Power de la primera unidad de la materia fisiología

1. Medio Interno y Homeostasis
Unidad 1

2. INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS CIENCIAS FISIOLÓGICAS
La palabra Fisiología fue acuñada por los griegos 600 años A.C.
y significa “preguntas filosóficas sobre la naturaleza de las
cosas” El concepto teleológico de Aristóteles estaba fundado
en que cualquier parte del cuerpo está hecha para un
propósito, por lo tanto su función puede conocerse a través de
la estructura.
En la actualidad la palabra Fisiología implica la utilización de
métodos experimentales, técnicas y conceptos de las ciencias
químicas y físicas en la investigación de los procesos vitales y
de las funciones orgánicas y celulares.
El énfasis se hace en la función y no en la estructura. Funciones
como nutrición, transporte de sustancias, metabolismos, etc.

3. Tanto el investigador de laboratorio, el médico, el técnico, etc.
deben alcanzar un conocimiento objetivo de los hechos, a esto
se denomina actitud científica. Pero para lograr este objetivo,
es necesario cumplir con una serie ordenada de operaciones
teóricas y prácticas que constituyen el llamado METODO
CIENTÍFICO, que podemos resumir con las siguientes etapas:
– Observación de un hecho determinado (fenómeno biológico,
alteración patológica de alguna función, etc.)
– Formulación de una hipótesis explicación lógica y anticipada de lo
que puede significar el hecho
– Comprobación de la hipótesis ya sea por medio de la observación o
de la experimentación.
– Formulación de una teoría (la hipótesis apoyada por pruebas
estadísticamente suficientes.)

4. ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO
El mejor ejemplo de vida en su forma más simple es el organismo unicelular, que
para sobrevivir debe satisfacer dos requisitos aparentemente contradictorios:
– 1) protegerse del desorden de su entorno inanimado.
– 2) depender de su entorno para el intercambio de calor, oxígeno, nutrientes,
de sustancias de deshecho y de información.
Esta célula es la unidad vital básica del cuerpo, cada órgano es un agregado de
células diferentes que se mantienen juntas por estructuras intercelulares de
sostén.
La totalidad del cuerpo contiene unos 100 billones de células. En todas las células
el oxígeno se combina con los carbohidratos, proteínas, grasas para liberar energía
que se necesita para la función celular. Los mecanismos grandes de producción de
energía son los mismos en todas las células y todas vierten los productos finales de
sus reacciones químicas en los líquidos circulantes.
Sin la presencia de agua la vida sería imposible. Las propiedades físico química de
esta sustancia proporcionan el medio en el cual tienen lugar numerosos procesos
vitales.

5. En el organismo humano adulto el agua representa aproximadamente el 70% del peso
corporal. Está distribuido en dos grandes compartimientos
– el espacio intracelular (50%)
– el espacio extracelular (20%)
Separados entre si por una membrana con permeabilidad selectiva, la membrana
celular.
A su vez el agua extracelular está distribuida en otros dos compartimientos:
– intravascular (5%)
– intersticial (15%)
Separados entre si por una membrana semipermeable, La pared capilar.
La presencia de membranas semipermeables limitando los tres espacios permite un
continuo e intenso intercambio y determina diferencias en la composición química de
los distintos espacios.
Si se producen alteraciones en el Volumen o composición de algunos de los
compartimientos trae aparejadas alteraciones de los otros. Conservar sus
características estructurales y funcionales, lo que implica un control estricto sobre el
intercambio de materiales, esta constancia del medio interno es los que se denomina:
HOMEOSTASIS.
El Líquido extracelular se transporta por todo el cuerpo en 2 etapas:
– transporte de la sangre a través del sistema circulatorio.
– movimiento de líquido entre los capilares sanguíneos y las células.
A medida que la sangre pasa por los capilares se produce un intercambio continuo de
esta con el espacio intracelular a través del líquido intersticial en uno u otro sentido.

