Organización funcional del cuerpo humano y control del

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Organización funcional del cuerpo humano y control del medio interno
Fisiología 1
Dr. Franco Balcazar M.
Fisiología 
Ciencia que pretende explicar los mecanismos físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progreso de la vida.
Fisiología humana: intenta explicar las características y mecanismos específicos del cuerpo humano que hacen que sea un ser vivo
Células como unidades vivas del cuerpo
Célula es la unidad básica del cuerpo humano
órgano es un conjunto de tejidos que son un conjunto de células 
Cada célula es especialmente adaptada para realizar una o mas funciones
Liquido extra celular:
el medio interno
60% del cuerpo es liquido
2/3 intra celular 1/3 extra celular
Liquido extra celular en movimiento constante
Composición: Oxigeno, glucosa, iones, aminoácidos, grasas y otros.
Homeostasis: mantenimiento de un medio interno constante
Homeostasis: mantenimiento constante de equilibro del medio interno
Aporte de oxigeno por los pulmones, iones por los riñones, nutrientes por gastrointestinal
Enfermedad es la ruptura del la homeostasis 
Compensación constaste del equilibrio interno, adaptación 
Transporte en el líquido extracelular y sistema de mezcla: el aparato circulatorio
Origen de los nutrientes en el liquido extracelular 
Aparato respiratorio: aporte de oxigeno
Aparato digestivo: aporte de nutrientes
Hígado: metabolismo de sustancias para volverlas asimilables 
Aparato locomotor: obtención de alimentos, protección.
Eliminación de los productos finales metabólicos
Pulmones: Eliminación de dióxido de carbono 
Riñones: filtración de sangre, eliminación de urea y iones extras de los alimentos
Aparato digestivo: material no digerido y productos residuales se eliminan por las heces
Hígado: decodificación de sustancias
Regulaciones de las funciones corporales
Sistema nervioso: funciones sensitivas, respuestas motoras, control subconsciente de las funciones corporales (S.N.A)
Sistemas hormonal: 8 glándulas endocrinas
Tiroides: aumenta la velocidad de la reacciones químicas celulares 
Insulina: metabolismo de la glucosa
Cortico suprarrenal: control del Na y K y proteico
Paratiroides: controla el Ca y P
Protección del cuerpo
Sistema inmunitario: formado por linfocitos, vasos linfáticos, timo, bazo.
Sistema tegumentario: peso entre el 12 y 15 % de P.C.T., defensa contra el medio externo, termorregulación, sensibilidad, excreción, síntesis de sustancias
Sistemas de control del organismo
Regulación del concentraciones de O2 y Co2 en el L.E.C
Mediante la hemoglobina, función amortiguadora 
Estimulación del centro respiratorio, aumenta la eliminación de Co2
Regulación de la presión arterial
Barorreceptores, se estimulan con la distención arterial (carótida y aorta principalmente)
Respuesta el centro vasomotor, disminuye el ritmo cardiaco y dilatación periférica
Valores normales y características de los principales componentes del liquido extra celular
Características de los sistemas de control
Retroalimentación negativa
Genera un estimulo que disminuye el mecanismo inicial o el estimulo desencadenante
Retroalimentación positiva
 genera un estimulo que aumenta al estimulo inicial, que lo potencia
Transporte de sustancias a través de las membranas celulares
Membrana celular 
Transporte a través de la membrana 
Difusión: movimiento molecular aleatorio de las sustancias molécula a molécula a través de espacios intermoleculares o combinado con una proteína transportadora, usa energía cinética
Transporte activo:
Movimiento de iones o sustancias a través de la membrana en combinación con una proteína transportadora, usa energía extra 
Difusión 
Todas las moléculas e iones están en constante movimiento 
Transfieren su energía a chocar con otras moléculas 
Difusión a través de la membrana 
Difusión simple
No pasa por proteínas especificas, no utiliza energía extra, depende del tamaño, cantidad y tamaño de los espacios inter membrana 
Difusión facilitada 
Necesita de una reacción química y una proteína transportadora 
Liposolubilidad: influye en la velocidad de desplazamiento de las moléculas e iones a través de la membrana celular (o2 altamente liposoluble)
Moléculas insolubles a lípidos: poros específicos o proteínas tras membrana específicos para el paso rápido de ciertos iones o moléculas, Ej. Acuaporinas, aquí si importa el tamaño.
