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- 1. FISIOPATOLOGÍA Y FISIPATOLOGÍA I Rose Marie Fuentes Pérez Químico Farmacéutico.
- 2. UNIDADES DE APRENDIZAJEMECANISMOS FISIOLÓGICOS Y FISIOPATOLÓGICOS GENERALES (20 H) Mecanismos bioquímicos y celulares que participan en el funcionamiento normal de todos los tejidos y órganos del cuerpo. Mecanismos adaptativos y patológicos generales presentes en diversos tejidos y órganos del cuerpo. Mecanismos y signología clínica con alteraciones en el control genético de procesos celulares y respuestas adaptativas, evidenciando el uso de fundamentos teóricos de principios patológicos. Principales tejidos y órganos que participan en el desarrollo de la respuesta inmune y en la formación de la sangre, de acuerdo a principios biológicos y patológicos. Mecanismos adaptativos que participan en la respuesta medular e inmune con alteraciones en la homeostasis del organismo, de acuerdo a principios patológicos. Consecuencias patológicas y clínicas producidas por un mal funcionamiento del sistema inmune y medular.
- 3. UNIDADES DE APRENDIZAJESISTEMA NEUROMUSCULAR (18 H) Compara el sistema nervioso central con el sistema nervioso periférico considerando las funciones de los distintos tejidos y vías neuronales que los componen. Principales funciones del sistema nervioso motor y autónomo que regulan las funciones del organismo. Alteraciones funcionales implicadas en patologías que afectan al sistema nervioso central y periférico.
- 4. UNIDADES DE APRENDIZAJE FISIOLOGÍA Y FISIOPATOLOGÍA DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR Y SISTEMA RESPIRATORIO (30 H) Mecanismos fisiológicos que mantienen la función cardiaca y circulatoria en el organismo. Alteraciones de la función cardiaca y circulatoria presentes en enfermedades cardiovasculares. Mecanismos fisiológicos que participan en la ventilación pulmonar y en la respiración, de acuerdo a principios biológicos. Relaciona la función cardiopulmonar con los procesos de respiración celular que permiten la mantención de funciones vitales. Fisiología del cuerpo humano frente al deporte y en condiciones de mayor demanda metabólica. Alteraciones ventilatorias y respiratorias asociadas a enfermedades de las vías áreas y pulmonares.
- 5. UNIDADES DE APRENDIZAJE FISIOLOGÍA Y FISIOPATOLOGÍA DEL SISTEMA RENAL (28 H) Función de las distintas estructuras del riñón y vías urinarias, de acuerdo a bases biológicas. Mecanismos renales de regulación hidroelectrolítica, ácido base, endocrina y excretora en el organismo. Relaciona los procesos de regulación renal con la homeostasis del organismo humano, de acuerdo a principios biológicos. Fisiopatología de las enfermedades que afectan la función renal, vías de excreción urinarias y mecanismos renales que regulan la homeostasis del organismo.
- 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica PORTH, CAROL MATTSON, Fisiopatología : salud-enfermedad : un enfoque conceptual, 2009, 9789500601573 STUART IRA FOX, Fisiología Humana, 2008, 9788448161736 HARRISONS,Principios de Medicina Interna,MCGRAW-HILL INTERAMERICANA,2006,9789701051658 ALONSO MORENO, FRANCISCO JAVIER, Factores de riesgo cardiovascular en niños y adolescentes de una zona rural, 2002, 9781413598674, e-libro CARRILLO ESPER, RAÚL, Insuficiencia renal aguda, 2008, 9781449282684, e-libro C. Eaton, Douglas, Fisiología renal de Vander, 2006, 9781456200497, e-libro PLANAS, MERCÉ, Fisiopatología aplicada a la Nutrición, 2006, 9788496122567, e-libro RICO MÉNDEZ, FAVIO GERARDO, Geriatría Respiratoria, 2009, 9781449286309, e-libro
- 7. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Sugerida HARRISON, TINSLEY RANDOLPH, Principios de medicina interna v.1, Mcgraw-Hill,2009, 9789701066751. HARRISON, TINSLEY RANDOLPH, Principios de medicina interna v.2, Mcgraw-Hill,2009, 9789701066768.
