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ofisiología

INDICE:TEMA PÁGINAS

HOMEOSTASIS: Sistema de control, El equilibrio del líquido depende/osmosis…………………………………...4

EQUILIBRIO OSMÓTICO: Medio isotónico, hipotónico, hipertónico.-Para los

Mecanismos de control existen distintos mecanismos de control:

Atrofia e hipertrofia, hiperplasia, M. regionales. M central, Negativa

TERMORREGULACIÓN: Circulación cutánea,

Mecanismos de transmisión y pérdida de calor: conducción, Radiación, Convección, evaporación…...7

APARATO DIGESTIVO…………………………………………………………………………………………………………………….…..9

Faringe, esófago, estómago……………………………………………………………………………………………………………...10

INTESTINO DELGADO-INTESTINO GRUESO………………………………………………………………………………………..11

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HÍGADO Y PÁNCREAS ABSORCIÓN DE NUTRIENTE………………………………………………………………… …………12

ASPECTOS QUÍMICOS DE LA DIGESTIÓN…………………………………………………………………………………………...13

SISTEMA CIRCULATORIO-SANGRE, PLASMA………………………………………………………………………………………………………………………………….………...14

GLOBULOS ROJOS-GLOBULOS BLANCOS…………………………………………………………………………………………………………………………………………15

PLAQUETAS- GRUPOS SANGUÍNEOS…………………………………………………………………………………………………………………………………..16

FACTOR RH-VASOS SANGUÍNEOS………………………………………………………………………………………………………………………………17-18

ARTERIAS-CAPILARES-VENAS-CIRCULACIÓN MAYOR Y MENOR……………………………………………………….18

SISTEMA PORTA-HEPATICO-BOMBA CARDIACA………………………………………………………………………………………………………………………………………..19

CICLO CARDIACO-ELECTROCARDIOGRAMA………………………………………………………………………………………20

PRESIÓN SANGUINEA-PULSO ARTERIAL-APARATO RESPIRATORIO………………………………………………………………………………………………………………………..…....21-23

INSPIRACIÓN- ESPIRACIÓN………………………………………………………………………………..………………………....24-25

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INTERCAMBIO GASEOSO EN PULMONES, ALVEOLAR………………………………………………………………………...26

RESPIRACIÓN CELULAR-VIA AEROBICA-GLICÓLISIS-CICLO DE KREBS………………………………………………….27

NEUROTRASMISORES…………………………………………………………………………………………………………………..28- 30

Homeostasis

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Homeostasis

Es un proceso cuya función es mantener el equilibrio constante del medio interno relacionado con los procesos fisiológicos.

Los cambios del medio interno se deben a que todas las actividades metabólicas se hacen con energía, los cuales necesitan de suministros constantes de oxigeno, nutrientes, sales minerales etc.…. Este también responde a cambios externos del organismo. Estos cambios necesitan de un equilibrio (homeostasis). Estos se hacen con actividades del sistema circulatorio, nervioso y endocrino, en los cuales intervienen órganos como los riñones, pulmones o las branquias del tubo digestivo y la piel.

Sistemas de control

El líquido intersticial procede del líquido bascular, estos dos forman el líquido extracelular. El líquido intersticial se encuentra entre las células y el tejido. Este tiene una composición parecida a la del plasma, pero con una concentración baja de proteínas a diferencia del plasma

Todos las células de organismos pluricelulares están rodeados de líquido extracelular (oxigeno, B. de sodio, calcio, cloro, B. de carbono, glucosa y potasio).

El líquido intracelular y extracelular forman el líquido de todo el cuerpo (60%), se encuentra en constante movimiento, contiene iones y nutrientes para mantención de las células y gran parte de este sale por los llamados vasos linfáticos

El equilibrio del líquido depende:

Del sistema circulatorio: la circulación del fluido entre el plasma y el espacio extracelular

Proceso de difusión: Es el movimiento de sustancias liquidas a gaseosas de un área de alta concentración a una de baja concentración.

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Osmosis: Es el flujo de agua a través de una membrana semipermeable donde el soluto es más bajo a una que es más alta. Este proceso depende de la solución de H2O. El flujo del líquido en ambas direcciones se determina por:

Presión capilar Presión del líquido intersticial Presión coloideosmotica del plasma Presión del líquido coloideosmótico del líquido intersticial

Equilibrio osmótico

Isotónico: La concentración de soluto es la misma fuera y dentro de la célula.

Hipotónico: alta concentración de soluto en el medio externo, por lo que la concentración de agua es más alta fuera de la célula que dentro, ya que hay poco material disuelto. El líquido va hacia el interior de la célula.

Hipertónicas: Tiene mayor concentración de soluto en el medio externo y la célula pierde agua debido a la diferencia de presión. La célula puede llegar a morir por deshidratación. La salida de agua continúa hasta que se iguale la presión

Para regular la homeostasis existen distintos Mecanismos de control:

M. locales: Sucede en el espacio intersticial, con respuestas vasculares, que al aumentar la actividad, estos se dilatan provocando la vasodilatación, y en el efecto contrario se provoca la vasoconstricción.

Las respuestas se ven en el metabolismo y en los líquidos corporales como son el sudor y orina.

La mitosis es una respuesta local a la homeostasis

Atrofia e Hipertrofia: También es parte del resultado homeostático, donde los componentes y el número de células disminuyen en el primero y en el segundo aumenta estos componentes celulares por el aumento de actividad, las mitocondrias se dividen en dos (núcleo más membranas).

Hiperplasia: aumenta el índice mitótico

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M. regionales: Estos funcional cuando los M. locales no funcionan. Estos son los reflejos. Ej.: cuando se come mucho y dan ganas de vomitar.

M. Centrales: Procesos de retroalimentación los cuales pueden ser Positivos o negativos:

Positivo: La respuesta final es igual a la inicial, o sea en la presencia de algún producto, se estimula la síntesis de este producto.

Negativa: La respuesta final es contraria a la inicial.

Termorregulación

Hay 4 problemas de regulaciónLa tº corporal, la concentración de glucosa sanguínea, cantidad de agua e iones y la concentración de pH.El hipotálamo puede actuar sobre la temperatura corporal por medio de mecanismos:Circulación cutánea: Cuando la temperatura baja el hipotálamo activa las fibras nerviosas simpáticas q van a la piel, por lo que llega menos sangre, y cuando la temperatura es alta estas arterias se dilatan, la sangre llega a la superficie de la pielPara mantener constante esa temperatura existen distintos tipos de mecanismos el cual está controlado por el hipocampo. Este se encarga de regular la temperatura internamente.

Mecanismos de transmisión y pérdida de calor:

Conducción: Es la perdida de calor a través de dos cuerpos de distinta temperatura.

Radiación: se da entre cuerpos a distancia de ondas electromagnéticas como: Sol vidrios, incubadora, calefacción etc. La perdida de calor es inversamente proporcional a la distancia.

Convección: Propia de los fluidos (aire, fluidos sanguíneos, etc.)

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La temperatura corporal de un ser humano normal es de ap. 37ºC, pero este

varía según el individuo. También la temperatura varía a lo largo del día, como en la madrugada que puede ser baja y más alta al anochecer. La temperatura se mide

por receptores epidérmicos y estos se adaptan a las temperaturas.

Evaporación: Es la perdida de calor por la pérdida de energía del paso de agua a vapor de agua.

Aparato Digestivo

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Aparato digestivoTodos los animales son heterótrofos y necesitan hidratos de carbono, grasas, proteínas, vitaminas, agua y sales minerales, para la síntesis y conservación de las células, ya que no se pueden usar o absorber inmediatamente por lo que tienen que pasar por un proceso en el sistema digestivo, para que el alimento pueda ser transformado en moléculas más simples y absorbibles. Estas macromoléculas provocan en las células la síntesis de sustancias químicas.Los alimentos ingeridos están compuestos por proteínas, grasas, polisacáridos, polinucleótidos entre otras moléculas. Estas deben ser ingeridas e hidrolizadas en subunidades más sencillas, para ser absorbidas.La digestión puede ser intracelular (partículas de alimentos son llevadas al interior de la célula por fagocitosis) o extracelular (con enzimas secretadas por células elaboradas en cavidades especiales típicamente la intestinal).En el aparato digestivo ocurren 3 procesos: ingestión-digestión-absorción.Ingestión: es la toma mecánica de los alimentos, masticación y degluciónAbsorción: Es el paso de sustancias a través de las paredes del tubo digestivo.La pared de las vías digestivas son semipermeables, la cual solo permite el paso de moléculas relativamente pequeñasEl aparato digestivo se separa por: Boca, Faringe, Esófago, Estómago, Intestino delgado e intestino grueso.

Boca

Los alimentos vienen impelidos por la lengua hasta encontrarse en las muelas, donde se mastican donde se forma el bolo, la que se engulle, este proceso llamado deglución, comienza cuando la lengua empuja el bolo hacia la faringe. El epitelio que cubre la lengua contiene acúmulos de células sensoriales, reunidas en las papilas gustativas, que son estimuladas por las substancias sápidas en solución.

Glándulas Salivales:

La saliva: la composición es similar a la del plasma y está formada por: Agua: permite que los alimentos se disuelvan y se perciba el sabor en el sentido del gusto.Iones de cloruro: Activan la amilasa salival o ptialina.Bicarbonato y fosfato: Neutralizan el ph de los alimentos ácidos y de la corrosión bacteriana.Moco: Lubrica el bolo alimenticio para facilitar la deglución y que avance a lo largo del,tubo digestivo sin dañarlo.Lisozimas: Es una sustancia antimicrobiana que destruye las bacterias contenidos en los alimentos, protegiendo parte de los dientes de las caries e infecciones.Enzimas: Como la ptialina, que es una amilasa que hidroliza el almidón parcialmente en a boca, comenzando la digestión de los hidratos de carbono.Estaterina: inhibe la precipitación de fosfato cálcico, función antibacteriana y antifúngica.Calcio: le da el sabor a la saliva y ayuda a digerir el alimento.

Para facilitar el progreso de los alimentos, para prepararlos para su desintegración química, tres glándulas salivales secretan dos tipos de saliva: una es ocuoso con el fin de disolver ciertos alimentos, el otro contiene moco, una mucoproteína viscosa que facilita la adherencia mutua de las partículas alimenticias, hasta formar un bolo para deglución, además lubrica el bolo en su camino. La saliva limpia la mucosa de la boca y la protege de su sequedad.

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Las glándulas parótidas situada delante del conducto auditivo, produce solamente saliva acuosa.La glándula submaxilar ubicada delante del ángulo de la mandíbula emite una mezcla de las dos salivas.La glándula sublingual situada en el suelo de la boca también produce saliva de los dos tipos.

Amilasa salival: hidroliza el almidón y lo convierte en matosa , y la maltasa salival desintegra la maltosa en glucosa.La saliva es ligeramente ácida en la cual la amilasa es mas activa, en el medio hiperácido del estómago, la amilasa se desnaturaliza y pierde la actividad.

Faringe

Después de la boca el bolo se dirige a la faringe por los movimientos lingual ondulatorio. Al comenzar la deglución la respiración se detiene momentáneamente por un mecanismo reflejo que evita el paso irregular de los alimentos a la laringe a tráquea.

Luego empuja el bolo al esófago en el momento en que la faringe se contrae.

