PARA REALIZAR CON ÉXITO CUALQUIER TAREA SE NECESITAN TRES HABILIDADES: ELEGIR ADECUADAMENTE LA TAREA A DESEMPEÑAR MANTENER CONSTANTE LA MOTIVACION PARA REALIZARLA TENER CIERTA ORGANIZACIÓN PARA LLEVARLA A CABO

INTRODUCCION A LA FISIOLOGIA HUMANA Dr. Miguel Ángel García-García Profesor Titular Área Fisiología

La Fisiología Humana, es la Ciencia que estudia las funciones del organismo humano. La vida del ser humano depende de su función total y no de las funciones de sus partes aisladas. Como futuros médicos, la Fisiología ayuda a: Integración del conocimiento de las ciencias básicas. Aplicación a la fisiopatología (alteración de la función durante la enfermedad). Aplicación a los mecanismos de acción de fármacos (farmacología y terapeútica).

ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO Y CONTROL DEL “MEDIO INTERNO” – HOMEOSTASIS -

LA CÉLULA: Unidades vivas del cuerpo, 100 billones LÍQUIDO EXTRACELULAR (LEC) “El Medio Interno”. Claude Bernard (siglo XIX) Constituye un 1/3 del total. Contiene iones Na, Cl y HCO3. Líquido Intracelular (LIC) constituye la mayor cantidad, con abundancia de K, Mg y Fosfato. 60% Agua, 40%: LIC y LEC HOMEOSTASIS: Mantenimiento de condiciones constantes: Medio Interno

HOMEOSTASIS

COMPOSICION ELECTROLITICA DEL “MEDIO INTERNO” LEC

SISTEMA DE TRANSPORTE DEL LEC 2 ETAPAS Sistema Circulatorio. La difusión del líquido entre el capilar y la célula.

MEDIO EXTRACELULAR El medio extracelular, contiene líquido intersticial o tisular, en el seno de una matriz de glucoproteínas y protéoglucanos. Este líquido, que procede del plasma sanguíneo, aporta nutrientes y moléculas reguladoras a las células.

Origen de los nutrientes del LEC Respiratorio: La sangre capta O2 en los alvéolos Tracto gastrointestinal: CHO, Grasas, CHON Hígado: ayuda a modificar las sustancias absorbidas o almacenarlas hasta que sean necesarias. Músculo-esquelético: El cuerpo necesita desplazarse para adquirir los alimentos necesarios para la nutrición.

ELIMINACIÓN DE PRODUCTOS FINALES del LEC Pulmones : CO2 desde la sangre hacia los alvéolos. Riñones : Productos finales del metabolismo celular: urea, ácido úrico, excesos de agua.

SISTEMAS DE CONTROL DEL CUERPO Genético: Actúan sobre todas las células para controlar la función intra y extracelular. Otros: interior de órganos -Ejemplos de Mecanismos de control: Regulación de la concentración del O2 y CO2  “Función amortiguadora de O2 de la Hb”.

MECANISMOS DE CONTROL RETROALIMENTACION NEGATIVA RETROALIMENTACION POSITIVA ADAPTATIVO

-Características de los sistemas de control: *La mayoría de los sistemas de control utilizan “La retroacción negativa” : La respuesta es negativa con relación al estímulo inicial. Ej. “UNA CONCENTRACIÓN MAYOR DE UNA SUSTANCIA DA LUGAR A UNA CONCENTRACIÓN MENOR DE LA MISMA, CON RESPECTO AL ESTÍMULO INICIAL”.

[ ] CO2 alto  excita Centro respiratorio  persona respira rápido, aumenta la espiración de CO2 y elimina el exceso de CO2 bajo b. P/A alta  los barorreceptores inhiben Centro vasomotor  disminuye impulsos al corazón y vasos sanguíneos  baja de P/A.