- 8. 1.1 IDENTIFICA LAS FUNCIONES GENERALES DE LAS CÉLULAS, DE ACUERDO A DIVERSOS COMPONENTES UNIDAD 1 MECANISMOS FISIOLÓGICOS Y FISIOPATOLÓGICOS GENERALES Sistemas Funcionales de la célula: · Núcleo · Organelos · Membrana plasmática · Receptores
- 9. SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA El núcleo contiene el material hereditario de la célula que coordina todas las actividades como metabolismo, crecimiento, reproducción, síntesis de proteínas de las células.
- 10. SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA Los organelos llevan a cabo funciones específicas, indispensables para el desarrollo y mantención de la célula.
- 11. FUNCIONES DE LA MEMBRANA 1. Protegen la célula o el organelo. 2. Regulan el transporte hacia adentro o hacia afuera de la célula u organelo. 3. Permiten una fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores lo que se traduce finalmente en la transducción de una señal. 4. Permiten el reconocimiento celular. 5. Suministran unos puntos de anclaje para filamentos citoesqueléticos o componentes de la matriz extracelular lo que permite mantener una forma. 6. Permiten la compartimentación de dominios subcelulares donde pueden tener lugar reacciones enzimáticas de una forma estable. 7. Regulan la fusión con otras membranas. 8. Permiten el paso de ciertas moléculas a través de canales o ciertas junciones. 9. Permite la motilidad de algunas células u orgánulos. La membrana plasmática no es una estructura estática: sus componentes tienen posibilidad de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez. La fluidez aumenta con: > tº y > presencia de lípidos insaturados.La fluidez aumenta con: > tº y > presencia de lípidos insaturados. La fluidez influye en: - Transporte de membrana - Adhesión celular - Función inmunitaria La fluidez influye en: - Transporte de membrana - Adhesión celular - Función inmunitaria
- 12. Las mb se componen de mono y diacilgliceroles. Las monocapas forman micelas y liposomas Las bicapas forman las mb plasmáticas.
- 13. AZÚCARES Conforma cerca del 8% del total de la mb Solo se sitúan en la mb externa Contribuyen a la asimetría de la mb Se unen a lípidos y/o proteínas Permiten el reconocimiento de la identidad de la célula. Al conjunto de glúcidos localizados en la membrana plasmática se les denomina glucálix.
- 14. PROTEÍNAS DE MEMBRANA Segmento hidrófobo Barriles formados por diferente número de cadenas que configuran un canal o poro Glicosilación de proteínas y formación de puentes disulfuro entre cisteínas CanalesCanales transportadorastransportadoras receptoresreceptores Anclajes de citoesqueleto Anclajes de citoesqueleto EnzimasEnzimas Marcadores de identidad Marcadores de identidad
Notas del editor
- Es un orgánulo típico de células eucarióticas. En las células procarióticas se denomina nucleoide a la región citoplasmática en la que se encuentra el ADN dispuesto en una sola molécula circular. En el núcleo se guardan los genes en forma de cromosomas (durante la mitosis) o cromatina (durante la interfase)y se protegen de las fuerzas mecánicas que se producen por el movimiento del citoesqueleto. *Transporta los factores de regulación y los genes a través de los poros nucleares *Produce mensajes (ARNm) que codifica proteínas. *Produce ribosomas en el nucleolo. Funciones nucleolo: La función principal del nucléolo es la biosíntesis de ribosomas desde sus componentes de ADN para formar ARN ribosomal."El nucleolo es una máquina productora de ribosomas cuyo destino final es el citosol" Está relacionado con la síntesis de proteínas. Además, investigaciones recientes, han descrito al nucléolo como el responsable del tráfico de pequeños segmentos de ARN. El nucléolo además, interviene en la maduración y el transporte del ARN hasta su destino final en la célula. Aunque el nucléolo desaparezca en división, algunos estudios actuales aseguran que regula el ciclo celular. La principal función del núcleo celular es controlar la expresión génica y mediar en la replicación del ADN durante el ciclo celular ya que es la sede de la replicación (duplicación del ADN) y la transcripción (síntesis de ARN), mientras que la traducción ocurre en el citoplasma.
