Concepto de fisiología

Concepto de fisiología

Ganong: Se ocupa de la forma en que los sistemas funcionan la manera que cada uno contribuye a las funciones del cuerpo como un todo

Guyton: Es el estudio de la propia vida. Es el estudio de la función de todas las partes de los organismos vivientes, lo mismo del organismo como unidad global.

FUNCIÓN CELULAR

Funciones de la Célula

La célula realiza tres tipos de funciones:

• Nutrición

• Relación

• Reproducción.

La nutrición comprende la incorporación de los alimentos al interior de la célula, la transformación de los mismos y la asimilación de las sustancias útiles para formar así la célula su propia materia. Según sea su nutrición, hay células autótrofas y células heterótrofas.

Las células autótrofas fabrican su propia materia orgánica a partir de la materia inorgánica del medio físico que la rodea, utilizando para ello la energía química contenida en la materia inorgánica.

Las células heterótrofas fabrican su propia materia orgánica a partir de la materia orgánica que contienen los alimentos que ingiere.

La relación comprende la elaboración de las respuestas correspondientes a los estímulos captados.

La reproducción es el proceso de formación de nuevas células, o células hijas, a partir de una célula inicial, o célula madre.

Hay dos procesos de reproducción celular:

• Mitosis

• Meiosis

Mediante la mitosis, a partir de una célula madre se originan dos células hijas con el mismo número de cromosomas y la misma información genética que la célula madre.

Mediante la meiosis, a partir de una célula madre se forman cuatro células hijas, teniendo todas ellas la mitad del número de cromosomas que la célula madre.

ORGANELOS CELULARES

Papel que desempeñan los organelos celulares

Trascripción: Una de las dos cadenas que forman la molécula de ADN actúa como plantilla o molde para producir una molécula de ARNm. Es este proceso, que recibe el nombre de trascripción, los nucleótidos de ARN, que se encuentran libres en el núcleo celular, se emparejan con las bases complementarias de la cadena modelo de ADN. El ARN contiene uracilo en lugar de timina con. Una de sus cuatro bases nitrogenadas. Una vez que los nucleótidos se han emparejado con las bases del ADN, los nucleótidos adyacentes se unen entre si para formar la cadena precursora del ARNm

Eliminación de los intrones: La cadena precursora del ARNm presenta regiones, denominadas exones, que contienen información para la síntesis de proteínas. Los exones están separados por otras secuencias, denominadas intrones, que no se expresan. Antes de que la cadena de ARNm se utilice en la síntesis de proteínas, los intrones deben ser eliminados.

El ARNm se une al ribosoma: Una vez formando el ARN maduro o funcional, sin intrones, sale de núcleo celular y se acopla, en el citoplasma, a unos orgánulos celulares que reciben el nombre de ribosomas. La síntesis proteica tiene lugar en los ribosomas.

El ARNt se une a los aminoácidos: Dispersos por el citoplasma hay diferentes tipos de ARN de transferencia (ARNt), cada uno de los cuales se combina específicamente con uno de los 20 aminoácidos que constituyen las proteínas. Uno de los extremos de la molécula de ARNt se une a un aminoácido específico que viene determinado por el anticodón presente en el otro extremo de ARNt. Un anticodón es una secuencia de tres bases complementarias con la secuencia del codón del ARNm que codifica para ser aminoácido.

Traducción: El ARN de transferencia, que lleva unido el aminoácido, se dirige hacia el complejo formado por el ARNm y el ribosoma. El anticodón de ARNt se empareja con el codón presente en el ARNm. La secuencia de bases del codón codifica para el aminoácido concreto que transporta el ARNt. Un segundo ARNt se une a este complejo. El primer ARNt transfiere su aminoácido al segundo ARNt antes de separarse del ribosoma. El segundo ARNt lleva ahora 2 aminoácidos unidos que constituyen el inicio de la cadena polipeptídica. Después el ribosoma mueve la cadena de ARNm de manera que el siguiente codón de ARNm esta disponible para unirse a un nuevo ARN de transferencia.

Interrupción de la síntesis del polipéptido: El ribosoma continúa desplazando la cadena de ARNm hasta que se termina de formar la cadena polipeptídica. La síntesis se esta cadena se detiene cuando el ribosoma llega a un codón de ARNm conocido como codón de parada.

Formación completa de la proteína: Una vez que se suelta del ribosoma, la proteína recién formada presenta una secuencia de aminoácidos que viene determinada por la secuencia de bases presente en el ADN del que se partió.

