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Tipo: Ejercicios
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EJERCICIO No. 4 - FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO ACTIVIDAD 1 DETERMINANDO EL METABOLISMO BASAL ACTIVIDAD 2 DETERMINANDO EL EFECTO DE LA TIROXINA SOBRE EL METABOLISMO BASAL ACTIVIDAD 3 DETERMINANDO EL EFECTO DE LA TSH SOBRE EL METABOLISMO BASAL Procedimiento A continuación, investigarás los efectos de las inyecciones de TSH sobre el metabolismo basal de las tres ratas. Selecciona primero una rata para experimentar y después comienza.
¿Por qué se observó este efecto? porque estimula a glándula, incrementando así el metabolismo basal ¿Cuál fue el efecto de la TSH sobre el metabolismo basal de una rata tiroidectomizada? ¿Cómo es este metabolismo basal en comparación con el de una rata tiroidectomizada? En este caso no observamos ningún cambio ¿Por qué se observó este efecto? Porque la TSH estimula al tiroides pero al no encontrarse, no puede influirle, evitando un cambio en la ratio. ¿Cuál fue el efecto de la TSH sobre el metabolismo basal de una rata hipofisectomizada? ¿Cómo es este metabolismo basal en comparación con el de una rata hipofisectomizada? En la comparación de los resultados vemos como sufre un aumento, no tan pronunciado ya que, en esta rata, hemos extraído la hipófisis. ¿Por qué se observó este efecto? Relacionado con la pregunta anterior; la TSH sigue actuando como si estuviera la hipófisis y estimula el metabolismo a través de su acción sobre las glándulas Conclusión ACTIVIDAD 4 DETERMINANDO EL EFECTO DEL PROPUTIOURACILO SOBRE EL METABOLISMO BASAL A continuación, investigarás los efectos de las inyecciones de proputiouracilo sobre el metabolismo basal de las tres ratas. Ten en cuenta que el proputiouracilo es un inhibidor de la tiroxina. Selecciona primero una rata para experimentar y entonces comienza.
¿Por qué se observó este efecto? Porque no tiene tiroides, entonces la PTU no puede actuar sobre estas glándulas y modificar sus segregaciones. TERAPIA DE SUSTITUCIÓN HORMONAL Los ovarios son estimulados por la hormona estimulante de los folículos (FSH) , liberada desde la hipófisis, para conseguir que los folículos ováricos se desarrollen de forma que puedan ovular y, tal vez, ser fecundados. Mientras los folículos se desarrollan, las células foliculares que envuelven el oocito producen estrógenos. Uno de los principales tejidos diana de los estrógenos es el útero, y su acción consiste en permitir que éste crezca y se desarrolle para que pueda recibir los huevos fecundados para su implantación. La ovariectomía , la extirpación de los ovarios, eliminará la fuente de estrógenos y provocará que el útero se atrofie lentamente. La FSH y los estrógenos también están regulados por un sistema de retroacción negativa. Recuerda que los niveles hormonales son controlados por el hipotálamo cerebral. Si el hipotálamo determina que no hay suficiente FSH, liberará hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) para estimular la producción de FSH por la hipófisis. La GnRH será transportada desde el hipotálamo a la hipófisis a través del sistema porta hipotálamo- hipofisario. Los anticonceptivos orales actúan utilizando este bucle de retroacción negativa. Liberan grandes cantidades de estrógenos al organismo, lo que bloquea la liberación de FSH desde la hipófisis, de forma que no se desarrollan ni ovulan nuevos oocitos. Un proceso similar ocurre durante el embarazo: elevados niveles de estrógenos, producidos durante el embarazo, bloquean la liberación de más FSH. En esta actividad recrearás un experimento endocrino clásico y examinarás cómo los estrógenos afectan al crecimiento del tejido uterino. Trabajarás con dos ratas hembra, las cuales han sido ovariectomizadas y, como resultado, nunca más producirán estrógenos. Administrarás una terapia de sustitución hormonal (Hormone Replacement Therapy) a una