Principios basicos de la fisiologia

FISIOLOGIA Y FISIOPATOLOGIA

TRABAJO DE INVESTIGACION Nº: 1

PROFESOR: ROLANDO HERMOSO

ALUMNO: ANDREINA DUARTE C.I: 18.279.724

FECHA: 18/03/2013

UNIDAD I: FISIOLOGIA.

 FISIOLOGIA.

 CONCEPTO.

La fisiología humana es una ciencia de la vida y una rama de la fisiología animal. Es específicamente el estudio de cómo los sistemas del cuerpo funcionan en un estado, y este análisis de la función es a menudo en el nivel celular, no de células individuales, sino de cómo las células trabajan conjuntamente para alcanzar un estado normal de la función.

Los estudios de la fisiología humana se basan en el funcionamiento del cuerpo adecuadamente, mientras que otras disciplinas como la fisiopatología puede considerar como los sistemas desarrollan la enfermedad y de que manera se pueden curar. Uno de los elementos que estudia la Fisiología es la integración entre los diferentes sistemas del cuerpo, como por ejemplo la integración entre el sistema nervioso central y el sistema músculo-esquelético.

 PRINCIPIOS BASICOS DE LA FISIOLOGIA.

En el organismo están determinados compartimientos de líquidos que contienen electrolitos en suspensión normalmente en concentraciones que se mantienen en equilibrio constante, en base al intercambio dinámico existente entre el organismo y el medio externo.

Agua

El Agua que ingresa al organismo procede de dos fuentes principales.

1. La ingerida en forma de Líquidos ó formando parte de alimentos

2. La que se obtiene con la oxidación de carbohidratos y lípidos.

El agua sale del organismo por varios procesos normales:

1. Pérdidas hídricas insensibles, se llaman así por que resulta difícil su regulación exacta, y consiste en evaporación a través de la vía aérea y por difusión a través de la piel

2. El sudor es muy variable y depende del grado de ejercicio físico realizado y varía en un día cálido ó en situaciones de ejercicio intenso

3. La pérdida de agua en heces fecales

4. La pérdida de agua por los riñones en forma de orina, es tan variable como el grado de hidratación de un individuo de características normales, que representa un rango muy variable, lo que demuestra la importancia del riñón en el mantenimiento de la homeostasis del cuerpo.

En total los líquidos corporales están distribuidos en dos grandes compartimentos: El Líquido extracelular y el Liquido Intracelular. Hay otro pequeño compartimiento de líquido que se conoce como líquido transcelular, y que comprende a líquidos de los espacios sinovial, peritoneal, pericárdico e intraocular, así como el líquido cefalorraquídeo.

El organismo animal que vive en un medio ambiente cambiante, debe enfrentar 4 problemas:

1.- Mantener constante la temperatura corporal

2.- Mantener constante la concentración de glucosa de la sangre

3.- Mantener la cantidad de agua y de iones

4.- Conservar el pH dentro de ciertos rangos.

 FACTORES QUE ALTERAN LA FISIOLOGIA.

Durante la Actividad física desarrollada en la vida diaria la mayoría de los movimientos se realizan a partir de la combinación de ejercicios de tipo estático y dinámico con mayor predominio de uno sobre otro de acuerdo con el tipo de actividad.

En ciertas circunstancias, en reposo aun antes de comenzar un ejercicio dinámico, se produce una aceleración de la frecuencia cardíaca, un aumento de la ventilación pulmonar y un aumento en el retorno venoso como resultado de la estimulación simpática; el efecto neto es un aumento del gasto cardíaco en condiciones basales antes de que se inicie el esfuerzo. Esta situación se evidencia, por ejemplo, en deportistas de alto rendimiento y se denomina fenómeno de prelargada.

Conforme progresa el ejercicio, se observa un incremento de la Presión arterial sistólica y de la media mientras la presión arterial diastólica disminuye o aumenta en forma ligera.

Existe una disminución marcada de la resistencia vascular periférica, que es de mayor jerarquía en el ejercicio dinámico y en el post-esfuerzo. Ésta es regulada por el balance entre estímulos, con acción vasoconstrictora y vasodilatadora a nivel arteriolar. Los productos del metabolismo durante el esfuerzo causan una caída del pH local y una elevación de la PCO2 y del ácido láctico, con efecto vasodilatador, en oposición al efecto vasoconstrictor del estímulo simpático.

El aumento de la tensión muscular durante un ejercicio estático se acompaña de restricción del flujo sanguíneo al músculo involucrado, lo cual genera una mayor respuesta presora respecto del ejercicio dinámico.

