Dermis, Hipodermis y receptores sensoriales de la piel-Histología.pptx
1 Homeostasis.pptx
1. Homeostasis y
compartimentos.
Dr. Fernando Aguirre Romo.
Médico General.
Universidad Autónoma de Baja California.
Clase: Fisiología.
Ninguna ciencia, en cuanto a ciencia,
engaña; el engaño está en quien no la
sabe.
-Miguel de Cervantes Saavedra
2. Objetivos.
Explicar la organización básica del cuerpo
Definir los compartimentos de fluidos del
cuerpo
Explicar como los solutos se distribuyen en
el cuerpo (iones)
Explicar homeostasis
Explicar el balance de masas.
3. Fisiología.
• Es una ciencia integrativa que estudia las funciones de los
organismos complejos, abarcando el nivel molecular,
celular, órganos y sistemas completos.
• Trabaja junto con otras ciencias como la anatomía,
bioquímica, genética e inmunología para desarrollar un
panorama completo sobre la función de los sistemas de
órganos y su coordinación con otros.
• Explica las funciones del cuerpo humano para preservar
condiciones compatibles con la vida en un ambiente de
cambio permanente.
4. Tejidos, órganos, sistemas y compartimentos.
Células diferenciadas: células especializadas
en una funciones específica.
Tejidos: grupos de células que tienen una
misma función.
Epitelio
Músculo
Nervioso
Conectivo
Sistema de órganos: conjunto de órganos
que actúan de forma integrada para realizar
una función. Hay 10 sistemas de órganos en
el cuerpo humano.
10. El cuerpo mantiene una estabilidad debido a mecanismos autorregulados
que le permiten adaptarse a un ambiente cambiante.
Equilibrio: es una condición en la que
fuerzas opuestas están balanceadas.
No hay intercambio neto de sustancias o energía de
un compartimento a otro.
No se requiere gasto de energía para mantener el
estado de equilibrio.
11. Estado basal.
• Condición donde la concentraciones de
sustancias es constante dentro de un
compartimento y no cambia con el tiempo.
• No existe una perdida o ganancia neta
de sustancia dado que las salidas y
entradas son las mismas.
• El estado basal no es igual al
equilibrio, pero pueden ser
simultáneos.
• Puede ser necesario el gasto de
energía para mantener un estado
basal.
12. Homeostasis.
• Es el mantenimiento del LEC como estado basal.
• Cuando las condiciones fuera del cuerpo cambian (Ej. Temperatura) se reflejan en la
composición del LEC.
• La composición del LEC es cambiante pero ciertos componentes se deben mantener
en un rango de concentración para la función optima de las células.
• Oxígeno, CO2, Glu, otros metabolitos, presión osmótica y concentraciones de
H+, Ca++, K+, Mg++ y temperatura.
• Las desviaciones no corregidas conducen a enfermedades o condiciones no
compatibles con la vida.
13. Ej. consumo de Sal.
Iniciamos una dieta alta en sal.
A dónde va el Na?
El volumen de los
compartimentos cambia?
La concentración de sodio
cambia?
Lunes Miércoles Viernes
Dieta Orina
Dieta Orina
Dieta Orina
NaCl
14. Conceptos generales.
El cuerpo humano es un conjunto
interdependiente de sistemas de
órganos autorregulados cuya
función primaria es mantener el
ambiente interno en parámetros
compatibles con la vida y función
de las células. (Homeostasis).
La estabilidad del ambiente
interno se alcanza balanceando los
ingresos y egresos del cuerpo
entre los sistemas de órganos.
16. Objetivos.
Contraste entre el control homeostático local y el reflejo
Definir los componentes de un bucle reflejo
Explicar los bucles de retroalimentación negative y positiva.
Explicar controles tónicos y antagónicos.
Explicar los ciclos circadianos.
17. Control homeostático y Bucles reflejos.
Existen 2 tipos básicos de control:
• Control local
• Involucra respuestas paracrinas y/o autocrinas.
• Unión gap / uniones en hendidura / nexus.
• Bucle reflejo: Es una respuesta mediada a distancia por una célula diana.
