Fisiologia - RESUMEN DEL LIBRO GUYTON PDF

Preview

Summary

El objetivo de la fisiología es explicar los factores físicos y químicos responsables del origen desarrollo y progresión de la vida; cada tipo de vida posee sus características funcionales propias. La fisiología humana explicara dichas características y mecanismos que eran del cuerpo humano un ser v...

Description

El objetivo de la fisiología es explicar los factores físicos y químicos responsables del origen desarrollo y progresión de la vida; cada tipo de vida posee sus características funcionales propias. La fisiología humana explicara dichas características y mecanismos que eran del cuerpo humano un ser vivo. La base y función de los seres vivos son la adaptación, movimiento y reproducción. La unidad viva básica del cuerpo es la célula cada órgano está formado por muchas células diferentes que están adaptadas especialmente para realizar una o más funciones concretas.

MEDIO INTERNO El 60% el cuerpo humano es líquido; el 40% de este se encuentra dentro de la célula y se le llama líquido intracelular, el otro 20% se encuentra en los espacios exteriores a las células y se denomina líquido extracelular, conformado un 15% por el líquido intersticial y un 5% por el líquido intravascular. En él se encuentran los iones y nutrientes que necesitan las células para mantenerse vivas, por eso se le denomina también medio interno. Este término al igual que el de homeostasis fue introducido por Claude Bernard un fisiólogo francés del siglo XIX considerado el padre de las fisiologia. Diferencia entre líquido extra e intracelular -El líquido extracelular contiene grandes cantidades iones sodio (Na+) cloruro(Cl-) y bicarbonato, nutrientes para la célula como oxígeno, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos. -El líquido intracelular de iones de potasio (K+) magnesio (Mg) y fosfato (P) HOMEOSTASIS Mantenimiento de unas condiciones constantes del medio interno. Todos los tejidos y órganos realizan funciones que colaboran en este mantenimiento. La estabilidad del medio interno es fundamental para el correcto funcionamiento de las células. Fue Claude Bernard (1813-1878) un gran fisiólogo francés, quien en 1857declaróelprincipio de la constancia del medio interno. Este concepto de constancia del medio interno fue modificado en 1932 por el fisiólogo americano Walter B.Cannon. Este autor matizó la idea de Bernard al considerar que, más que constantes, las características del medio interno son estables variando dentro de un estrecho margen. El líquido extracelular se transporta por todo el organismo en dos etapas. La primera tiene que ver con la sangre por el cuerpo dentro de los vasos sanguíneos y la segunda es el movimiento del líquido entre los capilares sanguíneos y los espacios intercelulares. Se produce un intercambio continuo de líquido extracelular entre la porción del plasma de la sangre y el líquido intersticial que rellenar los espacios intracelulares, ya que las paredes de los capilares son permeables a la mayoría de las moléculas del plasma sanguíneo. Esto quiere decir que el líquido extracelular de cualquier zona del organismo, tanto el plasma como el líquido intersticial, se está mezclando continuamente manteniendo la homogeneidad de líquido extracelular. Orígenes de los nutrientes del líquido extracelular ● Aparato respiratorio: cuando la sangre fluye por los pulmones capta el oxígeno que necesitan las células a través de los alvéolos. ● Aparato digestivo: se absorben nutrientes como los hidratos de carbono, ácidos grasos, aminoácidos. ● Hígado: alguna de las sustancias absorbidas del aparato digestivo no pueden usarse tal y como fueron absorbidas, el hígado es el encargado de cambiar la posición química de ellas. Otros tejidos como riñones adipocitos glándulas endocrinas almacenan o modifican sustancias absorbidas hasta que son necesarias. Eliminación de productos finales metabólicos ● Pulmones: mientras la sangre capta el oxígeno de los pulmones, se libera dióxido carbono desde la sangre hacia los alvéolos. ● Riñones: se eliminan del plasma la mayoría de las sustancias que la célula no necesitan como urea ácido úrico exceso iones o agua de los alimentos ● Aparato digestivo: material no digerido se elimina por las heces ● Hígado: detoxicacion o eliminación de productos químicos que se ingieren. REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES CORPORALES ● Sistema nervioso compuesto por una aferencia sensitiva (llega), el SNC, y una porción eferente motora. Los receptores sensitivos detectan el estado del cuerpo. El sistema nervioso central está formado por el cerebro y la médula espinal, es la porción integradora. El cerebro almacena información y determina las acciones que debe realizar el cuerpo en respuesta a las sensaciones y transmite las señales apropiadas a través de la porción motora eferente para realizar las acciones. El sistema nervioso autónomo es importante ya que controla de forma subconsciente la función de órganos internos como el corazón, movs del aparato digestivo, glándulas.