RETROALIMENTACION NEGATIVA

Mecanismos de retroalimentación negativa Son los que se producen cuando el efecto deseado toma lugar, inhibiendo a sí al estímulo inicial que lo provocó. Aumento de glucosa en sangre Aumento de liberación de insulina Disminución de glucosa en sangre. Disminución de la liberación de insulina.

Control mediante retroacción de la secreción de insulina y de la concentración sanguínea de la glucosa. Los mecanismos de este sistema de control de retroacción negativa mantienen LA HOMEOSTASIS.

Provoca círculo vicioso; enfermedad – muerte. RETROACCIÓN POSITIVA Provoca círculo vicioso; enfermedad – muerte. “EL ESTÍMULO INICIADOR PROVOCA MÁS DE LO MISMO” Útil en: coagulación sanguínea, el parto y generación de señal nerviosa.

Retroalimentación positiva Es la que ocurre cuando el estímulo inicial da lugar a una respuesta, la que se incrementa persistiendo el factor iniciador. = enfermedad. Ejemplo: diabetes Aumento de glucosa en sangre No hay liberación de insulina = persistencia de la glucosa elevada en sangre.

ALGUNOS TIPOS DE SISTEMAS DE CONTROL MÁS COMPLEJOS: SISTEMA CONTROL ADAPTATIVO Sistema nervioso, el cerebro  control antérogrado -Es una retroacción negativa tardía. Algunos mov. del organismo son tan rápidos que no hay tiempo suficiente para que las señales nerviosas se desplacen desde la periferia del organismo hasta el cerebro y vuelvan a la periferia para controlar el mov.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVES DE “LA MEMBRANA CELULAR” Dr. Miguel Ángel García-García Profesor Titular Área de Fisiología

Las diferencias entre la composición de los LIC y LEC se deben a LOS MECANISMOS DE TRANSPORTE QUE SE DAN EN LAS MEMBRANAS CELULARES. El LEC tiene ↑ sodio (Na) y  potasio (K), el LIC lo contrario. En el LEC ↑ cloruro (Cl), en el LIC lo contrario. Las concentraciones de fosfatos y de proteínas en el LIC son mayores que las del LEC.

COMPOSICIONES QUÍMICAS DE LOS LIC y LEC

La membrana celular está constituida por una bicapa lipídica con moléculas de proteínas flotando La bicapa lipídica: sustancias hidrosolubles – liposolubles

Las moléculas protéicas, una vía alternativa de transporte: Unos canales proteicos, forman vías acuosas para las moléculas. Unas proteínas transportadoras se unen con moléculas específicas y sufren cambios de transformación.

El Transporte a través de la membrana se produce por difusión o por transporte activo. La difusión: el movimiento aleatorio de moléculas tanto por espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. La energía que hace que se produzca es la energía del movimiento cinético normal de la materia.

El Transporte activo: permite el movimiento de sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína de transporte, en contra de un gradiente electroquímico. Necesita una fuente de energía adicional, además de la energía cinética.

DIFUSIÓN Es el movimiento continuo de moléculas en los líquidos o los gases. La difusión simple: Las moléculas atraviesan una membrana sin unirse a proteínas transportadoras. Puede producirse de 2 maneras: 1) a través de los intersticios de la bicapa lipídica 2) a través de los canales acuosos de las proteínas transportadoras. La difusión facilitada: Requiere una proteína transportadora.

La velocidad de difusión de una sustancia a través de la membrana es directamente proporcional a su liposolubilidad. El oxígeno, el nitrógeno, el dióxido de carbono y los alcoholes El agua y otras moléculas insolubles en los lípidos difunden a través de los canales proteicos de la membrana celular. Los canales proteicos tienen una permeabilidad selectiva para transportar una o más moléculas concretas.

Vías de transporte a través de la membrana celular y Mecanismos básicos de transporte.

La apertura o el cierre de las puertas de los canales proteicos proporcionan un sistema de control de su permeabilidad. Estas puertas son prolongaciones de las moléculas proteicas de transporte que pueden abrir o cerrar el canal como consecuencia de cambios de conformación de la propia molécula proteica.