6. La sangre también fluye a través de los pulmones captando el oxígeno
de los alvéolos, también por el tubo digestivo se absorben nutrientes
hasta el líquido extracelular como carbohidratos, ác. Grasos,
aminoácidos, etc. pero no todas se utilizan tal como se absorben sino
que muchos cambian su composición química por el hígado para ser
mejor utilizados, y los tejidos.
Al mismo tiempo que la sangre capta el oxígeno en los pulmones el CO2
se libera de la sangre a los alvéolos y de estos a la atmósfera por los
movimientos respiratorios.
Los riñones realizan su función primero mediante la filtración de
grandes cantidades de plasma y después reabsorbiendo hacia la sangre
las sustancias necesarias para el cuerpo y las no requeridas, como la
urea, son eliminadas por la orina.
Existen numerosas sustancias disueltas en los líquidos corporales,
variando la composición según se trate de líquido intra o extracelular.
Entre estas sustancias se encuentran elementos nutritivos (oxígeno,
glucosa, aminoácidos, lípidos) y electrolitos tanto aniones como
cationes.
Hay un equilibrio dinámico entre la composición del líquido intracelular
y extracelular, estando regulado su pasaje por las leyes que manejan el
transporte a través de las membranas.

8. LA CÉLULA : ORGANIZACIÓN Y FUNCIONES
La célula es la unidad estructural más pequeña de los organismos vivos. Está
rodeada de una Membrana Celular en cuyo interior se encuentra el Citoplasma o
matriz celular y las estructuras subcelulares u organelas limitadas por membranas.
En las células eucariota (altamente especializadas) el material genético de la célula
está concentrado en el Núcleo, las “enzimas digestivas” en los Lisosomas. La
producción de adenosín trifosfato (ATP) por fosforilación oxidativa, tiene lugar en
las Mitocondrias y la síntesis de proteínas en los Ribosomas.
El Núcleo contiene un líquido denominado Cariolinfa así como la Red de cromatina
y los Nucleolos.
La red de cromatina está constituida por Ácido desoxirribonucleico (ADN) que es
portador de la información genética- dos hebras de ADN enrolladas y plegadas
formando los cromosomas los cuales poseen más de 10 micras de longitud.
El Núcleo de la célula humana normal contiene 46 cromosomas: 2 conjuntos de
22 autosomas y 2 cromosomas X en la mujer o uno X y otro Y en el varón.
El ADN es una molécula de cadena larga formada por 4 nucleótidos distintos:
adenosina, timidina, guanosina y citosina. Su “columna vertebral” está constituida
por moléculas de ácido fosfórico unidos a una pentosa, la desoxirribosa. La
secuencia en que se disponen las bases determina el Código genético.

9. El Nucléolo contiene ácido ribonucleico (ARN); el denominado ARN mensajero
(ARNm) que proporciona la información genética, que ha recibido de las
moléculas de ADN (trascripción) a los ribosomas, en donde es utilizada para el
proceso de síntesis de proteínas (traducción). El ARNm (molécula de gran
tamaño) atraviesa las dos capas de la membrana nuclear a través de poros
nucleares. El ARN de transferencia (ARNt) participa en el suministro o aporte
de los aminoácidos individuales requeridos para la síntesis de proteínas en un
proceso en que el ARN ribosómico (ARNr) desempeña un papel esencial.
El Retículo endoplásmatico rugoso (RER) está constituido por vesículas
aplanadas conectadas entre sí, constituyendo una red de canales que se
extienden por toda la célula. Las proteínas sintetizadas por los Ribosomas en la
superficie del RE son vehiculizadas en el interior de las vesículas que se han
desprendido del RER.
El RE desprovisto de ribosomas de denomina de RE Liso y se encarga
fundamentalmente de la síntesis de lípidos.
El Aparato de Golgi está constituido por piulas de vesículas aplanadas las más
pequeñas de las cuales pueden ser liberadas. Sus principales funciones están
relacionadas con procesos de secreción. Los Gránulos de secreción así
formados se desplazan hacia la membrana externa de la célula, se fusionan
con ella y liberan su contenido al espacio extracelular: Exocitosis (Ej.: secreción
hormonal) que es un proceso que consume energía. La Endocitosis es el
proceso inverso.

