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Repaso Fisiología - Sol 1 Bianca Alarcón Interna Enfermería Universidad Andrés Bello Abril 2021 Contacto: Whasapp+56973635965 Instagram@bianca.ve Mail biancaalarcom@gmail.com mailto:biancaalarcom@gmail.com Transporte de membrana Difusión simple Paso de sustancias directamente por la membrana. - Gases respiratorios, alcohol, moléculas hidrofóbicas. Transporte pasivo • Canal iónico: Proteínas integrales que crean poros o conductos hidrofílicos que comunican ambos lados de la membrana. Tienen la propiedad de poder abrir o cerrar dicho conducto según ciertas condiciones • Transportador: La proteína transportadora, después de unir el soluto, experimenta un cambio conformacional que le permite realizar la transferencia del mismo. Transporte activo • Transporte activo primario: El consumo energético, normalmente de ATP, está acoplado directamente al movimiento del soluto a transportar. Bomba Na+/K+ ATPasa • Transporte activo secundario: El consumo de energía se realiza para generar un gradiente químico o electroquímico que se convierte en un depósito energético que se gastará para el empuje del soluto a transportar. ¿Hacía dónde se dirigen los solutos? • En términos de concentración: De mayor a menor concentración. • En términos de carga: Si es un ion positivo, tenderá a dirigirse al sector con carga negativa o con menor carga positiva, y viceversa. Osmosis Osmosis ¿Qué es? El flujo neto de agua que atraviesa una membrana semipermeable que separa dos compartimentos acuosos. ¿Hacía dónde se dirige el agua? El agua se mueve desde una zona donde la concentración de soluto es menor, a una donde es mayor. Osmolaridad Expresión de la concentración de un soluto en términos de número de partículas libres en solución. 𝑂𝑠𝑚 (𝑜𝑠𝑚/𝐿) = [𝑖 𝑥 𝐶 𝑀 ] I: Número de partículas libres en solución (concentración osmóticamente efectiva del soluto disuelto) C: Concentración Molar (mol/L) del soluto Osmolaridad del plasma: 300 mosm/L. Tonicidad Isotónica La célula al ser introducida en una solución, el volumen celular no varía. Hipotónica La célula al ser introducida en una solución, el volumen celular aumenta. Ingresa agua desde el exterior hacia el interior. *El medio extracelular disminuye su volumen (“hipo”). Hipertónica La célula al ser introducida en una solución, el volumen celular disminuye. Sale agua desde el interior hacia el exterior. *El medio extracelular aumenta su volumen (“hiper”). Potencial electroquímico ¿Qué es? Involucra la concentración y las cargas. Fuerza química + Fuerza física Propiedad de algunas células de modificar el potencial de membrana y de conducir estos cambios de potencial eléctrico, como resultado de cambios transitorios de la permeabilidad de membrana en respuesta a un estímulo. Fórmula 𝛥𝜇 = 𝑅𝑇𝐼𝑛 𝑥 𝑖 𝑥 𝑜 + 𝑧𝐹𝑉𝑚 R = constante de los gases (0,082 atm*litro/mol* °K) F= constante de Faraday (96487 [coulomb *mol-1 ]) T= temperatura en grados Kelvin (t [ °C ] +273) [X]i = concentración de X dentro de la célula [X]o= concentración de X fuera de la célula Zx= valencia de las moléculas cargadas Vm= potencial de membrana Potencial electroquímico de otras moléculas sin carga Se alcanza el equilibrio cuando las concentraciones de ambos lados son iguales. Potencial electroquímico de un ion Se alcanza el equilibrio cuando la fuerza eléctrica compensa con la química. Ecuación de Nernst 𝑉𝑚 = 𝐸𝑥 = − 𝑅𝑇 𝑧𝑥𝐹 𝐼𝑛 𝑥 𝑖 𝑥 𝑜 Cálculo del potencial de membrana que se debe tener para que el flujo del ion sea 0, es decir, se encuentre en equilibrio. Potencial electroquímico Potencial de acción Potencial de acción ¿Qué es? Cambio rápido del potencial de membrana debido a la activación de canales activados por potencial. Ley de todo o nada. Una vez superado el umbral se genera siempre el mismo potencial. Al aumentarse el estímulo, se genera más de un potencial. Características - Se desencadena habitualmente con estímulos de mediana o alta intensidad. - Modifica temporalmente la permeabilidad de la membrana - No decae. - Se propaga - Tiene períodos refractarios Etapas 1. Despolarización: Se abren canales de Na+. Sodio entra a la célula. Más positivo. 2. Repolarización: Se abre canales de K+, canales de Na+ inactivos. Sale potasio. Más negativo. 