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Fisiología I
Unidad I
Homeostasis
Homeostasis
• Todos los sistemas del cuerpo humano, todos los órganos, con la posible excepción de los órganos reproductores, están involucrados en la Homeostasis.
Los sistemas homeostáticos
1. Sistema circulatorio
2. Sistema respiratorio
3. Sistema gastrointestinal
4. Sistema hepático-orgánico-metabólico
5. Sistema músculo-esquelético
6. Sistema excretor
7. Sistema regulador: sistema nervioso
sistema hormonal
Ritmo Circadiano
o Circadiano, - lat. Circa, -alrededor, y dies, - día
o Corresponde al ritmo interno de los procesos vitales sintonizados de acuerdo con un ciclo de 24 horas
o Varía con la fase de producción de sustancias
aumentos máximos → acmé
descensos máximos → declinación o Actúa como un reloj interno que se mantiene constante
Ritmo Circadiano
Clasificación
1. Ritmo diurnal* matutino
* vespertino
2. Ritmo nictemeral
Homeostasis
La célula es la unidad básica de la vida, contiene ADN (Ácido Desoxirribo Nucleico ), el transmisor de nuestra constitución genética, el cual elabora millares de proteínas requeridas para la
función celular
Consideraciones Generales
“Los animales tienen realmente dos medios: un medio exterior en el cual está situado el organismo, y un medio interior en el cual viven los elementos tisulares.
El medio interior que rodea los órganos, tejidos y sus elementos nunca varía; los cambios atmosféricos no pueden penetrarlo y por tanto es cierto, afirmar, que las condiciones físicas del ambiente no son cambiantes en un animal superior.
Todos los mecanismos vitales, sin embargo aunque puedan ser variados, sólo tienen un objeto, que preserven constante las condiciones de vida del medio interior”
Claude Bernard, 1857
Homeostasis
• Un organismo bien adaptado puede restablecer eficazmente la homeostasis.
• El organismo mal adaptado, por el contrario, sufre cambios patológicos que varían desde la incapacidad funcional hasta alteraciones estructurales, e incluso la muerte.
Homeostasis y la Célula
• Para que la célula se mantenga viva y pueda realizar sus funciones, la composición del fluído del intersticio o líquido intersticial (el cual comprende las tres cuartas partes del líquido extracelular) debe ser controlado estrictamente
Homeostasis y la Célula
• A través de los estudios de biología molecular ha quedado demostrado que la última función de todos los órganos del cuerpo y los procesos es mantener constante la composición y concentración del
líquido extracelular y, vía la pared celular, del líquido intracelular.
Compartimientos y Fluidos
• Líquido Intracelular (LIC)
• Líquido Extracelular (LEC)
* Líquido Intra Vascular ( sangre )
* Líquido Intersticial ( intersticio )
Homeostasis y Fluidos
• Los compartimientos fluidos o los líquidos del medio interno deben mantener la constancia en :
* Volumen.................... Isohidria
* Composición............. Isoionia
* Concentración.......... Isotonía
Principales Mecanismos Homeostáticos Cuerpo Humano
• Mecanismo Pituitario
• Mecanismo Paratiroideo
• Mecanismo Renocardiovascular
• Mecanismo Pulmonar
• Mecanismo Adrenal
Valores de Laboratorio
• Considerar los rangos normales tanto en niños como en adultos
• Elementos formes de la sangre• Constituyentes químicos del plasma• Valores en la orina
Elementos formes de la sangrevalores de laboratorio: rangos normales
niños niños niños niños niños adultos adultos
Al nacer
3 meses 1 año 5 años 12 años mujeres Varones
Hematocrito
(%)
43-63 28-40 32-40 36-44 39-47 39-47 44-52
Hemoglobina
(g/dL)
14-20 9-13 11-12,5
12-14,7 13,4-15,8 13-16 15-18
Glóbulos
Rojos
(x1000000)
4,1-5,7 3,1-4,7 3,9-4,7 4,0-4,8 4,3-5,1 4,2-5,0 4,8-6,0
Constituyentes Químicos del Plasmavalores de laboratorio: rangos normales
adultos niños
K + 4,0-5,6 ( mmol / L ) 4,5-5,5 ( mmol / L )
Na + 137-147 ( mmol / L ) 130-150 ( mmol / L )
Ca 2+ 2,25-2,90 ( mmol / L ) 2,0-2,5 ( mmol / L )
Mg 2+ 0,75-1,05 ( mmol / L ) 0,65-0,95(mmol / L )
Cl 1- 98-106 ( mmol / L ) 90-110 ( mmol / L )
HPO4 2- 0,85-1,3 ( mmol / L ) 0,85-1,3 ( mmol / L )
HCO3 - 25-29 ( mmol / L ) 20-25 ( mmol / L )
Proteínas 6-8 ( g / dL ) 6-8 ( g / dL )
pH 7,35-7,45 [ 7,38-7,42 ] 7,35-7,45[ 7,38-7,42 ]
Valores en la Orinavalores de laboratorio: rangos normales
• Sustancias orgánicas
glucosa=0
albúmina=0
bilirrubina=0
pigmentos biliares=0
cuerpos cetónicos =0
urea = 20-40 g / 24 h
ácido úrico = 0, 5 g / 24 h
creatinina = 1, 0-1,5 g / 24 h
urobilina = 1-4 mg / 24 h
amilasa = 32 u / mL
Gonadotropinas = 6-24 u.i.