10. Las Mitocondrias constituyen la central productora de
energía de la célula. Poseen enzimas del ciclo del ác.
Cítrico (Ciclo de Krebs) y de la cadena respiratoria.
Constituyen la parte donde se producen las reacciones
oxidativas más importantes para generar energía, que es
almacenada en forma química en moléculas de ATP. Las
mitocondrias contienen también ribosomas y pueden
sintetizar determinadas proteínas.
Los Lisosomas son vesículas repletas de enzimas que se
originan en la mayoría de los casos en el RE y en el Ap. De
Golgi (lisosomas primarios). También implicados en el
transporte y degradación de sustancias (fago lisosomas o
lisosomas secundarios). La degradación de organelas
también tiene lugar en ellos (cito lisosomas o vacuolas
autofágicas) Estos son trasladados a la periferia de la
célula y expulsados por Exocitosis.

11. La membrana celular puede ser lisa o rugosa (EJ:
reborde en cepillo). Está constituida por fosfolípidos,
colesterol y otros lípidos. Las regiones hidrofóbicas
se hallan dispuestas en doble capa una frente a otra
y las regiones hidrofílicas en contacto con el medio
acuoso. Incrustadas en la membrana se hallan
proteínas, muchas de ellas móviles que actúan de
transportadoras y sirviendo de poros.
Algunas funciones de la membrana celular son:
– Mantenimiento del medio interno.
– protección frente al entorno.
– transporte de sustancias.
– reconocimiento de hormonas.
– adhesión de las células entre si.

12. TIPOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA CELULAR
Se pueden clasificar como:
1. Transporte a través de un gradiente de
concentración:(pasivo, sin gasto de energía)
• Difusión
• Osmosis
• Difusión facilitada.
2. Transporte en contra de un gradiente de concentración
(con gasto de energía)
• Transporte activo.
3. Transporte especializado:
• Pinocitosis.
• Fagocitosis
• Exocitosis.

13. Transporte a través de un gradiente de concentración
• Permeabilidad: es la facilidad o dificultad con que
distintas sustancias pueden atravesar la
membrana cuando son impulsadas por una
fuerza determinada, peden ser:
– membranas impermeables: no dejan pasar ninguna
sustancia.
– membranas permeables: dejan pasar cualquier
sustancia en forma indiscriminada.
– membrana semipermeable: solo dejan pasar
selectivamente algunas sustancias. A este tipo
corresponde la membrana celular.

14. • Osmosis y Difusión:
Suponiendo que tenemos un recipiente dividido en dos
compartimientos por una membrana semipermeable, ambos
contienen agua (solvente) y un soluto (ejem. arena), pero el
compartimiento A tiene dos moles de soluto y el
compartimiento B tiene un mol de soluto, el soluto pasa
desde donde está más concentrado hacia donde está menos
concentrado, es decir, del lado 1 al 2. Esto se conoce como
Difusión.
Entonces Difusión es el pasaje de una sustancia a través de una
membrana semipermeable que separa dos soluciones. La
fuerza que empuja al soluto es creada por la diferencia de
concentraciones.
En cambio Osmosis es un proceso de difusión aplicado al agua
(solvente). La fuerza que empuja las moléculas de agua a
través de la membrana, dada por la actividad molecular que es
mayor en el lado donde menos soluto hay.

15. • La Difusión facilitada la sustancia reacciona con
ciertos componentes de la membrana celular, lo
cual altera sus características físico químicas
permitiendo el pasaje de la sustancia.

16. • Transporte pasivo:
La fuerza impulsora se establece por diferencias
de concentración, la sustancia se mueve desde
donde está más concentrada hasta donde está
más diluida, y depende principalmente del
tamaño de las partículas.

17. Transporte en contra de un gradiente de concentración
• Transporte activo:
En este caso las células deben gastar energía
para realizar el transporte, ya que hay que
vencer el gradiente de concentración. Es
efectuado por bombas proteinicas en las
membranas celulares, y la energía es
proporcionada por el metabolismo de las
células, a través del ATP.

