Introducción a la Fisiología Humana: Organización Funcional y Homeostasis | Resúmenes de Fisiología Humana

Capítulo 1: Organización funcional del cuerpo humano y control del

«medio interno»

Objetivo: El objetivo de la fisiología es comprender la función de lo seres vivos y sus partes,

integrar esto conocimientos para comprender al cuerpo humano en conjunto

Introducción:

La fisiología es la ciencia que pretende explicar los mecanismos físicos y químicos

responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. La fisiología humana intenta

explicar las características y mecanismos específicos del cuerpo humano que hacen que sea

un ser vivo; la unidad viva básica del cuerpo es la célula. En un adulto promedio el 60% es

liquido donde, 40% es el componente intracelular y 20% el componente extracelular que se

encuentra en movimiento constante por todo el cuerpo y se transporta rápidamente en la

sangre circulante para mezclarse después entre la sangre y los líquidos tisulares por difusión a

través de las paredes capilares.

El término homeostasis se refiere al mantenimiento de unas condiciones casi constantes del

medio interno llevada a cabo por acciones integradas de células, tejidos, órganos y múltiples

sistemas de control nervioso, hormonales y locales que contribuyen a la buena salud, en caso

contrario se produce una ruptura de la homeostasis ocasionando enfermedad sin embargo los

mecanismos homeostáticos siguen activos

El líquido intracelular es distinto del líquido extracelular; contiene grandes cantidades de

iones potasio, magnesio y fosfato

El líquido extracelular también se denomina medio interno del organismo contiene los iones

y nutrientes que necesitan las células para

mantenerse vivas, gracias a concentraciones

adecuadas de oxígeno, glucosa, distintos iones

(sodio, cloruro y bicarbonato), aminoácidos y

sustancias grasas.

Circula por el organismo en dos etapas:

1. Consiste en el movimiento de la sangre por el

cuerpo dentro de los vasos sanguíneos

2. Consiste en el movimiento del líquido entre los

capilares sanguíneos y los espacios intercelulares

entre las células tisulares.

El líquido extracelular, tanto en plasma como en

líquido intersticial, se está mezclando

continuamente, manteniendo homogeneidad del

líquido extracelular en todo el organismo. Las

paredes de los capilares son permeables a la

mayoría de las moléculas del plasma sanguíneo, con

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Capítulo 1: Organización funcional del cuerpo humano y control del

«medio interno»

Objetivo: El objetivo de la fisiología es comprender la función de lo seres vivos y sus partes, integrar esto conocimientos para comprender al cuerpo humano en conjunto Introducción: La fisiología es la ciencia que pretende explicar los mecanismos físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. La fisiología humana intenta explicar las características y mecanismos específicos del cuerpo humano que hacen que sea un ser vivo; la unidad viva básica del cuerpo es la célula. En un adulto promedio el 60% es liquido donde, 40% es el componente intracelular y 20% el componente extracelular que se encuentra en movimiento constante por todo el cuerpo y se transporta rápidamente en la sangre circulante para mezclarse después entre la sangre y los líquidos tisulares por difusión a través de las paredes capilares. El término homeostasis se refiere al mantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno llevada a cabo por acciones integradas de células, tejidos, órganos y múltiples sistemas de control nervioso, hormonales y locales que contribuyen a la buena salud, en caso contrario se produce una ruptura de la homeostasis ocasionando enfermedad sin embargo los mecanismos homeostáticos siguen activos  El líquido intracelular es distinto del líquido extracelular; contiene grandes cantidades de iones potasio, magnesio y fosfato  El líquido extracelular también se denomina medio interno del organismo contiene los iones y nutrientes que necesitan las células para mantenerse vivas, gracias a concentraciones adecuadas de oxígeno, glucosa, distintos iones (sodio, cloruro y bicarbonato), aminoácidos y sustancias grasas. Circula por el organismo en dos etapas:

1. Consiste en el movimiento de la sangre por el cuerpo dentro de los vasos sanguíneos 2. Consiste en el movimiento del líquido entre los capilares sanguíneos y los espacios intercelulares entre las células tisulares. El líquido extracelular , tanto en plasma como en líquido intersticial, se está mezclando continuamente, manteniendo homogeneidad del líquido extracelular en todo el organismo. Las paredes de los capilares son permeables a la mayoría de las moléculas del plasma sanguíneo, con

la excepción de las proteínas plasmáticas, que son demasiado grandes para pasar con facilidad a través de los capilares. Principales funciones orgánicas para el mantenimiento de la homeostasis: Con el paso de la sangre a través de los riñones se eliminan del plasma la mayoría de las sustancias que, además del dióxido de carbono (el más abundante de todos los productos del metabolismo), las células ya no necesitan, como son los distintos productos finales del metabolismo celular, como la urea y el ácido úrico y el exceso de iones y agua de los alimentos, que podrían acumularse en el líquido extracelular. Entre las funciones del hígado se encuentra la detoxificación o eliminación de numerosos fármacos y productos químicos que se ingieren. El hígado secreta muchos de estos residuos en la bilis para su eliminación ulterior en las heces. El sistema nervioso está compuesto por tres partes principales: la porción de aferencia sensitiva, el sistema nervioso central (o la porción integradora) y la porción eferente motora. el sistema nervioso autónomo o neurovegetativo, funciona a escala subconsciente, controla funciones de los órganos internos, como la función de bomba del corazón, los movimientos del aparato digestivo y la secreción en muchas de las glándulas corporales. Las hormonas se transportan en el líquido extracelular a otras partes del cuerpo para regular las funciones celulares. Normalmente, los sistemas nerviosos y hormonales trabajan de forma coordinada para controlar esencialmente todos los sistemas orgánicos del cuerpo. El sistema de barorreceptores se activa si la presión arterial es elevada (encima de los 100 mmHg) enviando descargas al bulbo raquídeo cerebral para inhibir el centro vasomotor y mantener la homeostasis

 proteínas de los canales: permiten el movimiento libre de agua, iones o moléculas seleccionados  Difusión: movimiento molecular aleatorio de las sustancias molécula a molécula, a través de espacios intermoleculares de la membrana o en combinación con una proteína transportadora. Requiere energía cinética La velocidad de difusión neta hacia el interior de la célula es proporcional a la concentración en el exterior menos la concentración en el interior Se divide en do subtipos :  difusión simple: precisa la interacción de una proteína transportadora. La proteína transportadora ayuda al paso de las moléculas o de los iones a través de la membrana mediante su unión química con estos y su desplazamiento a través de la membrana de esta manera A su vez se puede producir por medio de dos rutas: 1) a través de los intersticios de la bicapa lipídica si la sustancia que difunde es liposoluble 2) a través de canales acuosos que penetran en todo el grosor de la bicapa a través de las grandes proteínas transportadoras  difusión facilitada: movimiento cinético de las moléculas o de los iones se produce a través de una abertura de la membrana o a través de espacios intermoleculares sin ninguna interacción con las proteínas transportadoras de la membrana.  Transporte activo: movimiento de iones o de otras sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína transportadora de tal manera que la proteína transportadora hace que la sustancia se mueva contra un gradiente de energía, como desde un estado de baja concentración a un estado de alta concentración. Requiere energía adicional además de energía cinética Muchas de las membranas celulares del cuerpo contienen «poros» proteicos denominados acuaporinas o canales de agua que permiten selectivamente el rápido paso de agua a través de la membrana celular, pero impiden el de otras moléculas.