• Incluye a los sistemas nervioso y endocrino (sistemas de comunicación importantes).
• Responde a cambios generalizados o sistémicos en el cuerpo.
• Involucra bucles de retroalimentación positiva o negativa (loops / feedbacks).
• La decisión de respuesta se toma en una célula lejana a donde se genera la respuesta.
1
2
1 2
18. Vía Refleja/o Simple.
3 características principales:
Sensor
Centro de integración
Respuesta
Las vías reflejas son bucles cerrados.
Centro de Integración
Estímulo
Sensor Efector
Vía
Aferente
Vía
Eferente
19. Centro de Integración
Estímulo
Sensor Efector
Vía
Aferente
Vía
Eferente
Hipotálamo = Set Point (37C)
Temp corporal 34C
Termorreceptores
periféricos y centrales
Temblor muscular,
vasoconstricción
periférica
20. Cambios internos.
Ej. Fiebre.
Centro de Integración
Estímulo
Sensor Efector
Vía
Aferente
Vía
Eferente
Hipotálamo = Set Point (40C)
Temp Corporal 37C
Termorreceptores
periféricos y centrales
Temblor muscular,
vasoconstricción
periférica
21. Bucle de retroalimentación negativo.
Cél.
Endocrina
Estímulo
Receptor (sensor)
Cél.
Diana
Receptor
hormonal
Respuesta
Hormona
Estímulo
Célula A
Célula B
Célula C
Célula D
(+)
(+)
(+)
Respuesta /
Efector
(+)
(-)
(-)
(-)
22. Bucles de
retroalimentación
positiva.
Aumentan el estímulo.
Condición inestable (no homeostasis).
Normalmente dependen de un feedback
negativo para detener su acción.
Ocurre cuando una hormona incrementa el
estimulo para seguir secretando hormona.
Target
Cell
Target
Cell
Target
Cell
Target
Cell
Hormona
(+) célula diana
estímulo.
1) Refuerza el estímulo
inicial.
2) Aumenta el numero
de receptores en la
célula para mayor
respuesta.
24. Control antagónico.
• Controla la actividad de un sistema con dos
reguladores separados que actúan en oposición uno
respecto al otro.
25. Control previo
• Preparan el cuerpo con
anticipación a un cambio
para iniciar un bucle-
reflejo.
• Por ejemplo al ver, oler
o pensar en comida nos
puede hacer empezar a
salivar.
26. Ciclo circadiano.
• Permite la fluctuación de un Sistema dentro de parámetros predecibles en un ciclo de 24 hrs.
• Influyen en TA, Temp y procesos metabólicos.
• Son un grupo especial de células del hipotálamo que son estimuladas por ciclos de luz y obscuridad, día y
noche o periodos de actividad (Descanso / Activación).
• Cuando se altera el reloj del ciclo circadiano también se alteran la temp y la secreción de varias hormonas.
27. Conceptos claves.
El cuerpo humano es un conjunto de sistemas orgánicos interrelacionados, cuya
función primaria es mantener el ambiente interno compatible con las células y
los tejidos.
La estabilidad de las variantes internas se alcanza con el balance de ingresos y
egresos de sustancias entre los sistemas.
En la retroalimentación negativa, el cambio de variables se logra regresando al
punto de ajuste. *los puntos de ajuste se pueden restablecer a un valor más alto
y más bajo de su valor fisiológico.
28.
29. Aplicación.
• Identificar los componentes del bucle reflejo en el siguiente
escenario.
• Una persona termina un maratón en menos de 3
horas, esta cansado y sudando profusamente;
comienza a beber Gatorade. Después de unos minutos
continua cansado pero ya no esta sudando ni sediento.
31. Objetivos.
• Describir como los solutos cruzan la membrana celular.
• Explicar como la carga iónica, tamaño y solubilidad afectan el
movimiento de solutos a través de la membrana celular.
• Explicar como funcionan los transportadores, bombas y canales de la
membrana celular
• Describir como los canales iones son abiertos
32. • Bases de los procesos fisiológicos.
