todos los procesos, incluyendo los psíquicos,
por las leyes fisicoquímicas y no admiten otros principios explicativos.
Vida causa – efecto del mundo inanimado
28. 4) FINALIDAD:
La vida está orientada hacia un objetivo y que evoluciona hacia una meta o
propósito final
La vida tiende a esa
meta Evolución
No por el proceso evolutivo
mismo
META
Supervivencia del DNA de las cél.
germinales
sino que el proceso evolutivo es determinado
por la meta final que se pretende alcanzarTELEOLOGIA
De acuerdo con la naturaleza de los sistemas de
retroalimentación que usan los organismos para la
regulación y el control, las metas son parte de la
estructura misma de tales sistemas. Es decir, la
orientación de la vida hacia una meta, se considera una
idea útil sin que se crea en la invocación de fuerzas
vitales, o en un propósito o voluntad consciente.
29. 5) REGULACIÓN: Infiltrado en pensamiento fisiológico.
Sist. Biológicos no sólo reaccionan, sino que REGULAN o
CONTROLAN esas reacciones
•C. Bernard. 1855: todos los órganos liberan
sustancias que controlan y estabilizan el medio interno ←
precursor de la regulación química
1879: Estabilidad del medio interno requisito para la
supervivencia, al descubrir la habilidad de los mamíferos
en mantener su medio dentro de rangos estrechos
Unicelulares
pluricelulares
Constancia medio interno → fenómeno
universal
31. Invadieron ambientes osmóticamente
difíciles como el agua dulce
Regulación por parte de la membrana, el
transporte activo y otros mecanismos que
permiten mantenerlos dentro de límites
favorables para la célula
Los procesos reguladores dependen del
principio
RETROALIMENTACIÓN
32. Cannon: Homeostasis → del griego homeo: = y "stasis“:
posición
Constancia medio interno y mecanimos fisiológicos que lo
determinan. Recibió Premio Nobel en 1932 (The Wisdom of
the Body“)
Mantenimiento del organismo dentro de límites que le
permiten desempeñar una función de manera adecuada
33. El importante papel tanto del sistema nervioso como del endocrino
en el mantenimiento de los mecanismos de regulación.
1. El concepto de nivel tónico de actividad. La cita de Cannon, "un
agente puede existir cuando tiene una moderada actividad que
puede variar ligeramente arriba o abajo.
2. El concepto de controles antagónicos. "Cuando se conoce que un
factor puede cambiar un estado homeostático en una dirección,es
razonable buscar un factor o factores que tienen efectos opuestos
3. El concepto de que señales químicas puede tener diferentes
efectos en diferentes tejidos corporales. "Agentes homeostáticos,
antagonistas en una región del cuerpo, pueden ser agonistas o
cooperativos en otras regiones".
Cannon propuso un número de propiedades de la
homeostasis que fueron confirmadas posteriormente y que
se irán encontrando repetidamente durante el estudio de
cada uno de los sistemas. Cannon propuso cuatro, aunque
se pueden ampliar a 7:
34. 5. La homeostasis es un proceso continuo que implica el registro y
regulación de múltiples parámetros.
6. La efectividad de los mecanismos homeostáticos varía a lo
largo de la vida de los individuos.
7. Un fallo de los mecanismos homeostáticos produce
enfermedad. En situaciones en las que el cuerpo no puede
mantener parámetros dentro de su rango de normalidad, surge
un estado de enfermedad o una condición patológica.
Las tres propiedades que rigen un sistema homeostático
son:
Estabilidad: Sólo se permiten pocos cambios en el tiempo.
Equilibrio: Los sistemas homeostáticos requieren una
completa organización interna, estructural y funcional para
mantener el equilibrio.
Impredecible: El efecto preciso de una determinada
35. Fue un continuador de la hipótesis que estableció Bernard, poniendo
de manifiesto no solo la estabilidad relativa de la composición de los
fluidos corporales de muchos organismos, sino también la relativa
constancia de la organización y del funcionamiento dentro de las
células, tejidos y órganos.
La gran relevancia de Cannon, fue sobre todo el acuñar el término
de homeostasis para referirse a la suma total de esta constancia
interna, estructural y funcional.
El término implica no solo la condición de estabilidad en sí misma,
sino también a los innumerables procesos fisiológicos implicados en
su mantenimiento. Para Cannon, la homeostasis era la piedra de
toque de una vida muy evolucionada, y por tanto, como diría Ilya
Prigogine, una de los procesos naturales más disipativos de energía
de la naturaleza.
