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RESUMO FISIOLOGIA 1 ERA – Sección 1 y 2 FISIOLOGÍA: ciencia que estudia las funciones de los seres vivos, y la manera con que un organismo lleva a cabo sus actividades, desde mecanismos moleculares hasta acciones de tejidos, órganos y sistemas. • Utiliza otras ciencias, como anatomía (macroscópico), histología (microscópico), biología (seres vivos e interacciones), bioestadística (cuantifica los procesos biológicos), química (nivel químico y celular) y física (estados y leyes) como herramientas para conocer el estado de la persona (normalidad), para mejorar la comprensión de cuándo, cómo y por qué ocurren alteraciones. • Se ocupa de describir, explicar y predecir “que” hace, “para que” lo hace y “cómo” lo hace. • El conocimiento de los mecanismos que subyacen a la función corporal fue obtenido mediante la experimentación, aplicando el método científico, por eso la fisiología es una ciencia. El organismo es un individuo único, completo y autómata, derivado de funciones complejas que dependen de su organización estructural. Se divide en Niveles de Organización: • Nivel químico: átomos (unidades básicas de materia que participan en reacciones químicas) y moléculas (dos o más átomos). Los elementos básicos de la materia viva incluyen átomos de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, calcio y azufre. • Nivel celular: contiene al nivel subcelular constituido por las organelas, que desempeñan funciones particulares. La célula es la unidad estructural y funcional básica de un organismo. Son las unidades más pequeñas capaces de llevar a cabo los procesos vitales. • Nivel tisular: cuando células de la misma naturaleza se agrupan para desempeñar una determinada función. Tejido epitelial cubre superficies corporales, reviste órganos huecos y conductos y forma glándulas. Tejido conectivo sostiene y protege órganos, almacena grasa y ayuda en la inmunidad. Tejido muscular se contrae para generar movimiento y responde a cambios. El tejido nervioso detecta cambios y responde a ellos. • Nivel de órgano: compuesto al menos por un órgano, que es una estructura constituida por dos o más tejidos diferentes, trabajando conjuntamente para realizar funciones definidas. Tiene límites anatómicos precisos. • Nivel de sistema: consiste en órganos relacionados, con una función común. • Nivel de organismo: máximo nivel que conforma a un individuo con vida. Todos los sistemas del organismo trabajan en conjunto para mantener la vida de manera adecuada. • Nivel de población de igual especie: los individuos se encuentran en directa interacción con los demás influyendo unos sobre otros. CELULA: cumple las funciones primordiales de nutrición, relación y reproducción . Envuelta por una membrana plasmática, que la separa del entorno, es selectivamente permeable, le da forma y participa en la comunicación intercelular. El citoplasma es el contenido dentro de la membrana plasmática, y contiene a las organelas, que son: ribosomas (síntesis proteica), retículo endoplásmico rugoso (síntesis de proteínas de secreción y glucoproteínas), retículo endoplásmico liso (almacena y transporta lípidos y carbohidratos), mitocondrias (síntesis de ATP), aparato de Golgi (concentra y transporta proteínas), lisosomas (digestión de residuos), peroxisomas (detoxificación). El núcleo contiene el material genético que rige las funciones celulares. Enfoque reduccionista: asegura que un sistema grande y complejo como el del cuerpo humano puede comprenderse mediante el estudio de sus componentes más simples. Pero no es suficiente, y necesita de un enfoque complementario – holístico: el ser humano es más que la suma de sus partes. Enfoque teleológico: estudia los fines o propósitos, las causas finales. Explica que es lo que hace (función). Enfoque mecanicista: explica realmente como algo hace lo que hace (como cumple su función) . Ambos enfoques son necesarios para comprender la fisiología. Macroestados: son los procesos fisiológicos. descripción macroscópica, a partir de pocos parámetros o estados termodinámicos. Se pueden ver y medir. Ej.: temperatura corporal, presión arterial, etc. Microestados: procesos bioquímicos que regulan los macroestados. Estado molecular el cual queda especificado si se conoce la posición y velocidad de cada molécula del sistema. Diferentes microestados corresponden al mismo macroestado. DESCRIPCION: implica un nivel más superficial. Representa lo que es. EXPLICACION: involucra un nivel más profundo. Manifiesta el cómo, el que, el por qué y el para qué.

