Fisiología: El Estudio de la Vida

La fisiología es el estudio de las funciones de la materia viva o el ser vivo. Explica los factores químicos y físicos responsables del origen y desarrollo de la vida.

Tipos de Fisiología

Existen diferentes tipos de fisiología, incluyendo:

• Humana
• Vegetal
• Bacteriana
• Viral
• Celular

Estos tipos explican las diferentes reacciones que ocurren en la célula.

Principios Básicos de la Fisiología

Los principios básicos de la fisiología incluyen:

• Reacciones químicas
• Transmisión del impulso nervioso de una célula a otra
• Reproducción
• Transformación de energía
• Función determinada que cumple cada célula

Bases de los Principios Básicos

Las bases de estos principios se representan mediante símbolos de adición y sustracción (integración acumulada de los factores), multiplicación (transparencia de los factores), multiplicación de un factor constante, acumulación (variables multiplicables).

Homeostasis: El Equilibrio Interno

La homeostasis es la constancia de las condiciones estáticas del medio interno. Por ejemplo:

• Los pulmones transportan O₂.
• Los riñones mantienen la concentración de electrolitos.
• Los intestinos proporcionan elementos nutritivos.
• El sistema óseo funciona como soporte.

Mecanismos de Control de la Homeostasis

El mecanismo de control de la homeostasis incluye la regulación de la concentración de O₂ y dióxido de carbono en el líquido extracelular, que depende de la función amortiguadora del O₂ y la hemoglobina. La hemoglobina se combina con el O₂ cuando atraviesa los pulmones. También incluye el control y regulación de la presión arterial (P/A).

Sistemas de Control del Organismo

Existen dos sistemas principales de control:

• Sistema de retroalimentación positiva
• Sistema de retroalimentación negativa

Sistema de Retroalimentación Negativa

Significa que si algún factor alcanza concentraciones excesivas o demasiado bajas, ocurrirán una serie de cambios que devuelven el factor hacia un valor medio para conservar la homeostasis.

Sistema de Retroalimentación Positiva

Ocurre cuando el estímulo inicial aumenta el resultado final. Por ejemplo, cuando hay un aumento o disminución de la P/A, ¡infarto al miocardio!

Compartimentos Corporales

Los principales compartimentos corporales son:

• Líquido extracelular
• Líquido intracelular

Líquido Extracelular

El líquido extracelular se divide en:

• Líquido intersticial
• Líquido vascular

Líquido Vascular

Aproximadamente el 60-70% del organismo está constituido por agua.

Características del Líquido Extracelular

Es el líquido de los espacios fuera de la célula, aporta iones o elementos nutritivos a la célula, también aporta O₂, recibe productos metabólicos de desecho y se halla en movimiento constante.

Electrolitos del Líquido Extracelular

Incluyen Na⁺, Cl^–, HNO₃, bicarbonato.

Nutrientes

Incluyen glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, dióxido de carbono; representa el 20% del peso corporal.

Líquido Intersticial

Ocupa un tercio del agua corporal, es el líquido que baña a la célula y se queda fuera de los vasos.

Características del Líquido Intracelular

El líquido intracelular está dentro de la célula y representa el 40% del peso corporal, o las dos terceras partes del agua restante.

Electrolitos Más Importantes

Incluyen K⁺, Mg²⁺, fosfato.

Membranas Celulares y Transporte

Las membranas de las células separan el líquido intersticial del intracelular, y la pared capilar separa el intersticial del vascular. Las fuerzas que producen el movimiento del agua y de las pequeñas moléculas se dividen en: ósmosis, fagocitosis, difusión, pinocitosis, transporte activo y pasivo.

Ósmosis

Es el movimiento de las moléculas solventes a través de una membrana hacia un área en la cual existe mayor concentración soluta para el cual es permeable una membrana. Por lo tanto, representa el mecanismo por el medio del cual hay paso de agua a favor de un gradiente de concentración.

Difusión

Es el acto por medio del cual se expande un gas a una sustancia para ocupar todo el volumen disponible.

Transporte Activo

Es el mecanismo de mayor importancia, es cuando el transporte se hace desde un área de menor concentración a un área de mayor concentración, requiere de energía, es aportado por el metabolismo de la célula.

Transporte Pasivo

Es el mecanismo por el medio del cual un transporte de mayor concentración a uno de menor concentración y no requiere de energía.

Fagocitosis

Es el mecanismo por el medio del cual las células pueden ingerir sustancias sólidas englobando dichos materiales por una invasión que se origina en la membrana celular hasta formar una vacuola que controla en su interior la partícula ingerida.

Pinocitosis

Es el proceso mediante el cual la célula atrae o ingiere sustancias líquidas mediante la formación de vacuolas.

Diálisis

Es un tipo de transporte positivo que representa la capacidad que tiene el agua de pasar a través de una membrana permeable.

Comunicación Celular

La comunicación se lleva a cabo en 3 estaciones: desmosomas, uniones estrechas, anastomosis.

Desmosomas

Son una especie de remache formado por proteínas y mantiene juntas 2 células adyacentes.

Uniones Estrechas

Son regiones en las que se han unido varias bicapas.

Anastomosis

Son conexiones en conjunto de pequeños conductos que atraviesan las membranas.

La Célula: Unidad Vital

La célula es la unidad vital más elemental.

Estructura de la Célula

Es permeable, selectiva, representa un sistema interior, una bicapa de fosfolípidos que le permite desplazarse de una manera lateral y transversal, tiene una capa de colesterol, tiene una capa de proteínas, se localiza una capa periférica estructural y superficial.