Difusión a través de poros y canales
Permeabilidad selectiva y activación de canales
Poros son proteínas abiertas, que permiten un flujo continuo de sustancias, adecuadas a su tamaño y carga eléctrica
Canales proteicos:
 son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias
Presentan compuertas reguladas por voltaje o ligando
Permeabilidad selectiva 
Se debe a las características del canal como ser: 
Diámetro
Forma
Carga eléctrica 
Y enlaces químicos 
Activación por voltaje 
Se activa con cambios de voltaje en el interior y/o exterior de la célula 
Activación por ligando
La unión de una sustancia química activa el canal permitiendo su apertura 
Todo o nada
a flujo constante las compuertas de respuesta a voltaje pueden permanecer cerradas o abiertas, en flujos intermedios se abren y cierran de manera intermitente
Difusión facilitada
Difusión mediada por un transportador, esta tiene un limite máximo de velocidad de transporte
La simple aumenta de manera potencial a la concentración, la facilitada tiene un limite máximo de velocidad
Factores que influyen en la velocidad neta de difusión
La velocidad neta de difusión es proporcional a la diferencia de concentración de las sustancia a través de una membrana
Potencial eléctrico “potencial de nernst” 
Diferencia de presión a través de una membrana 
Osmosis y presión osmótica
Osmosis:
Difusión que tiene lugar entre dos líquidos o gases capaces de mezclarse a través de un tabique o membrana semipermeable.
Presión osmótica:
Fuerza necesaria para la reducir o detener la osmosis 
Concentración molar: 
(presión osmótica de una solución equivale a la cantidad de partículas)
La cantidad o concentración de partículas en una solución 
Osmolalidad:
Es la cantidad de soluto disuelto en un kilogramo de agua (300 mosmol/kilo h2o)
Osmolaridad:
Concentración osmolar o osmoles por litro
Transporte activo 
Transporte de sustancias contra corriente o contra gradiente de concentración / presión 
Transporte activo primario, depende de ATP
Transporte activo secundario, dependiendo de la diferencia de concentración iónica a ambos lados de la membrana
Bomba Na/K (transporte activo primario)
Bomba calcio – bomba de hidrogeno 
El Ca se mantiene n muy bajas concentraciones intra celulares, se transporta hacia el L.E.C. y hacia los orgánulos
El h se secreta de manera importante en dos lugares: estomago y riñones
En el estomago en la s células parietales para la producción de HCL
En los riñones a nivel de las celular intercaladas
La energía utilizada durante estos procesos es muy alta 
Transporte activo secundario
Co-transporte
Ingreso de una sustancia de alta concentración en el LEC (Na) mas otra sustancia (de concentración variable) ingresan juntas a la célula
Contra transporte 
Ingreso de una sustancia y salida de otra (ingreso de Na y salida de Ca o H)
Transporte activo a través de capas celulares
Epitelio intestinal
Epitelio de los túbulos renales
Epitelio de glándulas exocrinas
Epitelio de vesícula
Plexo coroideo del cerebro
El transporte se produce de la siguiente forma:
1.- transporte activo desde un polo de la membrana celular
2.-difusión simple o facilitada por el otro polo de la membrana celular
Potenciales de membrana y 
potenciales de acción 
Física básica de los potenciales de membrana
Potenciales de membrana provocados por concentración de iones
Alta concentración de K+ intra celular, baja concentración extra celular
Alta concentración de Na+ extra celular, baja concentración intra celular
Se denomina potencial de difusión a la fuerza producida por el intercambio de iones entre el LIC y el LEC, que logra detener la difusiónneta de un ion 
Con relación al K+ el potencial es de -94 mV
