Descarga la aplicación para disfrutar aún más
Vista previa del material en texto
Introducción a la Fisiología "La mente no debe _considerarse una vasija para llenar sino una fogata para encender." EL PACIENTE "A cualquier casa que entrare acudiré para asisten cia del enfermo, fuera de todo agravio intencionado o corrupción ... " Hipócrates (470-377 a.C.) La asistencia del paciente, como queda expuesto en el juramento hipocrático, es el desvelo princi pal de los médicos. Siguiendo con los lineamien tos de los padres de esta obra, nos proponemos Plutarco (46-120 d.C.) encarar el estudio de la Fisiología con el paciente como marco de referencia. Es nuestro deseo más ferviente que la lectura de este libro, más que un mero ejercicio intelectual, sirva para iniciar una corriente de pensamiento que permita en el futuro restaurar y prolongar la salud y la calidad de vida de las personas. EL PACIENTE COMO REALIDAD DE ESTUDIO La realidad es una construcción teórica -de nuestro cerebro sobre la base de la información aportada a nuestra conciencia por los sentidos La percepción de nuestra realidad depende de la forma de procesamiento de la información por parte de nuestro cerebro. Cada uno de nuestros dos hemisferios cerebrales procesa la información· de manera diferente. Nuestro hemisferio domi nante (llamado así por poseer los centros del len guaje) la analiza mediante las leyes de la lógica proposicional en forma lineal y sistemática. Nues tro hemisferio no dominante hace una síntesis in mediata, holística, de la información detectando patrones (o gestalt) de información no lingüística y sin seguir las leyes de la lógica, una visión, por así decirlo, más artística e intuitiva. Las dos for mas interactúan en nuestros hemisferios interco nectados. Cuando vemos un paciente las dos informaciones coinciden de manera temporal, una nos da una visión general en forma instantánea, que en la historia clíni ca se describe como impresión diagnóstica y que nos permite intuir si el individuo se encuentra sano o enfermo y en este último caso si parece grave o no. Esta aprehensión intuitiva del paciente puede llegar a ser tan valiosa como la que veremos a continuación. El enfoque sistémico (el paciente como sistema y conformado a su vez por subsistemas) nos hace analizar al individuo según los dictados del méto do científico, mediante el análisis de los compo nentes parciales del sujeto para averiguar qué fun ciona mal y cómo repararlo. Este enfoque por sis temas es el que adoptaremos en general en la obra sin olvidar que el médico debe realizar un proce so de síntesis para considerar al paciente una entidad onica. Mencionamos sistemas, pero ¿qué es un sistema? SISTEMAS Según el diccionario un sistema es un "conjunto de cosas que ordenadamente relacionadas entre sí contribuyen con un determinado objeto" Un sistema físico constituye una abstracción funcional, en el que para facilitar su estudio sepa- ramos sus componentes y analizamos las caracte rísticas particulares y generales, registrando seña les observables y medibles (fig. 0-1). Los sistemas pueden ser tan grandes como el universo físico o tan pequeños como las partícu las subatómicas y en general pueden dividirse a su vez en subsistemas que interactúan entre sí. Estos subsistemas conforman los componentes del sistema en estudio y de su interacción uno pretende conocer las leyes que expliquen su com portamiento. El paciente como sistema El sistema en estudio está separado del llamado medio externo por un límite que hace las veces de barrera, pero también de sitio de intercambio (una especie de aduana sistémica), ya que la interac ción con el medio es una condición fundamental para el mantenimiento de su constancia. El cuerpo humano conforma un sistema comple jo, separado del medio externo por las barreras na turales que conforman la piel y las mucosas, y compuesto por subsistemas casi tan complejos co mo el propio organismo, que a su vez están com puestos por células (las que a su vez conforman otro subsistema). Todos estos sistemas y subsiste mas tienen como característica ser dinámicos, es decir, presentar siempre variabilidad en su estado. - - Sistema Fig. 0-1. Sistema