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Guías Prácticas de Fisiología para Enfermería María Eugenia Victoria Bianchi Gustavo Rodolfo Altamirano Gustavo Javier Borda ISBN Hecho el depósito que marca la Ley 11723 Todos los derechos reservados. Ninguna parte de esta publicación puede ser reproducida, con- servada en un sistema reproductor o transmitirse en cualquier forma o por cualquier medio electrónico, mecánico, fotocopia, grabación o cualquier otro, sin previa autorización del autor. Bianchi, María Eugenia Victoria Guías prácticas de fisiología para enfermería / María Eugenia Victoria Bianchi ; Gustavo Rodolfo Altamirano ; Gustavo Javier Borda ; compilación de María Eugenia Victoria Bianchi ; Gustavo Rodolfo Altamirano ; Gustavo Javier Borda. 391 p. ; . ISBN: 978-631-00-0345-0 1. Fisiología / Enfermería CDD 612.002 III PREFACIO El estudio de la fisiología del cuerpo humano forma parte de las materias básicas e imprescindibles en la formación de los profesionales de la salud; sin embargo, las competencias profesionales de la enfermería actual, el entorno sanitario, y la interrelación con otras asignaturas del currículum, establecen unas necesidades de formación muy específicas. En ese marco, la obra titulada “Guías prácticas de fisiología humana para enfermería” pretende - con buen criterio - introducir con éxito al estudiante de enfermería en los conceptos fisiológicos más importantes y fundamentales del cuerpo humano, buscando la integración con el resto de asignaturas y asegurando el aprendizaje de contenidos útiles y necesarios desde un punto de vista práctico. En el recorrido, el lector-estudiante podrá descubrir la necesidad e importancia de profundizar en la fisiología, ya que la misma brinda una visión general y unitaria del organismo humano, utiliza conocimientos previos para revelarnos nueva información que se nutre de muchas fuentes, se centra en el funcionamiento del individuo sano para comprender al enfermo y por último, su conocimiento es vital para entender otras asignaturas. El libro se divide en 13 capítulos, iniciando por una introducción general de la fisiología para luego profundizar en cada capítulo temas como: medio interno, equilibrio acido-base, fisiología de las células excitables, sistema nervioso, cardiovascular, sangre, sistema inmune, hemostasia, sistema respiratorio, urinario, función endocrina y sistema endocrina. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 4IV Acorde a las necesidades de formación de este tiempo, cada capítulo no sólo incorpora los contenidos teóricos necesarios sino que también los relaciona con el campo de la praxis profesional, de esta manera busca orientar esos contenidos hacia las competencias profesionales e integrarlos con otras asignaturas o áreas del saber enfermero. La obra está escrita en un lenguaje sencillo pero profundamente científico, cimentado en una sólida bibliografía y en la experiencia y trayectoria (asistencial, docente e investigativa) de sus autores: los profesores Maria Eugenia Bianchi, Gustavo Altamirano y Gustavo Borda. Me honra presentar este libro para enfermería, fruto de mucho esfuerzo y dedicación de sus autores, a quienes les acerco un cariñoso agradecimiento. Prof. Fernando Gómez Licenciado en Enfermería Magister en Gestión de la Salud Pública AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen al Dr. Lombardo Lorenzo Sosa por habernos formado en Fisiología, quien sin poder acceder políticamente a un Laboratorio de Ciencias Básicas adaptó el dictado de la Asignatura insertando la práctica del Monitoreo de cada una de las funciones biológicas. Así como la tecnología crece más rápidamente que las ciencias básicas, nuestra formación esta siempre expuesta al crecimiento. Gracias Lombardo. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 5V AUTORES MARÍA EUGENIA VICTORIA BIANCHI Profesor Titular Fisiología Licenciatura en Enfermería Facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Médico Cirujano. Especialista en Nefrología GUSTAVO JAVIER BORDA Jefe de Trabajos Prácticos Licenciatura en Enfermería Facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Médico Cirujano. Especialista en Cirugía GUSTAVO ADOLFO ALTAMIRANO Jefe de Trabajos Prácticos Licenciatura en Enfermería Facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Licenciado en Enfermería. Especialista en Cuidados Intensivos EDITORES ALDANA BURNA Diseñadora Gráfica Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) DIEGO TOMÁS VILA Ayudante Alumno de la cátedra II de Fisiología Humana Normal. Facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) PREFACIO FERNANDO GÓMEZ Licenciado en Enfermería. Director Carrera de Licenciatura en Enfermería de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE) Magíster en gestión de la Salud Pública. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 6VI PROLOGO ANA MARÍA CUSUMANO Doctora en Medicina UBA. Directora de Carrera de Especialización en Docencia Universitaria en Ciencias de Salud. Instituto Universitario CEMIC “NORBERTO QUIRNO” REVISORES ANA MARÍA CUSUMANO Doctora en Medicina UBA. Directora de Carrera de Especialización en Docencia Universitaria en Ciencias de Salud. Instituto Universitario CEMIC “NORBERTO QUIRNO” GUSTAVO ADOLFO VELASCO Bioquímico. Especialista en Calidad. Universidad Tecnológica Nacional (UTN). COMENTARIOS MARCELA YOUNG Medica especialista en Reumatología. COAUTORES Ayudantes Alumnos de la cátedra II de Fisiología Humana Normal de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional del Nordeste (UNNE). Cátedra de Fisiología de la Licenciatura en Enfermería Facultad de Medicina de la UNNE. MACIN, CRISTELA CAPITULO XI: Sistema Urinario ULFELDT, NICOLÁS ARIEL CAPITULO III: Equilibrio Acido-Base CAPITULO X: Sistema Respiratorio MARTÍNEZ, ANDREA NATALIA CAPITULO XIII: Sistema Endocrino MUÑOZ, MATÍAS NICOLAS CAPITULO IV: Fisiología de las Células excitables CAPITULO IX: Hemostasia GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 7VII POLISCHUK, KATYA CAROLINA CAPITULO XII: Sistema Digestivo RAUSCH, RICARDO RAMÓN CAPITULO XIII: Sistema Endócrino STACCHIOTTI, MAURICIO NAZARENO CAPITULO XII: Sistema Digestivo SOLÉ, JUAN NICOLÁS CAPITULO VII: Sangre SOSA, GUSTAVO LUIS CAPITULO VII: Sangre TORRES, CANDELA CAPITULO XIII: Sistema Endócrino TRAVERSO, LEANDRO LEONEL CAPITULO X: Sistema Respiratorio VENTURA, ÁNGELES SILVINA CAPITULO VI: Sistema Cardiovascular VALDEZ, MAYRA CAPITULO VI: Sistema Cardiovascular VALLEJOS, JAVIER Capitulo I: Introducción a la fisiología VERDUNA, CARLOS MAXIMILIANO CAPITULO VI: Sistema Cardiovascular VILA, DIEGO TOMÁS CAPITULO IX: Hemostasia CAPITULO XIII: Sistema Endócrino Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 8 PRÓLOGO I Es para mí un privilegio presentar este libro, el cuál creo, cumple una necesidad indudable, la de aportar un texto de Fisiología Humana para estudiantes de la Carrera de Enfermería. Recordando que la fisiología es una ciencia multiforme, que adapta sus contenidos a la disciplina que se estudia, en este texto, se utilizó un enfoque sistémico y casos clínicos al inicio de cada capítulo, que tienen directa relación con aspectos de la práctica profesional. El enfoque sistémico, además, contribuye a comprender que el cuerpo humano es más que la suma de células y tejidos organizados en aparatos: es un todo armónico, que necesariamente dividimos para poder estudiarlo. El libro se divide en capítulos, con un orden lógico, partiendo primero de generalidades, y luego desarrollando aparato por aparato. Como ya lo manifesté, es un libro escrito para estudiantes, y en concordancia con esto, los conceptos complejos se detallan en forma amena y fácil de comprender. En lo personal, conozco muy bien a la profesora María Eugenia Bianchi, a quien conocí hace bastante tiempo, en principiopor motivos profesionales vinculados a nuestra especialidad médica, ya que ambas nos especializamos en nefrología. Fuimos coincidiendo en actividades a nivel de cursos de posgrado, actividades en sociedades científicas y congresos. María Eugenia en algún momento me invitó a trabajar con ella en actividades de investigación y de docencia. Debo decir que se hace difícil seguir su ritmo, dado la inagotable energía que pone en todos sus proyectos. VIII GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 9 Para mí ha sido un honor que se me invitara a prologar este libro, y un placer haberlo leído. Espero que los estudiantes que lo utilicen lo disfruten y sus contenidos les sean útiles más allá de cursar Fisiología Humana durante su paso por la Universidad. Es un libro de texto para volver a él, una y otra vez, a lo largo de la carrera y luego, en la etapa del ejercicio profesional. Por último, saludo y aplaudo esta primera edición de esta Guía, y los invito a recorrerla. ANA MARÍA CUSUMANO Doctora en Medicina UBA. IX Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 10 PRÓLOGO II ¿Por qué escribir un libro de Fisiología para Enfermería? Partimos de un par de reflexiones iniciales que trataremos de desarrollarlas: ¿Qué lleva a un grupo de docentes a escribir un libro de fisiología cuando ya existe una vasta y variada gama de textos dedicados a la especialidad?; ¿Y por qué enfocarlo en los alumnos de la Licenciatura en Enfermería? Pensar en escribir un libro de fisiología cuando se está leyendo y estudiando un Harrison o un Guyton, solo es equiparable a terminar de leer a Mateo, Marcos, Lucas y Juan y pensar en escribir tu propia versión del evangelio. Salvando las enormes distancias que separan a estos dos emprendimientos, y teniendo la conciencia de que este nuevo texto sobre la especialidad, será