17-cetosteroides = l0-15 mg/24h
17 corticoesteroide= 3-9 mg/24 h
Homeostasis y Sistema Urinario
Riñones
Uréteres
Vejiga urinaria
Uretra
Sistema Urinario
• Funciona principalmente en la formación y eliminación de orina
• Es primordial para el mantenimiento de la homeostasis
Consideraciones Generales
• La importancia fisiológica es enorme y sus funciones son múltiples
• Sin embargo, como sistema urinario
recordaremos dos:
1. formación y eliminación de orina
2. mantenimiento de la homeostasis
Funciones de los riñones
1. Regular el equilibrio hidroelectrolítico
2. Retirar productos metabólicos de desecho de la sangre y excretarlos por la orina
3. Retirar sustancias extrañas de la sangre y excretarlas por la orina
4. Regular la presión arterial mediante alteración de la excreción de sodio y secreción de renina y otras sustancias vasoactivas
Funciones de los riñones
5. Secretar eritropoyetina
6. Secretar [1,25(OH)2 cholecalciferol]
7. elaborar la Gluconeogénesis
Consideraciones Generales
• La pérdida del funcionamiento de los dos riñones es incompatible con la vida, al menos que pueda reemplazarlos o sustituir sus funciones a través de procedimientos de depuración sanguínea: Diálisis peritoneal y Hemodiálisis
Mecanismos de formación y excreción de orina
• Filtración glomerular• Reabsorción tubular• Secreción tubular• Metabolismo tubular
Procesos renales básicos
• El primer paso en la formación de orina es la filtración que se realiza en el corpúsculo renal
• El proceso físico mediante el cual, agua y solutos filtran, o sea que pasan o atraviesan las paredes membranosas de los capilares gomerulares, se llama filtración glomerular
• El flujo de volumen del plasma libre de proteínas procedente de los capilares glomerulares y que se dirige hacia el interior de la cápsula de Bowman es denominado filtrado glomerular
Procesos renales básicos
• Cuando la transferencia ocurre desde el plasma de los capilares peri tubulares a la luz tubular, el proceso se denomina resorción tubular
• El movimiento en la dirección opuesta, o sea, de la luz tubular hacia el plasma se llama secreción tubular
Filtración Glomerular
• El gran número de poros en los capilares glomerulares ayuda a la efectividad de filtración
• El diámetro pequeño de los vasos eferentes contribuye a la eficiencia de filtración
• Eleva la presión hidrostática glomerular [ (PHG)=70 mm-Hg ]
• Se establece un gradiente osmótico (glomérulo cápsula)
• La presión coloidosmótica [ (PCO)=32 mm-Hg ] y la
• presión intracapsular [ (PIC)=20 mm-Hg ] tienden a evitar que el líquido salga del glomérulo
Filtración Glomerular
• Al sustraer de la presión hidrostática glomerular (PHG) las dos presiones opuestas: coloidosmótica (PCO) e intracapsular (PIC), se produce una presión de filtración efectiva (PFE) equivalente a 18 mm-Hg, entonces:
PFE = PHG – ( PCO + PIC )
PFE = 70 mm-Hg – ( 32 mm-Hg + 20 mm-Hg )
PFE = 70 mm-Hg – ( 52 mm-Hg )
PFE = 18 mm-Hg
Permeabilidad de la membrana glomerular
• Cuando hay una presión hidrostática glomerular normal, la membrana glomerular normal es impermeable a las sustancias coloidales y a todas las proteínas sanguíneas.