Esófago

Es un conducto musculoso que va desde la faringe hasta el estómago con paso entre los pulmones, detrás del corazón y por un orificio que está destinado el diafragma. La contracción de los músculos de las paredes de la faringe y la presencia del bolo en la parte superior del esófago provocan una onda contráctil llamada onda peristáltica que impulsa el bolo hacia el estómago. Estas ondas se producen a lo largo de todo el tubo digestivo, pero en el esófago son rápidas. El orificio del esófago en el estómago está regulado por un anillo de músculo liso

llamado esfínter. En estado normal está cerrado pero se abre al estímulo peristáltico.

Estómago

Las paredes del estómago son musculares gruesas situado a la izquierda del abdomen, debajo de las últimas costillas y dividido en tres regiones, una superior, región del cardias que está cerca del corazón, fondo y una extendida a la región del intestino delgado llamado región pilórica. En el estómago hay tres tipos de músculos: diagonales, circulares y longitudinales.

La mucosa del estómago contiene millones de glándulas gástricas microscópicas las cuales secretan moco y jugos gástricos con un gran contenido de enzimas y ácido clorhídrico.

El J. gástrico es muy ácido con un PH próximo a 1, pero el contenido del estómago donde el jugo se mezcla con los alimentos es menos ácido.

Se introduce al duodeno con cada contracción gástrica. La abertura del esfínter pilórica se regula con el reflejo enterogástrico del duodeno al estómago y por la acción de una hormona. La respuesta de la presencia del quimo sobre todo si contiene ácidos grasos, el duodeno libera una hormona llamada enterogastrona que pasa siguiendo el torrente vascular hasta el estómago, donde inhibe la reacción peristáltica. El estómago queda vacio más menos en 4 horas.

(Una vez que el alimento llega al estómago y al intestino delgado este se le llama quimo).

Intestino delgado

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Aquí entra el quimo por la fuerza de las ondas peristálticas del estómago. Es un tubo arrollado de como 7 metros de longitud y de cómo dos centímetros de ancho. En este lugar ocurre la mayor parte de la digestión enzimática y casi toda la absorción. (Solo el alcohol y algunos venenos se absorben a través de la pared gástrica). El primer segmento del intestino, se llama duodeno ocupa una posición fija en la cavidad abdominal, ligado con el hígado y el estómago, el resto del intestino delgado esta sostenido por el mesenterio. Los nervios y vasos sanguíneos pasan de la pared del cuerpo al intestino sostenido por el mesenterio. El duodeno penetra dos tipos de jugos pancreáticos:

La bilis desde el hígado y el jugo pancreático desde el páncreas, además las paredes intestinales contienen millones de glándulas intestinales las cuales secretan el jugo intestinal con su contenido con muchas enzimas. Estos tres jugos se mezclan en el intestino delgado, donde completan el proceso digestivo que comenzó en la boca y siguió en el estómago.

Intestino grueso y recto:

Una vez absorbidos los nutrientes, pasan del intestino delgado al grueso, o colon dispuesto en el abdomen en forma de u invertida. El intestino delgado desemboca de lado al intestino grueso o colon, a poca distancia de su terminación, de modo que deja un fondo de saco llamado ciego que sale una proyección llamado apéndice.

Aunque las materias que llegan al colon han perdido muchos de sus componentes aun es líquido, cierta cantidad de agua es absorbido en el I. delgado, equivalente a la aportada por el bilis y el jugo pancreático. La función del colon, además de expulsar desechos al recto, es absorber agua y reducir las deyecciones a consistencias semisólidas. Aquí también se producen los movimientos ya mencionados en el I delgado, peristálticos y rítmicos aunque son más

lentos, estos movimientos son más frecuentes después de comer por un reflejo del estomago para vaciar el colon con reflejos gastrocólico.

La defecación en parte es voluntaria debido a la contracción de los músculos de la pared abdominal y del diafragma y la relajación del esfínter interno del ano, y de la contracción del I grueso y recto y en las paredes donde despierta el deseo de defecar. Si el aviso se extiende el recto se adecua al nuevo tamaño y el aviso cesa.

La materia fecal contiene sustancias desechadas por el organismo, como pigmentos biliares, moléculas metálicas y grandes cantidades de bacterias.

Hígado y Páncreas.

Estos dos son grandes masas glandulares que vierten en el intestino delgado.

Hígado.

El hígado secreta continuamente bilis (unos 600 u 800 m al día) que circulan por un sistema de conductos hasta la vesícula biliar. La bilis no entra de inmediato en el intestino, pues un esfínter situado en el extremo intestinal del conducto biliar permanece cerrado hasta que el alimento entra en el intestino. Estimulado por la colecistocilina (hormona secretada por el duodeno en respuesta a la presencia de grasas en el contenido intestinal), el esfínter se relaja, se contrae la pared de la vesícula biliar y la bilis es vertida en el intestino, en la vesícula, la bilis se concentra por eliminación de agua y sales.

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La bilis no contiene enzimas digestivas, pero es alcalina y ayuda a la digestión neutralizando el quimo ácido procedente del estómago. Las enzimas secretadas por el páncreas y las glándulas intestinales tienen pH óptimo. Las sales de la bilis actúan como detergentes, emulsifican las grasas en el intestino y aumentan las superficies de las gotitas de grasa, favoreciendo la acción de la lipasa ( disgrega las grasas de los alimentos para hacerlos absorbibles). Además las sales biliares se combinan con los lípidos y facilitan su absorción a través de la mucosa del intestino. Las sales biliar5es son conservadas por el cuerpo, son reabsorbidas en la parte inferior del intestino y transportadas de nuevo al hígado por el torrente sanguíneo para ser secretadas de nuevo. La bilis también posee colesterol, que es muy poco soluble al agua.

Es una masa difusa situada entre el estómago y el duodeno, su secreción, el jugo pancreático, contiene enzimas que hidrolizan proteínas, grasas, ácidos nucleicos y carbohidratos. Entra al duodeno por el conducto pancreático. Además una célula de páncreas forman los islotes de Langerhans, secretan las hormonas insulina y glucagon que vierten en la corriente sanguínea. Estas dos secreciones no tienen relación alguna y son independientes.

El jugo pancreático es un liquido claro y ocuoso, decididamente alcalino con pH ap. de 8.5 por lo que es un factor decisivo de la neutralización del quimo ácido. Las enzimas secretadas por el páncreas y las glándulas de las paredes no están activas en medio ácido.

Absorción de Nutrientes

Cuando las enzimas digestivas han disociado las grandes moléculas de proteínas, polisacáridos, ácidos nucleicos y lípidos, los productos son absorbidos por las paredes del intestino delgado, estos contienen vellos que cubren toda la superficie de la mucosa intestinal. Cada vello contiene una red de capilares sanguíneos y un capilar linfático en su

centro, al cual son transferidos los nutrientes, y para aumentar mas la absorción, están las microvellosidades, en la superficie de cada célula epitelial del intestino.

Aquí se produce la absorción por difusión simple, difusión facilitada o difusión activa

El transporte activo tiene gasto de energía para mover las moléculas contra un gradiente químico. Las distintas hexosas, glucosas, fructosas y galactosa son absorbidas por distintas velocidades. La galactosa es absorbida más rápidamente que la glucosa y esta más que las fructosa.

Aspectos químicos de la digestión

Los polisacáridos como el almidón y el glucógeno forman parte de los alimentos ingeridos. La glucosa se junta formando enlaces glucosidicos, estos se hidrolizan formando amilasa, convirtiéndose en maltosa.

Todas las enzimas son proteínas, las cuales se inactivan por la calor

La maltosa se convierte en maltasa presentes en la saliva y en los jugos intestinales. También contienen sacarasa que separa a sacarosa que forman glucosa y fructosa. También hay lactasa que separa la lactosa en glucosa y galactosa. El producto final de la digestión de los H de carbono son hexosas como la glucosa, fructosa y galactosa que luego son absorbidos por las paredes del intestino.

La pepsina, secretada por las células principales de la mucosa gástrica, y la tripsina y la quimotripsina, secretadas por el páncreas.

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Aparato Circulatori

o

Sangre

composiciónTransporte

Vasos

-ArteriasVenasCapilares

Corazón

Estructura-ciclo -cardiaco-ECG

Flujo sanguineo y Regulación

-Intercambio alveolar y celular-Flujo sanguineo-Pulso-Presión

El pepsinogeno es convertido en pepsina, el tripsinogeno es convertido en enterosinasa, una enzima secretada por las paredes del intestino o por la propia tripsina. La quimotripsinogeno se convierte en quimotripsina que se efectúa por medio de la tripsina pero no por la quimotripsina. El páncreas secreta tripsinogeno y quimotripsinogeno, también secreta una proteína llamada inhibidora de la tripsina que se combinara con cualquier molécula de tripsina libre que puedan formarse accidentalmente en el páncreas y la inactivará.

La digestión de las grasas se logran con las esterasas, que rompen el enlace entre el glicerol y el ácido graso. La principal enterasa de los mamíferos es la lipasa secretada por el páncreas, soluble al agua como otras enzimas aunque sus sustratos no lo son por lo mismo pueden atacar las grasas en la superficie de una gotita y los ácidos biliares reducen la tención de las grasas y por lo tanto se desmenuzan en pequeñas gotas lo que aumenta la acción de la lipasa y por ende la la velocidad de la digestión lapida.

El páncreas también secreta ribonucleasa y desoxirribonucleasa, la fosfodiesterasa. Los almidones no se sintetizan por la amilasa, ni las proteínas con la pepsina o tripsina, y las grasas no son usualmente sintetizadas por la lipasa.

Control de secreción de enzimas digestivas

Las glándulas salivales están reguladas por el sistema nervioso. El olor y el sabor de los alimentos estimulas las terminaciones nerviosas de la nariz y de la boca, cuyo impulso llega al centro bulbar de la salivación, y de este parte el estímulo a las glándulas para que secreten saliva.

Estas glándulas responden a estímulos químicos, mecánicos y psíquicos.

Este flujo depende en parte de la estimulación nerviosa de glándulas gástricas por impulsos procedentes de las células de la mucosa del

estómago y en parte de la acción de una hormona llamada gastrina. Las células de la mucosa gástrica próxima al píloro envían la gastrina secretada a la corriente sanguínea siempre que entren en su contacto alimentos a medio digerir. Si lo que se ingiere es rico en proteína la secreción gástrica será más copiosa desde luego mucho más si en la alimentación hay más H de carbono. Los alimentos con muchas grasas excitan una escasa secreción de jugo gástrico.

La presencia de alimento en el intestino delgado estimula las células de la mucosa duodenal para secretar dos hormonas que regulas la

secreción pancreática. La secretina liberada por presencia de alimento ácido, libera líquido estimulado por el páncreas con bicarbonato que neutraliza la acidez. La otra hormona es la pancreocimina, que se libera por presencia de polipeptidos en el quimo, esta hormona también es llevada por la sangre al páncreas donde estimula la liberación de enzimas digestivas como tripsina y quimotripsina. La secretina también provoca aumento de bilis por el hígado. La pancreosimina, llamada también colecistocinina, estimula la vesícula biliar para que se contraiga y mande bilis hacia el colédoco.

Si se estimulas los nervios del páncreas no aumenta por ello la secreción, no se suprime si se corta, por lo que la acción es por la secretina y la pancreocimina.