DEFINICION DE VIDA: conjunto de características que ayudan a distinguir seres vivos de los no vivos: organización, composición (materia orgánica), metabolismo (procesos de obtención de energía), excreción, irritabilidad (capacidad de responder a estímulos), desarrollo (diferenciación, crecimiento), reproducción, adaptación, homeostasis (mantener estable, aunque cambie el entorno), autonomía. Vida es la capacidad de algo de regular mecanismos fisiológicos por sí mismo, necesarios para su mantenimiento. La característica más importante es la autonomía. SISTEMAS: conjunto de elementos o partes, organizados y relacionados, que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Características: tiene partes (que, a su vez, pueden ser subsistemas), tiene objetivo (sirve para algo), tiene límites (separa al sistema del entorno), generalmente realiza intercambio de materia y energía con el entorno (para que el sistema se adapte al entorno). • De acuerdo a su origen : natural (no fue creado por el hombre); artificial (creado por el hombre); social (construcción de animales y plantas, como un bosque, ciudad). • De acuerdo a constitución : concreto o físico (tiene limites definidos, se puede ver); abstracto o teórico (limites difusos, no se puede ver o tocar). • De acuerdo al intercambio: abierto (hay intercambio de materia y energía con el entorno – sistemas biológicos); cerrado (realiza solamente intercambio de energía); aislado (no hay intercambio, existen solo en laboratorio). SISTEMAS BIOLOGICOS: El ser humano es un sistema biológico, natural y social, concreto y abstracto (salud mental), abierto y dinámico (estocástico). Son abiertos, en el sentido de intercambiar materia y energía, pero de manera estrictamente controlada para que no se altere su función y desencadene una enfermedad; o sea que están separados del entorno por membranas biológicas que controlan el tráfico de sustancias. Todo sistema biológico es robusto: capaz de mantener su estado y función frente a perturbaciones externas o internas (adaptabilidad, regulación). Son dinámicos porque sufren cambios al interactuar con el entorno para adaptarse. Sus parámetros varían con respecto al tiempo y por azar. Tipos de adaptación: • EVOLUCIÓN O ADAPATACIÓN PROPIAMENTE DICHA: cambios a nivel genético, irreversibles. Evolución por selección natural. Ej.: aumento del tamaño del cráneo, disminuye tamaño de la mandíbula. • AMBIENTACIÓN: cambios fisiológicos, químicos y físicos como resultado de la exposición crónica a una nueva condición ambiental. Es reversible. Ej.: aumento de FC, FR y temperatura por ejercicios. • ACLIMATACIÓN: cambios fisiológicos y físicos que ocurren de forma artificial y controlada. Es reversible. Ej.: aire acondicionado (aumenta o disminuye la temperatura); cámara hiperbárica (oxigenoterapia); hidratación con suero; respirador artificial. Los sistemas dinámicos pueden ser: DETERMINISTA: el azar no interviene en los futuros estados del sistema, o sea, los cambios que realizan para adaptarse son predecibles. Se puede explicar mediante modelos causa-efecto. Algo de azar tiene, porcentaje. ESTOCASTICO: respuestas frente a un estímulo determinado no pueden conocerse dado que dicha respuesta es azarosa. Puede analizarse en términos de probabilidad. Los sistemas deterministas de dividen en: • No regulado, de lazo abierto: la señal de salida no influye en la señal de entrada. Ej.: si el paciente tiene una infección, tiene fiebre. La fiebre no va influir sobre la infección. • Regulado, de lazo cerrado – Feedback o retroalimentación: la señal de salida modifica a la señal de entrada. Puede ser retroalimentación positiva o negativa. El estímulo (señal de entrada) es aplicado al sistema que envía una respuesta (señal de salida), que puede estimular (positiva) o inhibir (negativa) a la señal de entrada. RETROALIMENTACIÓN POSITIVA: La señal de salida estimula a la señal de entrada (inicial). Tiene la función de amplificar la señal de entrada. Hay pocos en el organismo. Se degeneran fácilmente, pueden producir enfermedades. No son totalmente positivos, cuando se finalizan se convierten en feedback negativos. Es el menos utilizado debido a que se basa en un círculo vicioso. Sin embargo, existen algunos necesarios para la homeostasis, como el de coagulación sanguínea, mecanismo del parto, generación de impulsos nerviosos.