Los canales proteicos se distinguen por dos características importantes: 1) Con frecuencia son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias 2) Muchos de los canales se pueden abrir o cerrar por compuertas que son reguladas por señales eléctricas (canales activados por el voltaje) o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canales (canales activados por ligandos). Se denomina ósmosis al proceso de movimiento neto del agua que se debe a la producción de una diferencia de la concentración del agua a través de la membrana. Cuando se produce esto, la célula se hincha o que se contrae, dependiendo de la dirección del movimiento del agua. La presión osmótica es la cantidad de presión necesaria para detener la ósmosis. Se produce una diferencia de presión entre los dos lados de la membrana que es lo suficientemente grande como para oponerse al efecto osmótico.  Transporte activo: Cuando una membrana celular transporta moléculas o iones «contra corriente» contra un gradiente de concentración (o «contra corriente» contra un gradiente eléctrico o de presión) Se divide en dos tipos según el origen de la energía y dependen de proteínas transportadoras 1) Transporte activo primario: la energía procede directamente de la escisión del trifosfato de adenosina (ATP) o de algún otro compuesto de fosfato de alta energía. Ejemplos:  bomba Na+-K+  bomba de calcio  de los iones hidrógeno 2) Transporte activo secundario: la energía procede secundariamente de la energía que se ha almacenado en forma de diferencias de concentración iónica de sustancias moleculares o iónicas secundarias entre los dos lados de una membrana celular, que se generó originalmente mediante transporte activo primario Ejemplos:  Cotransporte: En condiciones adecuadas esta energía de difusión del sodio puede arrastrar otras sustancias junto con el sodio a través de la membrana celular. Puede ser de dos tipos:  Simporte : las dos moléculas transportadas se mueven en el mismo sentido , por ejemplo, las dos se transportan hacia el interior celular.  Antiporte : las dos moléculas se mueven en sentido opuesto , una hacia fuera de la célula y otra hacia dentro.  Contratransporte : los iones sodio intentan una vez más difundir hacia el interior de la célula debido a su gran gradiente de concentración

Fase de reposo: La membrana está «polarizada» durante esta fase debido al potencial de membrana negativo de –90 mV que está presente. Fase de despolarización: El canal de sodio es necesario para la despolarización y la repolarización de la membrana nerviosa durante el potencial de acción. El canal de potasio tiene una función en el aumento de la rapidez de la repolarización de la membrana. Los canales de iones calcio activados por voltaje contribuyen a la fase de despolarización en el potencial de acción en algunas células Fase de repolarización: Los canales de sodio comienzan a cerrarse y los canales de potasio se abren más de lo normal. De esta manera, la rápida difusión de los iones potasio hacia el exterior restablece el potencial de membrana en reposo negativo normal. Los aniones no pueden salir del interior del axón por lo que un déficit de iones positivos (sodio y potasio) en el interior de la membrana deja un exceso de carga negativa en el interior de la fibra Una elevación del potencial de membrana desde -90 mV hacia cero, hace que empiecen a abrirse muchos canales de sodio activados por el voltaje. Una membrana excitable no tiene una dirección de propagación única, sino que el potencial de acción viaja en todas las direcciones alejándose del estímulo. Una vez que se ha originado un potencial de acción en cualquier punto, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son las adecuadas. Solo inicia el potencial de acción cuando se rebasa el umbral para la estimulación (-65mV a - 55mV). Se produce cuando el número de Na+ que entran supera al número de iones K+ que salen de la misma. La propagación del potencial de acción reduce la concentración de sodio y potasio. Es necesario reestablecer las concentraciones mediante la bomba sodio-potasio. En algunos casos el potencial permanece en una meseta cerca del máximo del potencial durante muchos milisegundos, y sólo después comienza la repolarización. Conducción saltatoria: El salto del proceso de despolarización a lo largo del eje de la fibra nerviosa aumenta la velocidad de la transmisión nerviosa en las fibras mielinizadas hasta 5 a 50 veces. La conducción saltatoria conserva la energía porque sólo se despolarizan los nódulos, evitando una pérdida de iones y necesita poca energía para restablecer las diferencias de concentración de sodio y de potasio.  Periodo refractario: intervalo donde una célula excitable no puede generar otro potencial de acción y se debe a la inactivación de los canales de Na+  Periodo refractario absoluto: No se producen potencial de acción abren compuertas de activación de canales de Na+, se abren canales de K+^ e inactivados canales de sodio

 Periodo refractario relativo: Se puede iniciar un segundo potencial de acción, con un estímulo supraumbral, los canales de K+^ están abiertos y los canales de Na+^ en reposo

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