Sistema Circulatorio

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La función de la circulación es satisfacer las necesidades de los tejidos: transportar nutrientes a los tejidos, levarse de los productos de desechos, conducir hormonas de una parte del cuerpo a otra y, en general mantener un ambiente apropiado en todos los tejidos tisulares para una supervivencia y función optima de las células.La circulación se divide en: circulación sistémica y pulmonar. La circulación Sistémica aporta flujo sanguíneo a todos los tejidos del cuerpo, menos a los pulmones, también se le denomina circulación mayor o periférica.Esta función de transporte lo realizan el sistema cardiovascular y el sistema linfático.

SangreLa sangre está formada por células, por eso se llama tejido sanguíneo, su pH es ligeramente básico y corresponde app al 8% del peso corporal.El 90 % de la sangre es agua y el 10 % restante son los: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas.

PLASMA

Es de color amarillento formado por una solución compleja donde su mayor parte en agua. Muchas sustancias están disueltas en él y son transportadas a acepción de las proteínas que no se transportan por el plasma, ya que no son nutrientes ni producto de desecho celular sino que funcionan en el propio torrente circulatorio. (albúminas, globulinas y fibrinógeno.Componentes: Agua (90%), H. de carbono, lípidos (colesterol y Ac. Grasos), sales minerales, Hormonas, CO2 disuelto, Sustancias de

excreción como urea, proteínas del plasma como: fibrinógeno y anticuerpos

GLOBULOS ROJOS- (Hematíes o eritrocitos)

Son células que se asemejan a discos cóncavos de 7 a 8 micrones de diámetro. En los mamíferos pierden su núcleo antes de entrar al torrente circulatorio. Contienen pigmentos rojos la hemoglobina una proteína que actúa como transportadora de O2. Se forma en la médula roja de los huesos mediante un proceso llamado hematopoyesis y su vida media es de app. 120 días.La función de los glóbulos rojos es transportar el O2 en forma de oxihemoglobina. Su función es trasportar la hemoglobina, que a su vez lleva el oxígeno desde los pulmones a los tejidos, y para que la hemoglobina permanezca en el torrente esta debe estar dentro de los eritrocitos. También los eritrocitos contienen anihidrasa carbónica que cataliza la reacción reversible entre el D de C y el agua, aumentando esta reacción, esto permite que el agua en la sangre transporte grandes cantidades de D de C desde los tejidos a los pulmones en forma de ion bicarbonato HCO3, además la hemoglobina actúa como amortiguador de acidobásico, al igual que la mayor parte de las proteínas. El tamaño de los eritrocitos varía al atravesar con dificultad los capilares, en realidad es como una bolsa que se deforma casi de cualquier manera. La médula ósea de casi todos los huesos fabrica eritrocitos hasta los 5 años de edad, pero la médula de los huesos largos acepto los proximales al humero y de las tibias, se forman muy grasas y dejan de fabricar eritrocitos a partir de los 20 años. Después de esa edad los eritrocitos son fabricados por la médula ósea membranosa, como las vértebras, el esternón, las costillas y los huesos coxales, pero con los años la médula se vuelve menos productiva incluso en estos huesos. Para la maduración de los eritrocitos se necesita vitamina B y ácido fólico para síntesis de ADN

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1.-Plaquetas liberan tromboquinasa2.- La tromboquinasa

actúa sobre la protrombina del

plasma + Ca y otros factores

3.- La protrombina se transforma en trombina.4.- La trombina actúa sobre el fibrinógeno

( soluble del plasma)5.- Fibrinógeno se transforma en fibrina.

( insoluble)

6.- La fibrina atrapa los elementos

figurados de la sangre

formando el trombo o

coágulo.

GLÓBULOS BLANCOS (LEUCOSITOS)Son células que presentan núcleo, se originan e la médula roja de los huesos y tienen diferentes formas. Se distinguen dos grupos de leucocitos:Los granulocitos: Entre estos están los neutrófilos que constituyen el 70% de los glóbulos blancos, los eosinófilos y los basófilos.Los agranulocitos: Entre estos están los linfocitos y los monocitosLa función es combatir los microorganismos infecciosos, fagocitar bacterias y cuerpos extraños al organismo y neutralizar toxinas.El cuerpo está expuesto a bacterias, virus, hongos y parásitos, los que se encuentran en la piel, boca, vías respiratoria, tuvo digestivo. El sistema especial para combatir esto son los glóbulos blancos y las células tisulares de los leucocitos. Estas células trabajan juntas de 2 formas, para evitar la enfermedad, destruyendo realmente los virus y bacterias mediante fagocitosis y formando anticuerpos y linfocitos sensibilizados, que destruyen e inactivan al invasor. Los G.blancos son las unidades móviles del sistema de protección del organismo. Se forman en parte en la médula ósea (glonulocitos y monocitos y algunos linfocitos) y en parte en el tejido linfático (linfocitos y las células plasmáticas). Tras su formación son transportadas en la sangre hasta las diferentes partes del cuerpo donde actúan. La verdadera utilidad de los leucocitos reside en que la mayoría se transportan de forma específica a las zonas de infección e inflación intensa, proporcionando así una rápida y potente defensa., los granulocitos y los monocitos poseen una capacidad especial de buscar y destruir a los invasores extraños. Ellos protegen al cuerpo de invasores mediante su ingestión, es decir, mediante fagocitosis. Los linfocitos y las células plasmáticas actúan en general con el sistema inmunitario. Los granulocitos y los monocitos se forman sólo en la médula ósea. Los linfocitos y y las células plasmáticas se producen sobre todo en los diferentes órganos linfógenos (g.linfáticos, el bazo, timo, amígdalas y tejidos linfáticos especialmente en la médula ósea y el la placas de Peyer bajo el epitelio de la p. intestinal). Los leucocitos formados en la médula ósea se almacenan ahí hasta que el sis. Circulatorio lo necesite.

PLAQUETAS (TROMBOCITOS)

Se Forman de fragmentos de citoplasma de células gigantes de médula ósea (250.000 a 500.000 por mm3) a partir de los megacariocitos, células extremadamente grandes de la serie hematopoyéticas de la médula ósea o poco después de entrar en la sangre. Su función es la coagulación sanguínea, que ayuda a mantener constante el volumen sanguíneo, hemostasis, impidiendo la pérdida de sangre. Este es un proceso que comienza con una serie de reacciones cuando la sangre está en contacto con la superficie dañada. La función principal de las plaquetas consiste en activar los mecanismos de a coagulación de la sangre. Las plaquetas no poseen núcleos ni se reproducen. Después se eliminan de la circulación principalmente por el sistema de macrófagos tisulares, mas de la mitad de plaquetas son suprimidas por los macrófagos del bazo, órgano en que la sangre atraviesa un enrejado de trabéculas estrechas. Cuando las plaquetas entran en contacto con una superficie vascular dañada, como las fibras de colágeno de la pared vascular, esta modifica sus características de forma llamativa, empieza a hincharse, adoptan formas irregulares, se forman muy pegajosas y se adhieren al colágeno de los tejidos y a una proteína denominada factor von willebrand que se propaga a todo el plasma. La hemostasia es la prevención de la pérdida de sangre, siempre que se lesiona un vaso, la hemostasia se consigue por diversos mecanismos: el espasmo vascular que se contrae y reduce el flujo de sangre, formación de tapón de plaquetas, formación de coágulo debido a la coagulación de la sangre y proliferación final de tejido fibroso dentro del coagulo sanguíneo para cerrar de forma permanente el agujero del vaso.

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GRUPOS SANGUÍNEOS

Existen los grupos A, B, AB, O.

Un austriaco descubrió que existían asociados al glóbulo rojo los antígenos o aglutinógenos por que provocan a menudo la aglutinación de las células sanguíneas, estos son A y B y asociados al plasma los anticuerpos A y B. Hoy se sabe que en la membrana de los G. rojos existen proteínas llamadas antígenos o aglutinógenos y que estas inducen a una reacción contraria al plasma formada por anticuerpos en aquellas personas que carecen de antígenos.La reacción antígeno- anticuerpo se denomina aglutinación que se refiere al agrupamiento de los g. rojos y la pérdida de su función.Los glóbulos rojos poseen otros antígenos que pueden ser accidentes post-transfusión, uno de ellos es el Rh descubierto por primera vez en un mono Rhesus, los individuos que tienen el factor se dice que son Rh (+) y los que no tienen son Rh (-). Cuando falta el aglutinógeno A y el B, la sangre es de tipo O. Cuando solo aparece el aglutinógeno A la sangre es de tipo A. Cuando solo se detecta en aglutinógeno B, la sangre es de tipo B, Cuando están presentes ambos la sangre es de tipo AB.

Si la persona carece de antígeno A, se desarrolla en el plasma anticuerpos denominados Aglutinina anti-A, Si carecen de antígeno de tipo B, se desarrollan en el plasma anticuerpos de tipo anti-B. El grupo sanguíneo de tipo O carecen de antígenos y contiene anticuerpos anti A y anti B y el grupo sanguíneo de grupo AB no tiene anticuerpos.

¿Qué pasa cuando en una transfusión la sangre es incompatible?

Cuando la sangre del recetor y del donante son incompatibles, se produce una hemólisis inmediata de los eritrocitos (G.rojos) en la sangre circulante. En este caso los anticuerpos determinan la lisis de los hematíes (G. rojos) al activar e sistema de complemento; se liberan enzimas proteólicas que rompen las membranas celulares. Por esa razón hay que determinar qué tipo de sangre posee el receptor a través de la tipificación de la sangre.

Factor Rh: cuando se inyectan g.rojos que tienen factor Rh, a una

persona que no contiene el factor Rh, es decir, a una persona Rh -, aparecen lentamente anticuerpos anti-Rh. Tras eso la persona se sencibiliza con l tiempo al factor Rh después de 2 a 4 meses. Si una persona Rh- nunca a estado expuesta al factor Rh + la transfusión +no provoca una reacción inmediata, los anticuerpos anti-Rh pueden aparecer durante las 20 4 semanas para aglutinar las células transfundidas que todavía circulan por la sangre, a una nueva

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Grupo sanguíneo

Grupo A Grupo B Grupo AB Grupo 0

Glóbulo rojoAntígeno AAntígeno B

Antígeno A

AntígenoB

Antígeno AB

No poseeAntígeno

Plasma Anticuerpo

Anti B Anti A No hay ReceptorUniversal

Anti A y Anti BDador Universal

transfusión la persona es inmunizada frente al factor Rh, al suceder esto la reacción será más grave e inmediata.

¿Qué sucede si la madre es Rh – y el padre Rh +?

El bebé que tendrán será Rh + del padre y la madre desarrollará anticuerpos Rh por la exposición del antígeno Rh+ del niño, a la vez los anticuerpos de la madre se difunden por la placenta al niño y provocan la aglutinación de los hematíes o glóbulos rojos. Una madre que engendre a su primer hijo no es capaz de generar suficiente anticuerpos como para hacerle daño al niño. No obstante app el 3% de los segundos niños Rh + mostraran signos de eritroblastosis, el 10% sufrirá la enfermedad. Al traspasarse los anticuerpos Rh por la placenta al niño, allí se provocará la aglutinación de la sangre fetal, luego los geritrocitos se hemolizan, liberando hemoglobina a la sangre. Los macrófagos entonces convierten la hemoglobina en bilirrubina, que confiere un color amarillento a la piel del bebé (ictericia). Los anticuerpos también pueden atacar otras células del organismo. Estos suelen nacer con anemia y los anti Rh de la madre pueden circular durante 1 a 2 meses destruyendo cada vez mas los glóbulos rojos.