PRODUCCIÓN DE ENERGÍA DE ATP

El ATP es el trifosfato de lata energía que proporciona la energía para muchos procesos metabólicos clave, no solo en animales, sino tambien en bacterias y vegetales que la sintetizan de distintas maneras. La coordinación de oxidación con la síntesis de ATP en las mitocondrias de animales se llama fosforilación oxidativa.

La síntesis de ATP es una enzima única formada por muchas subunidades, con una base incluida en la membrana mitocondrial interna, un cuello y un cabeza globular en la matriz mitocondrial.

La función principal de las mitocondrias es la de producir energía (aportan cerca del 90% de la energía que necesita la célula) por medio de la utilización de ciertas enzimas capaces de transformar los materiales nutrientes en moléculas ATP las cuales son aprovechadas por la célula como fuente directa de energía.

Quimiósmosis: El proceso por el cual se forma el ATP en la membrana interna de la mitocondria. El sistema transportador de electrones transfiere protones del compartimiento interno al externo; a medida que los protones fluyen nuevamente hacia el compartimiento interno la energía del movimiento es usado para agregar fosfato al ADP para formar ATP.

OBTENCIÓN DE ENERGÍA

Las células generan ATP (energía) a través de 3 vías:

Sistema ATP-PC (ATP-Fosfocreatina)

Sistema Glucolítico (Conocido también como Sistema lactácido-cuando la vía rápida produce Ácido Láctico)

Sistema Oxidativo (Aeróbico, aláctico)

Sistema ATP-PC

El cuerpo humano almacena pequeñas cantidades de ATP en la célula a fin de tener energía para disponer de manera inmediata. Al empezar el ejercicio, la célula comienza a utilizar el ATP almacenado para la contracción muscular.

Los depósitos de ATP son muy limitados en la célula y a medida que progresa el ejercicio, estas reservas disminuyen. Si se quiere seguir realizando ejercicio, la célula debe buscar una vía para reponer el ATP utilizado y es en este momento que entra en juego la Fosfocreatina (PCr).

La PCr, al igual que el ATP es un compuesto que tiene la capacidad de almacenar energía. Esta energía es utilizada para reconstituir ATP y mantener el flujo de energía constante.

El sistema ATP-PC es capaz de producir energía muy rápidamente gracias a su gran potencia pero tiene poca capacidad. Este sistema es capaz de proveer energía durante los primeros 10-15 segundos del ejercicio intenso. Si el ejercicio continúa, es necesario depender de otros procesos como sería la vía glucolítica.

Sistema Glucolítico

La vía Glucolítica no es más que la utilización de carbohidratos como fuente de energía para obtener el ATP que necesita la célula. Esta vía consta de una serie de pasos en donde la glucosa (obtenida de la sangre o principalmente del músculo en forma de glucógeno) rinde energía y es transformada en un compuesto carbonado de 3 átomos de carbono llamado Piruvato. En este punto, este compuesto puede seguir 2 vías:

Si el ejercicio es de muy alta intensidad es convertido a Ácido Láctico (Proceso llamado Glucólisis rápida o anteriormente llamada Glucólisis anaeróbica)

Si es de baja o moderada intensidad es convertido a otro compuesto llamado Acetil-CoA, el cual es capaz de entrar en la mitocondria (organelo localizado en el interior de la célula donde se realizan los procesos de producción de energía por la vía oxidativa o "aeróbica") y sigue la vía oxidativa para producir más energía (Proceso llamado Glucólisis lenta o anteriormente llamada Glucólisis aeróbica.).

En la Glucólisis rápida se producen 2 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa y en la glucólisis lenta se producen 36 moléculas de ATP por cada molécula de glucosa.

La vía Glucolítica tiene un poco más de capacidad que el Sistema ATP-PC pero un poco menos de potencia, es decir, tiene mayor capacidad para proveer de energía al cuerpo ya que los depósitos de carbohidratos son mayores que los de ATP y Fosfocreatina, pero el proceso de obtención de energía es un poco más lento.

El metabolismo de Ácido Láctico, conocido como Turn Over (recambio) puede seguir diferentes vías:

1- Shuttle cortó (lanzamiento corto): El AL puede pasar a una célula vecina para ser reconvertido a Piruvato y seguir la vía de la Glucólisis lenta.

2- Shuttle largo (lanzamiento largo): El AL puede difundir hacia células lejanas para ser metabolizado y rendir energía.

3- Gluconeogénesis Hepática: El AL puede salir a la circulación y ser utilizado por el hígado para rendir energía.

4- Sustrato energético cardíaco: Puede ser utilizado por el músculo cardíaco como fuente de energía.

5- Difusión a otros líquidos: El AL puede difundirse hacia otros líquidos corporales. Es por esta razón que al medir la concentración de

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