1

● Sistema endocrino: encargado de la secreción de hormonas que se transportan en líquido extracelular a todas las partes del cuerpo y regulan funciones celulares. El sistema nervioso regula actividades musculares y secretoras, mientras que el endocrino regula funciones metabólicas. SISTEMAS DE CONTROL DEL ORGANISMO Uno es el sistema de control genético y que mantiene la función intracelular. Algunos actúan dentro de los órganos, otros controlan las interrelaciones entre los órganos por ejemplo el aparato respiratorio que regula las concentraciones del oxígeno y dióxido carbono en el líquido extracelular gracias a la función amortiguadora de oxígeno de la hemoglobina (no libera oxígeno en aquellos tejidos que hay demasiado y si en aquellos donde la concentración es baja). La mayoría de los sistemas de control del organismo actual mediante una retroalimentación negativa, tiene como objetivo volver al punto de equilibrio, el elemento que produce que se active el sistema de control también es el que lo frena. Por ejemplo la concentración de dióxido carbono elevada lleva a que aumente la ventilación pulmonar inició y esto que disminuya la concentración hacia la normalidad. Otro ejemplo es la presión arterial, una alta presión arterial lleva a sucesos que favorecen el descenso de la presión. Norbert Wiener durante la Segunda guerra mundial creó el concepto de biofeback o retroalimentación negativa en el campo militar, luego fue utilizado en las ciencias de la salud. En cambio la retroalimentación positiva tiende a alejarse del punto de equilibrio, no consigue la estabilidad. El estímulo inicial provoca más reacciones del mismo tipo, se compara es un “círculo vicioso”. Situaciones donde la retroalimentación positiva es útil son por ejemplo durante el parto la contracción uterina y la coagulación sanguínea al romperse un vaso sanguíneo. Power Ph: El pH es una medida de acidez o alcalinidad de una disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en determinadas sustancias. La escala de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es mayor, porque hay más iones en la disolución) y alcalinas las que tienen pH mayores a 7. El pH=7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es agua).