fisiológico. Sistemas dinámicos "Lo único inmutable es el cambio." Frase del budismo Zen Los sistemas dinámicos se clasifican en deterministas y estocásticos En los sistemas deterministas se puede predecir la salida del sistema mediante el conocimiento del estado inicial y el grupo de reglas de cambio. En los sistemas estocásticos, en cambio, la salida está de terminada por una variabilidad al azar (como ganar se la lotería), .o sea, son impredecibles. Dentro de los sistemas deterministas siempre hay un grado de variabilidad estocástica denominada "ruido" que in terfiere con las mediciones que uno realiza. Los sistemas deterministas se clasifican a su vez en lineales y no lineales. En los primeros las reglas de cambio son linealmente proporcionales a las va riables de entrada, por lo tanto, la conducta total del sistema se puede calcular con independencia de ca da variable de ingreso (las variables no interactúan entre sí). Para el caso de los sistemas no lineales la conducta del sistema es más que la suma de las va riables de ingreso (véase más adelante). En la naturaleza hay más sistemas no lineales que lineales y en nuestro organismo la mayoría de los sistemas se comportan como no lineales ( curva de saturación de la oxihemoglobina, curva de histé resis pulmonar, respuesta neuronal a los impulsos, etc.). Algunos sistemas no lineales presentan un comportamiento irregular denominado caótico. Caos, en este sentido, no significa desorden, ya que aquí se trata de sistemas detenninísticos, en los que la característica saliente es que pequeñas variaciones en el estado inicial producen grandes diferencias en la salida. Una lista enorme de pro cesos fisiológicos como el ritmo cardíaco, la libe ración cíclica de hormonas, la presión arterial, la ventilación, entre otros, presentan comportamien to caótico. Sistemas lineales y no lineales "En condiciones normales de presión y temperatura, los organismos tienden a comportarse como se les dé la gana." Uno de los corolarios de la ley de Murphy Como se mencionó, en un sistema intervienen se ñales de entrada y de salida; la primera es la varia ble de control y la otra, la variable controlada, de pendiente de la entrada y de la función de transfe-. rencia del sistema. Esta función es característica de cada sistema y por ende de sus leyes físicas. El co nocimiento de estas leyes surge de hipótesis basa das en la observación y la investigación del sistema y sus variables. Además, en los sistemas intervienen otros parámetros que no consideramos hasta ahora: las condiciones iniciales. En los sistemas lineales se puede predecir el comportamiento del sistema conociendo la señal de entrada y su función de transferencia sin ser dema siado sensible a las condiciones iniciales. Por el contrario, en los sistemas no lineales, pequeñas va riaciones de las condiciones iniciales pueden produ cir respuestas de salida insospechadas. Nosotros simplificamos la estructura compleja de los siste mas orgánicos al aproximarlos a un sistema lineal. Esta hipótesis es válida dentro de un rango estrecho que denominamos fisiológico, pero en realidad son sistemas más complejos y muchos de ellos presen tan un comportamiento no lineal. Interrelación de los sistemas La mayoría de los sistemas se encuentran inter conectados entre sí y por lo tanto la actividad de uno tendrá más o menos influencia en la de los otros. Por ejemplo, al estar dentro del tórax, las cavidades cardíacas están influidas por los cambios de presión en la cavidad torácica: durante la inspiración, la pre sión negativa intratorácica se traslada al corazón, lo que favorece el retorno venoso al ventrículo dere cho, mientras que la presión positiva lo impide. Es ta interacción determinaque aun dentro de su rango de funcionamiento lineal, los sistemas orgánicos presenten un patrón de variación característico de • los sistemas no lineales. La pérdida de esa variación normal es un signo de enfermedad. Los sistemas se clasifican en dos grandes grupos, no regulados y regulados Sistemas no regulados o de lazo abierto Poseen una señal de salida que depende de la en trada, pero sin modificarla, y de una función de transferencia que caracteriza