Durante un ejercicio extenuante la descarga simpática es máxima y se suprime la actividad parasimpática, con lo que se obtiene como resultado vasoconstricción en la mayor parte del organismo, con excepción de los músculos activos y de la circulación cerebral y coronaria.

Se produce un aumento del flujo sanguíneo en los músculos funcionantes, junto con una mayor extracción tisular de oxígeno, que hasta puede triplicarse, con el consiguiente aumento de la diferencia arteriovenosa de oxígeno durante la actividad.

 HOMEOSTASIS.

 Concepto:

Los seres vivos interactúan constantemente con el medio circundante para mantener la vida. Las plantas toman del suelo sales minerales y agua, dióxido de carbono de la atmósfera para realizar la fotosíntesis y oxígeno cuando respiran.

Los animales vagan constantemente en búsqueda de alimento y de agua de los cuales absorben los nutrientes esenciales para sobrevivir. También interactúan liberando los desechos.

En un ambiente constantemente cambiante, los organismos tienden a conservar cierta homogeneidad en sus condiciones internas, es decir, tratan de evitar lo más posible, variar de acuerdo a los cambios externos.

Para mantener un medio interno relativamente constante, los organismos disponen de diferentes estructuras y procesos (mayores cuando los organismos son más complejos). Estos mecanismos se conocen genéricamente como PROCESOS HOMEOSTÁTICOS (HOMEOSTASIS) y son los que permiten al organismo mantener sus condiciones internas dentro de un rango tolerable

La estabilidad del medio interno, sugería Bernard en el siglo XIX, es una condición de vida libre. Para que un organismo pueda sobrevivir debe ser, en parte, independiente de su medio; esta independencia es lo que proporciona la homeostasis. Cannon, en 1926, utilizó este término para referirse a la capacidad humana de regular la composición y el volumen de la sangre. En la actualidad, la homeostasis se refiere a todo el conjunto de procesos que previenen fluctuaciones en la fisiología de un organismo, e incluso se aplica a la regulación de variaciones en los diversos ecosistemas o en el Universo como un todo.

 MECANISMOS REGULADORES DE LA HOMEOSTASIS.

 Mecanismos Locales:

Sucede a nivel del espacio intersticial y consisten en mecanismos o respuestas vasculares de forma que ante un aumento de demanda se produce una vasodilatación y ante menos demanda hay una vasoconstricción.

Se van a producir respuestas en el metabolismo y en los líquidos corporales.

Índice mitótico: tanto por ciento de células que se dividen en un momento determinado, la mitosis es una respuesta local a la homeostasis.

Atrofia: cuando los componentes y el número de células disminuyen.

Hipertrofia: aumento de los componentes celulares por aumento de demanda, las mitocondrias se dividen en dos, el núcleo más sistemas de membranas.

Hiperplasia: aumento del índice mitótico.

 2. Mecanismos Regionales:

Se ponen en marcha cuando los mecanismos locales no garantizan el equilibrio. Están basados en los reflejos y hacen actuar el arco reflejo. Por ejemplo cuando se come demasiado que entran ganas de vomitar.

 3. Mecanismos Centrales:

El pensamiento de la acción construye teorías.

Procesos de retroalimentación: Puede ser positiva o negativa.

Positiva: ante la presencia de un producto, se estimula la síntesis de ese producto. Por ejemplo la presencia de oxitocina en sangre hace que el hipotálamo provoque la síntesis de esa hormona.

Negativa: una determinada concentración de un producto final, provoca la supresión de los antecedentes.

 ORGANOS CELULARES Y SUS FUNCIONES.

Una célula esta formada por una membrana plasmática, un citoplasma y un núcleo.

• Membrana Plasmática:

Estructura formada por una bicapa de lípidos, formada por fosfolípidos dispuestos uno al lado de otro, formando una capa fluida, con proteínas insertadas dentro de este (proteínas integrales), proteínas periféricas (externas e internas). El centro de la membrana es hidrofóbico y los extremos internos y externos son hidrofilicos.

• El Citoplasma:

Esta formado por el citosol (fracción liquida del citoplasma, que rodea a los organelos y tiene una consistencia como gelatinosa). El citoplasma posee un citoesqueleto, organelos e inclusiones. En el citoplasma están disueltas las proteínas, azucares, sales minerales, hormonas y enzimas.

• Citoesqueleto:

Formada por fibras filamentosas de proteínas. Estas estructuras son dinámicas, se construyen y se degradan constantemente y le dan la forma a las células, como también permite el movimiento de los organelos. Esta formado por Microtúbulos (tubulina), filamentos intermedios y microfilamentos (actina).