• Crecimiento
• Actividad metabólica
• Actividad de sensores (centrales y periféricos).
• Bases de enfermedades.
• Transportadores infectivos o defectuosos
• Canales defectuosos
• Bases de farmacología
• Hipertensión (diuréticos)
• Ulcera estomacal (IBP’s)
33. Difusión simple y uniones GAP
• Flujo: movimiento de moléculas por unidad de tiempo.
• El flujo neto se determina por gradientes.
• Las uniones gap permiten difusión de iones entre las células
conectadas
[alta] [baja]
1 2
34. Características de la difusión simple.
• Se mueve de mayo a menor concentración.
• No requiere energía.
• Continua hasta que el equilibrio se alcanza.
• Rápida en distancias cortas y lenta en mayor distancia.
• Se modula por temperatura (mas rápida a mayor temperatura).
• La velocidad es inversamente proporcional al tamaño molecular.
• Depende de la superficie total y del grosor de la barrera.
39. Apertura de canales.
• Ligando: Sustancia química que se une a la proteína de membrana
para abrir el canal.
• Voltaje: requiere un gradiente especifico de carga a través de la
membrana.
• El LIC tiene una mayor carga positiva que el LEC.
• Mecánicos: requieren una tensión especifica para abrirse.
42. Conceptos generales.
• El movimiento de los solutos a través de la membrana depende de su
tamaño, carga y solubilidad.
• El flujo de un soluto esta determinado por gradientes.
• Un soluto permeable puede cruzar la membrana fosofolipídica por difusión
simple.
• Un soluto impermeable puede cruzar la membrana por difusión facilitada,
usando transportadores, requieren un gradiente, son saturables y
específicos.
• El transporte activo primario mueve solutos en contra de su gradiente de
concentración, Requiere ATP, son específicos y saturables.
• El transporte activo secundario utiliza un cotransportador y una bomba
para llevar un soluto de un lado de la célula al otro.
44. Objetivos.
• Explicar osmosis.
• Contrastar Osmolaridad y Tonicidad
• Explicar como los solutos efectivos regulan los compartimentos del
cuerpo .
45. Osmosis (movimiento de agua).
• Ocurre por difusión, solamente. De [alta] a [baja].
• Usamos difusión facilitada por las acuaporinas para la rapidez del
movimiento del agua.
• Difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua,
disolvente, a través de la membrana semipermeable, desde
la solución más diluida a la más concentrada.
46. Concentración de agua []
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
Alta [H2O] Baja [H2O]
Que sucede cuando
ponemos una membrana
que permite el paso de
agua y el de Na+
Que sucede cuando
ponemos una membrana
que permite el paso de
agua y no de Na+.
La osmosis causa cambios en el
tamaño de los compartimentos
cuando la membrana no es
permeable para el soluto.
47. Términos importantes.
• Molaridad = #mol /vol.
• Osmolaridad = (# moléculas /vol.) * (#particulas /moléculas)
• En el cuerpo la Osmolaridad prom por célula = 300mOsM
• Hiposmótica
• Isosmótica
• Hiperosmótica
48. Tonicidad y volumen celular.
<300 mOsM =300 mOsM >300 mOsM
Tonicidad = # partículas que no traspasan la membrana (Na+ y Cl-)
49. Cambios en los compartimentos.
Cambio ACT OsM LEC LEC (vol) LIC (vol)
Solución isotónica IV
Diarrea (Pérdida
isotónica)
Aumento en ingesta
de NaCl
Sudoración profuse
(Perdida hipotónica)
EN RELACION A LA CELULA.
50. Conceptos generales.
1. Los 2 compartimentos de fluidos del cuerpo están en balance
osmótico.
2. El agua se mueve a través de la membrana con rapidez por los
canales llamados acuaporinas, a este proceso se le conoce como
osmosis.
3. Los solutos no permeables para la membrana se conocen como
solutos efectivos. El volumen celular depende de la concentración
de solutos efectivos y agua en ambos lados de la membrana (LEC y
LIC).