CÉLULA La teoría celular, propuesta en 1838 para los vegetales y en 1839 para los animales, por Matthias Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. Sus dos partes más importantes son el núcleo y el citoplasma, separados por la membrana nuclear, mientras que el citoplasma está separado del líquido circundante por las membranas plasmáticas. Las diferentes sustancias que componen las células se le denominan protoplasma. Compuesto principalmente por: - Agua: excepto en los adipocitos con una concentración de 70-85% (sodio retiene agua por eso es importante) - Iones: los más importantes son el potasio, magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato y pequeñas cantidades de sodio, cloruro, calcio. Los iones son necesarios para algunos mecanismos de control. - Proteínas: segunda sustancia más abundante, 10-15%. Pueden ser estructurales o funcionales. Las estructurales se presentan en forma de filamentos largos, son polímeros de moléculas proteicas individuales. Forman por ejemplo los microtubulos. Las proteínas funcionales son principalmente las enzimas, compuestas por pocas moléculas en un formato tubular o globular. - Lípidos: los principales son los fosfolipidos y el colesterol, forman el 2% de la masa total de las células. Estos son insolubles principalmente insolubles en agua por lo que forman parte de las membrana nuclear y plasmática. Otras células contienen gran cantidad de triglicéridos (grasas neutras) como los adipocitos que forman un 95%, son la principal reserva de nutrientes energéticos. - Hidratos de carbono: 1% de la masa total, 3% en las células musculares y 6% en los hepatocitos en forma de glucógeno. En la membrana plasmática forman el glucocáliz, están combinados con proteínas o lípidos en forma de glicoproteínas o glucolipidos. ESTRUCTURA La célula además contiene estructuras físicas muy organizadas que se denominan orgánulos, la mayoría está limitada por membranas compuestas por lípidos y proteínas al igual que la membrana plasmática. MEMBRANA PLASMÁTICA Su estructura básica consiste en una bicapa lipidica, es fina (7,5 a 10nm por lo tanto no se puede observar con un microscopio óptico sólo se diferencia una línea) y elástica, tiene movimiento constante, es fluida. Formada casi totalmente por un 55% de proteínas, 25% de fosfolípidos, 13% de colesterol, un 4% de otros lípidos y un 3% de hidratos de carbono que en forma de glucoproteinas o glucolípidos en la superficie externa de la membrana formarán

2

el glucocalix cuya función principal es actuar como componentes del receptor por la unión de hormonas, como la insulina. Los fosfolípidos poseen un extremo hidrófilo es decir soluble en agua que es la cabeza polar, formada por un grupo fosfato, colina y el glicerol; mientras que el otro es soluble sólo en grasas por lo tanto hidrófobo y son las cadenas de ácidos grasos. Las porciones hidrófilas constituyen las dos superficies de la membrana que están en contacto con el líquido extracelular por un lado y el intracelular por el otro, en cambio las porciones hidrófobas tienden a atraerse entre sí en la zona media de la membrana. Por lo tanto las sustancias hidrosolubles habituales como iones, glucosa y urea tendrán dificultad para pasar, en cambio el oxigeno, dióxido de carbono y alcohol penetran con mayor facilidad. Otro lípido de importancia en la membrana es el colesterol, contiene un núcleo esteroide muy liposoluble. Su principal función es determinar el grado de permeabilidad ante los componentes hidrosolubles y además la fluidez de la membrana. Existen dos tipos de proteínas de membrana: integrales es decir que atraviesan en todo su groso a la bicapa lipidica; y periféricas que se unen solo a una superficie de la membrana. Las proteínas integrales pueden actuar como canales a través de las cuales el agua y las sustancias hidrosolubles atraviesan la membrana, estas poseen propiedades selectivas. Actúan como proteínas transportadoras, enzimas Además