Neurofisiología . FISIOLOGÍA HUMANA

Neurofisiología

FISIOLOGÍA HUMANA

Estudio de cómo funcionan los órganos.

Existen células receptoras o censoras que detectan señales del exterior y las transmiten a un centro integrador. Este centro enviara esta señal hacia el efector y generara una respuesta.

Todo sistema tiene un receptor, un centro integrador y un efector.

Homeostasis

Proceso de autorregulación del organismo. Es el equilibrio de los sistemas y variables.

Procesos de autorregulación que mantienen los valores de las variables en rangos estables y compatibles con la vida y buena salud. Es posible gracias al constante censaje de las condiciones del sistema y la autorregulación.

En un organismo que se encuentra en homeostasis y es sometido a cambios, genera una pérdida de homeostasis, y cuando esto pasa el organismo debe compensar esa diferencia y regularla manteniéndose saludable.

Existen variables que son reguladas por la homeostasis como:

• Arterial pH
• Calcio
• Niveles de hormonas
• Temperatura corporal
• Urea
• Presión arterial

Feedback o retroalimentación

• Retroalimentación negativa: es la que mantiene la homeostasis, consiste en que un órgano secretor va a liberar una hormona que estimula a un tejido blanco, el cual va a volver al órgano secretor y hará que inhiba la liberación de la hormona.
• Retroalimentación positiva: no está destinada a mantener el valor de la variable sino que está destinada a mantener el valor normal, por ende, en vez de inhibir al órgano secretor lo estimula más. Ej: lactancia, parto.

Termorregulación

Cuando hace calor la temperatura del cuerpo tiende a aumentar, para compensar esta alteración:

El sensor de temperatura termorreceptor (neurona) va a detectar que la temperatura está muy alta, por ende, manda una señal al centro integrador (hipotálamo) el cual compara la temperatura, si se encuentra un cambio manda una señal a los efectores para que la temperatura baje.

Los efectores que permiten que la temperatura baje son:

• Glándulas sudoríparas.
• Vasos sanguíneos: los vasos superficiales aumentan su diámetro para que el calor irradie hacia afuera (vaso dilatación).

Cuando hace frio la temperatura corporal tiende a disminuir, para compensar esta alteración:

El sensor de temperatura termorreceptor (neurona) va a detectar que la temperatura está muy baja, por ende, manda una señal al centro integrador (hipotálamo) el cual compara la temperatura, si se encuentra un cambio manda una señal a los efectores para que la temperatura suba.

Los efectores que permiten que la temperatura suba son:

• Vasos sanguíneos: vaso constricción.
• Músculo esquelético: contracción del músculo (tiritar).

Excitabilidad celular

Membrana semipermeable:

• Permiten el intercambio de sustancias entre un lado y el otro (extracelular e intracelular).
• La separación de los medios intracelular y extracelular.
• La recepción y transducción de señales.
• Su composición es fundamental para estas funciones.
• Está compuesta por fosfolípidos, colesterol, proteínas, entre otros.

Transporte de membrana

La composición de la membrana permite mantener los medios intercelular y extracelular diferentes.

La membrana tiene intercambio de sustancias entre un lado y el otro, las sustancias que pasan a través de la membrana son los gases y pequeñas moléculas polares.

La selectividad de la membrana va a generar que el medio intracelular y el extracelular tengan composiciones diferentes. Un ejemplo es la concentración de Na+ y K+, en el extracelular el Na+ esta en mayor cantidad que en el intracelular y el K+ esta en mayor cantidad en el intracelular que en el extracelular.

Mecanismo de transporte

Si se quiere transportar colesterol (molécula lipídica) pasa del medio intracelular al extracelular por difusión simple, no necesita ninguna transportador para pasar la membrana, lo mismo pasa con los gases.

Cuando las sustancias son polares se necesitan proteínas transportadoras puesto que la bicapa lipídica es apolar, por lo tanto esta es una difusión facilitada.

En resumen:

• DIFUSIÓN SIMPLE: las moléculas solo pasan.
• DIFUSIÓN FACILITADA: las moléculas pasan con ayuda de proteínas transportadoras.