PARTO NORMAL (Retroalimentación positiva) Cabeza del bebé dilata el cuello del útero (canal de parto).

Hipotálamo estimula neurohipófisis para que libere oxitocina.

Activa receptores de distensión en el cuello uterino que envían señales al hipotálamo.

Bebé es empujado hacia el canal de parto.

Contracción del cuerpo del útero.

RETROALIMENTACIÓN NEGATIVA La señal de salida inhibe a la señal de entrada. Sirve para mantener la homeostasis (equilibrio). Es el mecanismo principal de todos los sistemas de regulación del cuerpo. Si se produce una perturbación en el medio interno o externo del cuerpo, este sistema de control despliega una serie de procesos que conducen al efecto opuesto al del estímulo iniciador. Servomecanismos: sistema de regulación por sistema de retroalimentación negativa que regula a una variable dentro de un cierto rango. Elementos del sistema homeostático o sistema de control: Los fundamentales son: sensor, centro de control, efector. • Variable controlada: señal de entrada. Propiedad en el organismo que se quiere controlar; presenta un rango de referencia que tiene límites superior e inferior, y un punto de control (set point). Cuando sufre perturbaciones (cambios) inicia el mecanismo de control. No es necesario que salga del rango, y si del set point. • Sensor: detecta los cambios de la variable y envía al transductor. Debe ser sensible a mínimas alteraciones, especifico y tónico (siempre activo). • Transductor: convierte la medida del valor detectado (estímulo detectado por el sensor) en una señal de retroalimentación, que será enviada al centro de control. • Centro de control - Comparador: decodifica la información y compara este valor real con el valor optimo o de referencia (set point). Envía una señal de error al controlador. Esta señal de error es la diferencia entre la señal de retroalimentación y el set point, y puede ser positiva (por encima del set point) o negativa (por debajo). - Controlador: con base en la señal de error, emite una señal de corrección o de salida. • Efector: lleva a cabo la respuesta necesaria, o sea, modifica la variable. Generalmente son músculos y glándulas. Para finalizar al proceso de retroalimentación se inhibe al comparador, que es el que compara si hay diferencia entre la señal de entrada y el set point. Perturbación

Transducción

SENSOR

CENTRO DE CONTROL

Señal de retroalimentación (Química o eléctrica) VARIABLE CONTROLADA Modifica la variable

Señal de salida EFECTOR

Set Point

COMPARADOR Señal de Error CONTROLADOR

Ejemplos - Regulación de la Presión Arterial: suponemos que a un paciente le baja la PA a 100mmHg (variable controlada), lo que es detectado por los baroreceptores arteriales (sensor y transductor), que envían una señal de retroalimentación a los centros vasomotores en bulbo raquídeo (centro de control – comparador y controlador), que envía una señal de corrección al sistema nervioso simpático que va liberar noradrenalina. La noradrenalina va al corazón, arterias y venas (efectores) y hace con que aumente la frecuencia cardiaca, contractilidad y vasoconstricción, que aumentan la PA. La señal de error es negativa (por debajo de lo normal). Regulación de la Temperatura corporal: los sensores se encuentran el la piel (receptores periféricos) y en hipotálamo (centrales). Los receptores centrales perciben la temperatura central mientras que los periféricos dan información sobre cambios en temperatura ambiental, y envían una señal al centro de control que se ubica en el hipotálamo; este envía la señal de corrección a los efectores, que son arteriolas periféricas, musculo estriado y glándulas sudoríparas. Cuando la temperatura aumenta se produce vasodilatación, aumento del flujo sanguíneo y sudoración para que se pierda calor. Cuando la temperatura disminuye se produce vasoconstricción, disminuye el flujo sanguíneo, contracciones musculares y escalofríos para conservar y producir calor.