Cannon sostenía que los seres eran más
evolucionados, a medida que eran capaces de
incrementar su grado de homeostasis.
36. Finalmente se cree
que la evolución de la
homeostasis ha sido el
factor determinante
que ha permitido a los
animales aventurarse
a invadir ambientes
hostiles.
41. • Prosser: Homeoquinesis → posición
Constancia medio interno por actividad locomotora o
cambios en la producción de energía metabólica que
permiten sobrevivir frente a cambios en el medio
externo.
Por ejemplo, las condiciones desfavorables determinan
un incremento general de la actividad locomotora y una
mayor posibilidad de que el animal se desplace a
ambientes más favorables, en tanto que el estar en
ambientes favorables conduce a una disminución de la
actividad locomotora para que el animal pueda
permanecer en ese ambiente.
Resp. Conductuales y no
homeostáticas
Enantiasis → la actividad enzimática se mantiene
constante
42. Medio Interno: Se refiere a los fluidos que rodean a las
células, es decir los líquidos corporales de un animal en el que
viven las células: sangre circulante, líquido intersticial, líquido
celómico, etc. El concepto fue muy bien precedido e
influenciado por el filósofo Augusto Comte: La vida sólo es
posible cuando existe armonía entre estructura y medio
Fluido celómico
43. CondicionesCondiciones
esenciales delesenciales del
medio interno:medio interno:
ConcentraciónConcentración
óptima de gases,óptima de gases,
elementos nutritivos,elementos nutritivos,
iones y aguaiones y agua
Temperatura óptimoTemperatura óptimo
Volumen óptimoVolumen óptimo
44. m.e
Rmaduro
inm
aduro
m.e m.e
m.i. m.i. m.i.R
C
C
¿Por qué cambia el medio
interno?
Líquidos corporales Act. Celular
Medio
externo
aquéllas que no resisten cambios
ambientales
Un
conformador
otras que sí resisten
Debe asegurar
su supervivencia
Vive en ambientes
poco cambiantes como
el fondo del mar
Al no tener
mecanismos
homeostáticos
45. Un
regulador
posee células que pueden resistir sólo
pequeñas variaciones de su medio
interno
pero pueden habitar ambientes cambiantes
en la medida de que sus mecanismos
homeostáticos mantienen constante
su medio interno.
46.
47. 6) ADAPTACIÓN
Cambios, respuestas o conjunto de mecanismos funcionales
que favorecen la supervivencia → cambios m.a.
La selección natural la adaptación fisiológica, procesos
que permiten a los animales sobrevivir en ambientes con
condiciones diferentes y que están genéticamente determinadas y
codificadas en el ADN
Compensación es el término más adecuado
-Homeostasis →. Es uno de tales conjunto de mecanismos
adaptadores
La adaptación además incluye:
• Aclimatación → resp. crónica
• Aclimatización días o semanas
Min – horas
Resp. aguda
Ambas pueden desviar los límites para el cambio del medio
interno tanto en conformistas como en reguladores.
48. Cuando la aclimatización responde a cambios prolongados del m.a.
ESPECIACIÓN
•No todos se aclimatizan → cambian su estado fisiológico:
Mecanismos que permite vivir al animal en
términos relativamente normales
ADAPTACIÓN
HIBERNACIÓN
50. INFLUENCIA DEL TIEMPO
El factor tiempo es el que determina el tipo de respuesta que el animal
dará
TIPO
COMPORTAMIENTO → Más rápida, órg. Sentidos
FISIOLÓGICAS → Cambios de tasa, de frecuencias: respiratoria,
etc.
BIOQUÍMICA → Demora semanas en presentarse
- Nueva isoenzimas
- Nuevos ribosomas, memb. Lipídica
MORFOLÓGICA →
51. 7) TOLERANCIA
C/sp puede vivir solamente dentro de un rango de
variación de la variable medio ambiental al
rango de variable ambiental en donde el medio
interno no se modifica y por lo tanto el animal no
debe hacer uso de sus mecanismos homeostáticos
se conoce como tolerancia o zona de la neutralidad.
Lo que ingresa de la variable en estudio será igual a
lo que sale de ella. Precht denominó a esta zona
como adaptación de capacidad.
Organismos estenoicos : Son aquéllos que presentan
una tolerancia restringida a un determinado factor
ambiental.