considerado como apócrifo aun antes de que se seque la tinta de su impresión. La respuestas a estos interrogantes, es la de tratar de hacer más amena y menos árida para nuestros jóvenes estudiantes de enfermería, a una de las ramas de la medicina de importancia capital en el entendimiento de todos los procesos, tantos fisiológicos como morbosos del cuerpo humano. Y con esto no se pretende subestimar la capacidad de los estudiantes, ni se quiere resumir los procesos biológicos del organismo, solo se pretende llegar al nobel alumno con un lenguaje más cordial y un formato más sencillo. Magna tarea es la del docente que debe intentar traducir los complejos mecanismos que mueven al mundo, y adaptarlos a un texto que sea comprensible para la mayoría de los estudiantes. Pero se podrá decir que es dificultoso encarar la elaboración de un texto científico desde las GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 11 profundidades del nordeste argentino, y si lo es, siempre es más sencillo escribir “Los Miserables” viviendo en Paris, pero no estamos en la ciudad luz, estamos en Macondo, y debemos adaptarnos a nuestro entorno para lograr los mismos objetivos. Encarar este reto es sortear todos los obstáculos que nos alejan de la cálida y cómoda pasividad, y nos llevan por los incómodos caminos de crear una obra propia. En dicho camino siempre surgirán las siguientes preguntas: ¿Para qué hacerlo si ya tenemos esos hermosos textos clásicos?, ¿para qué intentarlo si nadie valorará nuestro sacrificio?, ¿para qué luchar con todas las trabas de la burocracia legal para llegar a un buen término?, ¿Por qué esforzarnos si pudiéramos estar haciendo otra labor que nos granjee más remuneración?. Y así es, el camino siempre es difícil, y ya lo decía John Milton “largo y arduo es el camino que conduce del infierno a la luz” Pero allí estuvo el tesón de la Dra María Eugenia Victoria Bianchi con su visión de crear un texto ameno para el estudiante de enfermería del nordeste, de nuestros alumnos, la intención de plasmar por escrito nuestros esfuerzos diarios de enseñar, y explicar, la labor de apoyarlos e incentivarlos, nuestra voluntad de motivarlos en la búsqueda de su propia formación académica. Ella encarnó la dos características que tiene todo aquel que escribe un libro, y es la de tener algo que decir. La Dra Bianchi no solo hace docencia en el aula personal o virtual sino que lo está haciendo en esta iniciativa de plasmar este acercamiento inicial a la fisiología para nuestros alumnos, y lo está haciendo también al invitarnos al Licenciado Gustavo Rodolfo Altamirano y a mi persona, a recorrer el camino de la coautoría, y nosotros, como dos humildes Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 12 “Sancho Panza”, nos comprometimos en la tarea de enfrentarnos a esos molinos de viento en el sendero de la elaboración de esta obra, la cual luego de muchos años pudimos dar por terminada, y hoy podemos ofrecer al lector un texto que un día solo era una lejana y ambiciosa idea. Gustavo Javir Borda Septiembre 2021. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 13X CONTENIDOS INTRODUCCIÓN....................................................................................................................XIX CAPÍTULO 01: LA FISIOLOGÍA Y WILDE .........................................................................20 INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA.....................................................................................22 1.1 Una nueva manera de estudiar..........................................................................................22 1.2 El enfoque sistémico.............................................................................................................23 1.3 Tipos de Sistemas...................................................................................................................26 1.4 Descripción de un sistema..................................................................................................28 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................................33 CAPÍTULO 02: FISIOLOGÍA DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES MEDIO INTERNO.........................................................................................34 APLICACION CLÍNICA...................................................................................................................34 2.1 ¿Qué es el medio interno?...................................................................................................36 2.2 Aspectos Estructurales del medio interno...................................................................37 2.3 Aspectos Funcionales del medio interno.......................................................................46 2.4 Evaluación del medio interno............................................................................................52 RESUMEN.........................................................................................................................................63 BIBLIOGRAFÍA:...............................................................................................................................64 CAPÍTULO 03: EQUILIBRIO ACIDO-BASE........................................................................65 APLICACIÓN CLÍNICA...................................................................................................................65 3.1 ¿Qué es el pH?..........................................................................................................................67 3.2 Concepto de pH......................................................................................................................67 3.3 Escala de pH.............................................................................................................................68 3.4 Estructura del sistema pH. Elementos...........................................................................69 3.5 Regulacióndel pH..................................................................................................................70 3.6 Evaluación del equilibrio ácido-base. Cálculo del pH...............................................74 3.7 Enfoque clínico de los trastornos ácido-base..............................................................76 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................................79 Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 14 XI CAPÍTULO 04: CÉLULAS EXCITABLES Y BORGES . .........................................................80 FISIOLOGÍA DE LAS CÉLULAS EXITABLES........................................................................ 82 APLICACIÓN CLÍNICA...................................................................................................................82 4.1 Aspectos estructurales........................................................................................................84 4.2 Aspectos funcionales............................................................................................................86 4.3 Estímulos que generan un potencial de acción...........................................................90 4.4 Diferentes formas de Potenciales de acción...............................................................95 4.5 Transmisión de impulsos de nervios al músculo: Unión Neuromuscular..........................................................................................97 4.6 Transmisión en el Músculo estriado o acoplamiento excitación contracción....................................................................................99 4.7 Tipos de Músculo Liso........................................................................................................103 BIBLIOGRAFÍA...................................................................................................................104 CAPÍTULO 05: SISTEMA NERVIOSO..................................................................................105 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................105 5.1 Estructuras y Funciones....................................................................................................108 5.2 Somestesia.............................................................................................................................109 5.3 Sistema Motor.......................................................................................................................112 5.4 Médula Espinal Reflejos....................................................................................................113 5.5 Cerebelo..................................................................................................................................114 5.6 Líquido cefalorraquídeo....................................................................................................116 5.7 Circulación cerebral...........................................................................................................118 5.8 Sistema Nervioso Autónomo..........................................................................................118 BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................122 CAPÍTULO 06: EL CORAZÓN Y POE.....................................................................................123 SISTEMA CARDIOVASCULAR.............................................................................................125 APLICACIÓN CLÍNICA: Actividad eléctrica del Corazón...................................................125 6.1 