 Organelos:

 Retículo Endoplasmático Rugoso (RER):

Es una red de sacos planos delimitados por una membrana, cuya rugosidad se debe a la presencia de ribosomas en su superficie. Su función es recibir en su interior las proteínas recién fabricadas por los ribosomas y permite plegarlas. Normalmente este organelo es muy abundante en células secretoras.

 Ribosomas:

Son orgánulos sin membrana, formado por dos subunidades de ARN y proteínas. Se les puede encontrar libre o pegado al RER. Su función es sintetizar proteínas.

 Retículo Endoplasmático Liso (REL):

Red de sacos aplanados, como los del RER pero sin los ribosomas en su superficie, lo que le da un aspecto liso y no rugoso. Su función es sintetizar lípidos (colesterol, esteroides y fosfolípidos). En el hígado su función es destoxificar la célula de drogas y toxinas.

 Aparato De Golgi:

Es un apilamiento de cisternas aplanadas y paralelas entre sí. Se encuentra cerca del núcleo y esta muy desarrollado en células secretoras. Sus funciones son: recibir vesículas con proteínas, modificarlas químicamente con azucares, almacenarlas y distribuirlas a su sitios especificados (organelos, membrana plasmática, secreción, etc.), fabricas lisosomas, participan en la construcción de la pared celular de células vegetales y producir polisacáridos como el moco. Todo el proceso se hace mediante gemación por vesículas.

 Lisosomas:

Son vesículas delimitadas por una membrana, que contienen grandes cantidades de enzimas hidrolíticas y cuyo pH óptimo es ácido. Su pH ácido se debe a una bomba de protones existente en su membrana. Su función es la de digestión intracelular, digieren el material endocitado, incluyendo bacterias y virus. Participan también en la autofagia, es decir, rodea a los organelos envejecidos en grandes vacuolas y son hidrolizados. Participan en la Autólisis, es decir, se rompen lisosomas, como ocurre en la cola de los renacuajos.

 Peroxisomas:

Son vesículas esféricas, rodeados por membrana. Son organelos que se auto replican. Genera peróxido de hidrógeno (agua oxigenada), el que es utilizado por una enzima (catalasa) para oxidar diversas sustancias. Además llevan a cabo el 30 del catabolismo de los ácidos grasos.

 Mitocondrias:

Son organelos envueltos en dos membranas. La membrana interna se invagina, formando pliegues llamados crestas mitocondriales. Las mitocondrias tienen la forma y el tamaño de las bacterias, posee ADN propio y circular y se dividen independientes de la célula que los contiene. Dentro de la mitocondria ocurre la Respiración celular (ciclo de Krebs, cadena transportadora de electrones y fosforilación oxidativa). Su objetivo último es sintetizar ATP para la célula.

 Centríolo:

Centro organizador de microtúbulos. Esta estructura forma las fibras del citoesqueleto, los cilios, flagelos y el huso mitótico.

 Plastídios:

Un ejemplo es el cloroplasto, que realiza la fotosíntesis. Posee doble membrana, al igual que la mitocondria y el núcleo. La membrana interna forma los tilacoides. El color verde de los cloroplastos se debe a la clorofila. En menor cantidad están también los pigmentos carotenos y xantofilas. Otros plastídios son los cromoplastos que acumulan pigmentos lipídicos de colores, los leucoplastos y amiloplastos que almacenan almidón.

 Pared Celular:

Alrededor de la membrana vegetal hay una pared celular hecha de celulosa y pectina. Esta pared celular deja pasar libremente las sustancias que atraviesan las membranas. Su función es impedir que la célula estalle por acumulación de agua.

 Vacuolas:

Compartimientos esféricos llenos de líquidos en los vegetales. Es muy grande y contiene agua, nutrientes, desechos, iones y sales. Permite darle una presión osmótica para permitir el ingreso de agua a la célula vegetal. En su interior también pueden haber cristales, pigmentos (antocianos dan gamas entre azul y rojo) y taninos (dan el color café), alcaloides (cocaína, cafeína, teína, nicotina, quinina, estricnina, mezcalina, boldina y tetrahidrocanabinol el compuesto activo de la marihuana) y terpenos (con aromas como eucalipto y menta y el de muchas flores).

 COMPARTIMIENTOS CORPORALES.