rata, pinchándole diariamente inyecciones de estrógenos. La otra rata te servirá como «control» y recibirá diariamente inyecciones de solución salina. A continuación, extraerás el tejido uterino de ambas ratas, lo pesarás y lo compararás para determinar los efectos de la terapia de sustitución hormonal. ¿Qué crees que le ocurrirá al útero de la primera rata ovariectomizada si se le administra una terapia de estrógenos? ¿Qué crees que producirá la administración de solución salina sobre el útero de la segunda rata ovariectomizada? Comienza seleccionando Terapia de Sustitución Hormonal (Hormone Replacement Therapy) del menú Experimento (Experiment). Aparecerá una nueva pantalla mostrando las dos ratas ovariectomizadas en jaulas. (Date cuenta de que si se tratase de un laboratorio real hubiera sido necesario ovariectomizar a las ratas un mes o más antes del resto del experimento, con el fin de asegurar que no queda ningún residuo de hormonas en sus organismos). En la pantalla también hay una botella de solución salina (Saline), una de estrógenos (Estrogen), una jeringuilla, una caja de papel de pesar (Weighing Paper) y una balanza. En este experimento
actúa cuidadosamente. Cada rata desaparecerá de la pantalla una vez le extraigas el útero, y no podrá ser devuelta, a menos que reinicies el experimento. Esto reproduce exactamente la situación que encontrarías si trabajases con animales vivos: una vez extraído el útero el animal sería sacrificado. Conclusión ACTIVIDAD 5 TERAPIA DE SUSTITUCIÓN HORMONAL ACTIVIDAD 6 OBTENIENDO UNA CURVA ESTÁNDAR DE GLUCOSA ACTIVIDAD 7 COMPARANDO LOS NIVELES DE GLUCOSA ANTES Y DESPUÉS DE LA INYECCIÓN DE INSULINA EJERCICIO No. 5 - DINÁMICA CARDIOVASCULAR Actividad 1: Efecto de la presión sobre el Flujo Sanguíneo Procedimientos En primer lugar, fijamos la Presión (Pressure) a 25 mm Hg. Colocamos el Radio (Radius) del tubo a 6,0 mm. Luego, fijamos la Viscosidad (Viscosity) de la sangre a 3.5 y la Longitud del vaso a 50 mm. Resaltamos el conjunto de datos de Presión (Pressure) pulsando sobre la palabra “Presión” del módulo de la parte inferior izquierda de tu pantalla. Nos aseguramos de que el recipiente de la izquierda esté lleno de sangre. Si no lo está, pulsamos Rellenar (Refill), pulsamos Iniciar. Cuando el recipiente de la derecha esté lleno, pulsamos Guardar Datos. Después, aumentamos la Presión (Pressure) en 25 mm Hg (es decir, la fijamos en 50 mmHg). Dejamos los ajustes del radio (Radius), la viscosidad (Viscosity) y la longitud (Lenght) iguales. Pulsamos de nuevo Iniciar (Start) y Guardar Datos (Record Data) una vez que el recipiente de la derecha esté lleno. Continuamos repitiendo el experimento aumentando cada vez la Presión (Pressure) a razón de 25 mm Hg hasta que hayamos alcanzado 225 mm Hg. Recordamos pulsar Guardar Datos (Record Data) después de cada experimento. Ahora, pulsamos Herramientas (Tools) de la parte superior de la pantalla, y apareció un menú desplegable. Seleccionamos Representar Datos (Plot Data) y lo pulsamos. Vimos aparecer los datos en una gráfica. Observamos que hay dos barras de desplazamiento; una para el eje X y otra para el eje Y. Fijamos la barra de desplazamiento del eje x para la presión y el eje y para el flujo sanguíneo. Resultados y preguntas
Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 218.0 ml/min, para una presión variable de 75 mmHg, un radio de 6.0 mm, una viscosidad de 3.5, y una longitud de 50 mm. Aquí se aumentó la presión en razón de 25 mmHg, por lo que es visible, cómo a medida que va aumentando la presión, aumenta proporcionalmente el flujo sanguíneo. Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 290.7 ml/min, para una presión variable de 100 mmHg, un radio de 6.0 mm, una viscosidad de 3.5, y una longitud de 50 mm. Aquí se aumentó la presión en razón de 25 mmHg, por lo que es visible, cómo a medida que va aumentando la presión, aumenta proporcionalmente el flujo sanguíneo.
Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 363.3 ml/min, para una presión variable de 125 mmHg, un radio de 6.0 mm, una viscosidad de 3.5, y una longitud de 50 mm. Aquí se aumentó la presión en razón de 25 mmHg, por lo que es visible, cómo a medida que va aumentando la presión, aumenta proporcionalmente el flujo sanguíneo. Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 436.0 ml/min, para una presión variable de 150 mmHg, un radio de 6.0 mm, una viscosidad de 3.5, y una longitud de 50 mm. Aquí se aumentó la presión en razón de 25 mmHg, por lo que es visible, cómo a medida que va aumentando la presión, aumenta proporcionalmente el flujo sanguíneo.
Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 654.0 ml/min, para una presión variable de 225 mmHg, un radio de 6.0 mm, una viscosidad de 3.5, y una longitud de 50 mm. Aquí se aumentó la presión debido a 25 mmHg, por lo que es visible, cómo a medida que va aumentando la presión, aumenta proporcionalmente el flujo sanguíneo. Nota. Representación gráfica del Flujo sanguíneo VS Presión sanguínea; que muestra la relación entre estas dos variables, y cómo la gráfica va creciendo exponencialmente, lo que indica que entre más elevada sea la presión en la sangre, mayor será el flujo de sangre que haya, es decir, tiene una relación proporcional. En la gráfica, el eje x, simboliza la presión, y el eje y, simboliza el flujo. Describe la relación entre la presión y el flujo de sangre. R/. En términos breves, si aumenta la presión, aumenta el flujo sanguíneo. Los factores más importantes que controlan el flujo de la sangre en el sistema circulatorio son la presión, la resistencia y el flujo. La ley de Ohm señala que la corriente (I) equivale a la diferencia de voltaje (ΔV) dividida entre la resistencia (R). Cuando esto se vincula con el flujo sanguíneo, la diferencia de voltaje es la diferencia de presión o el gradiente de presión (ΔP), la resistencia es
la resistencia al flujo (R) y la corriente es el flujo sanguíneo (F). El flujo sanguíneo (F) por un vaso o una serie de vasos sanguíneos depende de la diferencia de presión (P1 − P2) entre los 2 extremos del vaso y la resistencia (R) que debe vencer la sangre al desplazarse por el vaso (F = ΔP/R). En el sistema cardiovascular, el flujo sanguíneo está representado por el gasto cardíaco. La resistencia es la oposición al flujo causada por la fricción entre la sangre en movimiento y la pared vascular estacionaria. En la circulación periférica, la resistencia colectiva de todos los vasos en esa parte de la circulación se conoce como resistencia vascular periférica (RVP) o, a veces, resistencia vascular sistémica. Las relaciones del flujo, presión y resistencia también pueden aplicarse a menor escala para determinar el flujo sanguíneo y la resistencia al flujo de un solo órgano, como el riñón. La presión en la arteria renal, la presión de la vena renal y la resistencia vascular renal determinan el flujo sanguíneo en el riñón. ¿Qué tipo de cambio produciría sobre el sistema cardiovascular una variación de presión? R/. Una variación de presión generaría un cambio en la fuerza de contracción en el sistema cardiovascular. ¿Por qué causaría problemas ese cambio? R/. Ya que, al alterarse la presión, aumenta la fuerza de contracción del corazón, y por tanto el volumen, latido y la presión de expulsión de la sangre. La presión externa normal es igual a la presión intrapleural (presión de la cavidad intratorácica), es decir – 4 mm Hg. Un aumento de la presión intrapleural de hasta – 2 mm Hg hace que al llenar las cámaras cardiacas de sangre, se requieran otros 2 mm Hg extra de presión en la aurícula derecha para superar el aumento de presión en el exterior del corazón. Igual que un aumento de hasta +2 mm Hg de la presión intrapleural, requerirá un aumento de 6 mm Hg de la presión de la aurícula derecha (partiendo de los – 4 mm Hg normales). Estos cambios pueden deberse a:
Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 4.0 ml/min, para una presión constante de 100 mmHg, un radio de 1.5 mm, una viscosidad de 1.0, y una longitud de 50 mm. Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 30.7 ml/min, para una presión constante de 100 mmHg, un radio aumentado de 2.5 mm, una viscosidad de 1.0, y una longitud de 50 mm. Aquí se empezó a aumentar el radio debido a 1.0 mm. Se observa cómo al aumentar el radio, hay un aumento drástico del flujo sanguíneo, proporcional. Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 117.8 ml/min, para una presión constante de 100 mmHg, un radio aumentado de 3.5 mm, una viscosidad de 1.0, y una longitud de 50 mm. Aquí se continuó aumentando el radio en razón de 1.0 mm. Se observa cómo al aumentar el radio, hay un aumento drástico del flujo sanguíneo, proporcional.
Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 321.9 ml/min, para una presión constante de 100 mmHg, un radio aumentado de 4.5 mm, una viscosidad de 1.0, y una longitud de 50 mm. Aquí se continuó aumentando el radio en razón de 1.0 mm. Se observa cómo progresivamente al aumentar el radio, hay un aumento drástico del flujo sanguíneo, proporcional. Nota. La imagen ilustra el registro del flujo de sangre, de 718.3 ml/min, para una presión constante de 100 mmHg, un radio aumentado de 5.5 mm, una viscosidad de 1.0, y una longitud de 50 mm. Aquí se continuó aumentando el radio en razón de 1.0 mm. Se observa cómo progresivamente al aumentar el radio, hay un aumento drástico del flujo sanguíneo, proporcional.
R/. En términos generales, aumenta el flujo sanguíneo con el aumento del radio, proporcionalmente, esto lo vemos en el caso de la vasodilatación que se produce por la relajación del músculo liso situado en la pared de los vasos sanguíneos, dicha relajación aumenta el radio de la luz de los vasos y permite que aumente el flujo de sangre. El radio de los vasos no solo es importante por su gran efecto sobre la resistencia sino porque, al contrario que la longitud de estos, el calibre puede ser modificado. Esto se hace mediante la contracción y relajación de la capa de músculo liso de los vasos. Gracias a esto es posible llevar a cabo grandes cambios de resistencia lo cual permite que, con el mismo gradiente de presión, se pueda modificar de manera importante el flujo sanguíneo de un determinado territorio. La resistencia que ofrece un vaso sanguíneo al flujo de la sangre se expresa mediante la ley de Poiseuille, que afirma que el flujo sanguíneo es proporcional a la cuarta potencia del radio del vaso e inversamente proporcional a la viscosidad. ¿Qué diferencia existe entre esta gráfica y la primera? R/. La principal diferencia es la relación exponencial. En esta actividad hemos alterado mecánicamente el radio del tubo pulsando el botón (+) junto a Radio. Fisiológicamente, ¿qué podría causar una variación del radio de un vaso sanguíneo en nuestro organismo? R/. En realidad, una variación del radio de un vaso sanguíneo en nuestro organismo dependerá de las necesidades y condiciones de este. En fisiología, vasodilatación es el incremento del diámetro interno de los vasos sanguíneos (arterias y venas) lo que permite que aumente el flujo de sangre a través de ellas. Las sustancias que provocan vasodilatación se llaman vasodilatadores. El músculo liso de la pared vascular responde a diferentes estímulos, entre ellos las aferencias del sistema nervioso autónomo, sustancias secretadas por células inflamatorias y numerosos fármacos. La principal función fisiológica de la vasodilatación es incrementar el flujo de sangre que llega a un órgano o tejido. Por ejemplo, la vasodilatación de las arterias cerebrales aumenta la llegada de sangre al cerebro y la vasodilatación de las arterias coronarias aumenta el flujo de sangre al corazón. Como consecuencia de la vasodilatación puede producirse disminución de la presión arterial cuando ocurre en el territorio arterial. Los vasodilatadores endógenos son sustancias que produce el propio organismo y tienen la capacidad de provocar vasodilatación, entre ellas el óxido nítrico, la histamina, la bradicinina, la sustancia P y el péptido intestinal vasoactivo. En una arteria obstruida, ¿qué le sucede al radio? ¿Cómo le afecta al flujo sanguíneo? ¿Qué se podría hacer para solucionar este trastorno? R/. En una arteria obstruida, lo que sucedería es un menor radio, y, por lo tanto, un menor flujo de sangre. Para solucionar este problema, se realiza un procedimiento médico que se denomina Angioplastia, que es un procedimiento endovascular que consiste en dilatar una arteria o vena