Sistema cardionector..........................................................................................................127 6.2 Aspectos estructurales......................................................................................................128 6.3 Aspectos funcionales.........................................................................................................133 6.4 Evaluación del sistema cardionector............................................................................137 APLICACIÓN CLÍNICA: Actividad mecánica del Corazón...............................................147 GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 15XII 6.5 Aspectos estructurales: actividad mecánica del corazón....................................148 6.6 Aspectos Prácticos Mecánicos: Ciclo Cardíaco.......................................................152 6.7 Otros aspectos funcionales del sistema cardiovascular......................................155 6.8 Regulación de la Actividad cardíaca.............................................................................159 6.9 Presión Arterial....................................................................................................................161 6.10 Circulación venosa...........................................................................................................166 6.11 Pulso.......................................................................................................................................168 6.12 Hemodinamia.....................................................................................................................171 6.13 Circulación coronaria......................................................................................................174 6.14 Volumen Minuto Cardíaco e Índice Cardíaco.......................................................180 BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................181 CAPÍTULO 07: LA SANGRE Y QUIROGA .......................................................................184 SANGRE..................................................................................................................................185 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................188 7.1 Estructura de la Sangre.....................................................................................................189 7.2 Proteínas plasmáticas........................................................................................................191 7.3 Glóbulos rojos (eritrocitos)..............................................................................................181 7.4 Evaluación de la sangre.....................................................................................................200 BIBLIOGRAFÍA......................................................................................................................205 CAPÍTULO 08: SISTEMA INMUNE....................................................................................206 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................206 8.1 ¿Qué es el sistema inmune?.............................................................................................208 8.2 La respuesta inmunitaria..................................................................................................209 8.3 Aspectos estructurales del sistema inmune.............................................................210 8.4 Aspectos funcionales del sistema inmune.................................................................223 BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................................236 CAPÍTULO 09: HEMOSTASIA.............................................................................................237 9.1 Estructura...............................................................................................................................2379. 2 Características funcionales............................................................................................242 9.3 Anticoagulantes usados con frecuencia.....................................................................245 Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 16 XIII 9.4 Exploración de la Hemostasia........................................................................................246 BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................248 CAPÍTULO 10: SISTEMA RESPIRATORIO.......................................................................249 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................249 10.1 Aspectos Estructurales...................................................................................................252 10.2 Aspectos Funcionales......................................................................................................256 10.3 Circulación Pulmonar......................................................................................................267 10.4 Pruebas clínicas.................................................................................................................269 10.5 Regulación del Sistema respiratorio por el Sistema Nervioso Central...................................................................................................275 BIBLIOGRAFÍA.....................................................................................................................276 CAPÍTULO 11: SISTEMA URINARIO.................................................................................277 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................277 11.1 Aspectos estructurales...................................................................................................282 11.2 Aspectos Funcionales.....................................................................................................292 11.3 Función de regulación del Líquido extracelular y del Líquido Intracelular..........................................................................................................300 11.4 Mecanismo de concentración y dilución de orina....................................................306 11.5 Regulación del equilibrio acido-base........................................................................308 11.6 Función Endocrina............................................................................................................310 11.7 Producto de los riñones: la orina................................................................................311 11.8 Monitoreo de la Función Renal...................................................................................320 BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................................327 CAPÍTULO 12: EL SISTEMA DIGESTIVO Y KAFKA ......................................................328 SISTEMA DIGESTIVO...........................................................................................................329 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................329 12.1 Características Estructurales......................................................................................331 12.2 Características Funcionales.........................................................................................332 12.3 Función Motora.................................................................................................................333 12.4 Función Secretora............................................................................................................343 12.5 Digestión y absorción......................................................................................................350 GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 17XIV 12.6 Evaluación Nutricional...................................................................................................357 BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................................363 CAPÍTULO 13: SISTEMA ENDOCRINO............................................................................364 APLICACIÓN CLÍNICA................................................................................................................364 13.1 Estructura............................................................................................................................366 13.2 Aspectos funcionales......................................................................................................373 13.3 Regulación del sistema endocrino.............................................................................384 13.4 Regulación endocrina en la mujer: El ciclo sexual femenino...........................386 APLICACIÓN CLÍNICA: Ciclo sexual femenino.....................................................................386 BIBLIOGRAFÍA.........................................................................................................................392 APÉNDICE.......................................................................................................................382 Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 18 IX INTRODUCCIÓN En el Sistema Educativo Superior, en la carrera de Enfermería, los docentes recibimos estudiantes secundarios y debemos transformarlos en profesionales. En este proceso, Fisiología es la asignatura que permite comprender las acciones que llevamos a cabo, caminar, pensar, hablar, ver y respirar, entre otras. Lo que los estudiantes traen, hasta el momento de emprender el conocimiento de la función, es la descripción