Las existencias de barreras físicas dentro de los organismos y la necesidad de crear sistemas que permitan el movimiento del líquido para su renovación han determinado la aparición de distintos compartimentos líquidos, limitados por barreras con características de permeabilidad específicas que determinan en consecuencia la composición y el volumen de cada uno de estos compartimentos.

 Liquido Intracelular:

Líquido del interior de las membranas celulares, prácticamente de todo el organismo, con solutos en disolución esenciales para el equilibrio electrolítico y el metabolismo normal.

 Liquido Intersticial:

El líquido intersticial o líquido tisular es el líquido contenido en el intersticio o espacio entre las células. Alrededor de una sexta parte de los tejidos corporales corresponden al intersticio, y en promedio una persona adulta tiene cerca de 11 litros de líquido intersticial proveyendo a las células del cuerpo de nutrientes y eliminando sus desechos.

 Liquido Vascular:

La sangre se trata de un tipo de tejido conjuntivo. Realiza tres funciones: transporta oxígeno, dióxido de carbono, nutrientes, hormonas, calor y deshechos, regula el pH, la temperatura corporal y contenido en agua de las células y protege contra la pérdida de sangre por medio de la coagulación y contra las enfermedades mediante los leucocitos fagocitarios y los anticuerpos.

Es el 8% del peso corporal y su volumen es de 4-6L. Está en el sistema cardiovascular y está impulsada por el corazón hacia los vasos arteriales, llegando al sistema capilar donde se realiza el intercambio con el líquido intersticial. La sangre retorna al corazón por el sistema venoso. Está compuesta por plasma sanguíneo y elementos formes.

 DEFINA:

 Difusión:

El proceso de difusión es importante para la función del sistema vascular. Por ejemplo, el intercambio de nutrientes entre el plasma sanguíneo y las células del cuerpo tiene lugar en el lecho vascular por difusión.

La difusión se puede definir como el movimiento espontáneo de partículas como consecuencia de su energía térmica desde áreas de elevada concentración a áreas de baja concentración

En un sentido general, la energía molecular de una sustancia (asumiendo que no hay enlaces químicos u otras formas extrañas de energía) se debe a la energía cinética de sus moléculas debido su movimiento y a las fuerzas electrostáticas (fuerzas de van der Waal) entre partículas adyacentes. A diferencia de lo que ocurre en un gas, en donde las moléculas tienen una cierta libertad para moverse, en un líquido están muy próximas formando combinaciones intermoleculares que restringen su movimiento. Sin embargo, algunas partículas (cuyo número depende de la temperatura) pueden moverse al azar, siguiendo una trayectoria rectilínea, hasta que topan con otra partícula. Cuando esto ocurre, parte de la energía cinética es transferida al miembro menos activo. La consecuencia de todo ello es que hay una distribución bastante uniforme de la energía cinética entre todas las partículas que constituyen una solución homogénea.

 Osmosis:

La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solvente pero no para los solutos. Tal comportamiento entraña una difusión simple a través de la membrana, sin "gasto de energía". La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos.

 Transporte Pasivo:

El transporte pasivo permite el paso de moléculas a través de la membrana plasmática sin que la célula gaste energía, debido a que va a favor del gradiente de concentración o del gradiente de carga eléctrica. El transporte de las sustancia se realiza mediante la bicapa lipídica o los canales iónicos, e incluso por medio de proteínas periféricas. Hay tres tipos de transporte pasivo:

Ósmosis: consiste en el transporte de moléculas de agua a través de la membrana plasmática y a favor de su gradiente de concentración.

Difusión simple: paso de sustancias a través de la membrana plasmática, como los gases respiratorios, el alcohol y otras moléculas no polares.

Difusión facilitada: transporte celular donde es necesaria la presencia de un carrier o transportador (proteína periférica) para que las sustancias atraviesen la membrana.

 Transporte Activo:

Es un mecanismo que permite a la célula transportar sustancias disueltas a través de su membrana desde regiones de menor concentración a otras de mayor concentración. Es un proceso que requiere energía, llamado también producto activo debido al movimiento absorbente de partículas que es un proceso de energía para requerir que mueva el material a través de una membrana de la célula y sube el gradiente de la concentración. La célula utiliza transporte activo en tres situaciones:

• Cuando una partícula va de punto bajo a la alta concentración.

• Cuando las partículas necesitan la ayuda que entra en la membrana porque son selectivamente impermeables.

• Cuando las partículas muy grandes incorporan y salen de la célula.

 FENÓMENOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA.