la respuesta del proce- so (fig. 0-2A). A Entrada e Entrada + 0 retroalimentación controlador (set point) Sistemas regulados o de lazo cerrado Salida Salida Los sistemas regulados son los llamados de feed back o retroalimentación; poseen características simi lares a las de los no regulados, en cuanto a entrada, sa lida y función de transferencia, pero en éstos parte de la salida se realimenta e interactúa con la señal de en trada. Éstos son los que utilizan los subsistemas ho meostáticos para mantener el estado estacionario que caracteriza nuestro estado de salud. (fig. 0-2B). Ejemplos: l. Sistema no regulado: el nódulo sinusal, marcapa sos principal del corazón es sensible a la tempe ratura de la sangre. El aumento de la temperatu ra produce incremento de la frecuencia cardíaca. Esto no puede influir de manera directa sobre la temperatura, por lo que es un sistema no regula do (véase fig. 0-2A). II. Sistema regulado: los islotes de Langerhans po seen células (beta) capaces de sensar el nivel de glucosa en sangre y a partir de cierto nivel libe- Fig. 0-2. Sistemas de lazo abierto (A) y cerrado (B). ran insulina (señal de salida), que al actuar sobre ciertos tejidos logra que éstos absorban glucosa para disminuir así la señal de entrada. El hipotá lamo posee receptores de hormonas que a partir de cierto nivel pueden disminuir la liberación de hormonas liberadoras y bajar la producción de hor monas, así se cierra el lazo y se regula su nivel (véase fig. 0-2B). Los sistemas regulados pueden utilizar retroalimentación (feedback) negativa o positiva Retroalimentación negativa: en estos sistemas de lazo cerrado, la señal de salida permite regular la de entrada hasta disminuirla. Para este caso se requie re un comparador que posea un valor estándar o set point con el cual comparar la señal de salida. Si hay disparidad entre ambas (señal de error) se varía la ganancia de la señal de entrada hasta estabilizar el sistema (véase fig. 0-2B). Retroalimentación positiva: a diferencia de los an teriores, en estos sistemas, la señal de salida estimu- la la de entrada, lo que detemúna una respuesta ex plosiva en el sistema (p. ej., los potenciales de acción -véase cap. 45- o la ovulación -véase cap. 38-). Los sistemas regulados con feedback negativo tienden a mantener su estado • estacionario Debemos tener en cuenta que cualquier inter vención sobre un sistema estable tratará de com pensarse por acción del propio sistema aun cuando esto no convenga al médico ni al paciente. Por ejemplo, en las sinapsis químicas (cap. 45) hay mecanismos que intentan mantener estables los ni veles de neurotransmisores (up y down-regulation -véase cap. 5-). Estos mecanismos reducen la efectividad de los fármacos administrados para es timular o bloquear receptores sinápticos, lo que obliga al aumento progresivo de las dosis (fenóme no de tolerancia). Los sistemas regulados pueden adaptarse a situaciones nuevas El estado estacionario u homeostasis (véanse caps. 25 y 50) puede cambiar sus valores de refe rencia para adaptarse mejor a circunstancias dife rentes. Algunos llaman a esto homeoquinesis para describir el movimiento hacia otro estado estacio nario diferente. Por ejemplo, durante el ejercicio, los parámetros normales cambian a un nuevo pa trón que responde a un consumo de 0 2 muy au mentado con respecto al basal. Parámetros como la temperatura, la ventilación, la circulación, etc., se alteran de los valores basales pero se estabilizan en un valor diferente mientras dure esa necesidad. Este concepto homeódinámico de la fisiología considera las alteraciones de las variables fisioló gicas a lo largo del tiempo y sus mecanismos de regulación significan un cambio importante de pa radigma científico. El estado de salud implica la presencia de una variación intrínseca en la mayo ría de los sistemas fisiológicos, mientras que los estados patológicos se asocian con una tendencia a fijar los valores de las variables (regularidad mayor). Los conceptos de regulación y estabilidad de los sistemas se encuentran ampliados en el Anexo B al final de la obra. Los lectores interesados es tán cordialmente invitados a dirigirse a él. PENSAMIENTO