de estructuras, cual fotos. Desde el aprendizaje de fisiología deben incorporar los conceptos del movimiento, la transformación y la homeostasis. Un grupo de profesionales emprendemos esta tarea de enseñar, contener y capacitarlos, pretendiendo mejorar el sistema de enseñanza. Nos planteamos como objetivo general de esta obra es incorporar conocimientos que le permitirán al estudiante, comprender el funcionamiento normal de los distintos órganos y sistemas del cuerpo humano, su íntima relación entre ellos y cómo su alteración se expresará en una enfermedad. Al mismo tiempo, se propone interpretar algunas herramientas diagnósticas para la práctica clínica de uso habitual. Por lo tanto, presentamos estas Guías de Fisiología, como un complemento a los grandes tratados, para favorecer la asimilación de los contenidos del programa. XV Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 20 LA FISIOLOGÍA Y WILDE Oscar Wilde nos ofrece una formidable historia fantástica en “El retrato de Dorian Gray” Un pintor está trabajando en el retrato del personaje Dorian Gray. En una charla con el amigo del artista, este le dice a Dorian, que en la vida hay que hacer lo que a uno le gusta y no reprimir esos sentimientos, y que lo único importante es ser joven y bello. […] “Porque posee usted la más maravillosa juventud, y la juventud es lo único que vale la pena. Algún día, cuándo esté usted envejecido, arrugado, feo; cuando el pensamiento le marchite la frente con sus garras y la pasión manche sus labios con horribles estigmas, lo sentirá usted terriblemente. Cuando su juventud se desvanezca, su belleza se irá con ella. Palidecerá usted, se hundirán sus mejillas y se apagarán sus ojos. Dese cuenta de su juventud mientras la tiene. Porque su juventud tiene tan poco tiempo de vida…,¡tan poco!” […]* Dorian, queda impresionado al ver el retrato terminado, y dándose cuenta que perderá esa belleza y juventud, desea permanecersiempre joven, siendo el retrato el que envejezca por él, y que por esto daría hasta su alma. Luego de cometer un acto malvado, se da cuenta que el cuadro ha cambiado levemente, adquiriendo una mueca de crueldad en sus labios, a partir de ese momento, la edad y los pecados que él cometa, se verán marcado en el retrato, mientras que el mismo conservará su aspecto exterior sin ningún cambio, permaneciendo siempre joven y bello. Hemos elegido este obra literaria para comenzar a navegar por la fisiología, porque en ella se encierra el deseo más profundo del ser humano, y es el de no morir y evitar la decrepitud. Estudiando las diferentes funciones del organismo, veremos cómo se desarrollan estos procesos fisiológicos y como la 01. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 21 enfermedad los daña y corrompe. Pero: - ¿Tendrá las células incorporado en su naturaleza en envejecer y morir? - ¿Nosotros, el personal de salud, actuamos como si fuéramos el retrato de Dorian, tratando de mantener a nuestros pacientes siempre jóvenes y sanos? Son preguntas que nos incitan a investigar y a debatir con nuestros compañeros, tratando de encontrar respuestas a estas grandes preguntas de la humanidad. Andando, comencemos a estudiar fisiología y animémonos a leer un poco de buena literatura. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 22 INTRODUCCIÓN A FISIOLOGÍA Ud. comenzó una carrera universitaria, y su objetivo es “RECIBIRSE”. Para ello, debe cumplir con una serie de requisitos, reglamentos y normas, que rigen el Sistema Educativo, como así también aprobar cada una de las asignaturas del Plan de estudios Ud. es parte de ese sistema. ¿Pensó alguna vez qué función cumple dentro de ese sistema? 1.1 UNA NUEVA MANERA DE ESTUDIAR A mediados del siglo XX, se generó una nueva manera para comprender aquellas estructuras que estaban organizadas de manera compleja. Norbert Wiener, junto a un grupo de jóvenes investigadores de diferentes disciplinas (biología, ecología, economía, etc.), aplicaron un sencillo enfoque, basado en comparaciones y metáforas, que hacían posible describir y entender mejor la complejidad organizada. Este enfoque se llama enfoque sistémico, y será la manera que proponemos para abordar nuestro estudio y de esa manera poder entender el funcionamiento de esta estructura tan compleja, llamada cuerpo humano. En fisiología vamos a aprender cómo funciona nuestro organismo. ¿Se anima a acompañarnos? ¡Adelante! GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 23 El enfoque sistémico se aplica actualmente a muchas disciplinas como ecología, biología, economía, etc. 1.2 EL ENFOQUE SISTÉMICO El enfoque analítico, ampliamente difundido, tiende a reducir un sistema en sus componentes elementales para estudiar en detalle, y entender los tipos de interacción que existen entre ellos. Con este enfoque no es posible estudiar aquellos sistemas organizados de manera compleja, con interacción dinámica, debido que la modificación de un solo elemento, alteraría todo el sistema y, por lo tanto, todo lo estudiado. Pero sí, se pueden estudiar los sistemas homogéneos, aquellos que están compuestos por elementos similares, y que tienen una débil interacción entre ellos. Con este método se puede estudiar el sistema óseo y el sistema muscular, por separado; pero no el sistema osteomuscular como un todo. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 24 Tabla 1. Rasgos comparativos entre el enfoque analítico y sistémico ENFOQUE ANALÍTICO ENFOQUE SISTÉMICO Aísla y concentra los elementos (por ejemplo, estudia músculo por músculo, hueso por hueso) Estudia la naturaleza de la interacción (cómo interactúan los miofilamentos, para entender por qué se contraen los músculos) Hace hincapié en la precisión de detalles (contracción) Permanece independiente de la duracióndel tiempo Da validez a hechos mediante experimentos Modifica una variable en el tiempo (contracción de un músculo) Interacciones lineales y débiles Disciplina orientada en la Educación Conduce a la acción programada en detalles Unifica e integra los elementos (estudia un grupo muscular en conjunto) Estudia los efectos de la interacción (los movimientos que se producen por contracción del grupo muscular) Hace hincapié en la percepción global (movimiento) Integra la duración del tiempo, es decir considera un antes y un después Compara conductas de modelos con la realidad Modifica grupos de variables simultáneamente (al contraerse un músculo, se articulan huesos, se traslada el cuerpo, etc.) Interacciones no lineales y fuertes Educación multidisciplinaria Conduce a la acción a través de objetivos Este enfoque sistémico, en oposición al enfoque analítico, incluye todos los elementos del sistema en estudio, así como también su interacción e interdependencia. Los enfoques analíticos y sistémicos son más complementarios que opuestos ¡¡¡IMPORTANTE!!! El enfoque sistémico es una nueva metodología que hace posible juntar y organizar los conocimientos acumulados para incrementar la eficiencia de nuestras acciones. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 25 Hasta ahora, veníamos estudiando de manera analítica. En Fisiología vamos a incorporar el enfoque sistémico. ¿QUÉ ES UN SISTEMA? El enfoque sistémico se basa en la concepción de sistema. A pesar de que es una definición vaga y ambigua, está siendo usada actualmente en un mayor número de disciplinas (procesamiento de datos, política, transporte, comunicación, educación, etc.) gracias a su habilidad para unificar e integrar. Más allá de las analogías y metáforas, el enfoque hace posible descubrir qué tienen en común la mayoría de los sistemas. Trata de identificar en un sistema principios generales, estructurales y funcionales, y aplicar esos principios a todos los demás sistemas. Ahora, para cumplir con nuestro objetivo, podemos dar una definición de sistema un poco más completa: “un sistema es un conjunto de elementos en dinámica interacción y que están organizados para una determinada finalidad”. Esta definición incluye el propósito del sistema. Por ejemplo, en una máquina, la finalidad es definida y especificada por el hombre cuando la construye. Ahora, ¿se imagina Ud. la finalidad de un sistema como el ecosistema? El propósito es mantener su equilibrio y permitir el desarrollo de vida. ¿Y el de la célula? Piense y establezca la finalidad de la célula. Una ciudad, un auto, una computadora, una empresa, una célula, un cuerpo humano. Todos son sistemas. ¿Se imagina Ud. qué otras cosas pueden ser sistemas? Nombre algunos ejemplos: 1 ....................................................................................................... 2 ....................................................................................................... 3 ....................................................................................................... ¡¡¡IMPORTANTE!!! ¿Qué es un sistema? ¿Se anima a dar una definición? La definición más utilizada es: “un sistema es un conjunto de elementos que interactúan entre sí y que forman un todo integrado”. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 26 1.3 TIPOS DE SISTEMAS SISTEMAS ABIERTOS Las estructuras del cuerpo humano comprenden sistemas de alta complejidad, y tienen la característica de ser sistemas “abiertos”. Este concepto es importante, por lo tanto, vamos a examinarlo. Un sistema abierto está en permanente relación con el medio que lo rodea. Intercambia energía, materia e información, que es usada para mantener su organización y función. Un sistema abierto puede ser comparado a un tanque de agua que se llena y se vacía a la misma velocidad; el agua es mantenida en un nivel constante, siempre y cuando el volumen de agua, que está entrando ysaliendo del sistema, sea el mismo. Ahora, piense: ¿el agua que entra al sistema, de dónde viene? Del medio que lo rodea. Y cuando sale, ¿a dónde va? Al mismo medio. Entonces, una vez que tengamos en mente que un sistema abierto y su medio están en constante interacción, vamos a ser capaces de entender que uno puede modificar al otro, y viceversa. SISTEMAS ABIERTOS 1. Teoría de sistemas. Sistemas abiertos algo entra, se transforma y luego sale. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 27 SISTEMAS CERRADOS Por el contrario, un sistema cerrado no intercambia energía, ni materia, ni información con su medio. Está totalmente aislado del mundo. Imagínese como ejemplo un termo. SISTEMAS COMPLEJOS Por otro lado, decíamos que el organismo humano es un sistema complejo. ¿Y cómo podemos definir a la complejidad? Para no aburrir con definiciones, vamos a tratar de ilustrar y enriquecer este concepto, nombrando las características más importantes: Posee una gran variedad de elementos con funciones diferentes. Ejemplo: cada órgano del cuerpo humano. Estos elementos se organizan en niveles jerárquicos. Ejemplo: tejidos, órganos, aparatos, etc. Los elementos se conectan y se relacionan por diferentes medios o interconexiones. Por ejemplo: las conexiones del cerebro con otros órganos a través de los nervios. La interacción entre los elementos no es lineal. Por ejemplo, al beber un litro de agua, no vamos a orinar esa misma cantidad. SISTEMA COMPLEJO Ahora, piense en una célula como ejemplo de sistema complejo: la célula incluye en su composición gran variedad de organelas que funcionan en estrecha relación unas con otras. 2. La célula: un ejemplo de sistemas complejos. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 28 1.4 DESCRIPCIÓN DE UN SISTEMA ASPECTOS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES DE LOS SISTEMAS Dos grupos de características pueden describir los sistemas que podemos observar en la naturaleza. El primer grupo tiene en cuenta su aspecto estructural, y el segundo, su aspecto funcional. Las principales características estructurales, o su organización espacial de todo sistema son: Límite: es lo que separa al sistema de su medio. Ejemplos: la frontera de un país, la pared de una casa, la membrana de una célula, la piel del cuerpo. Elementos: formado por cada uno de los componentes del sistema. Ejemplos: los habitantes de una ciudad, los componentes de una máquina, los huesos, músculos, nervios, etc., del cuerpo humano. Reservorios: donde los elementos, la energía, la información y los materiales se acumulan y almacenan. Ejemplos: la memoria de la computadora, las bibliotecas, el tejido adiposo del cuerpo, el glucógeno del hígado. El reservorio se simboliza con un simple rectángulo. Red de comunicación: permite intercambiar energía, materia e información entre los elementos del sistema y entre los diferentes reservorios. Estas redes pueden tomar las más diversas formas: cables, alambres, nervios, venas, arterias, caminos, conductos, tubos, etc. 1. Los aspectos estructurales tienen en cuenta la forma en que están organizados en el espacio los elementos del sistema. 2. Los aspectos funcionales consideran los procesos, los fenómenos que dependen del tiempo (crecimiento, evolución, intercambio, transferencia, flujo); es una organización temporal. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 29 La Anatomía e Histología humanas son las ciencias que estudian los aspectos estructurales de nuestro organismo. En Fisiología estudiamos los aspectos funcionales del cuerpo humano, conectando con los aspectos estructurales ya estudiados. Las principales características funcionales de todo sistema son: Flujo: de energía, información o elementos que circulan entre los reservorios. Se expresan siempre en cantidad sobre periodos de tiempo. Ejemplos: flujo de dinero (sueldo en pesos por mes), volumen minuto cardíaco (cantidad de sangre que expulsa el corazón por minuto), diuresis horaria (cantidad de orina emitida por hora). El flujo de energía y materiales aumenta o disminuye el nivel de los reservorios. Circulan a través de las redes de comunicación (sangre a través de las venas y arterias), y se representan simbólicamente con una flecha negra gruesa (los flujos de información se indican con flechas de líneas punteadas). Compuertas: controlan el volumen del flujo. Reciben información y la transforman en acción, aumentando o disminuyendo la intensidad del flujo. Se simboliza con una espita. Sensores: resultan de la variación en la velocidad del flujo, del tiempo de almacenaje en los reservorios. Tienen un rol importante en el fenómeno de amplificación o inhibición. Asas de retroalimentación: es información que vuelve a niveles anteriores y modifica la conducta del sistema. Integra los efectos de reservorios, compuertas y flujos. Hay dos tipos de retroalimentación. La retroalimentación positiva tiende a cambiar el sistema (crecimiento y evolución). En cambio, a retroalimentación negativa tiende a mantener el equilibrio del sistema (estabilidad). Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 30 3. Símbolos de un sistema “Estructura y función son inseparables. El mantenimiento de las estructuras puede ser garantizado solamente por la actividad energizante de sus funciones” ASPECTOS ESTRUCTURALES ASPECTOS FUNCIONALES Límite Elementos Reservorio Redes de comunicación Flujo Compuertas o válvulas Censores Asas de retroalimentación Tabla 2. Descripción entre los aspectos estructurales y funcionales de un sistema GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 31 En un sistema donde ocurre transformación, hay sustrato y producto. El sustrato es resultado de la influencia del medio sobre el sistema (lo que entra), y el producto es el resultado de la influencia del sistema en el medio (lo que sale). Sustrato y producto están separados por una duración de tiempo, como un antes y un después. 4. Teoría de sistemas 5. Componentes estructurales de un sistema abierto “El funcionamiento básico de los sistemas depende del interjuego de sustratos, flujos, compuertas, reservorios, productos y asas de retroalimentación”. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 32 En conclusión, nuestro organismo es un sistema abierto y complejo, debido a que está compuesto por una gran diversidad de elementos conectados entre sí por estrechas interacciones. Por eso insistimos: el estudio de la Fisiología Humana debe ser abordado por enfoques sistémicos. De allí nace nuestra motivación y nuestro desafío: aplicar el mejor método para poder aprender el funcionamiento del cuerpo humano. ¡¡¡Acompáñenos!!! 6. Partes de la estructura de un sistema Objetivo: ¡¡Darse cuenta de todos los conocimientos que se tienen sobre los sistemas!! ACTIVIDAD PROPUESTA a) Describa la Célula como un Sistema. b) Cambie los nombres del gráfico expuesto más arriba. c) Identifique los subsistemas que están involucrados. d) Establezca sus interrelaciones. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 33 BIBLIOGRAFÍA • Guyton & Hall. Tratado de Fisiología Médica. 13th edición. Barcelona, España: Elsevier; 2016. • Ashby Ross, W. Design for a brain: The origin of adaptive Behavior. New York, EE.UU: Chapman and Hall; 1960. • Rosnay, J. The Macroscope. Paris, Francia. Seuil. [Internet]. Feb 26, 1997. [Actualizado Abr 12, 2011; Citado Dec 04 2020]. 1975. Disponible en http:// pespmc1.vub.ac.be/MACRBOOK.html. • De la Peña Consuegra, G; Velazquez Avila, RM. Algunas reflexiones sobre la teoría general de sistemas y el enfoque sistémico en las investigaciones científicas. Rev. Cubana Edu. Superior [Internet]. 2018 [Citado 7 de diciembre de 2020]; 37 (2): 31-34. Disponible en http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_ abstract&pid=S0257-43142018000200003&lng=es &nrm=iso • ArnoldM; Osorio F. Introducción a los conceptos básicos de la teoría general de sistemas. 2015. Disponible en http://disi.unal.edu.co/~lctorress/tgs/ tgs001.htm. [citado 20-09-2017]. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 34 FISIOLOGÍA DE LOS LÍQUIDOS CORPORALES. MEDIO INTERNO En este capítulo Ud. podrá comprender la importancia de su tarea, cada vez que haga una instilación venosa, cada vez que haga un balance hídrico. El paciente sse sentirá seguro cuando perciba que Ud. conoce los fundamentos de lo que está haciendo y las posibles consecuencias, esperadas o no deseadas, de dicha tarea. Objetivo: Reconoce los compartimentos líquidos del organismo y ser capaz de cuantificarlos. 02. APLICACIÓN CLINICA: · Lea atentamente el siguiente caso. Podrá resolverlo a medida que incorpore conceptos. Usted está atendiendo a la señora JF la cual se encuentra internada con un cuadro de diarrea y deshidratación. Le informan que tuvo muchas deposiciones diarreicas y que se la está hidratando para mejorar su estado general. En las indicaciones lee que, por la vía parenteral, a través de una punción venosa, debe pasarle en forma alternada solución fisiológica y dextrosa al 5%. Además, tiene indicado aplicarle una inyección intramuscular de un antibiótico diluido en solución fisiológica. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 35 El médico solicita exámenes de sangre, donde figura el perfil de los iones del medio interno (sodio, potasio, cloro, etc.). El paciente se encuentra sin ingesta de líquidos, y con una diuresis por sonda de 500 ml en el día. Usted se preocupa por saber si la cantidad de líquidos que se le administra es el correcto o si por el contrario está perdiendo más de lo que se le aporta. · Complete el siguiente cuestionario 1. El agua es uno de los elementos más importantes en el organismo. Por lo tanto: ¿Cuánto es la proporción de agua en el organismo? 