• La membrana es impermeable a toda molécula cuyo peso molecular excede de 70000
• El peso molecular de la albúmina es justamente 70000, de modo que en ocasiones esta molécula logra atravesar la membrana glomerular
Coeficiente de Difusión Renal
Coeficiente
difusión
Porcentaje
de
filtración
Permeabilidad
Glomerular
Sustancia Peso
Molecular
1,33 > 100% ++++ urea 60
1,30 > 100% ++++ creatinina ~ 100
1,10 100 % ++++ inulina 5100
1,00 70 % ++++ mioglobina 30000
< 1,00 < 1 %
< 1 %
–
–
hemoglobina
albúmina
68000
70000
Cálculo de la cantidad filtrada
• La cantidad filtrada de cualquier sustancia por unidad de tiempo está dada por el producto de la velocidad de filtración glomerular (VFG) o (GFR) y la concentración plasmática filtrable de la sustancia [Px], de donde
• Cantidad filtrada X = VFG x [Px]
Resorción Tubular
• Cada minuto, pasan unos 125 mL de filtrado glomerular de la membrana glomerular hacia los túbulos renales
• A medida que el filtrado pasa por los túbulos, su composición cambia por resorción selectiva de agua y de sustancias químicas de regreso a la sangre
• 124 mL de los 125 mL del filtrado formado cada minuto son resorbidos, dejando pasar sólo 1 mL, como orina, a los túbulos colectores
• Las células de las paredes de los túbulos contorneados y de las asas de Henle realizan la función de resorción
Resorción Tubular
• Sólo 1 mL del filtrado glomerular que se forma cada min, pasa a los túbulos colectores como orina, o sea, menos de 1% del filtrado total x min
• En la resorción del filtrado glomerular intervienen 2 tipos de transporte: activo y pasivo
• En el transporte activo las sustancias pasan a través de la membrana tubular contra un gradiente de concentración o gradiente eléctrico y requiere gasto de energía
• En el transporte pasivo las sustancias son resorbidas por simple difusión, sin gasto de energía alguno
Resorción Tubular
Transporte Activo• Gradiente de concentración • Gradiente eléctrico• Requiere gasto de energía• Sustancias involucradas:
C6H12O6
AminoácidosNa+Cl-
K+
Transporte Pasivo• Difusión física• Difusión pasiva• No requiere gasto de energía• Sustancias involucradas:
H2O en los túbulos
Secreción Tubular
• Además de filtrar, la membrana tubular secreta activamente ciertas sustancias en el filtrado glomerular que serán excretadas en la orina ( fármacos, pigmentos, toxinas y subproductos nitrogenados del metabolismo )
• Se inicia con la difusión de la sustancia fuera de los capilares peri tubulares hacia dentro del líquido intersticial
• Luego la sustancia pasa hacia el interior de la luz tubular cruzando la ruta paracelular o la ruta transcelular
Secreción Tubular
• El movimiento secretorio paracelular requiere un gradiente electroquímico
• El movimiento secretorio transcelular se produce por diferencia en las características de las dos membranas
• Entre los procesos secretorios más importantes está los de los iones H+ y K+
• En el túbulo proximal hay secreción activa de muchos aniones y cationes orgánicos
Metabolismo Tubular
• Algunas células tubulares pueden extraer nutrientes orgánicos de los capilares peritubulares y los metabolizan según sus requerimientos nutricionales, en lugar de segregarlos al interior de la luz tubular
• Para modificar la composición de orina y plasma hay síntesis de NH4+ a partir de la glutamina
• También hay producción de HCO3 - a partir de H2CO3
Homeostasis
¿Cómo se realiza?