Vasos sanguíneos: Arterias, Capilares, Venas

Hay tres clases principales de vasos sanguíneos: las arterias, venas y capilares, cada una cumple una función diferente, estas se distinguen por la cantidad de tejido muscular y tejido elástico que hay en sus paredes.

ARTERIASEstán formadas por tres capas: La capa interna o endotelio, la cual es muy delgada y lisa, tan lisa que hay muy poco roce cuando la sangre circula. La capa media muy desarrollada, contiene músculo liso y tejido elástico y la capa externa que es bastante gruesa, formada por tejido conjuntivo y tejido elástico fundamentalmente. La función es transportar sangre con presión elevada a los tejidos, por esa razón

tienen paredes vasculares fuertes y la sangre fluye con rapidez. Las ARTERIOLAS son las últimas ramas pequeñas del sistema arterial, y actúan como conductos de control a través de los cuales la sangre pasa a los capilares, estos tienen una fuerte pared pared muscular que puede cerrar la arteriola por completo o dilatarla varias veces. Lo que le da la capacidad de alterar el flujo sanguíneo que llega a los capilares en respuesta de las necesidades de los tejidos.

LOS CAPILARES Su función es intercambiar liquido, nutrientes, electrólitos, hormonas y otras sustancias entre la sangre y el líquido intersticial. Para esto las paredes capilares son muy delgadas y poseen numerosos poros capilares diminutos permeables al agua y otras moléculas pequeñas. Tienen un diámetro justo para que pasen los glóbulos rojos en fila. No tienen tejido muscular ni elástico sólo disponen de un endotelio, continuación de la membrana de los grandes vasos.

LAS VENASLas vénulas recogen recogen la sangre de los capilares; gradualmente se unen para formar venas cada vez mas grandes. Las venas actúan como conductos de transporte de la sangre desde los tejidos al corazón, pero de forma igualmente importante sirven como reservorio fundamental de la sangre. Debido a que la presión de la sangre en el sistema venoso es muy baja, las paredes venosas son delgadas, incluso así tienen el músculo suficiente como para contraerse o dilatarse y, por lo tanto, actuar como un reservorio controlable de la sangre, en pequeña o gran cantidad, dependiendo de la necesidad de la circulaciónAl igual que las paredes de las arterias tienen tres capas, pero son menos elásticas y mucho más flexibles. La vena vacía se colapsa mientras que la arteria vacía permanece abierta. Ofrecen una escasa resistencia a la circulación.

CIRCULACIÓN MAYOR Y MENOR

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En los vertebrados que respiran aire a través de los pulmones se distinguen dos circuitos principales:

1.- El sistémico: que transporta la sangre hacia el cuerpo saliendo desde el corazón por las arterias y regresando por las venas. Este sistema suele llamarse “Sistema de circulación mayor”.2.- El pulmonar : que transporta la sangre a los pulmones por las arterias pulmonares , volviendo por las cuatro venas pulmonares. Este sistema se conoce como “Sistema de circulación menor”.Por la existencia de estos dos circuitos se dice que el aparato circulatorio es doble y cerrado.Tres funciones del sistema circulatorio:

1. El flujo sanguineo a todos los teidos del cuerpo esta casi siempre controlado de forma precisa en relación con las necesidades de los tejidos. Cuando estos estan activos necesitan mas flujo que cuando esta el reposo.

2. El gasto cardiaco esta controlado principalmente por la suma de todos los fluidos tisulares locales. Cuando la sangre fluye a través de un tejido, vuelve inmediatamente al corazón. El corazón responde al aumento del flujo de entrada

bombeandolo de nuevo de vuelta a las artérias de donde procede. Pero a veces necesita ayuda por señales nerviosas.

3. En general, la presión arterial esta controlada de forma independiente por el control del flujo sanguíneo local o por el control del gasto cardiaco.

SISTEMA PORTA-HEPÁTICO

Existe en el circuito sistémico una división especial que va desde el intestino delgado hacia el hígado y se denomina “ porta – hepático”.

La sangre recolectada por los capilares de los órganos digestivos es desviada por la vena porta hepática al hígado. Allí pasa por un segundo sistema capilar antes de llegar a la vena cava inferior.El paso de capilares a vena y luego a capilares recibe el nombre de sistema porta-hepático.

Bomba Cardiaca

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El CORAZÓN es un órgano muscular hueco. Esta compuesto por tres músculos principales MIOCARDIO músculo auricular, músculo ventricular y las fibras musculares exitatorias y conductoras especializadas. Los músculos auricular y ventricular se contraen en gran medida al igual que el músculo esquelético con la diferencia que la duración de la contracción es mucho mayor, las fibras exitatorias y conductoras especializadas se contraen solo debidamente, por que contienen pocas fibrillas contráctiles. Se ubica al centro de la cavidad torácica con su extremo inferior inclinado hacia la derecha. El corazón esta fomada en realidad por 2 bombas separadas, un corazón derecho que bombea sangre a los pulmones y un corazón izquierdo , que bombea sangre a los órganos periféricos. A la vez poseen 2 cavidades, una aurícula y un ventrículo. La aurícula funciona principalmente como una débil bomba cebadora del ventriculo. El ventrículo a su vez, proporciona la principal fuerza que propulsa la sangre a través de los pulmones. La sección longitudinal muestra 4 cavidades : Las dos superiores llamadas aurículas y las dos inferiores llamadas ventrículos separadas entre sí por un tabique interventricular.

La aurícula izquierda recibe sangre de las 4 venas pulmonares que vienen desde los pulmones.

La aurícula derecha recibe la sangre de todo el cuerpo mediante las venas cavas.Desde las aurículas la sangre fluye hacia los ventrículos y es bombeada por ellos fuera del corazón.

La sangre del ventrículo izquierdo se bombea hacia la aorta la que lleva sangre a todo el cuerpo.

El ventrículo derecho bombea la sangre hacia la arteria pulmonar que la lleva a los pulmones para oxigenarse .

La sangre del ventrículo izquierdo se bombea hacia la aorta la que lleva sangre a todo el cuerpo.El ventrículo derecho bombea la sangre hacia la arteria pulmonar que la lleva a los pulmones para oxigenarse Los vasos observados en la superficie externa del corazón suministran sangre al músculo cardíaco , con sustancias nutritivas y oxígeno para su contracción y relajación. Estos vasos forman “ el sistema coronario”El corazón trabaja en forma automática , a diferencia del músculo esquelético que se contrae solamente al llegar un estímulo nervioso . El corazón se contrae por un sistema de nodos lo que determina el automatismo cardíaco.La orden de contracción se origina en el miocardio , en una zona llamada nodo sino auricular ( SA) o marcapaso, que se localiza en las cercanías del orificio de la cava superiorLa orden de contracción generada en el seno auricular (SA) se extiende con gran rapidez por las aurículas provocando la contracción . El impulso llega al nodo aurículo- ventricular (AV) , aquí el impulso se demora lo que permite que las aurículas terminen su contracción antes de que empiece la de los ventrículos. La onda de contracción pasa por los ventrículos mediante el fascículo o Haz de Hiss y las fibras o red de Purkinje provocando la contracción simultánea de los ventrículos.- Este sistema formado por nodos y fibras internodales recibe el nombre de sistema “ excito conductor”. Cada minuto el corazón de una persona adulta late unas 70 veces en condiciones de reposo. Cada latido tiene una duración de 0,8 segundos y se denomina ciclo cardíaco.

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CICLO CARDIACO

El ciclo comienza por una generación espontanea de un potencial de acción en el nódulo sinusal el cual está situado en la pared lateral

superiorr de la aurícula derecha cerca de la desembocadura de la vena cava superior, u el potencial de acción viaja rapidamente a través de

ambas aurículas y de ahí a los ventrículos. Este ciclo consta de un periodo de relajación denominado diástole, donde el corazón se llena

de sangre seguido por el periodo de contracción llamado sístole. El período de relajación se llama diástole. El período de contracción se llama sístole

La descarga rítmica del marcapaso ocurre en forma espontánea aún en ausencia total de cualquier influencia nerviosa u hormonal. Sin embargo la frecuencia cardiaca está asociada a las hormonas , al sistema nervioso y a la temperatura. En cada ciclo cardíaco se distinguen 2 ruidos:Uno largo que suena “lub”Otro más agudo que suena “dup”.“Lub” corresponde al cierre de las válvulas aurículo ventriculares. ( bicúspide y tricúspide) A-V“Dup” corresponde al cierre de las de las válvulas semilunares al final de la sístole ventricular.

ELECTROCARDIOGRAMA: ECG

La excitación del corazón crea un campo eléctrico que puede ser registrado en la superficie del cuerpo . Este registro se llama electrocardiograma. Los registros se hacen entre la muñeca derecha y la izquierda , entre la muñeca derecha y tobillo izquierdo y otras

mediciones más. Las deflexiones del registro se han designado con

letras: -Onda P: Corresponde a la excitación auricular.

-Complejo QRS: Corresponde a la excitación ventricular. -Onda T :Corresponde a relajación ventricular.

PRESIÓN SANGUÍNEA

La sangre impulsada por el corazón ejerce una fuerza sobre las paredes de los grandes vasos. Esta fuerza ejercida se conoce como

presión sanguínea.El término incluye la presión arterial, venosa y capilar. Generalmente se mide por encima del codo, en el brazo, zona por donde pasa la arteria humeral. Se mide casi siempre en mm de mercurio (mmHg)

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¿Cuáles son los factores que mantienen una presión normal?

La cantidad de sangre expulsada por el corazón en 1 minuto, es decir el gasto cardíaco.El volumen sanguíneo: Es decir la cantidad total de sangre que hay que mover. La elasticidad de las paredes arterialesLa resistencia de los vasos periféricos como arteriolas y capilares. La viscosidad de la sangre, es decir la concentración de los elementos que contiene la sangre.

¿Qué significa 110 con 80?. 110: Corresponde a la presión más alta que se produce durante el sístole ventricular y se llama presión sistólica.. 80: Corresponde a la relajación máxima del ventrículo, final del período de diástole.

PULSO ARTERIAL

Cada sístole ventricular produce una brusca expulsión de sangre hacia las grandes arterias, que distienden sus paredes elásticas transmitiendo una onda que se extingue en los capilares. Esta onda se conoce como pulso arterial y su frecuencia es la misma que el latido cardíaco (70 / min.)

APARATO RESPIRATORIO

El objetivo de la respiración son suministrar oxígeno a los tejidos y eliminar el D de C. Para esto la respiración se puede dividir en 4 acontecimientos:

1- ventilación pulmonar, que es el flujo de aire, de entrada y salida entre la atmósfera y los alvéolos pulmonares,

2- Difución de Oxígeno y del D de C entre los alvéolos y la sangre.3- Transporte de Oxígeno y del D de C en la sangre y los líquidos

corporales a las células y desde ellas. 4- Regulación de la ventilación y otras facetas de la respiración.

Los pulmones pueden expandirse y contraerse por dos maneras

1- Por el movimiento hacia abajo y hacia arriba del diafragma para alargar y acostar la cavidad torácica.

2- Por elevación y descenso de las costillas para aumentar y disminuir el diámetro anteroposterior de la cavidad torácica

El Oxígeno será utilizado por las células en el proceso de oxidación celular obteniendo como resultado energía. Es por esto que antes de ingerir agua y alimentos , el oxígeno es lo más importante.. Cuando el abastecimiento de oxígeno se interrumpe la muerte sobreviene rápidamente.