2. ¿Cuáles son las variaciones fisiológicas a lo largo de la vida, de esa proporción? 3. ¿Cómo se distribuye el agua corporal? 4. ¿A qué se denomina Medio Interno? 5. Cuando usted se preocupa de la hidratación del paciente, debe pensar por donde puede ingresar líquidos al organismo por donde los puede perder. Confeccione una lista de los ingresos y egresos de líquidos en el cuerpo. Luego explique lo que se conoce como balance para saber si la cantidad de líquidos es la correcta. De un ejemplo. 6. Cuando le pasa los líquidos por una vena, ¿A qué compartimiento del organismo ingresa? 7. ¿Y cuándo aplica la inyección intramuscular? 8. El médico le pide un análisis para observar algunos elementos del medio interno. Busque y transcriba el cuadro de los componentes del medio interno con sus valores normales. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 36 9. Observe un envase de solución fisiológica y otro de dextrosa al 5%, extraiga lo siguiente: ¿Cuánta cantidad de agua contiene? ¿Qué elemento tiene diluido y en qué proporción se encuentra? 10. Señale ejemplos de soluciones hipertónicas, isotónicas e hipotónicas. 11. A nivel de la célula, ¿cómo se produce el paso de los líquidos a través de la membrana celular? ¿Y cómo es el paso de los iones? 12. Esta membrana celular: ¿Qué características tiene? 2.1 ¿QUÉ ES EL MEDIO INTERNO? La célula es la unidad estructural, anatómica e histológica en el cuerpo humano. Las células se organizan en tejidos, órganos y aparatos, orientados hacia el cumplimiento de una función específica. En el hombre, así como en todos los organismos complejos, la unidad funcional está representada por cada una de sus células más el ambiente externo de las mismas que recibe el nombre de medio extracelular o medio interno. Prácticamente, todas las células viven en un medio esencialmente idéntico, el medio extracelular, que por esta razón se llama medio interno, término introducido por el gran fisiólogo francés del siglo XIX Claude Bernard. Al finalizar la descripción de cada sistema, explicaremos la manera de evaluar el funcionamiento de dichos sistemas. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 37 En 1865, Claude Bernard notó en su libro “An Introduction to the study of Experimental Medicine”, que la constancia del medio interno era la condición esencial para mantener la vida, pero era necesario encontrar un concepto que pudiese unir los mecanismos que efectuaban la regulación del organismo. Fue un miembro de la Sociedad Americana de Fisiología, Walter Cannon, quien, en 1932, impresionado por la “sabiduría del organismo”, capaz de garantizar el control del equilibro fisiológico, acuñó el término homeostasis derivado de dos palabras griegas que significan “mantenerse igual”. Homeostasis es la propiedad más importante de un sistema complejo. 2.2 ASPECTOS ESTRUCTURALES DEL MEDIO INTERNO 2.2.1 ELEMENTOS Teniendo en cuenta que el organismo es una solución, describiremos sus componentes: · El agua (el solvente de la solución) representa el 40-60% del peso corporal de un individuo, y es invariablemente su principal constituyente. El agua se ingiere en mayores cantidades que todas las demás sustancias y es la que más se excreta. Es el vehículo de los principales nutrientes y productos de excreción. Pero el agua no se encuentra sola en los organismos vivos y se ha visto que se organiza mejor en presencia de otras sustancias (solutos de la solución). Estas sustancias son iones y moléculas organizadas de muy diversas maneras. En condiciones ambientales y fisiológicas normales, el contenido de agua de cada individuo es altamente constante, variando en cantidades insignificantes y existiendo sólo una diferencia dinámica que el organismo se encarga de compensar en un par de horas. “El organismo humano es esencialmente una solución acuosa” Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 38 EDAD MUJERESVARONES Recién nacidos 10-16 años 17-39 años 40-59 años > 60 años 75 57.3 50.2 46.7 45.5 75 58.9 60.6 54.7 51.5 Tabla 3. Agua corporal total: variaciones fisiológicas según edad y sexo AGUA CORPORAL TOTAL (%) 2.2.2 LIMITES Está constituido por las membranas biológicas, compuestas por lípidos y proteínas. Definen los espacios o compartimentos del organismo. Es muy importante que Ud. reconozca que la membrana celular es el límite de este sistema: la composición de un lado y otro de ella es diferente. A su vez, la célula constituye un sistema en sí mismo. Como se observa en la tabla, con el crecimiento y el envejecimiento hay una disminución del agua corporal total. También el agua es porcentualmente menor en mujeres que en varones, y ello se debe a que la mujer tiene mayor contenido de tejido graso, y la grasa neutra es prácticamente libre de agua. W.B. Saunders Company items and derived items copyright © 2000 by W.B. Saunders Company GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 39 7. Membrana Plasmática 2.2.3 RESERVORIOS Los espacios bien definidos por las membranas constituyen los compartimentos líquidos. La masa acuosa de nuestro organismo se halla distribuida en dos grandes compartimentos: 1. La mayor parte del agua (2/3) se encuentra dentro de las células. Este compartimiento se llama líquido intracelular (LIC). 2. El 1/3 restante se encuentra fuera de las células. Este compartimiento recibe el nombre de líquido extracelular (LEC) o medio interno. Este espacio, a su vez, comprende los compartimentos líquidos intersticial e intravascular. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 40 Debido a que el líquido intravascular se obtiene fácilmente (mediante la centrifugación de una muestra de sangre se logran separar los elementos formes - es decir glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas- del líquido), se utiliza el plasma como representativo del medio interno o líquido extracelular. El plasma constituye el 54% de la sangre (el 45% restanteconsiste en glóbulos rojos, y 1% glóbulos blancos y plaquetas). El 92% del plasma es agua, y el 8% está constituido por moléculas esenciales para la vida: glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, hormonas (como insulina, adrenalina, aldosterona) e iones (como sodio y calcio). 8. Compartimentos líquidos del organismo Estas proporciones debe ser conocidas por Ud. para ser un buen Licenciado en Enfermería. LÍQUIDO INTRAVASCULAR = PLASMA GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 41 9. Centrífuga (instrumento de laboratorio). Sangre fresca y Centrifugada: Hematocrito. 2.2.4 REDES DE COMUNICACIÓN El agua se distribuye y pasa de un compartimento a otro, dependiendo de: Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 42 10. Diferentes tipos de transporte de membrana. Puede ser PASIVO cuando no gastan energía: Difusión: Es el movimiento continuo de moléculas a través de la membrana. Puede ser: - Simple: Las moléculas pasan de un lado a otro por canales (son proteínas). Estas pueden ser Selectivas: por su forma y constitución química seleccionan cuál molécula transcurre y cual no. O pueden funcionar por compuertas: operadas por voltaje o cambios químicos (o ligando). - La permeabilidad de la barrera existente entre los compartimentos (la mayoría de las membranas son permeables al agua, de manera que este factor es prácticamente inexistente, siendo las excepciones la nefrona distal y los conductos de las glándulas sudoríparas). - La cantidad de solutos de cada compartimiento es el elemento determinante. Detengámonos en los Tipos de Transporte: GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 43 La cantidad de solutos en cada compartimiento está regulada, a su vez, por: - Los mecanismos de transporte de membrana (hacen pasar los solutos de uno a otro compartimiento). Constituyen verdaderos canales o túneles en las membranas por donde pasan algunos solutos y otros no. Por ejemplo, la bomba de Na+/K+ ATPasa. Las bombas son enzimas (proteínas de membrana) que hidrolizan el ATP (gastan energía). La bomba de Na+/ K+ saca tres Na+ del interior de la célula y toma dos K+ del exterior. 11. Bomba de Na+/K+ - Facilitada: necesita de moléculas transportadoras. Puede ser Transporte ACTIVO (cuando consumen energía). - Primario: Cuando usa el Transporte Activo directamente: Ejemplo: Bomba de Na+/ K+. - Secundario: la energía gastada por la bomba crea la diferencia de potencial para atraer o rechazar un ion. Ejemplo: Co transporte de Glucosa y Aminoácidos. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 44 El equilibrio de Gibbs Donnan es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Las composiciones en el equilibrio se ven determinadas tanto por las concentraciones de los iones como por sus cargas. El LIC tiene grandes cantidades de potasio, magnesio, fosfato y proteínas. Sin embargo, la concentración de electrolitos del LIC varía enormemente de tejido a tejido (debido a que el músculo representa la principal masa celular del organismo, se utilizan las concentraciones de electrolitos de la célula muscular como representativa de todo el organismo). Las Fuerzas de Starling son aquellas fuerzas que permiten el intercambio de solutos y agua a nivel de los capilares. 1. La presión hidrostática del capilar (Phcap), que corresponde a la fuerza dada por la presión arterial. Esta fuerza favorece la salida del agua. 2. La Presión hidrostática del intersticio (Phi): corresponde a un valor estable. Esta fuerza se opone a la salida del líquido del capilar. 3. La presión coloidosmótica del capilar (πcap), corresponde a la presión oncótica representada por la albúmina, que mantiene el agua dentro de los capilares. 