estenótica (estrecha) u ocluida con el fin de restaurar el flujo sanguíneo obstruido, típicamente para tratar lesiones arterioscleróticas, si bien puede haber otras múltiples causas. Se realiza introduciendo un catéter a través de una arteria (femoral, radial o braquial) hasta localizar la arteria a tratar; posteriormente se introduce a través del catéter una guía que se desliza a lo largo del vaso enfermo y situándola en el extremo distal a la oclusión. Sobre esa guía se coloca un balón que se sitúa en el segmento arterial ocluido, y se infla tantas veces como sea necesario hasta mejorar el flujo sanguíneo, en la mayoría de los casos, posteriormente se implanta un stent. Cuando un vaso sanguíneo se bifurca (se divide) en dos vasos más pequeños los radios de ambos se suman hasta un radio acumulado mayor que el del vaso original. Sin embargo, el flujo de la sangre es más lento en los dos vasos bifurcados que en el original. ¿Por qué? R/. El flujo sanguíneo es mucho más lento en los dos vasos bifurcados, que en el original, porque este, no es lo mismo que velocidad del flujo de sangre; flujo y velocidad de flujo, son dos conceptos distintos. El flujo es la cantidad de sangre que pasa por un vaso sanguíneo por unidad de tiempo, mientras que la velocidad es la distancia recorrida por esa sangre por unidad de tiempo. ¿Cuál es la ventaja de que la sangre fluya más lentamente en algunas áreas del cuerpo, como por ejemplo en los capilares de nuestros dedos? R/. El principal beneficio de que la sangre fluya más lentamente en algunas zonas del cuerpo, como en los capilares de los dedos de las manos y los pies, es que, en realidad, permite mayor tiempo para que tenga lugar el intercambio de nutrientes y gases, como el oxígeno, entre los vasos sanguíneos y las células circundantes, ya que son áreas un poco pequeñas e inaccesibles. Conclusión En fisiología, se llama resistencia vascular a la dificultad que opone un vaso sanguíneo al paso de la sangre a su través. Si la resistencia vascular aumenta, entonces el flujo de sangre disminuye, por el contrario, cuando la resistencia vascular disminuye el flujo sanguíneo aumenta. La resistencia vascular de un vaso sanguíneo depende de 3 factores: el calibre del vaso, su longitud y la viscosidad de la sangre. Cuando el calibre del vaso sanguíneo aumenta, hay vasodilatación y la resistencia al pasaje de sangre disminuye; si el calibre disminuye hay vasoconstricción y la resistencia aumenta. Si la viscosidad de la sangre aumenta o la longitud del vaso es mayor, la resistencia vascular se incrementa. La viscosidad depende del porcentaje compuesto por glóbulos rojos del volumen total de esa sangre y es llamado hematocrito, si el hematocrito es alto la viscosidad de la sangre es mayor. La ley de Poiseuille válida para todo tipo de flujos establece que la velocidad del flujo es directamente proporcional a la presión y al radio del vaso, e inversamente proporcional a la densidad del fluido y a la longitud del tubo.
Conclusión En conclusión, la complejidad en su funcionamiento del cuerpo humano (del sistema circulatorio sistémico), nos hace notar que debemos considerar varios factores (como longitud, diámetro, viscosidad, elasticidad, tensión, entre otros), por orden de importancia, para así poder entender, interpretar y/o realizar analogías con los modelos físicos que nos expliquen el comportamiento del organismo humano. Con el conocimiento de la física en la medicina, se pueden ser más precisos en hacer un análisis de diagnóstico, frente a una alteración del funcionamiento del cuerpo humano. Actividad 4: Efecto de la longitud del vaso sobre el flujo sanguíneo En esta actividad examinaremos cómo afecta la longitud del vaso sanguíneo (l) al flujo de sangre. Recuerda en los vasos más largos tienen mayor resistencia que los más cortos. La atención de rotura entre las capas laminares aumenta la resistencia y disminuyen el flujo. En
los seres humanos, los vasos sanguíneos cambian de longitud cuando el organismo crece, pero si no coma la longitud permanece constante. Procedimiento