Organismos eurioicos : Son aquéllos que presentan
menor tolerancia a un factor determinado factor ambiental
52.
53. 8) RESISTENCIA.
9) NIVEL LETAL
Hay diferencias muy importantes entre las especies
con respecto a sus tolerancias, resistencias y niveles
letales, pero dentro de la misma especie, hay también
plasticidad, es decir, no todos los organismos
Son los rangos de la variable medioambiental fuera de los límites de
la tolerancia, donde el animal para poder soportarlos hace uso de sus
mecanismos homeostáticos.
Lo que ingresa no es igual a lo que sale.
Si la variable se aleja cada vez más de la neutralidad y el tiempo de
exposición es largo, el animal puede sufrir daño y morir.
Denominada por Precht como adaptación de resistencia
Es el valor de la variable medioambiental que mata una fracción de la
población -que usualmente es el 50%- durante una exposición
indefinidamente prolongada. Se conoce también como el Lc
50. LD50
54. TOLERANCIA vs.RESISTENCIA vs. MORTALIDAD:
LETAL
LETAL
Capacidad
adaptativa
Resistencia
adaptativa
ADAPTACIÓN
Y
RESISTENCIA
c b a o a´ b´ c´
No todos se
aclimatizan sino
cambian su estado
fis. HIBERNACIÓN
Términos normales
La aclimatación y aclimatización pueden
hacer variar la tolerancia, resistencia o los
niveles letales de un factor mediomabiental.
55. SISTEMA
DEFINICIÓN: Cualquier parte del universo su análisis implica
cualquier colección de leyes, objetos → que
funcionan en O con un grupo de leyes
PARTES: - 1 ó más entradas
- 1 ó más salidas
- relación entre entrada y salida
- un medio amb.
CLASIFICACIÓN:
1)S. Cerrado: Intercambia energía con medio ambiente, pero no
materia
2)S. Abierto: Intercambia materia y energía
(Sust nut) Entrada Salida (desechos)
equilibrio dinámico
Ciertos niveles de sust
Ó
Ciertos niveles de actividad
56. Se usa en exp.
Fisi.
Contracción
muscular
E Sistema
Leyes
S
De asa o
circuito
abierto
Usado con
frecuencia para
mantener un
estado
preseleccionado
E Sistema S
sensor
Retroalimentación
- + : círculo vicioso
De asa o
circuito
cerrado
Irritabilidad : - Excitación Estímulo: - Fisiológico
- Inhibición - No fisiológico
57. Perturbació
n
Sistema
de control
Sensor Amplificador
salida
Señal
+
R+
Perturbació
n
Sistema
de control
Amplificador
invertido
salida
Señal
de error
R-
Sensor
Contrarresta la perturbación
Ajuste al punto de
referencia
+ : Altamente inestable. Se limita por la cantidad
de energía o sustrato. Se usa para producir un
efecto regenerativo, explosivo o autocatalítico:
para generar la fase creciente de un fenómeno
58. Tipos:Tipos:
Sistemas de retroalimentación positiva: Si laSistemas de retroalimentación positiva: Si la
respuesta potencia el estímulo original. Ejm.respuesta potencia el estímulo original. Ejm.
Coagulación Sanguínea.Coagulación Sanguínea.
Sistema de retroalimentación negativa: Si laSistema de retroalimentación negativa: Si la
respuesta invierte el estímulo original.respuesta invierte el estímulo original.
60. Requisitos
Tiene un umbral
Si la duración es corta, no hay respuesta
Clásicamente hay una REOBASE que es una potencia
mínima común bajo la cual no hay respuesta.
CRONAXIA: Duración (tiempo que debe aplicarse)
mínima de una corrinte de potencia 2 veces la
REOBASE que se necesita para producir una
respuesta.
•Para analizar la naturaleza de los estímulos y sus
respuestas, la información se puede obtener: en el
animal, órgano, célula
CAJA NEGRA: Weiner (1948) Sistema cuyos
componentes son desconocidos, pero tienen una
relación E - R que puede ser medida.
62. Ideas PrincipalesIdeas Principales
La función se basa en la estructura en todos los
niveles: átomos, moléculas y organelos.
La regulación del ambiente intra o extracelular
proporciona la constancia requerida de las
condiciones necesarios para los procesos físicos
y químicos, seguros y coordinados.
Las funciones de la célula y de los tejidos han
surgido a lo largo de una evolución Darwiniana y
están genéticamente determinadas.