3. Hiperpolarización: Sale potasio de los canales dependientes de potencial y de los de fuga. Más negativo aún. Luego los canales dependientes de potencial de potasio se cierran, célula vuelve a reposo. Período refractario Ventana de tiempo en la cual no se puede generar un segundo potencial de acción. • Absoluto: No hay suficientes canales de sodio cerrados. No se puede volver a generar un potencial de acción. Célula no vuelve a reposo. • Relativo: Si se coloca una fuente de corriente más fuerte, se puede generar un segundo potencial de acción. Sucede cuando hay una suficiente cantidad de canales de sodio cerrados. Vaina de mielina Engrosamiento de la membrana producida por células gliales. Genera los nodos de Ranvier, segmentos sin mielina, en los cuales se genera el potencial de acción. Se produce conducción saltatoria, lo que hace que aumente la velocidad de propagación del potencial de acción. Sinapsis Sinapsis Sinapsis eléctrica Cambio rápido del potencial de membrana debido a la activación de canales activados por potencial. Ley de todo o nada. Una vez superado el umral se genera siempre el mismo potencial. Al aumentarse el estímulo, se genera más de un potencial Sinapsis química Se necesita de una neurona presináptica, una hendidura sináptica y una célula postsináptica. La señal eléctrica es convertida a una química, y después viceversa. Neurotransmisores Liberación de neurotransmisores Es necesario que las vesículas se fusionen con la membrana. El calcio al ingresar permite que las proteínas snare se junten y acerquen la membrana de la vesícula con la membrana de la célula. Al fusionarse, el neurotransmisor es liberado. Receptores postsinápticos de neurotransmisores • Ionotrópicos: Receptores canal. Al unirse el neurotransmisor se abren. • Metabotrópicos: Receptores acoplados a proteína G. Al unirse el neurotransmisor se activa la proteína G que, a su vez, activa una enzima que genera un segundo mensajero, el cual abre o cierra un canal ubicado en la membrana. Eliminación de neurotransmisores liberados • Recaptación en la terminación presináptica: La misma neurona presináptica tiene transportadores para recaptar el neurotransmisor. • Captación por células gliales circundantes: La glia retira el neurotransmisor, lo transforma y lo devuelve a la neurona. • Degradación enzimática: En el postsináptico hay una enzima que degrada al neurotransmisor. Neurotransmisores Liberación de neurotransmisores Es necesario que las vesículas se fusionen con la membrana. El calcio al ingresar permite que las proteínas snare se junten y acerquen la membrana de la vesícula con la membrana de la célula. Al fusionarse, el neurotransmisor es liberado. Receptores postsinápticos de neurotransmisores • Ionotrópicos: Receptores canal. Al unirse el neurotransmisor se abren. • Metabotrópicos: Receptores acoplados a proteína G. Al unirse el neurotransmisor se activa la proteína G que, a su vez, activa una enzima que genera un segundo mensajero, el cual abre o cierra un canal ubicado en la membrana. Eliminación de neurotransmisores liberados • Recaptación en la terminación presináptica: La misma neurona presináptica tiene transportadores para recaptar el neurotransmisor. • Captación por células gliales circundantes: La glia retira el neurotransmisor, lo transforma y lo devuelve a la neurona. • Degradación enzimática: En el postsináptico hay una enzima que degrada al neurotransmisor. Sinapsis inhibitoria Se provoca una hiperpolarización en la neurona postsináptica. Por ejemplo: Los receptores de GABA son canales de cloruro (ionotrópicos), por lo queingresa cloruro a la neurona postsináptica y se hiperpolariza. Sumación Una neurona es capaz de recibir muchas sinapsis. Para alcanzar el umbral en el cono axónico y producir el PA (potencial de acción), los potenciales postsinápticos se suman. Se suman las despolarizaciones e hiperpolarizaciones que vienen de todas las sinapsis. Si predominan los potenciales excitatorios y se logra superar el umbral, se producirá el potencial de acción. La sumación puede ser: • Espacial: Varias sinapsis llegan a la misma neurona. • Temporal: Una sinapsis se activa muchas veces