Practica-2-Fisiologia PDF

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TEMPERATURA...

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Práctica 2: Conceptos básicos de homeostasis. Alumnos: Sael Castillo Flores, Karen Lucia Rosas García, Marco Omar Soto Salazar Grupo: 4FM2 INTRODUCCIÓN. HOMEOSTASIS Es el proceso por el cual el cuerpo intenta estabilizar los cambios internos con los externos para mantener una condición estable y constante. Se compone de variables y puede ser de regulación y control, la regulación es la búsqueda de la estabilidad mediante variables que se encuentran oscilando entre intervalos delimitados los cuales son estrechos, asegurando que sea mejor la estabilidad para el organismo. Mientras que las controladas se encuentra en estado de reposo o basal, oscilando entre valores de rangos específicos sin salirse de las fronteras de este. La homeostasis del cuerpo humano es alterada constantemente por perturbaciones que se pueden clasificar en continuas o transitorias. Dicha perturbación puede provenir del ambiente externo (fuera del cuerpo) en forma de agresiones físicas como calor intenso o falto de oxígeno, o bien del ambiente interno (dentro del cuerpo).

SISTEMA Parte del universo que ha sido aislado para su estudio definido en función de sus variables, los sistemas se clasifican en: ● ● ●

Sistemas abiertos: Aquel que intercambia materia, energía e información con su entorno. Sistema cerrado: Sólo intercambia energía con el entorno pero no materia Sistema aislado: Aquel que no intercambia energía ni materia con el entorno.

SISTEMA TECNOLÓGICO. Los sistemas tecnológicos o artificiales son aquellos que son elaborados por el hombre.

SISTEMA BIOLÓGICO. Un sistema biológico es un ser vivo que está formado por un conjunto de órganos y subsistemas similares que trabajan en conjunto para cumplir las funciones fisiológicas que mantienen la homeostasis del sistema.

Imagen 1: Sistema biológico y sistema tecnológico.

Sistemas de retroalimentación. Un sistema de retroalimentación consiste en u n ciclo de sucesos por medio de los cuales se monitorea, evalúa, cambia cada variable dependiendo de las condiciones que requiera el sistema biológico para su estabilidad. Existen algunos casos de circuitos de control fisiológico que funcionan por retroalimentación que es el resultado de la acción de control (respuesta fisiológica), modifica el estado de la variable controlada que, a su vez, actúa como señal de entrada del sistema de control y anteroalimentación que es la acción de control precede a la perturbación en el estado de la variable, actúa como señal de salida del sistema de control. En función de la relación entre perturbación y la acción de control, los circuitos de control por retroalimentación pueden ser de dos tipos: negativo o positivo: Retroalimentación negativa: Si algún factor cualquiera alcanza concentraciones exageradas o excesivas o demasiado bajas, un sistema de control inicia una retroalimentación negativa que consiste de una serie de cambios en contra de la variable regulada que devuelven al factor antes mencionado hacia un valor medio determinado, manteniendo la homeostasis. Retroalimentación positiva: El sistema se aleja de las condiciones óptimas, la perturbación va favor de la variable regulada y se desencadena una serie de eventos que aumentan más el trastorno al contrario de la retroalimentación negativa, no deriva en una estabilidad del sistema, sino en una inestabilidad peligrosa ya que puede destruir el sistema.

Temperatura central ENTRADA

SALIDA

TERMOGÉNESIS

TERMOLISIS TERMORECEPTOR

Anteroalimentación

Retroalimentación Valor sensado 36.5-37ºC Señal de error

Señal de error

Hipotálamo 36.5-37 ºC Imagen 2: Esquema de Russek del sistema de termorregulación.