El que ocurre a nivel del sistema respiratorio, la ventilación pulmonar, que consiste en el proceso mediante el cual ingresa y sale aire de los pulmones para oxigenar la sangre constantementeLa respiración que ocurre dentro de las células, “respiración celular” , que forma parte del metabolismo y que permite liberar la energía contenida en los nutrientes.

EL SISTEMA Respiratorio está formado por:

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Las vías respiratorias:

Fosas nasales: Faringe Laringe Tráquea Brónquios Bronquíolos

Pulmones: Alvéolos.

La caja torácica es una cavidad totalmente cerrada por paredes de naturaleza muscular. Para que el aire se mueva en los pulmones debemos modificar el volumen de la caja torácica.

El pulmón es una estructura elástica que se colapsa como un globo y expulsa todo su aire por la tráquea si no existe una fuerza que lo mantenga inflado, además no hay fijación entre el pulmón y las paredes de la caja torácica acepto el lugar donde está suspendido del mediatino por el hilio. Por el contrario, el pulmón flota en la cavidad torácica, rodeado de una fina capa de líquido pleural que lubrica los movimientos de los pulmones en el interior de la cavidad. Además la continua aspiración del exceso de líquido a los linfáticos mantiene una ligera succión entre la superficie de la pleura visceral pulmonar y la superficie de la pleura parietal de la cavidad torácica. Por lo tanto ambos pulmones se mantienen contra la pared torácica como si estuvieran pegados, excepto que puede deslizarse libremente, bien lubricados con la expansión y contracción del tórax.

Los pulmones están revestidos por las pleuras, una membrana compuesta de dos capas. La capa interna adherida a los pulmones es la visceral, la capa externa tapiza las paredes del tórax es la parietal. Ambas capas dejan una cavidad virtual de presión ligeramente menor (negativa) en relación a la presión atmosférica, el espacio intrapleural. Entre las dos capas las pleuras secretan un líquido que lubrica cada movimiento respiratorio.

El piso del tórax está formado por el diafragma, tabique muscular – tendinoso que separa la cavidad torácica de la abdominal.Además la pared torácica incluye por detrás vértebras dorsales, por delante el esternón y por los lados las costillas dispuestas en un arco dirigidas oblicuamente de atrás hacia delante y hacia abajo. Los principales músculos son los intercostales cuyas fibras se insertan en los bordes de las costillas vecinas.

Inspiración y Espiración

Inspiración-Es una fase activa-Aumenta el Volumen de la caja torácica

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-Se produce por presión negativa-Los pulmones se expanden-La presión intrapleural y alveolar disminuyen

1- La contracción del diafragma tira de las superficies inferiores de los pulmones hacia abajo.

Espiración-Es una fase pasiva-Disminuye el volumen de la caja torácica-Se produce por presión positiva.-Los pulmones se recogen-La presión intrapleural y alveolar aumentan

2- Durante la espiración, el diafragma simplemente se relaja, y el retroceso elástico de los pulmones, de la pared torácica y de las estructuras abdominales el que comprime los pulmones.

-La inspiración es activa: La capacidad torácica aumenta durante la inspiración. Las costillas y el esternón seMueven hacia delante y hacia arriba, el diafragma baja 1,5 cm, en una inspiración normal y hasta 3 cm en una inspiración forzada, Las costillas se mueven gracias a la contracción de los músculos intercostales y los escalenos.

-La espiración es pasiva: Los músculos se relajan. En la espiración forzada actúan los músculos abdominales en forma activa presionando el diafragma hacia arriba.

Durante la respiración energética, las fuerzas elásticas no tienen la potencia suficiente para provocar la respiración rápida necesaria, de forma que la fuerza adicional se logra principalmente mediante la contracción de los músculos abdominales, que empujan el contenido abdominal, hacia arriba contra la superficie inferior del diafragma. Hay un 2 método de expansión pulmonar, que consiste en elevar la caja torácica. Esta maniobra expande los pulmones debido a que, en la posición natural de reposo, las costillas se dirigen hacia abajo, lo que

permite que el esternón caiga hacia atrás, hacia la columna vertebral. Pero cuando la caja torácica se eleva, las costillas se proyectan casi directamente hacia adelante, de forma que el esternón se dirige hacia adelante, alejándose de la columna, lo que hace que durante la inspiración el espesor del anteroposterior del tórax sea mayor que en la espiración. Los músculos mas importantes que elevan la caja torácica son los intercostales externos, entre otros como: esternocleidomastoideos, serratos interiores y escalenos que elevan las primeras costillas.

Se denomina ventilación pulmonar al volumen y distribución del aire que llega a los pulmones. Un hombre que respira normalmente está ventilando y el aire que ingresa y se expulsa en cada ciclo respiratorio se conoce como aire circulante y es aproximadamente unos 500 ml. La frecuencia respiratoria de un adulto es 15 a 20 veces por minuto. Sui tomamos un ejemplo de frecuencia = a 16 / minuto, tendremos una ventilación de 8 litros (500ml x 16) en condiciones de reposo. Todo este aire no llega a los alvéolos ya que una parte importante se queda en los conductos aéreos (150 ml) formando parte del espacio

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muerto , por lo tanto se considera que 350ml corresponden a la ventilación alveolar lo que significa 5,6 litros ( 350 x 16).

La forma de medir la ventilación pulmonar es mediante un espirómetro que también permite medir la capacidad pulmonar. El registro obtenido se llama espirograma y trae los siguientes datos:

1.- Volumen de aire corriente 2.- Inspiración máxima. 3.- Volumen de reserva inspiratoria. 4.- Espiración máxima. 5.- Volumen de reserva espiratoria. 6.- Capacidad vital. 7.- Capacidad pulmonar total. 8.- Volumen residual.

La respiración es rítmica, está controlada por nervios que nacen en el centro respiratorio, un área especializada del bulbo raquídeo. Capaz de iniciar y mantener el ciclo inspiración – espiración.Este centro nervioso envía impulsos a los músculos intercostales y al diafragma, los que se contraen y causan la expansión de la caja torácica.Cuando los pulmones se llenan de aire se estimulan los nervios correspondientes a la inhibición del centro respiratorio. El centro respiratorio es sensible a la concentración de CO2 en la sangre. Si aumenta el CO2 la frecuencia respiratoria aumenta. Sucede lo mismo con el aumento de la acidez en la sangre.La ritmicidad de los movimientos respiratorios puede ser alterada por reflejos tales como:1.- El bostezo: Inspiración honda con la boca muy abierta y espiración lenta.

2.- El hipo: Contracción súbita del diafragma determinando una rápida inspiración.3.- La tos y el estornudo: Dos tipos de espiración forzada que tienden a expeler materias extrañas de las vías respiratorias.4.- La risa: es una sucesión de espiraciones débiles e intermitentes.5.- El sollozo: Inspiración profunda seguida de espiración prolongada.

INTERCAMBIO GASEOSO EN LOS PULMONES

El real intercambio gaseoso, tiene lugar en los alvéolos pulmonares, que están rodeados por vasos capilares. Tanto los capilares como los alvéolos están formados por una sola capa de células, la barrera entre ambos es de 0,3 a 0,1 micrón aproximadamente lo que permite la difusión rápida del O2 y del CO2.El intercambio de gases entre el aire alveolar y la sangre que fluye por los capilares se llama respiración externa o hematosis. Entre el alvéolo capilar y los capilares existe difusión que se debe a:- La estrecha relación entre alvéolo y capilar.-Gran superficie de contacto.-Membrana permeable a los gases.-Diferencias de concentración entre los compartimentos.

INTERCAMBIO GASEOSO A

NIVEL ALVEOLAR

En todos los vertebrados la sangre contiene un pigmento llamado hemoglobina, la cual es un eficiente medio de transporte para el oxígeno; puede combinarse con varias moléculas de oxígeno al mismo tiempo, cuando la presión parcial del oxígeno es alta; se disocia fácilmente de ellas cuando la presión parcial del oxígeno es baja

PREIÓN ALVEOLAREs la presión del aire en el interior de los alveolos pulmonares. Durante la espiración la presión alveolar se eleva a +1 cm de agua ap. Y hace salir 0.5 litro de aire. En la inspiración disminuye la presión a -1 ap. De agua.En los pulmones : -Presión alta de O2

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-Hemoglobina + - O2 Oxihemoglobina En los Tejidos : -Hemoglobina O2 - Presión baja de O2 El transporte del CO2 desde los tejidos a los pulmones, es un proceso más complicado ya que una pequeña cantidad se disuelve en el agua del plasma ( 8%) .Un 25% se combina con la hemoglobina y el 67% restante lo hace en forma de iones bicarbonato. El O2 ingresa a los glóbulos rojos en un 97%, el 3% restante se disuelve en el plasma y de esta forma llega a las células donde es incorporado por difusión. La célula necesita del O2 para liberar la energía contenida en los alimentos y para esto ayudada por organelos celulares, las mitocondrias además de energía y un complejo enzimático.

De esta forma las células animales y vegetales utilizan el oxígeno del aire , el proceso se conoce como “ respiración celular” . Cuando la célula no tiene O2 para obtener la “energía” de los alimentos lo hace mediante un proceso que conoceremos como anaeróbico y se llama fermentación.

RESPIRACIÓN CELULAREl grupo de reacciones químicas que producen degradación de biomoléculas grandes a más chicas, con el objeto de liberar energía

son exergónicas y se llaman catabólicas.- El ejemplo más típico es la degradación de la glucosa y se llama “respiración celular”El organelo que se preocupa por excelencia de la obtención de energía es la mitocondria.La respiración celular obtiene energía en forma de moléculas de ATP y la inmensa mayoría de organismos vivos procariontes y eucariontes, vegetales y animales, las obtienen de la degradación de la glucosa.

Existen 2 vías para la obtención de la energía:

1.- La vía aeróbica.2.,- La vía anaeróbica.

La vía aeróbica

Corresponde a la respiración celular y comprende la degradación escalonada de la glucosa. Ocurre en presencia de O2 y sus productos finales son CO2, H2O y la producción de ATP.

a) Glicolisisb) El ciclo de Krebs c) Cadenas transportadoras de electrones.

La glucolisis tiene lugar en el citoplasma celular. Consiste en una serie de diez reacciones, cada una catalizada por una enzima determinada, que permite transformar una molécula de glucosa en dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, el ácido pirúvico.

GLICOLISIS

En la primera parte se necesita energía, que es suministrada por dos moléculas de ATP, que servirán para fosforilar la glucosa y la fructosa Al final del proceso la molécula de glucosa queda transformada en dos moléculas de ácido pirúvico, es en estas moléculas donde se encuentra

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en estos momentos la mayor parte de la energía contenida en la glucosa. El ciclo de Krebs tiene lugar en la mitocondria y su función es la síntesis de ATP principalmente a través de las cadenas respiratorias

CICLO DE KREBSEn este ciclo se consigue la oxidación total de los dos átomos de carbono del resto acetilo, que se eliminan en forma de CO2; los electrones de alta energía obtenidos en las sucesivas oxidaciones se utilizan para formar NADH Y FADH2, que luego entrarán en la cadena respiratoria

CADENAS RESPIRATORIAS

La mayor cantidad de energía se encuentra en los niveles energéticos altos de las moléculas de NADH2 y FADH2.La molécula de NAD presenta 3 niveles de alta energía creando 3 ATPLa molécula de FAD presenta 2 niveles de alta energía produciendo 2 ATP.Al final de estas cadenas está el Oxígeno que coge los electrones y así puede unirse al H+ formando agua.Estas cadenas respiratorias se dice que son de fosforilación oxidativa porque forman ATP y el último aceptor de H+ es el O2 formando agua.