Los mecanismos que permiten a las sustancias cruzar las membranas plasmáticas son esenciales para la vida y la comunicación de las células. Para ello, la célula dispone de dos procesos:

 Transporte Pasivo: cuando no se requiere energía para que la sustancia cruce la membrana plasmática.

 Transporte Activo: cuando la célula utiliza ATP como fuente de energía pasa hacer atravesar la membrana a una sustancia en particular.

• Transporte Pasivo:

Los mecanismos de transporte pasivo son:

 Difusión simple

 Osmosis

 Ultrafiltración

 Difusión facilitada

 Difusión Simple:

Las moléculas en solución están dotadas de energía cinética y, por tanto tienen movimientos que se realizan al azar. La difusión consiste en la mezcla de estas moléculas debido a su energía cinética cuando existe un gradiente de concentración, es decir cuando en una parte de la solución la concentración de las moléculas es más elevada. La difusión tiene lugar hasta que la concentración se iguala en todas las partes y será tanto más rápida cuanto mayor sea energía cinética (que depende de la temperatura) y el gradiente de concentración y cuanto menor sea el tamaño de las moléculas.

Algunas sustancias como el agua, el oxígeno, dióxido de carbono, esteroides, vitaminas liposolubles, urea, glicerina, alcoholes de pequeño peso molecular atraviesan la membrana celular por difusión, disolviéndose en la capa de fosfolípidos.

Algunas sustancias iónicas también pueden cruzar la membrana plasmática por difusión, pero empleando los canales constituidos por proteínas integrales llenas de agua. Algunos ejemplos notables son el Na+, K+, HCO3, Ca++, etc. Debido al pequeño tamaño de los canales, la difusión a través de estos es mucho más lenta que a través de la bicapa fosfolipídica

 Osmosis:

Es otro proceso de transporte pasivo, mediante el cual, un disolvente - el agua en el caso de los sistemas biológicos - pasa selectivamente a través de una membrana semi-permeable. La membrana de las células es una membrana semi-permeable ya que permite el paso del agua por difusión pero no la de iones y otros materiales. Si la concentración de agua es mayor (o lo que es lo mismo la concentración de solutos menor) de un lado de la membrana es mayor que la del otro lado, existe una tendencia a que el agua pase al lado donde su concentración es menor.

El movimiento del agua a través de la membrana semi-permeable genera una presión hidrostática llamada presión osmótica. La presión osmótica es la presión necesaria para prevenir el movimiento neto del agua a través de una membrana semi-permeable que separa dos soluciones de diferentes concentraciones.

La ósmosis puede entenderse muy bien considerando el efecto de las diferentes concentraciones de agua sobre la forma de las células. Para mantener la forma de un célula, por ejemplo un hematíe, esta debe estar rodeada de una solución isotónica, lo que quiere decir que la concentración de agua de esta solución es la misma que la del interior de la célula. En condiciones normales, el suero salino normal (0.9% de NaCl) es isotónico para los hematíes.

Si los hematíes son llevados a una solución que contenga menos sales (se dice que la solución es hipotónica), dado que la membrana celular es semi-permeable, sólo el agua puede atravesarla. Al ser la concentración de agua mayor en la solución hipotónica, el agua entra en el hematíe con lo que este se hincha, pudiendo eventualmente estallar (este fenómeno se conoce con el nombre de hemolisis.

Por el contrario, si los hematíes se llevan a una solución hipertónica (con una concentración de sales superior a la del hematíe) parte del agua de este pasará a la solución produciéndose el fenómeno de crenación y quedando los hematíes como "arrugados".

 Ultrafiltración:

En este proceso de transporte pasivo, el agua y algunos solutos pasan a través de una membrana por efecto de una presión hidrostática. El movimiento es siempre desde el área de mayor presión al de menos presión. La ultrafiltración tiene lugar en el cuerpo humano en los riñones y es debida a la presión arterial generada por el corazón. Esta presión hace que el agua y algunas moléculas pequeñas (como la urea, la creatinina, sales, etc) pasen a través de las membranas de los capilares microscópicos de los glomérulos para ser eliminadas en la orina. Las proteínas y grandes moléculas como hormonas, vitaminas, etc., no pasan a través de las membranas de los capilares y son retenidas en la sangre.

 Difusión Facilitada:

Algunas moléculas son demasiado grandes como para difundir a través de los canales de la membrana y demasiado insolubles en lípidos como para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros monosacáridos. Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada, con la ayuda de una proteína transportadora. En el primer paso, la glucosa se une a la proteína transportadora, y esta cambia de forma, permitiendo el paso del azúcar. Tan pronto como la glucosa llega al citoplasma, una kinasa (enzima que añade un grupo fosfato a un azúcar) transforma la glucosa en glucosa-6-fosfato. De esta forma, las concentraciones de glucosa en el interior de la célula son siempre muy bajas, y el gradiente de concentración exterior --> interior favorece la difusión de la glucosa.