Se controla de 2 maneras: Puertas de voltaje, la conformación molecular de la puerta responde al potencial eléctrico, Ej. una fuerte carga (-) en el interior de la membrana hace que las puertas para el sodio se mantengan cerradas: el potencial de membrana. La apertura de las puertas para el Na es la causa de los potenciales de acción de los nervios. Puertas químicas, las puertas se abren al unirse otra molécula a la proteína, Ej. La acetilcolina sobre los canales de la acetilcolina,

Transporte de iones sodio y potasio a través de los canales proteícos. Se muestran también los cambios de conformación de las moléculas proteícas que abren o cierran las “puertas” que guardan los canales.

La difusión facilitada también se denomina difusión mediada por transportadores. Ej. La glucosa y la mayoría de los aminoácidos.

Mecanismo propuesto para la difusión facilitada.

Ósmosis a través de membranas selectivamente permeables: * Difusión neta * de agua.

Ósmosis: es el proceso de movimiento neto de agua debido a una diferencia de concentración del agua. El agua es la sustancia que más difunde a través de la membrana celular. La cantidad que difunde en cada dirección, en condiciones normales, está tan equilibrada, que el volumen de las células se mantiene constante. Puede aparecer una diferencia de concentración para el agua a través de la membrana. La diferencia de presión necesaria para que cese la ósmosis es la presión osmótica.

Ósmosis en una membrana celular cuando se coloca una solución de NaCl en un lado de la membrana y Agua en el otro.

OSMOSIS

Demostración de la Presión Osmótica sobre los dos lados de una membrana semipermeable.

TRANSPORTE ACTIVO El transporte activo puede mover una sustancia en contra de un gradiente electroquímico. Las sustancias no pueden difundir “cuesta arriba” o sea cuando una membrana celular mueve moléculas o iones contra un gradiente de concentración (o contra un gradiente eléctrico o de presión).

En ambos casos, el transporte depende de proteína transportadora. Hay 2 tipos de transporte activo según la fuente de energía que se utiliza para producirlo. En ambos casos, el transporte depende de proteína transportadora. Transporte activo primario. La energía deriva de la ruptura del ATP. Transporte activo secundario. La energía deriva secundariamente de la que se ha almacenado en forma de diferencia de concentraciones iónicas a ambos lados de la membrana.

Transporte activo primario La bomba de sodio-potasio (Na+ - K+) transporta iones de sodio hacia fuera de la célula e iones potasio hacia el interior de ésta. Esta bomba está presente en todas las células del cuerpo y es la responsable de mantener las diferencias de concentración de sodio y de potasio a ambos lados de la membrana celular, así como de establecer un potencial eléctrico negativo en el interior de las células.

La bomba de Na+ - K+ controla el volumen de la célula La bomba de Na+ - K+ controla el volumen de la célula. La bomba transporta 3 moléculas de sodio al exterior de la célula por cada 2 moléculas de potasio bombeadas hacia el interior. Esta pérdida continua de iones genera una tendencia osmótica que hace que el agua se mueva hacia el exterior de la célula.

Mecanismo de la Bomba de Sodio-Potasio

El cotransporte y el contratransporte son dos formas de Transporte activo secundario. Cotransporte. La energía de la difusión del sodio puede empujar a otras sustancias a moverse junto al sodio en la misma dirección. Contratransporte. El ion sodio y la sustancia que va a sufrir el contratransporte se mueven en direcciones opuestas a través de la membrana celular, con el sodio moviéndose siempre hacia el interior de la célula.

La glucosa y los aminoácidos pueden transportarse al interior de la mayoría de las células mediante un cotransporte con el sodio. La proteína transportadora posee dos puntos de unión en su lado externo: uno para el sodio y otro para la glucosa o los aminoácidos.

Mecanismo del Cotransporte de Sodio y Glucosa.

TRANSPORTE ACTIVO SECUNDARIO

GRACIAS