18. Transporte especializado
En los sistemas biológicos el pasaje de
sustancias a través de las membranas no es
igual, hay sustancias que por sus
características físico químicas no pueden
difundir pero que a la célula le interesa
incorporar a su citoplasma y lo hace por un
carrier que lleva a la sustancia a través de la
membrana.

19. • Pinocitosis es la incorporación de partículas
líquidas (pequeñas gotas) al interior del
citoplasma; el mecanismo sería el siguiente: la
sustancia líquida entra en contacto con la
membrana que entonces se invagina y poco a
poco va formando una vesícula en cuyo interior
queda una gotita, esta vesícula luego se libera y
queda suelta en el citoplasma.

20. • Fagocitosis: Es la incorporación de partículas
sólidas al citoplasma, el proceso es el siguiente:
la célula al estar próxima a la partícula a fagocitar
emite una prolongación protoplasmática
(seudópodo) que envuelve a la partícula, se
forma entonces una vesícula con la membrana
que rodea así completamente a la partícula. Esta
vesícula queda luego libre en el citoplasma
y constituye el Fagosoma.

21. Fisiología celular

22. Transporte celular

23. LA HOMEOSTASIS

24. La homeostasis
(del griego ὅ μοιος [homoios], «igual, similar»,​ y στάσις [stásis],
«estado, estabilidad»​) es una propiedad de los organismos que consiste
en su capacidad de mantener una condición interna estable
compensando los cambios en su entorno mediante el intercambio
regulado de materia y energía con el exterior (metabolismo). Se trata
de una forma de equilibrio dinámico que se hace posible gracias a una
red de sistemas de control realimentados que constituyen los
mecanismos de autorregulación de los seres vivos. Ejemplos de
homeostasis son la regulación de la temperatura y el balance
entre acidez y alcalinidad (pH).
El concepto fue aplicado por Walter Cannon en 1926, en 1929​ y en
1932, ​ para referirse al concepto de medio interno (milieu intérieur),
publicado así en 1865 por Claude Bernard, referencia de
la fisiología como se entiende en la actualidad.
Tradicionalmente se ha aplicado en biología pero, dado el hecho de que
no solo lo biológico es capaz de cumplir con esta definición, otras
ciencias y técnicas han adoptado también este término.

25. Homeostasis y sistemas de control
Los siguientes
componentes forman
parte de un bucle
de retroalimentación(en
inglés feedback loop) e
interactúan para
mantener la homeostasis

26. • Variable: es la característica del ambiente interno que es
controlada.
• Sensor (Receptor): detecta cambios en la variable y envía la
información al integrador (centro de control).
• Integrador (Centro de Control): recibe información del sensor
sobre el valor de la variable, interpreta el error que se ha
producido y actúa para anularlo integrando datos del sensor y
datos almacenados del punto de ajuste.
• Punto de ajuste: es el valor normal de la variable que ha sido
previamente almacenado en la memoria.
• Efector: es el mecanismo que tiene un efecto sobre la variable
y produce la respuesta. La respuesta que se produce está
monitorizada de forma continua por el sensor que vuelve a
enviar la información al integrador (retroalimentación).
• Retroalimentación negativa: tiene lugar cuando la
retroalimentación invierte la dirección del cambio.

28. La retroalimentación negativa tiende a estabilizar un sistema
corrigiendo las desviaciones del punto de ajuste y constituye el
principal mecanismo que mantiene la homeostasis. Algunos
ejemplos son la frecuencia cardíaca, la presión arterial, el ritmo
respiratorio, el pH de la sangre, la temperatura corporal y la
concentración osmótica de los fluidos corporales.
Retroalimentación positiva: tiene lugar cuando la
retroalimentación tiene igual dirección que la desviación del
punto de ajuste amplificando la magnitud del cambio. Luego
de un lapso de tiempo se invierte la dirección del cambio
retornando el sistema a la condición inicial. En sistemas
fisiológicos la retroalimentación positiva es menos común que
la negativa, sin embargo, es muy importante en numerosos
procesos. Como ejemplos, se puede citar la coagulación de la
sangre, la generación de señales nerviosas (concentración de
sodio hasta generar el potencia de acción), los estrógenos y la
ovulación, la lactancia y las contracciones del parto.