seguidas en corto tiempo. En una neurona real ambos fenómenos ocurren a la vez. Receptores colinérgicos • Receptores nicotínicos: Ionotrópicos. • Receptores muscarínicos: Metabotrópicos. Existen excitatorios e inhibitorios. Acoplamiento excitación-relajación Contracción muscular Procesos Acoplamiento excitación – contracción (musculo esquelético) Calcio libera calcio (músculo cardíaco y liso) El receptor DHP es un canal de calcio que hace ingresar calcio al intracelular y que a la vez actúa como receptor de calcio. El calcio sale al extracelular, se une a DHP, se abre el canal e ingresa calcio al intracelular (actúa como un peaje). En reposo En el sarcómero el sitio de unión de la actina y la miosina se encuentra tapado por la tropomiosina. La miosina está unida a ADP + fosfato inorgánico. Procesos Contracción muscular Relajación Se extrae el calcio del medio intracelular hacía el retículo a través de bombas del retículo sarcoplásmico, y hacia el medio extracelular a través de bombas y un cotransportador de calcio y sodio (calcio sale, sodio entra). Sistema Nervioso Neurona - Polarizadas - Permiten la comunicación - Utilizan neurotransmisores - Tamaño variable, dependiente del lugar y la función Propiedades - Reaccionan frente a estímulos químicos y físicos - Transmiten la excitación de un lugar a otro - Variedad e interacciones entre las neuronas y su complejidad permiten generar diversas respuestas adaptativas - NO pueden regenerarse - Diversos tamaños Sistema Nervioso Células gliales - 10-50 veces más numerosas que las neuronas - No son excitables - Ramificaciones escasas y cortas Oligodendrocitos - Formación de vaina de mielina del SNC - Escasas prolongaciones citoplasmáticas - En sustancia gris y blanca Células de Schawnn Formación de vaina de mielina del SNP Astrocitos - Aspecto de estrella - Prolongaciones finas y aplanadas - Citoplasma rico en gliofilamentos asociados a microtúbulos - Funciones: Barrera hematoencefálica, sostén, fagocitosis, cicatrización, buffer de Sodio Microglía - Las células más pequeñas - Macrófagos especializados - Inmunidad del SNC Células ependimales Se ubican recubriendo las cavidades internas del SNC Sistema Nervioso Periférico Somático Sistema Nervioso Somático Control de músculos esqueléticos. Voluntario. Proceso Sistema Nervioso Periférico Autónomo Función Reposo y digestión. Estructura - Axones preganglionares - Neuronas preganglionares (cortas) - Ganglios autónomos (paravertebrales y prevertebrales) - Neuronas postganglionares (largas) - Neuronas preganglionares (T1-L3) Acciones Contracción pupila, aumento motilidad gastrointestinal, disminución frecuencia cardíaca, entre otros. PARASIMPÁTICO Sistema Nervioso Periférico Autónomo SIMPÁTICO Función Lucha o huida. Activación ocasionada por una situación de peligro. Estructuras - Flujo parasimpático craneal eferente: NC III (oculomotor) NC VII (facial) NC IX (glosofaríngeo) NC X (vago) - Flujo parasimpático sacro eferente: S2, S3, S4 - Neuronas preganglionares (largas) en tronco encefálico o médula espinal sacra - Ganglios cerca de o en los ganglios efectores - Neuronas postganglionares (cortas) Acciones Dilatación de pupila, menor acción de glándulas salivales, aumento frecuencia cardiaca, relajación tracto respiratorio, inhibición musculatura tracto gastrointestinal, etc. Sistemas sensoriales Transducción sensorial Utilizar la energía del medioambiente para gatillar señales electroquímicas que se transmiten hacia el cerebro. Modalidades sensoriales Diversos sentidos, sintonizados para tipos particulares de energía medioambientales: - Tacto - Visión - Audición - Olfato - Gusto - Dolor - Posición - Movimiento Submodalidades Cualquier sistema sensorial representa una modalidad sensorial, la que a su vez está constituida por submodalidades (distintas células especializadas). Tipos de información que comunican al ser estimulados • Modalidad: Clase general de estímulo, determinada por el tipo de energía transmitida por éste y por los receptores especializados para sentir esa energía. Por ejemplo, luz, presión, sonido, etc. • Ubicación: Lugar. Es representada por la distribución espacial de la población de receptores sensoriales de un determinado