- Membrana plasmática: Es exageradamente delgada y fina, barrera semipermeable que impide el paso de la mayoría de las moléculas solubles en agua. Además separa el citoplasma de la célula de su ambiente externo, se adhiere a otras células para formar un tejido a través de canales especiales y realiza el intercambio de materiales. Se compone de fosfolípidos (grasas) en mayor % que protegén la célula, además deproteínas, glucoproteínas y colesterol. Citoplasma: es la sustancia gelatinosa entre la membrana plasmática y nuclear en la que los organelos flotan. Aparato de Golgi: Es una serie de sacos aplanados y apilados, llamados cisternas las cuales realizan funciones entre las que destacan, la fabricación de lisosomas, modificaciones químicas, empacar biomoléculas las cuales serán secretadas a otros organelos o que se preparan para ser expulsados de la célula, el transporte, maduración y acumulación de proteínas procedentes del retículo endoplasmatico, glucosilación de lípidos y proteínas, síntesis de proteoglucanos (mucopolisacáridos) que son parte esencial de la matriz extracelular. Lisosomas: es un saco delimitado por una sola membrana que se encuentra en las células con núcleo, contienen enzimas digestivas que degradan moléculas complejas y ayudan a combatir las enfermedades.. Mitocondria: diminuta estructura celula de doble membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico de ATP que actua como combustible ceular, por esta función llamada respiración celular,, las mitocondrias son consideradas como el mmotor de la célula. Retículo endoplásmico: Es un laberinto formado por plegamientos de la membrana citoplasmática hacía el interior de la célula, y constituye más de la mitad de la membrana celular. En él se sintetizan y transportan las proteínas y los lípidos constituyentes de las membranas plasmáticas. Exiten dos tipos de retículo endoplàsmico: el rugoso y liso. El retículo endoplásmico rugoso que esta formado por sáculos aplastados comunicados entre sí. Su función básica es la síntesis de proteínas mediante los ribosomas de su membrana, los cuales se conectan con la membrana nuclear y el retículo endoplásmico liso. El retículo endoplásmico liso, está constituido por una red de túbulos unidos al retículo endoplàsmico rugoso y que se expande por todo el citoplasma. Esta membrana posee gran cantidad de enzimas cuya principal actividad es la síntesis de lípidos. Estos se transportan a otros organelos, mediante proteínas de transferencia. Ribosomas: Son estructuras globulares, carentes de membrana que están constituidos por varios tipos de proteínas asociadas a ácidos ribonucleicos ribosómicos procedentes del nucleolo (ARNm), que se encuentran dispersos en el citoplasma o asociados a la membrana del reticulo endoplasmatico rugoso. Actúan como una mesa de trabajo donde el ARN mensajero se coloca y sintetiza las proteínas, acomodando los aminoácidos en el orden especifico para cada proteína de acuerdo con las instrucciones del ADN. Citoesqueleto: Es una red de filamentos proteicos que se extienden en el citoplasma de las células que poseen organelos (eucariotas). Algunas funciones del citoesqueleto son: mantener la forma de la célula, posibilitar el desplazamiento de la célula mediante pseudopodos, contracción de las células musculares, transporte y organización de los organelos en el citoplasma. Los filamentos son de tres tipos: microfilamentos o filamentos de actina, filamentos intermedios y los microtubulos. Microfilamentos. Son los más delgados, se acumulan debajo de la membrana citoplasmática y controlan los movimientos de las células cuando se desplazan. Microtubulos. Tienen una forma de tubo son mucho más gruesos, están formados por la proteína tubulina. Son los principales organizadores del citoesqueleto y participan en el desplazamiento de componentes celulares. Filamentos Intermedios. Son cilíndricos y están constituidos por proteínas filamentosas. Tienen como función dar resistencia mecánica a la célula. Centriolos: Esta formado por nueve grupos de microtubulos cada uno, ubicados cerca del nucleo. En conjunto se asemejan a un cilindro dispuesto en ángulo recto. Su función es la de intervenir en la reproducción celular.