pueden actuar como receptores de los productos químicos hidrosolubles como hormonas peptidica. La interacción de los receptores de la membrana con ligandos específicos provoca cambios conformacionales de la proteína y a su vez activa induce interacciones entre el receptor y proteínas citoplasmática que actúan como segundos mensajeros. RETICULO ENDOPLASMATICO Red de estructuras vesículas tubulares y planas que están conectados entre si y sus paredes también están formadas por una bicapa lipidica. El espacio dentro de esta organela está lleno de matriz endoplasmica, se continúa con el espacio que hay entre las dos superficies de la membrana nuclear. En ocasiones en la superficie externa del RE están unidas estructuras denominadas ribosomas y se denomina retículo endoplasmico rugoso. En los ribosomas se sintetizan nuevas proteínas, estás pueden ser liberadas al citosol o a las matriz endoplasmica. Parte del retículo no posee ribosomas y se lo conoce como retículo endoplasmico liso, a diferencia del anterior este sintetiza lípidos, sobre todo colesterol y fosfolípidos. Además proporciona las enzimas para utilizar el glucógeno cuando es necesario. APARATO DE GOLGI Formado por cuatro o más capas apiladas de vesículas planas que se alinean cerca de uno de los lados del núcleo. Este funciona asociado al RE, hay pequeñas vesículas de transporte que surgen desde el RE y se van a fusionar al aparato de Golgi, luego las sustancias transportadas son procesadas, modificadas, compactadas y forman lisosomas, vesículas secretoras. Este aparato es prominente en las células secretoras. Tiene la capacidad de sintetizar hidratos de carbono como al acido hialurónico y condroitin sulfato, estos gags son los principales componentes de la sustancia fundamental amorfa y de la matriz orgánica del cartílago y hueso, además forman las proteoglicanos. LISOSOMAS Se forman a partir de la rotura del aparato de Golgi. Constituyen el aparato digestivo intracelular ya que permite que la célula digiera estructuras celulares dañadas, sustancias no deseadas como bacterias. Los lisosomas contienen enzimas de tipo hidrolasa, por lo que están rodeados de una membrana lipidica. En caso de que se dañe la célula por temperatura, productos químicos, induce la rotura de los lisosomas. Las hidrolasas liberadas comienzan a digerir las sustancias circundantes. Si el daño es importante se digiere toda la célula lo que se llama autolisis. También contiene sustancias que matan bacterias como la lisozima y las lisoferrina, y un medio ácido (ph 5) para que se activen más hidrolasas PEROXISOMAS Físicamente son similares a los lisosomas, pero varían en que estos contienen enzimas de tipo oxidasas que forman peróxido de hidrogeno que junto con otra enzima (catalasa) oxida muchas sustancias que podrían ser venenosas para la célula, es decir su función es la detoxificacion. MITOCONDRIA Está compuesta por dos membranas de bicapa lipidica, una membrana interna y otra externa, entre ellas se encuentra el espacio intermembrana. La membrana interna se pliega y forma las crestas mitocondriales donde se unen las enzimas oxidativas. Posee una matriz con enzimas disueltas que actúan junto con las oxidativas formando agua, dióxido de carbono y liberando energía. La energía liberada se usa para sintetizar ATP, que se transporta fuera de la mitocondria y se utilizara en las reacciones que sean necesarias. Contiene ADN similar al del núcleo. El ATP es un nucleótido, formado por una base nitrogenada de adenina, una ribosa y 3 radicales fosfatos. Los dos últimos están conectados por enlaces de alta energía. Cuando el ATP separa un radical fosfato, libera energía que será usada para las demás funciones celulares y se forma un adenosin difosfato (ADP) Para reconstruirlo se utiliza la energía derivada de los nutrientes, esta hace que el ADP y el acido fosfórico se recombinen. Se le denomina la moneda energética por esto, se puede gastar y recomponer continuamente.