Homeostasis
• Eliminando los productos de desecho del metabolismo
CO (NH2)2 [ urea ]
C5H4O3N4 [ ácido úrico ]
C4H7ON3 [ creatinina ]
HPO4 [ fosfato ]
HSO4 [ sulfato ]
otros productos finales
• Manteniendo constante el volumen y la composición de los líquidos corporales
H2O
sales
pH
Homeostasis
Líquidos Corporales
Isohidria
Isoionia
Isotonía
HomeostasisBalance Hídrico
• Ingresos agua de oxidación............... 0,3 L
intestinos ............................ 2,0 L_____ 2,3 L
• Existencia líquido intracelular........... 30,0 L
líquido intersticial ............ 9,0 L
líquido intravascular ........ 3,0 L_____ 42,0 L
• Egresos vía respiratoria(pulmones) ..0,6 L
vía cutánea (sudor) ..............0,4 L
contenido fecal (heces) ........0,2 L
contenido de orina .............. 1,1 L_____ 2,3 L
Homeostasis
Presión Osmótica• Mantenimiento de la osomolalidad u osmolaridad
plasmática, sérica y urinaria
• Controlada por los gradientes osmóticos
• Regulación de los mecanismos de intercambio entre LEC y LIC con pulmones
• Control de la densidad urinaria - densidad hasta 1001...diuresis acuosa o diluida...sobrehidratación
- densidad hasta 1033...antidiuresis por sed...........deshidratación
Homeostasis
Presión Arterial
• Influencia en la presión arterial sistémica
• Al caer la presión arterial, en los riñones se produce la enzima renina y se activa la Angiotensina II
• Sistema renina - angiotensina
Homeostasis
Control de la Hemodinámica Renal• El flujo de sangre renal (RBF) está definido por la presión
media y el estado de contracción del músculo liso
• Autorregulación
mecanismo miogénico
retroacción glomérulo tubular
• Control por el sistema nervioso simpático (catecolamina)
• Sistema Renina-Angiotensina - Aldosterona
Homeostasis
Control de la Hemodinámica Renal• Sistema de prostaglandinas ( PGE2, PGI2 )
• Hormona Antidiurética ( ADH )[ Vasopresina ]
• Sistema dopaminérgico ( Dopamina )
• Sistema cininas- calicreínas ( Bradicinina )
• Adenosina
Homeostasis
Hemopoyesis• Constancia de la capacidad de transporte de oxígeno en la
sangre
• Al caer el contenido de hemoglobina es liberada la eritropoyetina de los riñones
• La eritropoyetina estimula la maduración de los glóbulos rojos en la médula ósea
Homeostasis
Equilibrio Ácido-Base• Los riñones a través de las células de los túbulos
contorneados distales secretan grandes cantidades de H+
• Se refiere al mantenimiento de un nivel adecuado en la concentración de H+ en los líquidos corporales
• El pH es un símbolo utilizado para determinar la concentración de H+, indicando el grado de acidez o alcalinidad de una solución
Homeostasis
Equilibrio Ácido-Base• El cuerpo emplea tres medios para mantener estable el pH
sustancias amortiguadoras la respiración la excreción renal• Los riñones regulan de tres modos el equilibrio ácido-base
secreción de iones H+
formación de NH4 +
excreción de HCO3 1-
Control del Volumen de Orina
• La ADH determina la cantidad de agua que regresa a la sangre
• Mayor concentración de ADH, mayor resorción de H20 en los túbulos distales y colectores, menor volumen de orina y aumenta su concentración (hipertenuria)
• Se produce un volumen de orina cerca de 1500 mL x d
• La orina está formada de 90 % de H20 y 10 % de sales, toxinas, pigmentos, hormonas y desechos nitrogenados derivados del metabolismo proteico
Control del Volumen de Orina
• La orina es impulsada por ondas peristálticas
• 1-5 x min desde los uréteres hacia la vejiga urinaria
• La vejiga urinaria realiza dos funciones:
sirve como depósito de orina, y ayudada por la uretra,
expulsa la orina del cuerpo
• La necesidad de orinar se siente con un volumen en la vejiga de 300 a 400 mL
• La capacidad máxima de la vejiga es cerca de 1 L
• La emisión de la orina se llama micción
Suficiencia Renal
El riñón ha cumplido con todas sus funciones, manteniendo la constancia del medio interno y eliminando los desechos por la orina.