HOMEOSTASIS: mantenimiento del equilibrio del medio interno en un estado relativamente constante para conservar la salud y la vida. La constancia del medio interno resulta de un estado de equilibrio dinámico, producto del intercambio de materia y energía con el entorno. En su mayoría, los procesos homeostáticos involucran sistemas de retroalimentación negativa, cuyo propósito es el mantenimiento de una variable regulada dentro de un rango especifico de valores. Implica mantener constante la concentración de las diferentes moléculas y iones que son esenciales para la vida. Un fallo de los mecanismos homeostáticos produce enfermedad. Se evalúa a través de examen físico – signos vitales (PA, T, FC, FR), y exámenes clínicos (glucemia, natremia, hemograma). REOSTASIS: regulación alrededor de valores que pueden variar en fenómenos fisiológicos. Mecanismo de control cuyos valores pueden fácilmente ajustarse o variar según las necesidades, o sea, mantiene parámetros según la necesidad, por ejemplo, el aumento de FC y FR durante ejercicios físicos, aumento de glucemia en post-ingesta, personas que viven en alturas tienen hematocrito aumentado para compensar la falta de oxígeno. PROTOALIMENTACION O PROACCION: anticipa la ocurrencia de perturbaciones de las variables reguladas, y permite anticipar los cambios del ambiente o del organismo que requieren ajuste reostático. Prepara al sistema de acción para afrontar futuras alteraciones. Evita gastos de energía. ALOSTASIS: cambios del organismo para mantener la estabilidad en ambientes en constante cambio, indispensable para la supervivencia. Equilibrio a través del cambio. Es un mecanismo de adaptación rápido frente a un estrés agudo. Los sistemas alostaticos permiten responder al estrés psíquico o físico, interno o externo, con objetivo de responder a un agente estresor. Inician una respuesta de adaptación hasta lograr un nuevo punto de equilibrio. La alostasis se refiere a la necesidad a la que se ve forzado el organismo de cambiar los puntos de estabilidad con el fin de mantener una adaptación ante demandas constantemente variables. El concepto de alostasis se relaciona estrechamente con el de reostasis, más que con el concepto lineal de homeostasis. Síndrome de adaptación general (estrés): liberación de adrenalina que provoca aumento de FC, FR y flujo sanguíneo en los músculos; liberación de cortisol que aumenta el metabolismo, nutrición, reparación. SIGNOS VITALES: señales que presenta un ser humano con vida que revelan las funciones básicas del organismo. • Pulso arterial: latidos percibidos por los dedos al palpar una arteria (carótida, humeral, radial, poplítea), producido por la onda de presión debida al volumen sanguíneo. Evalúa la función vascular. Valor: 60 a 100 lpm. • Presión arterial: presión que ejerce la sangre contra las paredes de las arterias. Valor: 120/80 mmHg. • Reflejo pupilar: respuesta motora frente a luminosidad que incide en las pupilas, controlado por SNA. • Temperatura corporal: magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico. Valor: 36,5 – 37,5 ⁰C • Ventilación pulmonar y frecuencia respiratoria: ventilación es la inspiración y espiración, este proceso implica un ciclo cuya frecuencia se mide en número de respiraciones por minuto. Valor: 12 – 20 rpm. Salud: situación en la cual los procesos vitales, con sus miles de reacciones intracelulares y extracelulares que ocurren en el cuerpo, están procediendo adecuadamente con la supervivencia máxima del organismo en el estado de equilibrio. Muerte: es parte del ciclo vital. Una célula nace, crece, se reproduce y muere. Muchas células mueren diariamente para que el cuerpo mantenga la homeostasis. Apoptosis es la muerte programada, y necrosis es la destruición celular patológica. Si una persona carece de signos vitales se podría pensar que está muerta, sin embargo, se considera muerta a la persona que además de eso, también están ausentes las actividades cerebrales. LÍQUIDOS CORPORALES = soluciones: agua (solvente) y solutos (iones). Están divididos en compartimientos. COMPARTIMIENTOS DE LOS LIQUIDOS CORPORALES LI (15%) ACT (60% del peso corporal) LIC (40% del P.C.)