Segundo

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Semestre Sistema

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Nervioso

NeurofisiologíaEstudio de las consecuencias del daño cerebral

David Hebb (1949) Estudia la plasticidad de las neuronas e introduce el concepto de neuropsicología para designar interés común entre neurólogos y psicólogos sobre el funcionamiento cerebral.

Karl Lashley (1960) Estudia el tema pero no le da una definición formal a este término hasta 1970. Neuropsicología: Disciplina que se ocupa de estudiar la relación existente entre las funciones cerebrales y la conductaBusca derivar una teoría del comportamiento humano sobre la base de las funciones del cerebro humanoRealiza una relación entre corteza cerebral y conducta.

La neuropsicología se nutre de otras ciencias como son:

AnatomíaBiologíaFarmacologíaEtología (estudio del comportamiento)FisiologíaLingüísticaPsicología cognitiva y del aprendizaje.Psicometría

Neuropsicología se divide en 2 ramas fundamentales

Neuropsicología básica:

Busca derivar investigaciones para aumentar los conocimientos y comprender mejor la relación entre cerebro y conducta. Su objetivo es explicar.

Neuropsicología aplicada o clínica:

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Busca usar los conocimientos para resolver los problemas concretos y así poder intervenir. Su objetivo es intervenir.Se dedica a dos cosas:Evaluación del daño cerebralRehabilitación (enfoque multidisciplinario)

Existen 2 supuestos básicos acerca de la Neuropsicología

Hipótesis cerebral:Plantea que el cerebro es la fuente de la conducta y de los procesos mentales.

Hipótesis neuronal:Plantea que la neurona es la unidad estructural y funcional básica de la conducta.

René Descartes fue el primero en formular la hipótesis que localizó la mente entre los fluidos que circulaban entre los ventrículos cerebrales y la llamó “teoría ventricular”. De

acuerdo a esto la mente está ubicada en el líquido cefalorraquídeo.

Andreas Versalius, en el siglo XVI echó por tierra la teoría ventricular. El tomó diferentes especies incluyendo el hombre y diseccionó sus cerebros comparándolos entre si y detectó que el tamaño de los ventrículos entre una y otra especie eran más o menos similares y observó que lo que variaba era la masa cerebral. Por lo tanto concluyó que el tejido cerebral era el asiento de la mente.

Goll y Spurzheim: continuaron la idea de Versalius creando una disciplina que en aquella época se conocía como frenología.Estos autores se dedicaron a localizar las diferentes funciones en las diferentes zonas del cerebro y lograron con sus estudios elaborar mapas frenológicos donde se decía que áreas cumplen cual función.Su metodología fue un tanto arbitraria. Ellos analizaban los cráneos y los asociaban con las diferentes partes del cerebro.

Flourens : practicó una técnica más sólida para estudiar las funciones cerebrales. Esta consistía en destruir ciertas zonas del cerebro en animales y luego observar las conductas que se presentaban, para así deducir la zona que controlaba tal o cual conducta.Esta técnica es usada hasta el día de hoy con instrumentos más modernos. Aportó mucho al conocimiento del cerebro.

Concluyó que:El cerebro era el órgano de la inteligencia.

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NEUROPSICOLOGÍA

BÁSICA PSICOLOGÍA:COGNITIVA

LINGÜÍSTICAEXPERIMENTAL

CLÍNICA

NEUROCIENCIA:NEUROLOGÍA

PSICOFISIOLOGÍANEUROANATOMÍA

El cerebelo controlaba la locomociónEl tronco cerebral controla la respiración, la circulación y el latido cardíaco y si se destruía el individuo moría.La inteligencia dependía del funcionamiento integral del cerebro.A mayor lesión, mayor era la pérdida de funciones

Si se destruía la corteza cerebral se perdían todas las facultades mentales. Si la lesión cerebral es pequeña, las áreas vecinas permiten que la función perdida se recupere.

Broca Wernicke: En el siglo XIX llegaban a las mismas conclusiones de Flourens. Descubriendo además: Las zonas que controlaban el lenguaje.Wernicke descubre las zonas que controlaban el lenguaje.Broca descubre la zona que controla el habla y también descubre que el lenguaje era una función del hemisferio izquierdo.Introdujeron el concepto de dominancia cerebral. El izquierdo dominante en los diestros y el derecho en las personas zurdas.

DAÑO CEREBRAL

Es una lesión que aparece de forma brusca, repentina y que afecta a las estructuras cerebrales.

Cualquier lesión que sufre el cerebro y que tiene consecuencias en el funcionamiento normal del individuo.

Causas más comunes de “daño cerebral”

Traumatismo encéfalo craneano (TEC)Abierto: Se fractura el cráneo.Cerrado: No se fractura el cráneo.

Accidentes vasculares encefálicos (AVE)Ejemplo: Trombosis cerebral, embolia, aneurisma (defecto en la elasticidad de las arterias cerebrales). Todos los AVE producen infarto cerebral, es decir muerte de las neuronas por no recibir sangre por un tiempo determinado.

Tumores cerebrales: producen daño cerebral por dos motivosDeterioro por compresiónInfiltración por pérdida de funciones

Hidrocefalia: Aumento del líquido cefalorraquídeo al interior de los ventrículos cerebrales (niño y adulto)

Anoxia: Privación de O2 a nivel cerebral.

Demencias: El daño cerebral comienza lentamente de manera insidiosa. Es progresivo y lleva a la muerte o paro cardiorespiratorio (Alzheimer). Empieza como un daño focal y luego pasa a ser generalizado.

EFECTOS DEL DAÑO CEREBRAL EN LA CONDUCTA:

1.- Pérdida de funciones: Según el área que se lesione a mayor daño mayor es la pérdida de funciones.

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2.- Pueden aparecer nuevas conductas: por ejemplo en la enfermedad de Parkinson por el daño en los ganglios basales aparecen los temblores.

3.-Desorganización de la conducta: La conducta se altera.

Consecuencias del daño cerebral Dependen de:

Causas de la lesión

De la magnitudDe la localizaciónSexo (Diferencias en el Hombre y la mujer)Edad (Diferencias en el niño y en el adulto)Nivel de educación porque a mayor nivel de educación, mayor cantidad de herramientas cognitivas para poder recuperarse.

El daño cerebral también puede traer consecuencias A:

Nivel físico: Puede ser en área motora, Hemiplegia a nivel cerebral o ataxia a nivel cerebeloso (a nivel de postura y equilibrio).

Nivel sensorial: Ceguera si se lesiona la corteza occipital, ceguera central.Sordera si se lesiona la corteza auditiva, sordera central en corteza temporal.Agnosia, incapacidad de reconocer y dar significado al estímulo.

Amusia, incapacidad de procesar estímulos musicales (hemisferio derecho)

A nivel neuropsicológico

Sucede a nivel de las funciones cognitivas y puede traer consecuencias a nivel de: Lenguaje: Afasia (lenguaje oral)Agrafia (escritura)Alexia (lectura en adultos) Cálculo: Acalculia (Daño cerebral adquirido)Visiopercepción: Coordinación oculomanual. Se altera todo el acto motor. Ej. La escritura.MemoriaDesorientación (tempo – espacial)

Nivel neuropsiquiátrico

Depresiones: puede tener consecuencia directa (tomar consciencia de los hechos) o indirecta.Psicosis orgánicas: Aparición de delirios, alucinaciones, pérdidas de juicio de la realidad.Alteraciones de la personalidad: Exacerbación de rasgos de la personalidad. Pseudopsicopatías: De origen orgánico (Agresivo, impulsivo etc.)

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Nivel psicosocial

Donde la vida normal se ve impedida. Es la incapacidad para desempeñarse efectivamente.Aislamiento de la persona.Dificultades a nivel de integración laboralDificultades de integración a nivel de familiar.Dificultades de integración a nivel social.

El daño cerebral es una técnica de estudio de las funciones cerebrales y la neuropsicología se basa en estudios clínicos.

Factores que definen el daño cerebral

1.- Localización del daño : las lesiones que afectan a la corteza cerebral son menos devastadoras que las que afectan a las áreas subcorticales. La corteza tiene funciones cognitivas y las subcorticales controlan funciones básicas y vitales.

2.- Recuperación de las funciones : Las funciones que se pierden tienden a recuperarse a través del tiempo. Lesiones transitorias. La recuperación puede ser espontánea o por rehabilitación.

3.- Otra zona que asume funciones : Se pierde la función de una zona específica y la zona adyacente asume la función de forma parcial.

Cuando se produce un daño en la infancia es más fácil que las zonas adyacentes asuman la función Ej: lenguaje.

4.-Daño cerebral puede afectar otras conductas (indirectamente). Por ejemplo una demencia en un adulto lo puede llevar a una depresión.

5.- Daño de una zona promueve daño en zonas vinculadas. El cerebro es una red de neuronas conectadas a través de las sinapsis. Por ejemplo al dañarse el hipotálamo, la hipófisis se atrofia.

6.- Naturaleza del daño cerebral: Al sufrir una persona alteraciones del lenguaje por un infarto cerebral, el daño no es tanto a como si fuera por un tumor, ya que el tumor destruye y comprime.

Relación tamaño del cerebro y las capacidades humanas

-Nacimiento: 400 g.-11 meses: 800 g.-3 años: 1100 g.-Adultez: 1400 g.

Desde los 30 años la masa cerebral empieza a disminuir como parte del proceso normal de envejecimiento. A los 75 años el cerebro ha perdido 100g de masa en promedio. (Menor masa, menos capacidades)

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E cerebro es proporcional al tamaño del cuerpo. Las mujeres tienen el cerebro más pequeño que el hombre. Las capacidades de las personas van a depender de la profundidad de las circunvoluciones del cerebro. En el cerebro del recién nacido todavía no se forma la corteza cerebral.Un elemento que se usa para hablar del tamaño del cerebro es el coeficiente de encefalización que es un indicador numérico entre la relación tamaño real tamaño esperado del cerebro de acuerdo al peso del animal.

Neurona.

La unidad estructural y funcional del sistema nervioso de todos los animales multicelulares es la neurona. La neurona común es ligeramente menos de 0.1 mm de diámetro, pero puede ser de varios metros de longitud. Tradicionalmente la neurona se describe como constituida por tres partes: Axón, cuerpo celular y dendrita.

Neurotransmisores y receptores

NEUROTRASMISORES

Receptores -Neurotransmisor sólo “ejerce influencia” en células que tengan receptores para él Subtipos de receptor -Normalmente se ubican en diferentes áreas del encéfalo -Responden al neurotransmisor de forma diferente Receptores ionotrópicos: - Abre/Cierra canales iónicos Potencial sináptico inmediatoReceptores metabotrópicos: -Son más predominantes que ionotrópicos.-Efecto se inicia más lentamente -Larga duración -Ligados a proteína señal à Tiene unida una proteína.

Transmisión de señales

-Todas las células presentan receptores de superficie celular que se definen de acuerdo al mecanismo de transducción que utilizan.-Los receptores de superficie reciben señales de: - Moléculas solubles en agua -Moléculas liposolubles -Los receptores proteicos de superficie transforman el evento extracelular en una o más señales intracelulares, las cuales alteran el comportamiento de la célula diana. Estos receptores transfieren la molécula señal a través de la membrana plasmática hasta el citosol de modo que la propia señal actuaría como señal intracelular.Existen por lo menos tres clases de receptores proteicos de superficie celular:

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Los relacionados con canales :Son canales iónicos regulados

por transmisor que participa en la

señalizaciónsináptica entre células excitables

eléctricamente(alteran la permeabilidad iónica)

Los receptores catalíticos:Actúan directamente como enzimas, son conocidos como proteínas transmembranas que actúan como una proteína quinasa específica de tiroxinas.