FISIOLÓGICO COMO BASE DE LA PRÁCTICA MÉDICA El paciente es un sistema complejo que nos consulta por presentar anormalidades en su respuesta o salida Nuestro trabajo como médicos es interpretar el funcionamiento del organismo mediante el análi sis de sus componentes (diagnóstico morfológico) y sus variables de salida (parámetros homeostáti cos). Para hacerlo de manera correcta debemos tomar en cuenta ciertos detalles: 1) La base de nuestra vida es la célula. Si no se sa tisfacen sus demandas metabólicas ni se mantie ne estable su medio externo comenzará a disfun cionar y eso alterará de inmediato el medio extra celular, lo que modificará los parámetros ho meostáticos considerados normales. 2) La única manera de mantener el medio extracelu lar constante es corregir en forma continua e ins tantánea sus desviaciones. Para ello es necesario contar con sistemas de trabajo que realicen los ajustes necesarios y un sistema de control para analizar los valores, detectar alteraciones y orde nar su compensación. Este sistema integrado de trabajo y control está representado por los dife rentes sistemas fisiológicos. 3) Cuando los mecanismos de compensación apor tados por estos sistemas de sostén vital fallan, aparece descompensación o disfunción. 4) A veces los mecanismos de regulación, insufi cientes para compensar la falla, empeoran la si tuación y crean así un circulo vicioso. 5) Si el médico intenta compensar un parámetro fi siológico antes de pensar por qué puede estar al terado ese parámetro es factible que genere un eitado peor que el patológico. 6) Un paciente con parámetros fisiológicos com pensados de manera artificial no necesariamente está sano. El ser humano viene sin manual de instrucciones Como no poseemos un manual que, como en los electrodomésticos, nos informe sobre las ins trucciones de uso del organismo, debemos cons- Cuadro 0-1. Variables y signos clinict1s de los principales mecanismosfisiol6gicos cardiovasculares Cotaz6n FlfflJCDCia cardíaca Volumen minuto Estado de conciencia Diuresis adecuada Volumen sistólico Buena perfusión de la piel Relleno venoso. Turgencia de la piel J>rec¡qga PWPVC Pulso Contractilidad Pracción de eyección Poscarga Tensión arterial media Sistema vasc::ular Resistencia periférica Tensión arterial Perfusión cutánea Capacitancia venosa PVC VGlumen saogofD!,o PVC.PW Relleno capilar Relleno venoso PW; � wed¡e o• eaclavamicolo palmonar. PVC; preei6n -veeoa centtal truir uno sobre la base de nuestras observaciones e intervenciones y, lo más importante, nuestro jui cio crítico. Por lo tanto, al no conocer cómo funciona el sis tema debemos hallar sus componentes, tratar de in terpretar su función sobre la base de las señales que éste envía ante distintas perturbaciones del medio (naturales o artificiales) y postular una teoría que explique el mecanismo de funcionamiento. Para es to utilizamos la observación y el registro de datos con muchos pacientes y obtenemos conclusiones (estudios observacionales), y la intervención con es tudios terapéuticos (investigación clínica) o el aisla miento de sistemas para conocer el funcionamiento (investigación básica). Este método resulta muy útil para interpretar los fenómenosfisiológicos, con la salvedad de que no todas las teorías podrán explicar los fenómenos por completo y que puede haber más de una teoría para la explicación de un fenómeno particular. Conclusión: un enfoque sistémico implica aislar cada parte del proceso general separándola en for ma artificial en aparatos o subsistemas en los que intentamos conocer sus componentes, comprender sus reglas de funcionamiento midiendo las variables de entrada y de salida, y realizando experimentos que comprueben nuestras predicciones. Así consi derados mostraremos un esquema breve de los sub sistemas con sus componentes, mecanismos y varia bles a medir (cuadros 0-1 y 0-2). Los valores descritos oscilan dentro de un rango de variación considerado normal por un proceso es tadístico de observación. Cuando uno toma estas mediciones en un paciente las compara con ese es tándar para establecer si es normal o no ( esto es lo que realiza el médico al revisar un paciente y tomar le los signos vitales, y