- La membrana plasmática no es una estructura estática: sus componentes tienen posibilidad de movimiento, lo que le proporciona una cierta fluidez. Los movimientos que pueden realizar los lípidos son: · De rotación: supone el giro de la molécula lipídica en torno a su eje mayor. Es muy frecuente y el responsable, en gran medida, de los otros dos movimientos. · De difusión lateral: las moléculas lipídicas pueden difundirse libremente de manera lateral dentro de la bicapa. Es el movimiento más frecuente. · Flip-flop: es el movimiento de la molécula lipídica de una monocapa a la otra gracias a unas enzimas llamadas lipasas. Es el movimiento menos frecuente, por ser muy desfavorable energéticamente. La fluidez o viscosidad es una de las características más importantes de las membranas. Depende de factores como la temperatura (la fluidez aumenta al incrementarse la temperatura), la naturaleza de los lípidos (la presencia de lípidos insaturados y de cadena corta favorece el aumento de la fluidez) y la presencia de colesterol (endurece las membranas, reduciendo su fluidez y permeabilidad). De la fluidez dependen importantes funciones de la membrana, como el transporte, la adhesión celular o la función inmunitaria. Por ello, las membranas poseen mecanismos de adaptación homeoviscosa encargados de mantener la fluidez. La composición de los lípidos y de las proteínas es diferente en las dos caras de la membrana. Por esta razón se dice que las membranas son asimétricas, es decir, se pueden diferenciar las caras interna y externa en función de su composición. Exteriormente a la membrana algunas células presentan un glicocáliz, compuesto por glucoproteínas, que pueden interaccionar o estar parcialmente incluidas en la membrana plasmática, y por glucolípidos. Esta matriz extracelular es importante en los procesos de reconocimiento e interacción entre las células y los tejidos. DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA. Van dirigidas al desempeño de una función concreta y consistentes en algún tipo de alteración morfológica del contorno de la célula en cualquiera de sus superficies: Superficie apical (que da hacia la luz del conducto): son típicas las microvellosidades de algunas células epiteliales. Se tratan de evaginaciones con forma de dedo de guante que aumentan la superficie de absorción intestinal. - Superficie basal (lado opuesto a la luz del conducto): también destacan las células epiteliales, concretamente las que en el riñón presentan invaginaciones que aumentan la superficie de reabsorción de agua en el tubo contorneado proximal de las nefronas. - Superficie lateral: son las denominadas uniones intercelulares que posibilitan las interacciones entre células vecinas. Son de varios tipos: estrechas o impermeables, que no dejan espacio intercelular alguno, comunicantes o en hendidura, que dejan un reducido espacio intercelular, y adherentes o desmosomas, que, aunque con un espacio intercelular mayor, implican una fuerte unión mecánica entre las células.