Con relación al Na+ el potencial es de +61MV
Ecuación de Nerts
Esta formula asume que le LEC tiene carga de cero (volor de cero)
Ecuación de goldman
Util para calcular el potencial de varios iones y aniones
Los mas importantes K+, Na++ y Cl-
Potencial de las membrana en reposo de las neuronas
Valor normal de -90mV
Bomba Na+/K+
Bomba electrógena
Transporta mas iones + al LEC que al LIC (3 Na+ / 2 K+)
Potencial de las membrana en reposo de las neuronas
Canales de fuga de K+
Permite la salida de K+ aun en reposo
100 veces mas permeables que los de Na+
Origen del potencial de membrana en reposo normal
Contribución de difusión de K+ -94mV
Difusión de Na+ -86mV
Bomba Na+/K+ -4mV
Potencial de membrana en reposo -90mV
Potencial de acción de las neuronas
Mediante cambios rápidos de potenciales de membrana a lo largo de la fibra nerviosa
Se divide en 3 fases
Reposo (polarizada) (-90mV)
Despolarización 
Aumenta la permeabilidad al Na+
Cambia el valor de -90mV hacia un valor positivo
Genera sobre excitación (potencial de membrana positivo)
Repolarización 
Se cierran los canales de Na+
Se abren los de K+
Gran perdida de carga +, retorno a la fase de reposo
Canales de Na+ y K+ Activados por voltaje
Canal de Na+ se activa al volverse positiva la membrana interna de la célula (-70 a -50mV)
Se permevilizan entre 500 a 5000 veces
El aumento de voltaje inicia a la compuerta de inactivación 
Canal de K+
Se empiezan a abrir cuando se cierran los de Na+
Ayudan a la repolarización 
Inicio del potencial de acción 
Retroalimentación positiva para la apertura de canales de Na+
Se inicia el estimulo, esto produce apertura de canales de Na+ activados por voltaje
Aumenta junto con el estimulo la apertura de todos los canales de Na+
El aumento de potencial activa los canales de K+ y da inicio la repolarización
Umbral del inicio del potencial de acción
-65mV
Propagación del potencial de acción 
Al permeabilizarse al Na+ y alcanzar el umbral de acción, una pequeña porción activa una cadena de reacciones que viajan en ambas direcciones de la fibra permitiendo la activación del potencial en toda la fibra 
Se llama impulso nervioso o muscular
TODO O NADA
Si las condiciones son adecuadas se inicia sino no se inicia nada
Si en algún lugar de la fibra no se alcanza el umbral mínimo se detiene el impulso
Factor de seguridad siempre debe ser “mayor a 1”
Metabolismo de la energía
Cuando hay gran concentración de iones Na+ intracelular se activa la bomba de Na+/k+ ATPasa, lo cual genera gasto de energía y calor
La bomba funciona hasta 8 veces el valor normal
Y la recarga de energía se da al equilibrar las concentraciones 
Meseta de algunos potenciales
Musculo cardiaco 
No se re polariza de manera inmediata y mantiene la contracción
Participan dos canales: rápidos de Na y Canales L de Ca (lentos)
Los canales de K+ se abren mas lentamente de normal
Ritmicidad de algunos tejidos excitables: Descargas repetidas
Se encuentre en el corazón, peristaltismo y respiración
Se debe tener mayor permeabilidad al Na+ y al Ca++(-60 a -70mV en el NSA)
Esto evita que se cierren por completo los canales de Na+ y Ca+
Algunos iones fluyen al interior
Esto aumenta en positivo a la membrana
Produce mayor flujo de entrada de iones
Aumenta mas la permeabilidad
Se Produce mayor permeabilidad al potasio “conductancia de potasio”
Hiper polarización
Características especiales de la transmisión de señales en los troncos nerviosos
Fibras mielinizadas 
Axón cubierto por un célula de Schwan
Cubre ciertas regiones y deja espacios, nódulos de ranvier
Fibras no mielinizadas
Conducción saltatoria
Periodo refractario
Etapa de no excitación de la membrana
Se requiere polarizar la célula nuevamente
Periodo refractario absoluto