TRANSPORTE PASIVO: utiliza energía del mismo sistema que está funcionando por lo tanto la energía para que se transporten sustancias por medio de este transporte proviene de la diferencia de concentraciones del gradiente de concentración. Las moléculas se mueven a favor del gradiente de concentración.

TRANSPORTE ACTIVO: utiliza energía, pero como transporta sustancias en contra del gradiente necesita energía como por ejemplo de la hidrólisis de ATP (bombas). Hay dos tipos de transporte activo, la primera son las bombas sodio/potasio. El otro es el transporte acoplado que es el que ocupa el gradiente de otra molécula para poder transportar una en contra del gradiente (están las sinporte, las uniporte y las antiporte).

TRANSPORTE DE AGUA: cuando se tiene una membrana que es permeable al agua pero no al soluto, la osmosis será el movimiento del agua desde el compartimiento con más baja concentración del soluto al de más alta concentración.

Además de la permeabilidad, el paso de un soluto a través de una membrana depende de su gradiente de concentración. La sustancia de moverá espontáneamente de un lugar donde está más concentrada a uno donde esté menos concentrada.

El flujo neto es la suma de los flujos, hacia un lado y hacia otro. Para que exista un flujo; aparte de tener transportadores se necesita un gradiente de concentración, con el fin de poder transportar las moléculas, cuando las concentraciones son iguales el flujo es igual en ambas direcciones, por lo que el flojo neto será 0.

Para que un soluto pueda pasar por la membrana se necesita un transportador que la membrana sea permeable y que haya un gradiente de concentración.

Energía libre de Gibbs: dice si un proceso ocurre o no de forma espontánea.

La fórmula de la energía libre de Gibbs dice cuanta es la energía que se necesita para poder mover moléculas de un lado hacia otro. Este movimiento depende de la temperatura y del gradiente de concentración, a esto se le llama potencial químico.

¿Qué ocurre con el transporte si el soluto es un ion?

Además de tener un gradiente de concentración hay cargas. El transporte de iones no sólo depende del gradiente de concentración de la sustancia sino también del gradiente electroquímico a través de la membrana. Depende del potencial de membrana, depende de la diferencia de cargas entre el intracelular y el extracelular. (Ver lo siguiente con las imágenes de la diapo 25)

1. Si la membrana no tiene cargas (no tiene diferencia de potencial entre un lado y el otro), este ion se moverá hacia el interior puesto que es menor la concentración extracelular que la intracelular, por ende existe un gradiente de concentración.
2. Si la membrana se carga (potencial eléctrico) el flujo del catión aumenta, ya que el gradiente de concentración favorece su entrada y un gradiente eléctrico que también le favorece, el flujo es mayor.
3. También hay un potencial de membrana pero en este caso no favorece la entrada del catión, y el gradiente de concentración si lo favorece por ende el flujo será menor.

 Cuando las moléculas son iones el movimiento de estas a través de los compartimentos no dependerá solamente del gradiente de concentración sino que también de las cargas, las concentraciones del anión son iguales pero la concentración de cargas es mayor en un compartimento que el otro, pasara que el anión se moverá donde existen mayor concentración de cargas opuestas. Por lo tanto podemos decir que ahora existe otro concepto, el cual se refiere a las cargas y es el potencial de membrana el cual depende de la diferencia de cargas que existen.

El potencial de membrana puede favorecer y no al paso de iones es decir, si esta tiene un polaridad en donde un catión debe pasar una membrana que es positiva por fuera pero negativa por dentro estamos en presencia de un mecanismo favorable, ya que en el caso contrario se necesitaría más energía para que el catión pueda pasar y además el gradiente de concentración no favorece el flujo.

Los iones dentro y fuera de la célula

Intracelular:

• Na+ (12mM)
• K+ (150mM)
• Cl- (9mM)
• Ca+2 (0,0001mM)

Extracelular:

• Na+ (145mM)
• K+ (5mM)
• Cl- (125mM)
• Ca+2 (2,5mM)

Potencial de membrana

Además de permeabilidad, las diferentes concentraciones de iones determinan una diferencia de potencial entre el intracelular y el extracelular. A esta diferencia eléctrica a través de la membrana le llamamos potencial de membrana.

...