3

FUNCION Las células utilizan los alimentos para extraer energía, hidratos de carbono que en el aparato digestivo e hígado se convierten en glucosa, las proteínas en aminoácidos y los lípidos en ácidos grasos. En el citosol la glucosa se transformara en acido piruvico (glucolisis: 2 ATP) esto es un 5% del metabolismo energético, el otro 95% ocurre en la mitocondria. El piruvato, aa y ag ingresan a la matriz mitocondrial y se transformaran en Acetil-CoA compuesto que se oxida en el cilco de Krebs dando CO2 que ser expulsado del organismo, y átomos de H+ que perderán un electrón dando un ion hidrogeno se combina con el oxigeno liberando energía que utilizara la ATPsintetasa mitocondria convertir ADP en ATP. NUCLEO Contiene el ADN, es decir los genes (un gen es un conjunto de nucleótidos) que determinan las características de las opciones proteínas celulares, y enzimas intracelulares que controlan la actividad citoplasmática y nucleares, además de controlar y promover la reproducción de la célula. Primero se reproducen los genes y así obtener dos juegos idénticos, luego la celular se divide por una serie de procesos llamados mitosis y así formar 2 células hijas. El núcleo está rodeado por la membrana nuclear que consiste en dos bicapas separadas, la membrana externa es una continuación del RE. Esta atravesada por los poros nucleares. Contiene una estructura que se denomina nucléolo, este no posee membrana que lo limita, sino que consiste en una acumulación de grandes cantidades de ARN y proteínas que se encuentran en los ribosomas. Las células gran productoras de proteínas poseen un nucléolo grande y bien diferenciado. SISTEMAS FUNCIONALES -Endocitosis: Las partículas muy grandes entran en la célula mediante una función especializada denominada endocitosis. Las formas principales son la pinocitosis y la fagocitosis. La pinocitosis es la ingestión de partículas pequeñas (moléculas proteicas) a través de la formación de vesículas de líquido extracelular. Las proteínas se unen a unos receptores específicos que se encuentran en la membrana dentro de una hendidura, luego las propiedades de la superficie de la membrana comienza a cambiar, las hendiduras se invaginan y la clatrina (proteína fibrilina intracelular) rodea la invaginación haciendo que se cierren los borden con las proteínas y líquido extracelular dentro, esta porción se separa de la membrana plasmática formándose una vesícula de pinocitosis. La fagocitosis se refiere a la ingestión de partículas grandes como las bacterias. Solo algunas células tienen esta capacidad, sobre todo los macrófagos y leucocitos. Se inicia cuando una partícula (bacteria, célula muerta, resto de tejido) se une a los receptores de la membrana, esta zona se evagina para rodear la partícula hasta formar la vesícula fagocítica. Una vez que están formadas las vesículas de pinocitosis o fagocitosis, los lisosomas se unen y vierten sus enzimas hidrolasas y se forma una vesícula digestiva. Los productos de digestión son moléculas pequeñas de aminoácidos, glucosa, fosfato, que se pueden difundir por la membrana de la vesícula hacia el citoplasma. Lo que queda en la vesícula, las sustancias indigestibles se le denomina cuerpo residual que se eliminará por exocitosis. La exocitosis se estimula por la entrada del Ca++ que interacciona con la membrana de las vesículas y provoca su fusión a la membrana plasmática.

CONTROL GENÉTICO Los genes situados en el núcleo de todas las células controlan la herencia de los padres a los hijos y también controlan las funciones celulares determinando que sustancias se sintetizan dentro de la célula. Se le denomina GEN al conjunto de nucleótidos. El dogma central de la biología molecular (expresión génica) hace referencia a procesos necesarios para el control genético y herencia genética. Replicación Transcripción Traducción ADN ARNm PROTEINA La transcripción consiste en una copia de una secuencia de ADN en una cadena de ARN mensajero. Este saldrá del núcleo hacia el citoplasma en los ribosomas, donde ocurre la traducción proceso por el cual la cadena de ARNm se decodifica y genera una nueva proteína. El ADN está formado por nucleótidos que consisten en la unión de un acido fosfórico, el azúcar desoxirribosa y una base nitrogenada (adenina, guanina que son purinicas; timina y citosina pirimidinicas) El acido fosfórico y la desoxirribosa forman las dos hebras helicoidales mientras que las bases nitrogenadas se apoyan sobre estas y se conectan entre sí por enlaces débiles de hidrogeno, se dan de esta forma: A-T y G-C. Cuando la molécula no contiene el grupo fosfato se le denomina nucleosido. Se pueden formar 4 nucleótidos diferentes dependiendo que base nitrogenada se use: acido desoxiadenilico, acido desoxiguanílico, acido desoxicitidílico, acido desoxitimidílico. Código genético: La importancia del ADN se debe a su capacidad para controlar la formación de las proteínas de la célula mediante un código genético, formado por las bases nitrogenadas que quedan expuestas al separar las hebras del ADN. Este está organizado en tripletes sucesivos de bases nitrogenadas. TRANSCRIPCIÓN (síntesis de ARN)

4

Los nucleótidos del ARN están formados por un acido fosfórico, a diferencia del ADN por una azúcar ribosa y una base nitrogenada que puede ser la adenina, guanina, citosina y el uracilo que reemplaza a la...