al pedir los estudios de labo ratorio). Hay que tener extremo cuidado de unir es ta información con toda la otra constelación de da tos para no hacer una inferencia equivocada sobre la base de ese único dato. Por ejemplo, la presión arterial baja en un pa-. ciente saludable sin ningún síntoma no siempre in dica que está enfermo. Por otro lado, puede haber individuos internados con sus parámetros vitales re lativamente estables y parecer muy enfermos. � Atención: hay que curar pacientes y no pro ill tocolos de laboratorio. Cuadro 0-2. Variables y signos clínicos de los principales rMcanismos fisiológico, �spiratorios Bomba torácica Mecánica ventilatoria Presión inttapleural 1ípo ventilatorio Uso de accesorios Thaje Resistencia elástica Distensibilidad Disnea (compliance) lntercambiador Ventilación alveolar Ecuación del gas alveolar Satunlc,i6n do Hb gaseoso � Circulación pulmonar PaFIO 2 • A-a. a/A lnsuficia.leia�a Relación V/Q (bipoxiao�) Control Impulso ventilatorio Gases en sangre 1ípo respjratorió El método fisiológico permite un abordaje racional del paciente Luego de observar al paciente hay que analizar cada subsistema en busca de desviaciones del valor normal. Cada alteración debe analizarse y proponer una teoría fisiológica que explique esa desviación. Según el mismo esquema de razonamiento cual quier intervención médica debería predecirse me diante esta teoría. Ejemplo: Un paciente llega de la sala de operaciones. En los controles inmediatos tie"ne los ojos hundidos, la lengua seca, la frecuencia cardíaca elevada, la pre sión arterial disminuida y escasa eliminación de orina. El residente de la sala interpreta estos signos como falta de líquido extracelular; quizá por escasa reposición en relación con la pérdida en cirugía. Su teoría puede apoyarse además por medición del io nograma plasmático y urinario. Si su teoría es correcta la infusión de lfquidos por vía intravenosa debería mejorar los paráme tros. Si luego de infundir 500 mL la frecuencia cardíaca baja, la tensión arterial sube, la diuresis (volumen de orina) mejora, los ojos y la lengua se humedecen, la fase experimental respalda la hi pótesis. Hjpeq,nea.� Pensamiento lineal vs. pensamiento lateral Un esquema de pensamiento lineal puede ser co rrecto como en el caso anterior, pero a veces no es suficiente. Veamos otro ejemplo: Un neonatólogo recibe un neonato con colora ción azulada de piel y mucosas (cianosis). La satu ración de la oxihemoglobina y el nivel de 0 2 en san gre son bajos, lo que hace suponer que es necesario más 0 2 en el aire inspirado para elevarla. Luego de colocar una máscara con 0 2 suplementario, el pa ciente se torna más rosado y mejora. Al día siguiente recibe un neonato en similares condiciones y, envalentonado por su experiencia anterior; el médico administra 0 2 • Pero esta vez el paciente no sólo no mejora sino que sus parámetros cardio)!asculares empeoran. Empecinado en su teo ría, el médico decide subir el 0 2 • El paciente em peora en fonna progresiva y muere, eso s(, con el oxígeno alto en su sangre. ¿ Qué ocurrió? Por qué un razonamiento correc to en el primer caso fue incorrecto en el segundo. Aun sin saber todavía cómo explicar esto hasta que vean circulación transicional ( caps. 20 y 21) y su importancia en las cardiopatías congénitas ( en este caso una hipoplasia del ventrículo izquierdo), nues tro esquema de razonamiento fisiológico indica que si el oxígeno no mejora al paciente, en vez de per- sistir de manera obstinada cim nuestro tratamiento deberíamos detenernos y analizar de nuevo nuestra hipótesis a la luz de los datos que disponemos (la mejoría de la oxigenación empeora la performance cardiovascular) y enunciar una nueva hipótesis pa ra explicar estos hallazgos. Esto es un ejemplo de pensamiento lateral, en el que en un sistema muy interrelacionado como es nuestro organismo hay numerosas interacciones posibles entre los diferentes subsistemas que. obli gan a estar atentos a los cambios más sutiles. Esta interrelación estrecha permite llegar a un estado di námico ideal llamado homeo:Stasis. Círculos virtuosos y círculos viciosos "En el organismo todo ayuda y todo conspira" Hipócrates Cuando