4. Las células reducen tamaño en ambientes hipertónicos y aumentan
tamaño en ambientes hipotónicos.
Notas del editor
10 SISTEMAS. CARDIOVASCULAR, RESPIRATRORIO, DIGESTIVO, ENDOCRINO, INMUNE, TEGUMENTARIO, MUSCULOESQUELETICO, NERVIOSO, REPRODUCTIVO Y URINARIO.
La piel es el órgano mas grande del cuerpo y tiene una función de barrera, es hidrofóbica y previene la perdida de agua corporal.
Sistemas de entrada = respiratorio y GI
Sistemas de transporte = CV y difusión.
Sistemas de salida = Renal y GI.
EL CUERPO SE DIVIDE EN 2 COMPARTIMENTOS DE FLUIDOS LIQUIDO INTRACELULAR (LIC O ICF) Y LIQUIDO EXTRACELULAR (LEC O ECF).
LIC: EN EL CITOPLASMA DE LA CELULA / LEC: RODEA A LA CELULA Y SIRVE DE AMORTIGUADOR (BUFFER).
El LIC ESTA DELIMITADO POR LA MEMBRANA PLASMATICA Y COMPONE 2/3 DEL TOTAL DE LIQUIDO EN EL CUERPO. AUFERA DE LAS CELULAS ESTA EL LEC QUE ES TODO LIQUIDO FUERA DE LA CELULA Y ES 1/3 DEL LIQUIDO COPORAL TOTAL.
ESTOS COMPARTIMENTOS SON SIMILARES EN SUS COMPONENTES.
EL LIC TENEMOS ALTAS CONCENTRACIONES DE K+ Y BAJAS DE NA+ / EL LEC ES AL REVES.
EL LEC SE DIVIDE EN LIQUIDO INTERSITICIAL Y PLAMSA. ESTOS DOS ESPACIOS TIENEN ESENCIALMENTE LA MISMA CONCENTRACION DE IONES (EQUILIBRIO) Y ESTO SE DEBE A QUE LA BARRERA (EPITELIO DE LOS VASOS SANGUINEOS) ES POROSO. LA DIFERENCIA ENTRE PLAMA Y LIS ES QUE EL PLAMA TIENE PROT Y LIS NO.
ENTRE EL LIC Y EL LEC HAY DESEQUILIBRIO PERO ESTE SE MANTIENE DEBIDO A LA PRESENCIA DE UNA ENZIMA (BOMBA NA/K ATPASA) QUE UTILIZA ATP PARA MOVER 3 NA FUERA DE LA CELULA Y 2 K DENTRO. ESTO SE NECESITA PQ HAY Pequeñas FUGAS DE IONES ATRAVEZ DE LA MEMBRANA POR GRADIENTE DE CONCENTRACION.
ENTONCES PARA MANTENER EL ESTADO BASAL (LO MISMO QUE SALE ES LO QUE ENTRA) LO QUE MANTIENE LAS CONCENTRACIONES DE IONES DENTRO DE PARAMETROS COMPATIBLES CON LA FUNCION CELULAR
En el equilibrio encontramos una misma cantidad de sustancia en ambos lados.
El LIS y LIV (plasma) están en equilibrio (mismas concentraciones de iones)
Estado basal: concentración constante de sustancias en los compartimentos.
Ingresos = egresos
Requiere energía.
Si comemos una hamburguesa estamos ingresando glucosa, proteínas, aminoácidos, grasas al cuerpo y ese material ira del GI a la sangre y de ahí será distribuido a las células. La homeostasis esta tratando de mantener el estado del LEC dentro de parámetros funcionales concentraciones constantes.
Que pasa cuando no mantenemos constante las concentraciones de LIC = patología.
(Explicar con balanza) ingresos y egresos.
El lunes:
Na Entrada = Na Salida.
El Miércoles:
Na Entrada > Na Salida.
El viernes:
Na Entrada = Na Salida.
Na+ va al LEC, la [Na+] aumenta esto lo capta un receptor y envía una señal al Centro Integrador quien responde con señal de sed, al tomar agua la [Na+] vuelve a parámetros normales pero la cantidad de Na+ en el cuerpo aumento.