La difusión facilitada es mucho más rápida que la difusión simple y depende:

• Del gradiente de concentración de la sustancia a ambos lados de la membrana

• Del número de proteínas transportadoras existentes en la membrana

• De la rapidez con que estas proteínas hacen su trabajo

La Insulina, una hormona producida por el páncreas, facilita la difusión de la glucosa hacia el interior de las células, disminuyendo su concentración en la sangre. Esto explica el porque la ausencia o disminución de la insulina en la diabetes mellitus aumenta los niveles de glucosa en sangre al mismo tiempo que obliga a las células a utilizar una fuente de energía diferente de este monosacárido.

 BASES ELECTROFISIOLOGICAS DEL POTENCIAL DE LA MEMBRANA EN REPOSO Y DEL POTENCIAL EN ACCION. BOMBA DE SODIO (Na) A NIVEL DEL INTESTINO DELGADO.

 Potencial De Acción:

Un potencial de acción o también llamado impulso eléctrico, es una onda de descarga eléctrica que viaja a lo largo de la membrana celular modificando su distribución de carga eléctrica. Los potenciales de acción se utilizan en el cuerpo para llevar información entre unos tejidos y otros, lo que hace que sean una característica microscópica esencial para la vida de los animales. Pueden generarse por diversos tipos de células corporales, pero las más activas en su uso son las células del sistema nervioso para enviar mensajes entre células nerviosas (sinapsis) o desde células nerviosas a otros tejidos corporales, como el músculo o las glándulas.

 Potencial De Membrana En Reposo:

Cuando la célula no está estimulada por corrientes despolarizantes supraumbrales, se dice que se encuentra en un potencial de membrana en reposo.

La membrana celular está compuesta mayoritariamente por una bicapa de fosfolípidos altamente hidrofóbica, que impide el paso libre de partículas cargadas como los iones. Por lo cual esta bicapa de fosfolípidos se comporta como un condensador, separando cargas (dadas por los iones en disolución) a una distancia de aproximadamente 4 nm. Esto permite la mantención del potencial de membrana a lo largo del tiempo. El potencial de membrana se debe a la distribución diferencial de iones entre el interior y el exterior celular. Este potencial de membrana es mantenido a lo largo del tiempo por el transporte activo de iones por parte de bombas, tales como la bomba sodio-potasio y la bomba de calcio. Estas proteínas usan la energía de hidrólisis de ATP para transportar iones en contra de su gradiente electroquímico, manteniendo así los gradientes de concentraciones iónicas que definen el potencial de membrana.

 Potencial En Acción:

Las variaciones del potencial de membrana durante el potencial de acción son resultado de cambios en la permeabilidad de la membrana celular a iones específicos (en concreto, sodio y potasio) y por consiguiente cambios en las concentraciones iónicas en los compartimientos intracelular y extracelular. Estas relaciones están matemáticamente definidas por la ecuación de Goldman, Hodgkin y Katz (GHK).

Los cambios en la permeabilidad de la membrana y el establecimiento y cese de corrientes iónicas durante el potencial de acción refleja la apertura y cierre de los canales iónicos que forman zonas de paso a través de membrana para los iones. Las proteínas que regulan el paso de iones a través de la membrana responden a los cambios de potencial de membrana.

En un modelo simplificado del potencial de acción, el potencial de reposo de una parte de la membrana se mantiene con el canal de potasio. La fase ascendente o de despolarización del potencial de acción se inicia cuando el canal de sodio dependiente de potencial se abre, haciendo que la permeabilidad del sodio supere ampliamente a la del potasio. El potencial de membrana va hacia ENa. En algunas células, como las células del marcapasos coronario, la fase ascendente se genera por concentración de calcio más que de sodio.

Tras un corto intervalo, el canal de potasio dependiente de voltaje (retardado) se abre, y el canal de sodio se inactiva. Como consecuencia, el potencial de membrana vuelve al estado de reposo, mostrado en el potencial de acción como una fase descendente. Debido a que hay más canales de potasio abiertos que canal de sodio (los canales de potasio de membrana y canales de potasio dependientes de voltaje están abiertos, y el canal de sodio está cerrado), la permeabilidad al potasio es ahora mucho mayor que antes del inicio de la fase ascendente, cuando sólo los canales de potasio de membrana estaban abiertos. El potencial de membrana se acerca a EK más de lo que estaba en reposo, haciendo que el potencial esté en fase refractaria. El canal de potasio retardado dependiente de voltaje se cierra debido a la hiperpolarización, y la célula regresa a su potencial de reposo.