vimos las características de los sistemas regulados por retroalimentación negativa menciona mos que estos sistemas están diseñados para mante ner la estabilidad de la señal. Sin embargo, algunos mecanismos, que son útiles para restablecer pará metros a la normalidad en el corto plazo, pueden convertirse a su vez en una fuente de desajustes si se prolongan en el tiempo, como, por ejemplo, el es trés crónico. Es fundamental que como médicos sepamos in terpretar y dilucidar qué mecanismos fisiológicos benefician y cuáles empeoran el cuadro del pacien te. Muchas veces resulta necesario intervenir para cortar estos círculos viciosos. Ejemplo: Un paciente con insuficiencia cardíaca presenta un volumen minuto disminuido debido a que al co razón le resulta imposible eyectar todo el volumen que debería. En esas circunstancias el corazón de be manejar volúmenes crecientes por la suma del retorno venoso al volumen residual aumentado. En condiciones normales, el incremento del volumen de fin de diástole determinaría una mayor descarga sistólica y, por lo tanto, un mayor volumen minuto, por lo que éste debería ser un mecanismo útil de re gulación. Lamentablemente el ventrículo con insu ficiencia que se encuentra muy dilatado empeora su funcionamiento si se lo sobrecarga aun más. En es tas circunstancias la baja perfusión periférica y la baja preswn arterial disparan mecanismos que tienden a aumentar la reabsorción de Na+ y agua debido a la baja volemia efectiva. Esta expansión del líquido extracelular (LEC) determina un em peoramiento de las situación cardíaca, lo que con forma un círculo vicioso. DIAGRAMACIÓN GENERAL DE LA OBRA La estructura de este libro responde a una con cepción un poco particular. Como estamos com puestos por una unidad biológica básica denomina da célula, el funcionamiento celular subyace a todos los sistemas fisiológicos. Es decir, los sistemas es tán al servicio del mantenimiento celular, y a su vez, toda disfunción celular pondrá en marcha mecanis mos sistémicos de compensación con el fin de res taurar el funcionamiento celular normal. La parte I está orientada a destacar los mecanis mos que mantienen vivas a las células. La parte II, a los sistemas de distribución local y a las formas de interacción entre las células y la parte ill a los siste mas fisiológicos cuyo fin es mantener constante el medio interno. Caso clínico modelo Al final de cada capítulo observaremos un caso clínico para tratar de trasladar los contenidos a un caso concreto. Para ello utilizaremos una desdicha da familia cuyos componentes sufrirán los embates del destino. Su misión, Jim, si Ud. decide aceptarla es intentarresponder las preguntas como un ejerci cio de autoevaluación. Mapa conceptual Elegimos un diagrama de subterráneos para grafi car el esquema conceptual de la obra porque nos pa rece adecuado como ejemplo gráfico para entender la . .Utilícelo para ubicar la integración horizontal de los sistemas y cada vez que se encuentre perdido. La línea central corresponde al bloque intracelular, ba se fundamental de la vida vegetativa del paciente. Los puntos de interconexión muestran dónde se arti cula ésta con la línea tisular o extracelular y a su vez con los subsistemas que mantienen al extracelu- lar estable. Presente en cada línea se pueden obser var los sitios de control neurovegetativo y endocrino así como los sistemas de defensa y control inmuni tario. La alegoría se completa con la movilidad del subte, similar al dinamismo de los sistemas fisioló gicos para mantener el estado homeodinámico que caracteriza a la salud. El estudio de la Fisiología es, así, una travesía hacia el corazón de la vida. ¡Buen viaje! LECTURAS RECOMENDADAS Godin P, Buchman T. Uncoupling of Biological Oscillators. Critica! Care Medicine 7, 1996; 24:7. Malnic G . Homeostase, regula<;ao e controle em Fisiologia en Aires M Fisiología 2a Ed. Guanabara Koogan 1999. Siegfried K, Starker H. Kaos über Alles. Schmart Pub. 86'h ed., 1966. Toweill D, Goldstein B. Linear and Nonlinear Dynamics and the Pathophysiology of Shock. New Horizons, 1998; 6:2. West B. Fractal Physiology and Chaos in Medicine, New Jersey, World Scientific, 1990.
Compartir