sistema sensorial, que están siendo activados, determinando así la posición en el espacio y el tamaño del estímulo. • Intensidad: Es señalizada por la amplitud de la respuesta de cada receptor (potencial de receptor), lo que refleja la cantidad total de energía del estímulo que es entregada al receptor. Por ejemplo, golpear vs tocar. • Temporalidad: Cuánto tiempo dura el estímulo. Es definida por cuando comienza y cuando termina la respuesta en el receptor y está determinada por la rapidez con que el receptor recibe y pierde la energía del estímulo. Receptores sensoriales ¿Qué son? Contacto inicial del sistema sensorial con el ambiente a través de receptores sensoriales. Estas son las primeras células en cada vía sensorial y transforma la energía del estímulo en energía eléctrica (transducción sensorial). Potencial de receptor Señal eléctrica producida por el receptor. Estímulo adecuado Estímulo que activa a un receptor específico a un bajo nivel de energía. Transducción sensorial ¿Qué es? Conversión de la energía propia del estímulo en un cambio en el potencial de membrana del receptor. Da cuenta del tipo de estímulo. Potencial de receptor Estímulos fuertes producen grandes potenciales de receptor, los cuales generan un mayor número y una mayor frecuencia de potenciales de acción. Codificación sensorial La célula receptora codifica los estímulos, transformándolos en cambios de potencial. La célula receptora transforma el estímulo en una señal eléctrica. Codificación de intensidad Depende de la frecuencia del estímulo. Si aumenta el estímulo, aumenta la frecuencia, por lo que aumenta la intensidad. Por ejemplo: Un estímulo genera una cierta intensidad que provoca 3 potenciales de acción, es decir, tiene una frecuencia de 3. Codificación de duración Es determinada en parte por la velocidad de adaptación de los receptores. • Adaptación lenta: Neurona responde probando potenciales de receptor durante todo el tiempo que dura el estímulo. • Adaptación rápida: Responden solamente a los cambios. Cuando comienza el estímulo se produce un potencial, se termina, y después comienza otro. Codificación de la localización Cada una de las neuronas cuenta con un campo receptivo: Zona o localización topográfica específica donde se percibe el estímulo cuyo efecto percibe esa neurona. Diferentes neuronas pueden compartir e interactuar en un campo receptivo. Discriminación entre dos puntos Depende de la convergencia. • Alta convergencia: Muchas neuronas convergen en una. No se sabe el lugar específico dado que muchas convergen en el mismo lugar. • Baja convergencia: Una neurona sensorial converge con una sola neurona que va hacia la corteza, por lo que ésta puede identificar específicamente de dónde viene el estímulo. Transmisión sensorial Patrón general Transmisión sensorial Tracto columna dorsal Transmisión sensorial Tracto anterolateral Somatotopía Homúnculo somatosensorial Representación de la corteza somatosensorial. La corteza se divide en regiones según el lugar específico a dondellegan los estímulos desde los campos receptivos. Mientras mayor sea el campo receptivo, mayor será la superficie de corteza somatosensorial. Es por ello, que las manos, la boca y la lengua son de mayor tamaño. Fibras de nervios Somatosensatorias Tipos de fibra Características Velocidad de conducción Asociado con Aß (beta) Larga, mielinizada 30 – 70 m/sec Estímulo mecánico, umbral bajo Aδ (delta) Pequeña, mielinizada 12 – 30 m/sec Frío, dolor rápido, estímulo mecánico, umbral alto C Pequeña, sin mielina 0.5 – 2 m/sec Dolor lento, calor, frío, estímulo mecánico Teoría del control por compuerta de modulación del dolor Control descendente del dolor Dolor referido Dolor referido Convergencia de fibras viscerales y sensoriales somáticas dan cuenta del dolor referido. El organismo refiere el dolor que tiene receptores de dolor más precisos. Por ejemplo, viene un receptor de dolor desde la piel y otro de las vísceras, los cuales hacen sinapsis en la misma neurona de proyección. No se puede diferenciar de dónde viene el dolor. La corteza concluye que la información viene del lugar con más inervación (más receptores).
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