Las fases ascendente y descendente del potencial de acción se denominan a veces despolarización e hiperpolarización respectivamente. Técnicamente, la despolarización es cualquier cambio en el potencial de membrana que lleve la diferencia de potencial a cero. Igualmente, la hiperpolarización es cualquier cambio de potencial que se aleje de cero. Durante la fase ascendente, el potencial de membrana primero se aproxima a cero, y luego se hace más positivo; así, la fase ascendente incluye tanto despolarización como hiperpolarización. Aunque es técnicamente incorrecto denominar las fases ascendente y descendente como despolarización e hiperpolarización, es común verlo entre profesores, físicos y libros de neurociencia.

 Bomba De Sodio (Na) A Nivel Del Intestino Delgado:

El catión sodio (Na+) tiene un papel fundamental en el metabolismo celular, por ejemplo, en la transmisión del impulso nervioso (mediante el mecanismo de bomba de sodio-potasio). Mantiene el volumen y la osmolaridad. Participa, además del impulso nervioso, en la contracción muscular, el equilibrio ácido-base y la absorción de nutrientes por las membranas.

La concentración plasmática de sodio es en condiciones normales de 137-145 mmol/L. El aumento de sodio en la sangre se conoce como hiponatremia y su disminución hiponatremia.

El sodio se absorbe en humanos, de manera fácil desde el intestino delgado y de allí es llevado a los riñones, en donde se infiltra y regresa a la sangre para mantener los niveles apropiados. La cantidad absorbida es proporcional a la consumida. Alrededor del 90 -95% de la pérdida normal del sodio es a través de la orina y el resto en las heces y el sudor. Se considera que lo normal de la cantidad de sodio excretada es igual a la cantidad ingerida. La secreción de sodio se mantiene por un mecanismo que involucra los riñones (tasa de filtración glomerular, sistema renina-angiotensina), el sistema nervioso simpático, la circulación de catecolaminas y la presión sanguínea.

 REGULACION COMO SISTEMA BUFFER Y DE LOS LIQUIDOS CORPORALES.

 El sistema buffer

Una solución buffer es aquella que tiende a absorber el exceso de iones hidrógeno o a liberarlos según necesidad. Por eso es importante en la regulación del equilibrio ácido-base en los líquidos corporales. Aunque existen tres sistemas buffers importantes, el sistema del buffer bicarbonato es el más significativo, porque el cuerpo puede alterar las concentraciones relativas de ácido carbónico y bicarbonato de sodio.

Cuando cualquier ácido más fuerte que el ácido carbónico ingresa a la sangre, es amortiguado por la reacción con la sal de bicarbonato e sodio. Los iones hidrógeno son eliminados para formar moléculas de ácido carbónico y una sal de sodio M ácido más fuerte. Sigue un ejemplo:

Ácido láctico + Bicarbonato de sodio ® Lactato de sodio + Ácido carbónico

Un trastorno del equilibrio ácido-base puede considerarse el resultado de desequilibrio en el sistema ácido carbónico l bicarbonato de sodio (o alguna otra base). Estos bicarbonatos se hallan en el líquido extracelular en una relación de una parte de ácido carbónico con 20 artes de bicarbonato base. El equilibrio ácido-base y el pH normal del líquido corporal cambian cuando esta relación está alterada.

En la situación clínica, el equilibrio o desequilibrio ácido-base puede determinarse a partir del pH sérico, PC02 y niveles de bicarbonato. El pH sanguíneo puede medirse incluso con pequeñas muestras de sangre. Los valores normales de pH están entre 7,35 y 7,45. La concentración de ácido carbónico (H2CO3) es cuantitativamente despreciable en comparación con el dióxido de carbono disuelto. El valor normal es aproximadamente 40 mm Hg.

Aunque la concentración del ion bicarbonato en el asma puede medirse directamente, la concentración total de dióxido de carbono del suero habitualmente da una estimación del nivel de bicarbonato. El valor normal durante el primer año de vida está entre 20 y 23 milimoles (mM) por litro, menor que en el niño mayor debido al bajo umbral renal para el bicarbonato. El valor normal luego el primer año de vida es 25 a 28 mM por litro.

 AMENAZAS AL PH.