- La membrana plasmática de una típica célula animal está compuesta por un 50% de lípidos y un 50% de proteínas. Sin embargo, como las proteínas son mucho más voluminosas que los lípidos hay 50 moléculas de estos últimos por cada molécula de proteína. LIPIDOS DE LA MEMBRANA Aproximadamente el 75% de los lípidos son fosfolípidos, lípidos que contienen fósforo. En menores proporciones también está el colesterol y los glicolípidos, que son lípidos que contienen un o varios monosacáridos únidos. Estos fosfolípidos forman una bicapa lipídica debido a su carácter amfipático, es decir por tener una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. La cabeza está formada por un fosfato de un compuesto nitrogenado (colina o etanolamina) y se mezcla bien con el agua. La cola está formada por ácidos grasos que repelen el agua. Las moléculas de la bicapa están orientadas de tal forma que las cabezas hidrófilas están cara al citosol y al líquido extracelular y las colas se enfrentan hacia en interior de la membrana Hay cuatro tipos de fosfolípidos en la membrana celular: fosfatidilcolina esfingomielina (en este fosfolípido la glicerina ha sido sustituída por un aminoalcohol llamado D-4-esfingenina) fosfatidilserina fosfatidiletanolamina La composición de la capa interna y externa de lípidos no es la misma, dependiendo de la presencia de proteínas que requieren unirse a determinados fosfolípidos. Los glicolípidos (5% de los lípidos de membrana) son también anfipáticos y se encuentran sólo en la parte extracelular de la membrana. Son importantes para mantener la adhesión entre las células y tejidos y pueden contribuir a la comunicación y reconocimiento entre células. Son el blanco de ciertas tóxinas bacterianas. Uno de los más importantes glicolípidos de membrana es el galactocerebrósido, uno de los principales componentes de la mielina, el aislamiento lipídico de las fibras nerviosas Los restantes 20% de los lípidos de la membrana están constituídos por moléculas de colesterol que se incluyen entre los fosfolípidos a ambos lados de la membrana. Las moléculas de colesterol confieren una mayor fortaleza a las membranas aunque disminuyen su flexibilidad. Las membranas de las plantas carecen de colesterol. La capa de fosfolípido es dinámica porque las moléculas de lipidos resbalan de un lado para otro e intercambian su sitio dentro de la misma capa. Igualmente, la bicapa es autosellante: si se perfora con una aguja, al retirar esta el orificio se cierra.
- AZÚCARES: Las moléculas de azúcares de la membrana plasmática son los GLUCOLÍPIDOS. Se encuentran exclusivamente en la mitad no citoplasmática de la bicapa lipídica, donde se autoasocian con formando microagregados mediante la formación de enlaces de hidrógenos entre ellas. En la membrana plasmática los grupos de azúcar quedan al descubierto en la superficie de la célula donde desempeña un tipo de función en las interacciones de la célula con su entorno. La distribución asimétrica de glucolípidos en la bicapa resulta de la adición de grupos de azúcar en las moléculas lipídicas en el lumen del complejo de Golgi que topográficamente equivale a exterior celular. Hay distintos tipos de glucolípidos: Los galactocerebrósidos (A) son glucolípidos neutros, porque el azúcar de su grupo de cabeza no está cargado. Los gangliósidos contienen uno o más residuos de ácido siálico (N-acetilnue-ramínico o NANA) que está cargados negativamente (B y C). Principales funciones de alguno glucolípidos: Gangliósidos: tiene carga negativa. Son abundantes en las células nerviosas y tiene importancia por su carga. Su presencia alteraría el campo eléctrico a través de la membrana y la cc. De iones en su superficie externa. Pueden tener papel en aislamiento eléctrico ya que se hallan en la cara no citoplasmática de la bicapa de la membrana mielínica, que aísla eléctricamente los axones de las células nerviosas. En las células epiteliales intestinal se halla en la superficie apical de la membrana de la célula, donde protege la membrana de condiciones adversas como pH bajo y enzimas digestivas. Glucocáliz: las proteínas de membrana no sobresalen desnudas al exterior celular, sino que están cubiertas por carbohidratos presentes en la superficie de todas las células eucarióticas. Estos carbohidratos son cadenas de oligosacáridos unidas covalentemente a las proteínas de membrana (glucoproteína)y a los lípidos (glucolípidos)y, como cadena de polisacáridos de moléculas de proteoglucanos integrales de membrana. Los proteoglucanos consisten en largas cadenas de polisacáridos