Todo el Na+ se queda en el LEC junto con todo el agua que tomamos para quitarnos la sed.
Que nos costo? Al aumentar el LEC aumentamos LIS y LIV, al aumentar el LIV aumentamos el volumen de sangre y al hacer esto aumentamos la presión arterial.
Para mantener la homeostasis, la función de varios órganos debe estar integrada, y esto requiere que las células del cuerpo (75 billones aprox.) se comuniquen entre ellas.
En el control paracrino una célula cercana secreta un químico que acuta sobre receptor de una 2da célula para generar una respuesta reguladora.
En el control autocrino, la misma célula que secreta el químico es quien tiene el receptor para generar la respuesta reguladora.
Estos tipos de control los veremos en particular en el sistema GI.
En las uniones GAP las 2 células están conectadas físicamente, esta conexión se llama nexus. Esta conexión permite a los iones moverse de una célula a otra (sistema CV / Contracción unísona).
El centro integrador evalúa la señal enviada por la vía aferente y la compara con el Set Point (punto de ajuste), que es el valor deseado.
Hecha la comparación, decide la respuesta apropiada y la envía por la vía eferente para provocar la inhibición del estímulo inicial.
Una infección genera macrófagos, estos secretan una sustancia llamada pirógeno, la cual acuta en el hipotálamo y restablecen el punto de ajuste a 40C.
El cuerpo continua trabajando como siempre pero tratando de llegar al nuevo punto de ajuste, lo cual puede ser la causa de una patología por si mismo.
El complejo involucra más de 2.
Normalmente la respuesta inhibe a todas las señales previas.
Ej. simple
Acabas de comer e ingeriste bastante arroz, que ya fue digerido en el GI, por lo que la glucosa en sangre se elevó. Esto actuará en las células B del páncreas provocando salida de insulina.
La insulina es una hormona que acuta en el musculo esquelético para que absorba la glucosa y su concentración de glucosa en sangre baje.
Ej. Complejo
Temperatura corporal baja, el hipotálamo libera TRH (hormona liberadora de tirotropina) que acuta sobre la pituitaria (otra región del cerebro) quien libera TSH que actúa en la glándula tiroides quien secreta Hormona tiroidea que actúa de forma sistémica para incrementar el metabolismo lo que genera calor corporal lo cual inhibe el estimulo original.
En estos casos la respuesta refuerza el estímulo en lugar de amortiguarlo e inhibirlo.
El objetivo de estos bucles no es la homeostasis, más bien buscan provocar un cambio.
Ej. 1
En la coagulación se inicia una cascada de proteasas que por retroalimentación positiva, estimulan su propia producción para que tengas una coagulación acelerada y se genera la maya de fibrina.
Obviamente no querernos que toda la sangre se coagule, así que tiene que existir una manera de detener esta cascada (feedback positivo) y esto se hace a través de un feedback negativo.
Ej. 2
En el sistema reproductivo femenino, tenemos una célula endocrina que libera FSH que acuta en una célula diana para aumentar el numero de receptores disponibles para FSH en otras células dianas, haciéndolas muy sensibles a la FSH
Los parámetros fisiológicos que se encuentran bajo control tónico siempre están activos pero se pueden modular, no hay un apagado y prendido.
El control de lumen de los vasos sanguíneos regula el flujo sanguíneo de los órganos, con ello su capacidad de respuesta en base a oxigeno, hormonas y otras sustancias trasportadas por la sangre.
Ej. El volumen de los vasos esta definido por el Sistema nervioso simpático. Cuando el estímulo es moderado el calibre de los vasos es intermedio, un mayor estímulo ocasiona contracción y un menor estímulo genera una vasodilatación.
El Musculo liso es el único que puede mantener una contracción sostenida por periodos largos de tiempo.
no se puede con el esquelético ni con el cardiaco
Ej. El estímulo de una neurona simpática incrementa la FC mientras que el estímulo de una neurona parasimpática lo disminuye.