4. La presión coloidosmótica del intersticio (πi). Fisiológicamente es nula. Esta fuerza favorece la salida del líquido del capilar. Fuerzas de Starling: (Phcap - Phi) - ( πcap - ( πi). En el extremo arterial del capilar hay salida de líquido a expensas de mayor PhCap. En el extremo venoso, se reabsorbe a expensas de la disminución de la Phcap. Las fuerzas que operan en las barreras compartimentales son: el equilibrio de Gibbs Donnan y las fuerzas de Starling. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 45 LICLEC Na+ K+ Ca++ Mg++ Cl- CO 3 H- P0 4 - SO 4 - Glucosa Aminoácidos Colesterol Fosfolípidos Grasas neutras pO2 pCO2 pH Proteínas 10 mEq/L 140 mEq/L 0.0001 mEq/L 58 mEq/L 4 mEq/L 10 mEq/L 75 mEq/L 2 mEq/L 0-20 mg/dl 200 mg/dl 2-95 g/dl 20 mmHg 50 mmHg 7 16 g/dl 142 mEq/L 4 mEq/L 2.4 mEq/L 1.2 mEq/L 103 mEq/L 28 mEq/L 4 mEq/L 1 mEq/L 90-110 mg/dl 30 mg/dl 0.5 g/dl 35 mmHg 46 mmHg 7.4 7 g/dl Unidades: mEq/L (mili equivalentes por litro); mg/dl (miligramos por decilitro); g/dl (gramos por decilitro); mmHg (milímetros de mercurio). Tabla 4. Composición Química del Líquido Intracelular y del Líquido Extracelular Un sistema homeostático es un sistema abierto que mantiene su estructura y función por medio de equilibrios múltiples y dinámicos, rigurosamente controlados por medio de mecanismos de regulación. Tales sistemas reaccionan a cada cambio del medio, o ante cualquier disturbio, a través de una serie de modificaciones de igual tamaño y en dirección opuesta a aquellos creados por el disturbio. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 46 La meta de estas modificaciones es mantener el balance interno. Si el sistema no puede reestablecer el equilibrio, entra en una situación que puede llevar a la destrucción del sistema si el disturbio persiste. 2.3 ASPECTOS FUNCIONALES DEL MEDIO INTERNO La principal función del organismo es mantener su equilibrio interno. Esto involucra mantener constante la concentración, en el plasma, de ciertas moléculas y iones que son esenciales para la vida. Esta propiedad del cuerpo intrigó a muchos fisiólogos. Como ya se resaltó antes, en 1932 Walter Cannon, fisiólogo norteamericano, halló el concepto que hizo posible explicar esta propiedad de regulación del cuerpo, y la llamó homeostasis. El término homeostasis se utiliza para expresar el equilibrio dinámico que mantiene las condiciones constantes en el medio interno. Prácticamente todos los tejidos y órganos del cuerpo realizan funciones que ayudan a mantener la homeostasis. De esta manera, el medio interno constituye un gran sistema que contiene, a su vez, una gran variedad de subsistemas (circulatorio, respiratorio, digestivo, renal, osteomioarticular, nervioso, endocrino, etc.) que contribuyen al funcionamiento en armonía. El oxígeno, las sustancias derivadas de la dieta y otras sustancias esenciales son distribuidas por la sangre a todo el cuerpo a través de una compleja red de comunicación: el sistema circulatorio. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 47 2.3.1 TRANSPORTE DEL MEDIO INTERNO (FLUJO): EL SISTEMA CIRCULATORIO El líquido extracelular o medio interno, se encuentra en continuo movimiento por todo el cuerpo. Se transporta rápidamente en dos etapas diferentes: - La primera a través del movimiento circular del plasma por el sistema circulatorio. La figura 13 ilustra la circulación completa de la sangre en el organismo. - La segunda, el movimiento del líquido entre los capilares sanguíneos y las células a través del líquido intersticial. Esta circulación es mantenida gracias al trabajo de una bomba (el corazón) capaz de bombear 5 a 6 litros de sangre por minuto. 12. Difusión de líquidos a través de las paredes capilares a los espacios intersticiales y a las células. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 48 A medida que la sangre pasa por los capilares, tiene lugar un intercambio continuo de líquido extracelular entre la porción de plasma de la sangre y el líquido intersticial que llena los espacios entre las células. Observe que los capilares tienen “poros” de tal forma que grandes cantidades delíquido y sus solutos pueden difundir entre la sangre y los espacios intersticiales en uno y otro sentido (flechas). 13. Organización general del aparato circulatorio. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 49 Observando la figura 13 se observa que la sangre sale del corazón oxigenada, se distribuye mediante la sangre a todos los tejidos y en los capilares se produce la distribución de nutrientes y O 2 , y salen los productos de degradación y CO 2 que vuelven al corazón a través de las venas, de allí a los pulmones y comienza el ciclo nuevamente. 2.3.2 ORIGEN DE LOS NUTRIENTES DEL MEDIO INTERNO (SUSTRATO): SISTEMA DIGESTIVO, RESPIRATORIO Y OSTEOMIOARTICULAR Sistema digestivo Los alimentos de la dieta diaria contienen materia prima indispensables para el organismo (agua, glucosa, proteínas, lípidos, iones, vitaminas, etc). En el tubo digestivo, estas sustancias pasan a través de una serie de transformaciones, y luego son absorbidas para su uso inmediato o para su almacenamiento. Una gran proporción de la sangre, que el corazón bombea, pasa por las paredes del tubo digestivo y recogen los diferentes nutrientes para ser distribuidos por todo el cuerpo. Sistema respiratorio El oxígeno del aire ingresa por las vías aéreas a los pulmones. Toda la sangre de la circulación pasa por los pulmones para captar el oxígeno. Sistema osteomioarticular Uno se preguntaría: ¿cómo encaja este sistema en las funciones homeostáticas del cuerpo? La respuesta es simple: si no fuera por este sistema, el cuerpo no se podría desplazar al lugar adecuado en el momento adecuado para obtener los alimentos necesarios para su nutrición. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 50 2.3.3 ELIMINACIÓN DE DESECHOS DEL MEDIO INTERNO (PRODUCTOS): SISTEMAS RESPIRATORIO, RENAL Y DIGESTIVO Debido a que los desechos metabólicos y los gases de combustión son devueltos a la sangre, un sistema de filtración, reciclaje y de eliminación de desechos es necesario para limpiar la sangre. Sistema respiratorio La sangre es oxigenada en los pulmones a través de la eliminación de dióxido de carbono y la absorción de oxígeno por medio de la hemoglobina de los glóbulos rojos. Sistema renal Los riñones filtran, reciclan y limpian la sangre de desechos. El 99% de la sangre que fluye por los riñones vuelve a la circulación, mientras que el 1% restante forma la orina con los desechos, que se elimina a través de las vías urinarias. Sistema digestivo Las sustancias que no se absorben en el tubo digestivo, sumadas a las que el organismo segrega para facilitar la absorción, se eliminan como materia fecal. Por ejemplo Ud. ingiere una banana, se absorben las proteínas y los minerales y se excretan las fibras como materia fecal. Además, el hígado actúa como un filtro químico, reteniendo y destruyendo cualquier sustancia que podría ser tóxica para el sistema. Tenemos que considerar el sustrato (lo que entra) y el producto (lo que sale) del sistema. En el medio interno consideramos al agua como su principal componente. También están presentes los iones y nutrientes que las células necesitan para el mantenimiento de la vida celular. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 51 14. Sistemas Digestivo, Respiratorio y Renal. 2.3.4 SISTEMA DE REGULACIÓN Y CONTROL DEL MEDIO INTERNO: SISTEMAS NERVIOSO Y ENDOCRINO El sistema nervioso recibe la información del medio y envía sus respuestas al mismo a través de los nervios. En el cerebro se procesa y se almacena la información (memoria). El control y la regulación de las mayores funciones del cuerpo son asumidas por el cerebro y por las glándulas endócrinas. La regulación requiere la cooperación de muchos órganos. Las redes de comunicación entre los órganos son esenciales. Una red de naturaleza electroquímica permite la transmisión de un impulso eléctrico a través de los nervios. También existe una red de naturaleza química: glándulas endócrinas liberan una señal molecular (una hormona como por ejemplo las hormonas tiroideas) en la circulación. Todos los órganos recibirán dicha hormona, pero debido a que la instrucción que contiene la hormona es codificada, sólo los órganos indicados recibirán la señal y llevarán a cabo la acción reguladora. Así funciona el sistema endocrino. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 52 15. Sistema Nervioso: neurona. 2.4 EVALUACIÓN DEL MEDIO INTERNO Teniendo en cuenta que el medio interno es una solución compuesta por solutos y solventes, en la práctica se cuantifican estos elementos. 