unidas covalentemente a un núcleo proteico; se encuentran principalmente en el exterior celular como parte de la matriz extracelular. Pero en el caso de los proteoglucanos integrales de membrana, el núcleo proteico se extiende a través de la bicapa o está anclado a la bicapa mediante un glucosilfosfatidilinositol (GPI). El término cubierta celular o glucocáliz se da para referirse a la zona de superficie celular rica en carbohidratos. El Glucocáliz contiene (además de carbohidratos unidas a las proteínas intrínsecas de la membrana) glucoproteínas y proteoglucanos que han sido secretados al espacio exterior y que luego son adsorbidos en la superficie celular. Muchas de estas macromoléculas adsorbidas son componentes de la matriz extracelular. Las cadenas laterales de oligosacáridos de las glucoproteínas y de los glucolípidos son diversas en cuanto a los azúcares. Generalmente contienen menos de 15 residuos glucídicos, a menudo están ramificados y los azúcares pueden estar unidos entre sí por enlaces covalentes. Al unirse entre sí, tres glucídicos pueden incluso formar cientos de trisacáridos distintos. Una de las funciones del Glucocáliz es de protección ante daños mecánicos y químicos, de mantener objetos extraños y otras células a distancia, impidiendo interacción proteína-proteína o , en el caso de células y otras sustancias permitiendo la interacción. Ejemplo: El reconocimiento proteína-carbohidrato en las respuesta antiflamatorias. Cuando hay una infección local los linfocitos se acumulan en esa zona para combatir la infección local. Primero los nuetrófilos se adhieren ala células endoteliales de los vasos sanguíneos de la zona y luego se adhieren más fuerte y migran fuera de los vasos, pasando entre las células endoteliales. El inicio del proceso de adhesión implica el reconocimiento proteína-carbohidrato. Hay mediadores químicos locales liberados por las células en el lugar de inflamación que señalizan a la células endoteliales de la región para que expresen una glucoproteína transmembrana llamada P-selectina que es de la familia de moléculas de adhesión célula-célula. La selectina tiene un dominio para unión a carbohidratos que se extiende desde la superficie celular, reconoce un oligosacárido específico como las moléculas de glucolípidos y glucoproteínas del neutrófilo, éstos se adhieren específicamente a las células endoteliales de los vasos de la zona inflamada. La asociación es de baja actividad y, la asociación y separación ocurre rapidamente. Luego el desplazamiento es de adhesión célula-célula mediado por proteínas transmembrana (Integrinas)
- Las proteínas son de dos tipos: Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. La parte de carbohidrato de la molécula está siempre de cara al exterior de la célula. Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma. Proteínas transmembrana de paso único, cuando atraviesan una sola vez la bicapa y, de proteínas de paso múltiple si la cadena atraviesa bicapa varias veces, y tienen varios segmentos hidrofóbicos intercalados con segmentos hidrofílicos. Ejemplo: bacteriorrodopsina, atraviesa la bicapa en forma de 7 hélices en la membrana de la bacteria Halobacterium halobium y es una bomba de protones. La naturaleza de las proteínas de membrana determina su función: Canales: proteínas integrales (generalmente glicoproteínas) que actúan como poros por los que determinadas sustancias pueden entrar o salir de la célula Transportadoras: son proteínas que cambian de forma para dar paso a determinados productos. Receptores: Son proteínas integrales que reconocen determinadas moléculas a las que se unen o fijan. Estas proteínas pueden identificar una hormona, un neurotransmisor o un nutriente que sea importante para la función celular. La molécula que se une al receptor se llama ligando. Enzimas: pueden ser integrales o periféricas y sirven para catalizar reacciones en la superficie de la membrana Anclajes del citolesqueleto: son proteínas periféricas que se encuentran en la parte del citoplasma de la membrana y que sirven para fijar los filamentos del citoesqueleto. Marcadores de la identidad de la célula: son glicoproteínas y glicolípidos características de cada individuo y que permiten identificar las células provenientes de otro organismo. Por ejemplo, las células sanguíneas tienen unos marcadores ABO que hacen que en una transfusión sólo sean compatibles sangres del mismo tipo. Al estar hacia el exterior las cadenas de carbohidratos de glicoproteínas y glicolípidos forma una especie de cubierta denominada glicocalix