LEC (20% del P.C.)

LP (5%)

ACT = Agua Corporal Total. Es la suma del LIC y del LEC. Representa el 60% del peso corporal total. LEC = Liquido Extracelular = Medio interno. Está entre las células, o sea, está por fuera de las membranas plasmáticas de las células. Compuesto por el líquido intersticial (LI) y el líquido plasmático (LP), que están divididos por el endotelio vascular. Corresponde a 1/3 del ACT o 20% del peso.

LP = liquido plasmático. Volumen de LEC contenido dentro de los vasos sanguíneos. Corresponde a 5% del peso. LI= liquido intersticial. Volumen de LEC contenido por fuera de los vasos sanguíneos. Corresponde a 15% del peso. LIC = Liquido Intracelular. Está em el interior de la célula. Corresponde a 2/3 del ACT, o 40% del peso. VST: Volumen Sanguíneo Total o Volemia. Compuesto por plasma y elementos celulares de la sangre, en particular, los eritrocitos. Para medir la Volemia = LP ÷ (1 – hematocrito) , donde el hematocrito no se expresa en % (ej.: si es 45%, pongo 0,45). METODOS DE MEDICIÓN DEL VOLUMEN DE LOS COMPARTIMIENTOS METODO DIRECTO: es invasivo. Método de dilución del indicador : consiste en inyectar por vía intravenosa un indicador o marcador (sustancia química), que debe ter las características – no toxico; distribuirse uniformemente en el compartimiento; poder medir el compartimiento que se quiere; eliminarse del organismo por la orina. Sirve para medir: ACT, LEC, LP. Volumen del compartimiento (l) =

Cantidad inyectada de indicador (mg)

Concentración del indicador en el compartimiento (mg/l) • •

•

Indicadores para ACT: antipirina; deutério y trítio o agua tritiada (aguas pesadas). Tienen las características de atravesar las membranas y pared de vasos sanguíneos. Indicadores para LEC: no radiactivos – inulina, rafinosa, sucrosa, manitol. Radiactivas – inulina marcada con C14, radiosulfato, iodotalamato, Cl 131. Tienen las características de NO atravesar membrana plasmática, pero si atraviesa pared de vasos sanguíneos. Indicadores para LP: albúmina, azul de Evans. Características: no atraviesa membrana plasmática ni pared de vasos sanguíneos.

METODO INDIRECTO: no invasivo. Son simplemente cálculos. MEDIR ACT: Paciente estándar - hombre adulto “normal”, 30 años de edad, 70kg y 1,70m contiene 42l de ACT, donde 28 corresponden al LIC, y 14 al LEC, del cual 3,5 son LP, y 10,5 son LI. Hay diferencias en el contenido de ACT según edad, sexo y porcentaje de grasa corporal. Un recién nacido tiene alrededor de 74% de agua sobre su peso total. Mientras que un adulto tiene 60%. A partir de la pubertad existe mayor contenido de agua en los hombres, debido a los depósitos de grasa que aparecen en la mujer, y la mayor cantidad de músculos en el hombre. El musculo puede contener hasta 75% de agua, el tejido adiposo solo tiene el 10%; Una persona con mayor porcentaje de grasa corporal, presentara un menor porcentaje de agua corporal. Para descubrir el ACT: si tenemos solo el peso = 100% es el peso total, 60% es el ACT. Si tenemos el sexo, peso, altura y edad, utilizamos una fórmula más larga, que va nos dar un valor más específico. HOMBRE MUJER

ACT= 2,447 – 0,09516 x (edad) + 0,1074 x (altura cm) + 0,3362 x (peso kg)...