COMPONENTES BÁSICOS DEL SISTEMA DE RETROALIMENTACIÓN Receptor: Es una estructura corporal que monitorea los cambios en una condición controlada y envía información en forma de impulsos o señales químicas a un centro de control Centro de Control: Establece los valores límites entre los cuales se debe de mantener una condición controlada. Efector: Constituye una estructura corporal que recibe órdenes del centro de control y produce una respuesta que modifica la condición controlada. VARIABLES REGULADAS Una variable regulada es la característica del ambiente interno que fluctúa en intervalos pequeños de variación, por ejemplo: -pH sanguíneo -Presión parcial de oxígeno -Presión parcial de dióxido de carbono -Presión parcial media -Peso -Glucosa en sangre -Temperatura central TEMPERATURA (VARIABLE REGULADA). La temperatura es una dimensión física y un requisito previo básico para todas las formas de vida, las características físicas de la materia dependen de la temperatura, por contraste las temperaturas excesivamente altas o excesivamente bajas pueden modificar las tasas metabólicas, alterar la función de los órganos y provocar daños en los tejidos. Por lo tanto la temperatura corporal y la temperatura del entorno del cuerpo adquieren una importancia fundamental para la vida y la salud. La temperatura de la parte central del cuerpo, que se compone de tejidos profundos, órganos internos y el cerebro, se mantiene prácticamente constante bajo condiciones normales, el rango normal para la temperatura corporal humana central fluctúa entre 36.5°C y 37.2°C, según la definición.Hay dos tipos de temperaturas, la temperatura central (núcleo: cerebro, grandes vasos, vísceras, músculo profundo, sangre) se mantiene constante y la temperatura periférica (piel, mucosas, músculos, extremidades, etc.) es variable. La regulación de la temperatura corporal figura entre las funciones más importantes de cualquier organismo, la temperatura corporal es un parámetro vital, tan esencial como la frecuencia respiratoria, el ritmo cardíaco o la presión sanguínea. El centro termorregulador se encuentra en el hipotálamo, en este lugar se procesa la información recibida desde otras regiones del cerebro, la médula espinal, los tejidos y los sensores térmicos periféricos en la piel. Para lograr el equilibrio entre generación y disipación de calor, se emplean cambios de comportamiento conscientes o conductuales (por ej. vestir prendas) y mecanismos impulsados de forma autónoma, estos

mecanismos incluyen la transpiración y la vasodilatación para controlar el sobrecalentamiento y los temblores (termogénesis) y la vasoconstricción para evitar una temperatura demasiado baja. El organismo humano sano regula la temperatura corporal central con una diferencia de +/- 0,2°C con respecto al valor normal. Los animales homeotermos poseen una zona termoneutral que es la zona de temperaturas ambientales en la cual requiere un gasto de energía mínimo para mantener su temperatura corporal constante. Por encima (temperatura critica superior) y por debajo ( temperatura crítica inferior) de esta estrecha zona termoneutral, los homeotermos requieren aumentar su tasa metabólica para regular su temperatura corporal. Si la temperatura ambiente supera la temperatura critica superior, el aumento de la tasa metabólica va encaminado a poner en marcha mecanismos de disipación y pérdida de calor, mientras que por debajo de la temperatura crítica inferior, el aumento de la tasa metabólica se dirige a evitar la pérdida de calor y a la producción de este. PENTOBARBITAL SÓDICO El pentobarbital pertenece al grupo de los barbitúricos (ureidos cíclicos), en 1930 se utilizó como anestésico y es un barbitúrico de acción corta, sus efectos se establecen tras 30-60 segundos con una duración de 1-3 hrs. Actúa uniéndose al receptor GABA facilitando la neurotransmisión inhibidora Su acción fundamental es la depresión no selectiva del sistema nervioso central (SNC), según la dosis administrada puede fungir como sedante, hipnótico o anestésico general; además puede provocar la muerte por parálisis del centro respiratorio. NACL 0.9% Es una solución isotónica con la sangre por lo que se administra sin afectar a la presión osmótica, sin causar un cambio significativo en su composición y sin producir deformación de las células de sangre. El líquido extracelular tiene la misma osmolaridad que la célula y no habrá ningún movimiento neto de agua hacia adentro o hacia afuera de esta. OBJETIVOS. 

Comprobar el fenómeno de homeostasis en ratas y humanos aplicando perturbación de temperatura.

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Determinar el efecto de una perturbación transitoria (disminución de la temperatura) sobre la temperatura de un sistema tecnológico. Determinar el efecto de la disminución (cuarto frio) y aumento (cuarto caliente) de la temperatura ambiente sobre la temperatura colonal de ratas administradas con solución salina isotónica (SSI). Determinar el efecto de la disminución (cuarto frio) y aumento (cuarto caliente) de la temperatura ambiente sobre la temperatura colonal de ratas administradas con pentobarbital sódico (PBS).