Nuestro organismo continuamente se encuentra produciendo ácidos que amenazan el valor fisiológico de pH de los líquidos corporales, fisiológicamente se distinguen dos tipos de ácidos:

 Ácidos Volátiles :

Son los ácidos que produce nuestro organismo, generalmente como subproducto del metabolismo de la glucosa y que tienen la particularidad de estar en equilibrio con un gas tal como el CO2 y de ser eliminados por la respiración, es así como nuestro organismo produce 15000 a 20000 mmoles de ácido carbónico(h2co3) que eliminado por la respiración.

 Ácidos Fijos:

Son aquellos que no se eliminan por los pulmones, sino que son eliminados por el riñón, son el producto, principalmente del metabolismo incompleto de proteínas, grasa e hidratos de carbono, vale decir, que no llegan a CO2 y agua como metabolitos finales, sino que se quedan en un estado tal como ácido láctico proveniente de la glucosa, cuerpos cetónicos, provenientes del metabolismo de las grasas y ácido sulfúrico proveniente del metabolismo de las proteínas, con aminoácidos que contienen azufre.

 Ácidos Orgánicos:

Constituyen un grupo de compuestos, caracterizados porque poseen un grupo funcional llamado grupo carboxilo o grupo carboxi (–COOH); se produce cuando coinciden sobre el mismo carbono un grupo hidroxilo (-OH) y carbonilo (C=O). Se puede representar como COOH ó CO2H.

 SISTEMAS DE REGULACION DE PH O DEL EQUILIBRIO ACIDO-BASE.

 Equilibrio Ácido Base:

El sistema de regulación acido-básica protege al organismo contra las modificaciones del pH debidas principalmente a la continua formación de diversos ácidos producidos en el curso del metabolismo; el PH del líquido extracelular es de 7.35-7.45.

 Mecanismos De Regulación Del Equilibrio Acido Básico:

La regulación del pH en los mamíferos destaca un hecho: en los líquidos extracelulares el catión dominante es el catión dominante es el Na+, equilibrado eléctricamente con los aniones Cl- y HCO3-.

 El Sistema Amortiguador Mas Efectivo Es H2co3/Hco3:

Pues el organismo dispone de cantidades casi ilimitadas del H2CO3 provenientes de la hidratación del CO2 metabólico.

La influencia del mecanismo de intercambio de iones para mantener el pH de los líquidos orgánicos se ejemplifica de manera característica por el intercambio de aniones entre los glóbulos rojos y el plasma. Así al aumentar el CO2 en el plasma se combina con el agua, forma ácido carbónica, H2 CO3, y aumenta la acidez en el glóbulo rojo.

 Mecanismos Respiratorios De Regulación Del Ph:

En el mecanismo de regulación respiratoria del PH participan los cambios de los volúmenes respiratorios y la frecuencia del numero de respiraciones, pues afectan el transporte de oxigeno en la sangre, el efecto amortiguador de la hemoglobina y la eliminación del acido carbónico a través de los pulmones.

 Acidosis Respiratoria:

La hipoventilación crónica de cualquier naturaleza, como el efisema, la fibrosis pulmonar, y las enfermedades cardiopulmonares; o aguda por intoxicación con medicamentos tóxicos que afectan al sistema nervioso, produce una eliminación defectuosa.

La retención de CO2 causa aumento de tensión parcial (PCO3) por lo tanto de la concentración de H2CO3. Esta situación pone en juego mecanismos compensadores como el paso por el mecanismo de intercambio iónico; cuando esto ocurra los H+ entran a las células a cambio de ion K y ion Na.

Los pacientes con acidosis respiratoria, antes de los ajustes por la compensación, tienen un PH sérico bajo de 7.3.

 Alcalosis Respiratoria:

Se debe habitualmente, hay hiperventilación fenómeno causante del aumento en la salida de dióxido de carbono por vía pulmonar.

El cuadro se observa en los comienzos de las enfermedades pulmonares y cardiopulmonares, cuando existe mala oxigenación y, por lo tanto, se produce una hiperventilación; también apare en casos de exoventilación del sistema neurológico.

En alcalosis respiratoria, una forma sencilla para modificar el trastorno si se debe por hiperventilación por ansiedad, es el de respirar dentro de una bolsa y después a hacer nuevas inspiraciones de CO2 se impide su salida exterior.

 Acidosis Metabólica:

En la acidosis metabólica existe acumulación de algún acido, exceso de H+ se combina con Hco3- para formar H2CO3 y anión del ácido equilibra con sodio.

...