Funciones de las Proteínas Celulares

Las proteínas celulares son transportadoras, actúan como enzimas, actúan como antígenos, pueden ser receptoras. Las enzimas transportadoras cumplen una función de unas proteínas llamadas carriers.

Carrier

Son estructuras proteicas que se encuentran en la membrana celular que se unen a sus lados por enlaces no covalentes, pueden ser inhibidas por difusión por los poros por mecanismo de translocación o por los cambios de conformación.

Orgánulos Celulares

• Mitocondria: Aporta energía y proteínas a la célula.
• Retículo Endoplasmático Rugoso: Interviene en la síntesis de proteínas.
• Aparato de Golgi: Tiene forma trabecular a nivel de la célula, interviene en los procesos de secreción.
• Retículo Endoplasmático Liso: Interviene en el metabolismo de los lípidos.
• Lisosomas: Intervienen en los procesos de la digestión de la célula.
• Núcleo: Es el centro vital y control de la célula.
• Ribosomas: Son estructuras suprarrenales con gran cantidad de ARN, y cierto tipo de proteínas con enlaces (H).

Los lisosomas intervienen en la síntesis de triglicéridos y fosfolípidos. A nivel de la membrana se une una hormona llamada polictidad y neurotransmisores. Por ejemplo, el transporte activo bomba de potasio se da en la mayoría de las células musculares y nerviosas. Este proceso tiene como finalidad mantener altas concentraciones de sodio fuera de la célula, este proceso ocurre por una proteína llamada ATP sodio de potasio.

Concentraciones Iónicas

1. Que la membrana celular tenga forma de mosaico fluido.
2. Propiedades: enzimas, transferasas, reductasas, liasas, isomerasas, ligasas.
3. Debe tener antígeno de incompatibilidad (glicoproteínas).
4. Debe tener receptores que deben estar en la membrana y en el citoplasma.

Receptores de la Membrana

Los receptores de la membrana tienen 5 modos de acción:

1. La unión entre molécula y receptor: este mecanismo se difunde lateralmente.
2. Es la unión molécula receptor para cambiar la permeabilidad de la membrana.
3. La formación de un complejo molécula receptor.
4. La formación de célula en sitios especiales llamados coated-pits: son regiones especializadas que se ubican en todas las células y que se conectan con el mismo citoplasma, y por lo tanto están relacionadas con un tipo de proteínas especializadas que se llaman clastrinas: pueden encontrarse a nivel de las glándulas mamarias.
5. Receptores de inmunidad: son capaces de producir una proteína que se llama interferón o linfoquinas. Las grandes entran a la célula sin romperlas por 2 procesos que son: fagocitosis, linfocitosis.

Bomba Sodio Potasio

Es el mejor ejemplo del transporte activo, se da en la mayoría de las células nerviosas y moleculares, tiene como finalidad mantener altas concentraciones de sodio fuera de ellas. Este proceso ocurre por una proteína integral transportadora que se encuentra en lo profundo de la membrana basal que se llama ATP sodio de potasio, debido a que es un mecanismo continuo y activo evita la hinchazón de la célula.

Potenciales de Membrana

Los potenciales de la membrana en acción y reposo son una diferencia de potenciales a través de las membranas de las células, considerando que siempre va a ser negativo al interior con respecto al exterior. La magnitud de estos receptores potenciales de membrana van a depender de la distribución del sodio de potasio y del cloro y también de la permeabilidad de la membrana para estos iones.

Líquidos Circulantes

La Sangre

La sangre es un tejido que sirve como vehículo de transporte de elementos nutritivos, hormonas y otras sustancias de una parte del cuerpo a otra. El volumen sanguíneo circulante total es aproximadamente 8% del peso corporal, lo que equivale a 5600ml.

Elementos que Forman Parte de la Sangre

Los elementos que forman parte de la sangre son: glóbulos rojos o eritrocitos, glóbulos blancos o leucocitos, plaquetas, plasma. En los adultos, a nivel de la médula ósea se forman los leucocitos, los glóbulos rojos y plaquetas.

Tipos de Médula

• Activa: color roja.
• Inactiva: médula amarilla.

La médula ósea es uno de los órganos más grandes del cuerpo y es uno de los más activos.

Plasma

El plasma es la porción líquida de la sangre, es una solución que contiene gran cantidad de iones y moléculas inorgánicas que transporta a diversas partes del cuerpo. El volumen normal del plasma es cercano al 5% del peso corporal. El plasma se coagula en reposo a menos que se le agregue un anticoagulante. Si se deja coagular la sangre y se mueve el coágulo, el líquido remanente se le llama suero. Por lo tanto, el suero y el plasma tienen la misma composición.

Eritrocitos

Los eritrocitos transportan la hemoglobina a la circulación, son elevados en la médula ósea, en el hombre duran 120 días, el promedio normal en el hombre es de 5.4 millones y en la mujer 4.8. Cada eritrocito tiene 7.5 UM de diámetro y 2UM de espesor; lo que quiere decir que hay 900 gr de hemoglobina circulante en la sangre de un adulto.

Eritropoyesis

La eritropoyesis es la formación de los eritrocitos, está controlada por una hormona que se llama eritropoyetina.

Hemoglobina

La hemoglobina es el pigmento rojo de los eritrocitos que transporta O₂ a los tejidos. Es una molécula globular por 4 unidades y cada unidad contiene una mitad HEM + polipéptido. Este HEM es un derivado que contiene hierro. La hemoglobina normal en el hombre puede ser de 14 a 16 ML y en la mujer puede ser 11 a 14 ML.