La temp corporal al dormir y despertar
Las hormonas
hormona de crecimiento se libera al dormir y baja al despertar
cortisol incrementa al despertar y baja al dormir.
Balance de masas: hace referencia al estado basal en donde el total de una sustancia X es igual a la entrada más la producción más la salida.
[X] total = [X] entrada + [X] Salida + [X] producido.
Flujo de masas: es el balance de masas a lo largo de un tiempo determinado.
flujo de masa = a la concentración de sustancia, expresada en masa/vol., por el volumen de flujo, expresado en vol./tiempo.
Flujo de masa = [masa/vol.] [vol./tiempo].
Ej. Una infusión de glucosa de 4gr en 10ml que ingresamos al cuerpo a razón de 2ml/min nos da un flujo de masa de 0.8g/min.
(4g/10ml)(2ml/min) = 0.8 g/min.
Respuesta:
Sudor = Perdida de LEC (estímulo); el hipotálamo reconoce el estimulo (centro integrador); se estimula la sed (respuesta); el paciente toma Gatorade y remueve el estimulo. Negative feedback.
Los transportadores son específicos para iones.
El flujo esta determinado por gradiente de concentración.
Hay una cantidad limitada de transportadores, por lo que podemos llegar a una capacidad Max de transporte
Transportadores Glut
Urea para la simple
Glucosa para la facilitada
EN GI y túbulos renales.
Solo funcionan si ambas sustancias están presentes, no transportan una sola.
También se pueden saturar
Ej. Acuapurinas
Ej. Ligando
La Acetil colina se une a un receptor nicotínico en Musculo esquelético, este es un canal de Na+ lo que permite al Na+ entrar al músculo esquelético.
Ej. Voltaje
Depende de la prot dentro de la célula, cuando el voltaje cambia (neuronas y Musculo) puede abrir diferentes canales en la membrana.
A cierto voltaje los canales se abren y a cierto voltaje se cierran.
Lo veremos en el Sistema CV
Ej. Mecánico
Músculo liso, la arteria tiene un tono determinado, cuando el volumen sanguíneo aumenta los vasos de ensanchan lo que deforma mecánicamente el canal provocando su apertura (Ca++) el calcio dentro de la célula provoca contracción, por lo que el Musculo liso se contrae y Cierra los canales.
Ej. Bomba Na/K atpasa
Es una bomba que nos permite mantener un estado basal en todas las células, por lo que nos ayuda a mantener la homeostasis del cuerpo.
Requiere una ATPasa en la zona basal y un cotransportador en el lumen o zona apical
2 solutos entran por el cotransportador a la célula.
por gradiente de [] la glu dejara la célula para entrar a la sangre.
para eliminar el exceso de Na+ se utiliza la bomba Na+/K+ para ingresar 2k y sacar 3Na en contra de su gradiente de []
La membrana plasmática es hidrofóbica
Para mover una molécula hidrofílica témenos que tener una proteína integral de membrana.
El agua es una molécula hidrofílica por lo que cruza lentamente la membrana por difusión simple.
sin embargo existe una PIM acuaporina que se mantiene abierta todo el tiempo y permite el paso rápido de agua.
Ej. 1
Cuando la membrana es permeable al soluto, no cambiamos el volumen, el soluto se distribuye y se mantienen los mismo volúmenes.
EJ. 2
Solo el agua se distribuye para mantener la concentración.
1mol de NaCl = 2 OsM NaCl
Si sumamos urea al NaCl
UREA NO SE DESINTEGRA EN MAS PARTICULAS
Entonces témenos una solución 3 OsM
Cuando el LEC es hipotónico, la célula absorbe agua para igualar las []
Cuando el LEC es hipertónica la célula perderá agua para enviar liquido a LEC e intentar igualar las []
Ej. La urea puede cruzar la membrana por lo que no se considera su suma para la tonicidad.
ACT aumenta, LEC aumenta, LIC = y OsM LEC =
ACT baja, LEC baja, LIC = y OsM LEC =
ACT =, LEC aumenta, LIC baja y Osm aumenta
ACT baja, LEC aumentar, LIC baja y Osm aumenta