2.4.1 UNIDADES PARA MEDIR SOLUTOS Existen diferentes unidades para expresar la cantidad de solutos. Por ejemplo, si consideramos al catión Na+, su medición puede ser expresada como Na+ corporal toral (5.000 mEq o 115 g o 71 mEq/kg de peso), como concentración plasmática (142 mEq/L), o como concentración en el LEC (152 mOsm/L). Esto nos demuestra la necesidad de un consenso para utilizar unidades de medida estándar para expresar la concentración de solutos. Vuelva al inicio del Capítulo y observe las diferentes unidades utilizadas para expresar la composición química del LEC y del LIC. Muchas veces se presenta la situación de que conocemos la concentración de una sustancia en miligramo por ciento y queremos conocer su concentración en miliequivalentes por litro, y viceversa. Para resolver esta situación debemos interpretar las siguientes definiciones: GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 53 ¿QUE ES UN ÁTOMO? Es la porción más pequeña de la materia. Están formados por un núcleo, que a su vez contiene protones (Carga positiva) y neutrones, rodeados por uno o mas electrones (carga negativa). ¿QUE ES UN ION? Cuando el número de protones y electrones es igual el átomo es neutro. Si el número de electrones es mayor al de protones es un anión. Si el número de protones es mayor el de electrones es un catión. ¿QUE ES UNA MOLÉCULA? Es una agrupación definida y ordenada de átomos que constituye la porción más pequeña de una sustancia pura que conserva todas sus propiedades. Por ejemplo: “la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno”. ¿QUE ES UN MOL? El mol se define de la siguiente forma: “el mol, símbolo mol, es la unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) que determina la cantidad de sustancia de una entidad elemental, la cual puede ser un átomo, molécula, ion, electrón, o cualquier otra partícula o un grupo especiífico de tales partiículas; su magnitud se establece mediante la fijación del valor numérico de la constante Número de Avogadro que es 6,023 x 10123. Por número de Avogadro se entiende al número de entidades elementales (es decir, de átomos, electrones, iones, moléculas) que existen en un mol de cualquier sustancia. Recordemos su valor: 6,023 x 1023. Unidades para medir solutos 1. Peso atómico 2. Átomo gramo (g, mg) 3. Peso molecular (g, mg) 4. Molécula gramo (mol) 5. Equivalencia (mEq) peso en gramos = equivalentes x peso atómico valencia x 10 mEq/L = peso en gramos x valencia x 10 peso atómico Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 54 El Peso atómico varía: H+...............................1 Na+..............................23 Cl-..............................35 K+.............................39 Así: 1kg de H tendrá igual número de átomos que 23 kg de Na+ o 35 kg de Cl- o 39 kg de K+. El átomo gramo es el peso atómico expresado en gramos (g): H+...........1 = 1 átomo gramo Na+.......23 = 1 átomo gramo Cl-..........35 = 1 átomo gramo K+..........39 = 1 átomo gramo ¿A QUÉ SE LLAMA PESO ATÓMICO? Es un valor establecido por la relación entre la masa de un átomo y la doceava parte (1/12) de lamasa de un isótopo específico del átomo de carbono (C12). Por lo tanto, es el peso relativo de los átomos. Recuerde que la Osmolari- dad del Líquido Intracelular y del Líquido Extracelular es la misma. Sin embargo, las concentra- ciones de los solutos son dife- rentes a un lado y del otro de la membrana. ACTIVIDAD Calcule el peso atómico del ClNa ....................................................................................................... Como es una molécula lo puede expresar en gramos y es un mol (m). 2.4.2 UNIDADES PARA MEDIR SOLVENTES: OSMOLARIDAD La osmolaridad es una unidad que mide el Número total de solutos que se encuentran en una solución. La osmolaridad en los líquidos corporales es de 290 mOsm/L (mili osmoles). Se denomina OSMOL, a la Unidad de presión osmótica, la cual es equivalente a la cantidad de soluto, disociado en la solución, necesaria para formar un mol. Su abreviatura es Osm (el submúltiplo más utilizado es el mili osmol ó mOsm). Recordemos algunos conceptos: GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 55 Osmoles efectivos Solutos capaces de iniciar el movimiento de agua a través de una membrana (por ejemplo: sodio, glucosa, etc.). Tambien se los llama solutos que producen tonicidad. Osmoles inefectivos Solutos que no ejercen fuerza osmótica efectiva, pues se encuentran a igual concentración a ambos lados de la membrana y por lo tanto no generan movimiento de agua (por ejemplo: urea, metanol, etc.) A las soluciones que UD. perfunda a un paciente se las denomina Isotónicas o isoosmolares (igual tonicidad u osmolaridad que el plasma) y por lo tanto no producen desplazamiento de agua (ya sea del LIC al LEC o viceversa); Hipotónicas o hipoosmolares, cuando tienen menor tonicidad u osmolaridad que el plasma, y desplazan agua del LEC al LIC; y soluciones hipertónicas o hiperosmolares que desplazan agua del LIC o del intersticio al LEC. Como el 75% del volumen intracelular y el 94% del plasma están constituidos por agua, la mejor forma de expresar la actividad osmótica de una solución es en concepto de agua y no de volumen. Por lo tanto, para comprender el movimiento de agua a través de la membrana va a depender de: a) Características de la membrana biológica. Hay algunas membranas que tienen mayor permeabilidad al Na+ y otras impermeables al agua, por ejemplo, las partes de la nefrona. b) Depende del Número de moléculas (no de la concentración del soluto). Si el soluto se disocia ejercerá mayor presión osmótica. Si Ud. tiene un tubo en U en el medio pone una membrana permeable lo llena con agua con igual distribución a un lado y otro de la membrana, luego agrega sal en una rama del tubo en U, al poco tiempo si mide la concentración de sal será igual de un lado y otro del tubo en U. La sal difundió y no se movilizó el agua. Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 56 Si en cambio en el tubo en U pone una membrana impermeable a las sales, al poco tiempo verá que el agua se desplaza hacia donde Ud. coloca la sal. ¿Hasta cuándo se desplazará el agua? Hasta que la presión hidrostática del tubo con sal se iguale a la del agua pura. A la fuerza que ejerce la sal (o un soluto) para atraer agua se denomina PRESIÓN OSMÓTICA. Como Ud. conoce, la glucosa es un monosacárido y la sacarosa (sucrosa o azúcar común) un disacárido. Los pesos moleculares son diferentes pero la molaridad es la misma. ¿Por lo tanto, hacia dónde se desplazará el agua? Ver figura 16. Veamos qué sucede si se expresa en gramos Como la glucosa tiene menor peso molecular, hay más moles de glucosa en 1 gramo que moles de sucrosa en un gramo, por lo tanto, el agua se desplazará hacia donde hay mayor concentración. Observe las figuras: 16. Difusión del agua en un Tubo en U. Veamos un caso más complejo: Aquí las concentraciones molares son iguales, pero… GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 57 El ClNa se disocia, lo que significa que hay en solución 100 mM de Cl- y 100 mM de Na+ (actúa como si fueran 200mM). Por lo tanto, el agua se desplaza hacia el ClNa (es cloruro de sodio, la sal común). Por lo tanto, la sal común ¡atrae agua! 17. Difusión del agua en un Tubo en U. Por lo tanto, aquí lo que importa NO ES la MASA, si no la CANTIDAD DE PARTÍCULAS LIBRES a cada lado de la membrana. La natremia es la determinación del Na+ en el plasma. No nos informa sobre la cantidad de Na+ en el LEC. Por el contrario, expresa la cantidad de agua que hay en el organismo, es decir el grado de hidratación celular. 2.4.3 DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN OSMÓTICA DEL MEDIO INTERNO Conociendo la concentración del Na+, de la glucosa y de la urea (por simple análisis de una muestra sanguínea), la presión osmótica del líquido extracelular se puede calcular mediante la siguiente fórmula: Posm del LEC = 2 x Na + glucosa (mg%) + urea (mg%) 18 5,6 Como el Na+ es el osmol efectivo más importante en el LEC, se puede deducir que cuando el Na+ está alto (hipernatremia) hay hiperosmolaridad, provocando la sustracción de agua del LIC (deshidratación celular). En cambio, si el Na+ está bajo en el LEC (hiponatremia) hay hipo osmolaridad, produciendo pasaje de agua al Bianchi MEV, Altamirano GR, Borda G. 58 ¿QUE ES EL OSMOL? (Osm u osmol) es una unidad de medida no perteneciente al Sistema Internacional que define el número de moles de un compuesto químico que contribuyen a la presión osmótica de una disolución. El término deriva del fenómeno de la ósmosis y es normalmente utilizado para disoluciones osmóticamente activas. Por ejemplo, una disolución de 1 mol/L de NaCl en agua tiene una osmolaridad de 2 osmol/L. Las moléculas de cloruro sódico se disocian totalmente en el agua liberando dos iones separados y cargados eléctricamente: Na+ y Cl-. De esta forma, cada mol de NaCl corresponde a dos osmoles en disolución. De forma similar, una disolución de 1 mol/L de CaCl2 tiene 3 osmol/L (1 Ca++ y 2 Cl-). Posm del LEC = 2 x Na + glucosa (mg%) 18 LIC (encharcamiento o sobrehidratación celular) El Na+ corporal total representa el volumen del LEC. Su aumento significa un aumento del LEC y viceversa. Como es difícil medirlo, se reemplaza su determinación por la evaluación clínica: presencia de edemas, signos de sobrecarga cardíaca, signo del pliegue cutáneo, hipotensión arterial, oliguria, etc. Para determinarla se quita la urea de la fórmula anterior (por ser un osmol inefectivo):4 La importancia de estos conceptos es que debemos conocer la forma de medir la distribución del agua entre los compartimientos. Esta distribución depende de los osmoles efectivos en cada compartimiento (Na+ para el LEC y K+ para el LIC). 2.4.4 DETERMINACIÓN DE LA TONICIDAD DEL MEDIO INTERNO Tonicidad: es la osmolaridad dependiente de osmoles efectivos. GUÍAS PRÁCTICAS DE FISIOLOGÍA PARA ENFERMERÍA 59 De esta manera, el volumen o cantidad de agua del LEC dependerá del balance de Na+. En cambio, como la cantidad de osmoles del LIC es prácticamente constante, la cantidad de agua o volumen del mismo dependerá del balance de agua. 2.4.5 BALANCE DE AGUA La relación entre el agua que entra y que sale del organismo se llama balance de agua. Normalmente, durante las 24 horas del día, los ingresos de agua guardan una similitud con los egresos, de tal manera que el balance final es cero. OBLIGATORIO OBLIGATORIOFACULTATIVO FACULTATIVOINGRESOS EGRESOS Bebidas Alimentos Agua endógena Subtotales Totales Orina Pulmón Piel Heces 1000 cm3 1000 cm3 1000 cm3 1000 cm3 650 cm3 750 cm3 400 cm3 1800 cm3 2800 cm3 700 cm3 450 cm3 500 cm3