Los receptores ligados a proteína G:

Activan o inactivan , indirectamente una enzima ligada a la membrana plasmática. La interacción receptor enzima está mediada por una tercera proteína llamada proteína reguladora G ( o que une GTP) que alteran los mediadores intracelulares.

- Los receptores proteicos de superficie transforman el evento extracelular en una o más señales intracelulares, las cuales alteran el comportamiento de la célula diana. Estos receptores transfieren la molécula señal a través de la membrana plasmática hasta el citosol de modo que la propia señal actuaría como señal intracelular.

- Existen por lo menos tres clases de receptores proteicos de superficie celular:

Las moléculas de receptor y las de adenilato ciclasa son proteínas diferentes que interaccionan funcionalmente en la membrana plasmática

Proteína G

- Se une a un canal - Desencadena síntesis de 2° mensajero -Unirse a iones Calcio - Influir en actividades metabólicas de la célula: Por ejemplo puede alterar la efectividad de un receptor (puede alterar intensidad y duración de la respuesta de la neurona) - Entrar en el núcleo y unirse al ADN: Por ejemplo dar inicio a síntesis de nuevas proteínas (nuevos cambios estructurales y metabólicos)

- La Epinefrina directamente no activa la adenilatociclasa, entre ambas se descubrió que existiría una proteína regulada que une GTP, debido a que esta proteína participa en la activación enzimática se denominó “Proteína G estimuladora” (Gs)

- Si Gs es capaz de transmitir una señal desde el receptor a la adenilatociclasa entonces la proteína Gs une GTP. Es decir transportando un GTP, la proteína Gs es capaz de activar una molécula de adenilatociclasa.

- Posteriormente el GTP se hidrolisa por una enzima GTPasa que se encuentra en la propia Gs.

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EXITABILIDAD CELULAR

A finales del siglo XVIII se realizaron los primeros estudios sobre la bioelectricidad, donde nace también la Nerurofisiología.

Aloisius Galvani es quien realiza los primeros estudios sobre contracciones de ancas de rana por efecto de la electricidad.

El dedujo que el órgano encargado de generar la electricidad requerida para contraer un múscula era el cerebro. También demostró que los cables o conectores que el cerebro utilizaba para canalizar la energía hasta el músculo eran los nervios.

Podemos encontrar 3 tipos de células excitables:

Las secretoras- musculares y las neuronas.

Todas las células presentan un potencial eléctrico.

Potencial de membrana: Es una diferencia de potencial eléctrico entre el interior, negativo, y el exterior positivo (-30 a -80mV).

El potencial de membrana se debe a:

- La permeabilidad selectiva que presenta la membrana plasmática.

- La acción de la bomba Na+/K+.- La presencia de moléculas con carga negativa no

difusibles en el interior celular.

La distribución de iones a través de la membrana

La MP mantiene atrapadas moléculas orgánicas con carga negativa (aniones fijos) y permiten una difusión limitada de iones inorgánicos (iones difusibles).

La difusión de los cationes ocurre a través de canales

Los iones difusibles mas importantes en el matenimiento del potencial de membrana son el Sodio, Potasio y el Cloruro.

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Son bombeados activamente para mantener las concentraciones cosntantes.

Existen canales de entrada los cuales aumentan la permeabilidad.

En condiciones normales, la MP es impermeable a aniones orgánicos, al Na+ y el CL- (pocos canales abiertos) y algo más permeables al K+ (hay algunos canales abiertos).

El movimiento de iones difusibles obedece a un gradiente de concentración y al efecto de la atracción de las cargas.

Por el gradiente químico, el Na+ tiende a entrar y el K+ a salir.

Por el gradiente eléctrico, el Na+ tiende a entrar al igual que el K+.

El valor cuantitativp que permite comparar las contribuciones relativas de las diferencias de concentración y de potencial

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Potenciales de equilibrio para las concentraciones de Na+ y K+ en

las neuronas

eléctrico se denomina diferencia de potencial electroquímico (V) de un ion y puede calcularse para cada ion por separado gracias a la ecuación de Nerst.

Potencial de equilibrio.

El potenial de membrana que contrarrestaría el gradiente de difusión e impediríael movimiento del ion.

Para el caso del K+, a -60 mV se conseguirá el equilibrio, es decir, la entrada al interior celular se equilibraría con la salida.

→ La diferencia de concentración de K+ actúa como una pila: el flujo de una cantidad infinitesimal de K+ crea un potencial de membrana de -60 mV

→ la tendencia de cualquier ión es fluir hasta que se establezca su potencial de equilibrio

→ En los tejidos, Na+ y K+ no están en equilibrio electroquímico porque son transportados activamente (bombas Na+/K+, cotransportadores…)

Potencial de membrana en reposo

• Potenciales de equilibrio (E) calculados con la ec. de Nerst para las conc. iónicas fisiológicas. Existen pequeñas diferencias entre tejidos…

• El K+ tiende a salir porque su potencial de equilibrio es más negativo que el de reposo.

• El Na+ está muy alejado del equilibrio

• El potencial de membrana en reposo y el potencial de equilibrio del Cl- es similar: el Cl- está casi en equilibrio electro-químico

• Cuanto mayor sea la diferencia entre el potencial real y el de equilibrio para un ión, mayor será la fuerza neta que tienda a desplazarlo.

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¿Se puede estimar el potencial de membrana en reposo teniendo en cuenta todos los potenciales de equilibrio (Na+, K+

y Cl-) a la vez?

• A mayor permeabilidad de la MP al ión, mayor conductancia

• A mayor conductancia de un ión en particular, mayor capacidad de ese ión para llevar el potencial de membrana hacia su potencial de equilibrio

• La conductancia del K+ en reposo es mayor que la del Na+, y por lo tanto la influencia del K+ ejerce una mayor influencia

• La conductancia (permeabilidad) de la MP depende del nº de canales y de si están abiertos o cerrados

• La apertura de los canales puede estar regulada por cambios de voltaje o por unión de un ligando

• Cuando los canales se abren, los iones se mueven buscando su potencial de equilibrio…

• Provocando un potencial de acción:

Cambio rápido del potencial de membrana que se propaga a lo largo y ancho de la célula

→ La capacidad de generar estos potenciales de acción depende en última instancia, de los canales

Potencial de acción y teoría iónica del impulso nervioso.

Células excitables: aquellas capaces de producir un potencial de acción

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• Al recibir un estímulo, las células excitables “disparan” un potencial de acción

• Tipos de estímulo: eléctrico, químico, mecánico, fotónico (luz)

• Potencial de acción: cambio rápido en el potencial de membrana en respuesta a un estímulo, seguido de un retorno al potencial de reposo

• El perfil del potencial de acción difiere en función del tipo de canales voltaje-dependientes de cada célula excitable.

• Axón gigante de calamar: modelo experimental donde se sentaron las bases de la teoría iónica del impulso nervioso (años 50)

• Experimentos similares se han desarrollado en neuronas y fibras musculares de mamífero.

Exitabilidad celular

• La aplicación de un estímulo eléctrico artificial provoca la apertura de canales de Na+ voltaje dependientes y la inversión del potencial de membrana: despolarización

• La variación del potencial se propaga de forma limitada: a mayor distancia desde el punto de estimulación, menor variación del potencial

Las variaciones en la diferencia de potencial a través de la membrana puede registrarse midiendo el voltaje al introducir un electrodo en el interior celular. El osciloscopio puede calibrarse de forma que un aumento en el valor de voltaje indique que el interior celular se ha hecho menos negativo (más positivo) en comparación con el exterior celular. Por el contrario una disminución en el valor de voltaje es indicativo que el interior se ha hecho mas negativo en comparación con el exterior celular. Así pues, si tras un estímulo adecuado

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penetran cargas positivas en el interior celular (a favor de gradiente) se producirá un aumento en el valor de voltaje llamada despolarización, que hace que la diferencia de potencial entre los dos electrodos disminuya. A la recuperación del potencial de membrana en reposo de denomina repolarización.

Si el estímulo hace que el interior celular se haga más negativo se denomina hiperpolarización.

Vamos a ver que es lo que ocurre exactamente en un punto de un axón. El axón gigante del calamar es un buen ejemplo para el estudio de las propiedades eléctricas pasivas. Debido a su gran tamaño, unos 2cm de longitud y unas 800mm de grosor, la extracción y manejo de dicho axón es relativamente sencillo. Una vez atados los extremos del axón, puede introducirse una micropipeta de vidrio llena de un electrolito fuerte como el KCl 3M, para disminuir la resistencia de la punta de la pipeta, en el axón. Cuando el extremo del microelectrodo está fuera del axón, no existe diferencia de potencial con respecto un segundo electrodo colocado en el medio extraxónico. Ello es debido a que entre ambos electrodos no existe una fuente de potencial y que la resistencia entre ambos electrodos es muy pequeña. La diferencia de voltaje se registra cuando el electrodo es introducido en el axoplasma.

Si una vez dentro del axoplasma se da una pequeña descarga se induce la apertura de algunos canales dependientes de voltaje. La apertura de los canales Na+ facilita la entrada masiva de Na+ en ese punto a favor de concentración y por tanto se invertirá el potencial de la membrana. Dicha variación del potencial de membrana se propagará a lo largo de la membrana de una forma limitada y hacia ambos lados del axón. Podemos observar en la gráfica de la izquierda como la difusión iónica disminuye conforme nos alejamos del punto de estimulación. Si colocáramos electrodos a diferentes

distancias del punto de estimulación observaríamos la gráfica inferior derecha. A mayor distancia, menor es la variación en el potencial de membrana detectada. A este tipo de respuesta se le denomina respuesta local. Podemos observar como cuanto mayor es la distancia menor es la amplitud del potencial del receptor.

Todos los canales dependientes de voltaje no se abren con la misma intensidad de estimulación. Con un estímulo pequeño se abre una pequeña “subpoblación” de estos canales, conforme nos alejamos la intensidad de estímulo es menor, con lo que se reduce la subpoblación de canales Na+ dependientes de voltaje que se abren. Hasta un punto en que el estímulo ya no existe.

Si el estímulo es de suficiente intensidad puede sobrepasar un umbral de despolarización que dispara el potencial de acción

Sin embargo, si el estímulo es tal que se alcanza un cierto valor umbral de despolarización de la membrana, la respuesta que se obtiene es bien diferente. La respuesta que se produce en el axón gigante de calamar no se atenúa con la distancia, sino que se propaga hasta el final del axón. Lo que ocurre exactamente es que la variación de voltaje abre Los canales Na+ voltaje dependientes, no unos pocos sino todos los canales Na+ que se encuentran próximos. La propia despolarización que se genera en la membrana es tal, que abre todos los canales Na+ adyacentes a la zona de estimulación, alcanzándose de nuevo los mismos niveles de despolarización. Del mismo modo se estimula el lado contiguo. De esta forma el potencial de acción desencadenado

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a partir de haberse alcanzado un cirte valor de despolarización se propaga hasta el final del axón.