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Comparar el efecto del aumento de la temperatura ambiental (cuarto caliente) sobre la temperatura colonal de ratas administradas con PBS contra ratas administradas con SSI. Comparar el efecto de la disminución de la temperatura ambiental (cuarto frio) sobre la temperatura colonal de ratas administradas con PBS contra ratas administradas con SSI. Determinar el efecto de la disminución (cuarto frio) y aumento (cuarto caliente) de la temperatura ambiental sobre la temperatura oral sublingual de humanos. Comparar el efecto de la disminución de la temperatura ambiental (cuarto frio) sobre la temperatura sublingual en humanos y la temperatura colonal en ratas. Comparar el efecto del aumento de la temperatura ambiental (cuarto caliente) sobre la temperatura sublingual en humanos y la temperatura colonal en ratas.

FUNDAMENTOS. SISTEMA TECNOLÓGICO Se realiza una comparación de cómo responde un sistema tecnológico con respecto a un sistema biológico, ya que el tecnológico no tiene respuestas autónomas ni conductuales como los tiene el biológico. Se colocó aproximadamente 2L de agua a temperatura ambiente midiéndola con un termómetro de pared, donde se calentó a 10 ºC (con ayuda de una resistencia) por encima de la temperatura inicial, se registraron 3 mediciones de temperatura constantes durante 15 minutos para que el sistema se mantenga en un estado estable . Se adicionaron cubos de hielo con el fin de aplicar una perturbación transitoria al sistema, la perturbación ocasionó una disminución de la temperatura del agua con respecto a la temperatura inicial, posteriormente esta se revirtió con un aumento de la temperatura, así el sistema tecnológico regresó al mismo estado estable inicial. SISTEMA BIOLÓGICO. Se toma la temperatura del laboratorio la del cuarto caliente y el cuarto frío es importante registrar estas temperaturas para calcular la magnitud de la perturbación infringida. Las ratas como sujeto de experimentación se utilizan ya que son animales pequeños y su manipulación es fácil, son fáciles de criar en cautividad, son mamíferos, además de ser seres endotermos al igual que los humanos, esto permite comparar la capacidad del sistema de dos especies de mamíferos endotermos con diferente relación superficie-volumen. La distribución aleatoria de 24 ratas entre los 6 equipos es aleatoria para obtener una muestra homogénea para cada equipo y obtener resultados representativos. El marcaje de los sujetos se realiza con plumón indeleble, por ser un experimento agudo para facilitar la identificación de las ratas y recopilación de datos de cada una. Es fundamental pesar a cada rata para realizar el cálculo de la dosis anestésica de PBS y de SSI. La vía de administración es intraperitoneal, se administra por esta vía por su fácil y rápida absorción al sistema nervioso central.

El pentobarbital sódico actúa como perturbación en los termoreceptores e hipotálamo disminuyendo la temperatura central inhibiendo el sistema nervioso central. La solución salina isotonica se administra en “ratas control” con la finalidad de someter a todas las ratas al mismo tipo de estrés ya que la solución salina isotónica por sí sola no tiene ningún efecto sobre la temperatura, al igualar la condiciones de estrés en ratas anestesiadas y ratas control se obtienen resultados con menor desviación. Se toma la temperatura sublingual y colonal porque son cercanas a la temperatura central, se toma la temperatura colonal de las ratas y la temperatura sublingual de los voluntarios en el laboratorio (a temperatura ambiente) para tomarlas como temperaturas basales una vez dentro del cuarto respectivamente(cuarto frio, cuarto caliente), se debe tomar la temperatura colonal a las ratas administradas con PPS y con SSI así como la temperatura oral sublingual a los voluntarios cada 10 minutos por 30 minutos para analizar el comportamiento de los datos de temperatura en función del tiempo. Se realizan dos últimas mediciones de temperatura de regreso al laboratorio para todos los sujetos de experimentación para analizar la estabilización de la temperatura. METODOLOGÍA. Ver en Manual de laboratorio de fisiología celular (QFI) en las páginas 15-16. RESULTADOS.

Gráfica 1. Perturbación de un sistema tecnológico

Gráfica 2. PERTURBACIÓN EN CUARTO FRÍO (CF) Y CUARTO CALIENTE (CC) EN RATAS CON SOLUCIÓN SALINA ISOTÓNICA (SSI). PRUEBA ESTADÍSTICA ANOVA BIFACTORIAL DE MEDIDAS REPETIDAS. LOS SÍMBOLOS REPRESENTAN LA MEDIA n=6 Y BARRAS= ERROR ESTÁNDAR DE LA MEDIA, ANOVA BIFACTORIAL DE MR(P...