Hay que pensar que en realidad es un proceso dinámico. Y lo que en verdad está ocurriendo es que al alcanzar el valor umbral de despolarización se permite la entrada de Na+ por difusión al axoplasma. Esto induce un aumento en la despolarización de la membrana, lo cual genera la apertura de más canales Na+ dependientes de voltaje en la membrana del axón. Esta despolarización aún aumenta más la permeabilidad al ión. Así pues se produce un bucle de retroactivación en el que la entrada de Na+ y la despolarización experimentan una aceleración explosiva.

Algo más lentos en su apertura son los canales K+ voltaje dependientes, así pues un poco después del cierre de los canales Na+ se abren los canales K+. La apertura de los canales K+ favorece la recuperación del potencial de reposo, por la salida del ión a favor de gradiente (-90mV). Este proceso llamado repolarización representa el final de un bucle de retroinhibición.

A este conjunto de cambios de potencial de membrana se denomina potencial de acción o impulso nervioso, y como ya he indicado hay que pensar en el en un proceso dinámico.

Posteriormente la bomba Na+/K+ restablecerá las concentraciones iniciales para cada uno de los iones, ya que, aunque se haya recuperado el potencial de membrana inicial las concentraciones de Na+ y K+ intracelulares se han modificado.

Tanto la despolarización como la repolarización se producen por difusión de los iones según sus gradientes de concentración.

El potencial de acción: conductancias• El potencial de acción se debe a los cambios rápidos y

transitorios de las conductancias del Na+ y K+

• Los canales voltaje dependientes tienen varias conformaciones que afectan a la conductancia iónica: reposo, activada e inactivada (Na+) y reposo y activación lenta (K+)

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En este gráfico podemos observar como se ven afectadas las conductancias iónicas en cada momento del potencial de acción según el estado conformacional de los canales.

Podemos observar que tanto en el dibujo izquierdo como en el derecho se indica un diferente potencial de membrana en reposo. Recordad que según el tipo celular estudiado el potencial de reposo puede ser diferente. No todas las células del cuerpo tienen el mismo potencial de membrana. Pero lo importante de esta diapositiva es observar como se produce el potencial de membrana respecto a la apertura de los canales. En primer lugar hemos dicho que se abren los canales Na+ y observamos como aumenta la conductancia para el Na+ rápidamente, simultánemente con el inicio del potencial de acción, aun poco antes que se alcance el máximo, tanto de conductancia para el Na+ como el máximo del potencial de acción, ya se empiezan a abrir algunos canales K+, de respuesta más lenta. Simultáneamente y hasta los canales Na+ pasan a un estado inactivo, de forma que al impedirse la entrada de Na+ y esgtar saliendo K+ se repolariza la membrana. Por último los canales K+ se van cerrando y va disminuyendo la conductancia al K+. Observad que el cierre aún es más lento que su apertura, esto hace que se cree, como ya indicamos, una disminución del potencial de membrana por debajo del de reposo. Será recuperado por la bomba Na+/K+.

ETAPAS

a. El estímulo induce la apertura de canales Na+. Su difusión al citoplasma despolariza la membrana celular.

b. Al alcanzarse el potencial umbral se abren más canales Na+. El aumento en la entrada de Na+ despolariza aún más la membrana.

c. Cuando el potencial alcanza su máximo (valores positivos) se cierran los canales Na+.

d. La apertura de los canales K+ permite la salida del catión y la repolarización de la membrana

e. Tras un breve periodo de hiperpolarización, la bomba Na+/K+ restablece el potencial de reposo.

f.

Propagación del potencial de acción

El potencial de acción se propaga hacia todas las direcciones, pero no retrocede, ya que lo canales de Na+ de la zona que se despolariza primero están inactivados

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Ahora que ya sabemos que es y como se produce el potencial de acción, debemos preguntarnos cómo es posible que el potencial de acción siempre se dirige en una dirección? Fijémonos que en el caso del gráfico superior el potencial de acción siempre se aleja del punto de estimulación y no vuelve hacia él. O en el caso del dibujo inferior que se dirige de izquierda a derecha y en ningún momento ocurre a la inversa.

Para entender este hecho vamos a estudiar las conformaciones moleculares de los canales dependientes de voltaje que participan en el desarrollo del potencial de acción.

Características del potencial de acción

1. El potencial de acción o se produce o no (ley de todo o nada).

2. Una vez generado se automantiene y propaga por retroalimentación positiva: la apertura de canales de Na+ provoca la apertura de otros.

3. El tiempo que los canales dependientes de voltaje permanecen abiertos es independiente de la intensidad del estímulo.

4. Un estímulo supraumbral no aumenta la despolarización celular (la amplitud del pico).

El potencial de acción sigue la ley del todo o nada, es decir o se produce o no. Si se alcanza el valor umbral de potencial de membrana se generará, sino se va perdiendo progresivamente la capacidad de despolarización conforme se aleja del punto de estimulación.

Ley del todo o nada. Cuando se produce la despolarización de la membrana hasta un valor umbral permite que la variación en la permeabilidad del Na+ aumente el valor del potencial de membrana hasta un valor de +30mV. En condiciones normales no se hace más positivo porque los canales Na+ se cierran en seguida y porque los canales K+ se abren. El tiempo que permanecen abiertos los canales es totalmente independiente de la intensidad del estímulo. De forma que la amplitud de los potenciales de acción es todo o nada.

Si la despolarización se encuentra por debajo del potencial umbral los canales voltaje dependientes se mantienen cerrados, si por el contrario alcanzan el umbral se dispara el potencial de acción.

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Además como los canales sólo se abren durante un periodo fijo de tiempo y la inactivación automática se mantiene hasta que se restablecen los valores normales de polaridad la duración y amplitud de los potenciales de acción es muy similar.

Acomodación

El potencial umbral debe alcanzarse rápidamente. Su retraso temporal de la despolarización disminuye la eficiencia del proceso por la inactivación de parte de los canales Na+ voltaje dependientes.

El potencial de membrana umbral, debe ser alcanzado rápidamente, de otro modo el incremento temporal de la despolarización permitiría que parte de los canales Na+

pasarán a un estado inactivo, con la consecuente pérdida en la eficacia del proceso. Esta situación haría que aumentara el valor del potencial umbral, incluso puede llegar a impedir el disparo del potencial de acción. A este proceso se lo denomina acomodación de la membrana al estímulo.

El potencial de acción sigue la ley del todo o nada, es decir o se produce o no. Si se alcanza el valor umbral de potencial de membrana se generará, sino se va perdiendo progresivamente la capacidad de despolarización conforme se aleja del punto de estimulación.

Ley del todo o nada. Cuando se produce la despolarización de la membrana hasta un valor umbral permite que la variación en la permeabilidad del Na+ aumente el valor del potencial de membrana hasta un valor de +30mV. En condiciones normales no se hace más positivo porque los canales Na+ se

cierran en seguida y porque los canales K+ se abren. El tiempo que permanecen abiertos los canales es totalmente independiente de la intensidad del estímulo. De forma que la amplitud de los potenciales de acción es todo o nada.

Si la despolarización se encuentra por debajo del potencial umbral los canales voltaje dependientes se mantienen cerrados, si por el contrario alcanzan el umbral se dispara el potencial de acción.

Además como los canales sólo se abren durante un periodo fijo de tiempo y la inactivación automática se mantiene hasta que se restablecen los valores normales de polaridad la duración y amplitud de los potenciales de acción es muy similar.

Periodos refractarios

Si se mantiene un estímulo de una intensidad determinada este se despolariza hasta alcanzar un umbral y comienza a producir potenciales de acción con una frecuencia determinada. Al aumentar la intensidad del estímulo se aumenta la frecuencia de los potenciales de acción de forma proporcional. Llegará un momento en que la disminución del intervalo entre potenciales de acción es mínima y no puede reducirse, es decir llegará un momento en que no puede producirse un nuevo potencial de acción porque el anterior no ha acabado. Durante la mayor parte del tiempo en que se está produciendo un potencial de acción el axón es refractario

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a responder a un segundo estímulo, independientemente de la intensidad de ese estímulo. A este periodo de tiempo se le denomina periodo refractario absoluto.

La causa a nivel molecular del periodo refractario absoluto reside en el estado inactivo en que se encuentran los canales Na+ voltaje dependientes. La despolarización es incapaz de abrir los canales inactivos, sólo puede abrir los cerrados.

Tras la apertura de los canales K+, es decir la membrana se encuentra en proceso de repolarización, se inicia un periodo de tiempo llamado periodo refractario relativo, ya que mediante una despolarización muy potente se pueden llegar a superar los efectos repolarizantes de los canales K+ abiertos y generar un potencial de acción.

Absoluto

Es el periodo de tiempo en el que el axón es incapaz de responder a un segundo estímulo. La causa son los canales Na+ en estado inactivo

Relativo

Es el periodo de tiempo en el que el axón es capaz de responder a un segundo estímulo de una elevada intensidad. La causa es que se ha iniciado la repolarización y hay canales Na+ en estado cerrado.

Para que un estímulo sea eficiente éste debe durar un determinado tiempo. La intensidad mínima con la que un estímulo es capaz de excitar a una neurona se denomina

REOBASE, y el tiempo de excitación mínimo necesario para excitar una neurona se denominaría REOBASE DEL TIEMPO. La CRONAXIA sería la intensidad doble de la REOBASE.

Tipos de potenciales de acción

Todos los potenciales de acción no transcurren de la misma manera. En función del tipo celular el perfil de despolarización puede ser diferente. Tomando dicho perfil como criterio de clasificación podemos encontrar:

Potenciales en espiga: son típicos del sistema nervioso. Su duración es aproximadamente de 0.4mseg y lo denominamos impulso nervioso.

Potenciales en meseta; Existen casos en los que la membrana excitable no se repolariza inmediatamente tras la despolarización. Generan un perfil en el que se observa una meseta próxima al máximo de despolarización de la espiga. Es típico de las células cardíacas, donde la meseta llega a durar entre 3 y 4 décimas de segundo, produciendo la contracción del corazón durante todo este periodo.

La meseta observada en el potencial de acción de células cardíacas se origina por varios factores:

1.     En el disparo del potencial de acción participan tanto los conductos rápidos como los lentos, estos últimos permiten Los primeros causan la porción en espiga mientras que los segundos, al permitir la difusión de Ca2+ y de algunos iones Na+ y tener una acción mas lenta y prolongada, generan la porción de meseta.

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2.     La existencia de canales K+ dependientes de voltaje lentos en su activación, hace que éstos no se abran hasta el final de la meseta, lo cual retrasa la regeneración del potencial de membrana.

Potenciales rítmicos: Existen casos en el organismo en que se precisan descargas repetitivas de potencial de acción como en el latido cardíaco, en los movimientos peristálticos o en fenómenos neuronales como el control del ritmo respiratorio. A priori todos los tejidos excitables pueden realizar descargas repetitivas si el potencial umbral se disminuye lo bastante. De hecho un requisito para que exista ritmicidad es que la membrana, incluso en estado de reposo, sea lo suficientemente permeable al Na+ para que se genere la despolarización automática de la membrana. Por esta razón el potencial de membrana en reposo de éstas células está entre -60 y -70mV. Este potencial de membrana causa que no se mantengan cerrados todos los canales Na+ y que exista un flujo de Na+ y K+ al interior que aumente la despolarización, se abran más canales hasta la generación del potencial de acción. El proceso de feed-back positivo no sólo afecta a los canales Na+ sini también a los ya mencionados canales cálcico-sódicos.

Sinapsis

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