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INTRODUCCION A LA FISIOLOGÍA

DRA. DORIA CARRASCOGINECOLOGA-OBSTETRA

FCM,DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

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Ciencia que tiene como objeto el estudio de las funciones de los seres vivos y de sus partes constituyentes (sistemas, órganos, tejidos, células).

En humanos intenta explicar las características y mecanísmos específicos del cuerpo humano que determinan que sea un ser vivo.

DEFINICIÓN

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Padre de la fisiología.

Organismos se relacionan con dos

ambientes:

1. Medio externo: rodea al organismo

2. Medio interno: líquido extracelular

La “constancia del medio interno” es la base

de la vida independiente.

CLAUDE BERNARD

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Los niveles de organización estructural y funcional del cuerpo humano:

1. Químico2. Celular3. Tisular o hístico4. Órganos5. Aparatos y sistemas6. Organísmo o individuo

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1. Organización2. Homeostasis3. Reproducción y herencia4. Crecimiento y desarrollo 5. Adquisición y liberación de energía 6. Detección y respuesta a los

estímulos (tanto internos como externos)

CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

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1.Organización: . Los seres vivos muestran un alto grado de organización como, organismos multicelulares subdivididos en tejidos, tejidos subdivididos en células, células en organelos etc.

2.Homeostasis: es decir el mantenimiento de la constancia del medio interno en términos de temperatura, pH , contenido de agua, concentración de electrolitos etc.

Gran parte de la energía de un ser vivo se destina a mantener el medio interno dentro de límites homeostáticos.

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Reproducción y herencia: Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma de reproducción, ya sea asexual (sin recombinación de material genético) o sexual .

La mayor parte de los seres vivos usan un producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico) como el soporte físico de la información que contienen.

Algunos organismos, como los retrovirus (entre los cuales se cuenta el HIV), usan ARN (ácido ribonucleico) como soporte.

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Crecimiento y desarrollo:

Aún los organismos unicelulares crecen.

Cuando están recién formados luego de una

división tienen un tamaño y deben crecer

hasta convertirse en células maduras.

Los organismos multicelulares pasan por un

proceso mas complicado: diferenciación y

organogénesis.

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Adquisición y liberación de

energía: Una característica de la vida es

el proceso de adquisición de energía (de la

luz solar, de productos químicos inorgánicos

o de otros organismos), el almacenamiento

de la misma, en moléculas como el ATP

(adenosín trifosfato) y su posterior

utilización en procesos de síntesis.

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Organización del

cuerpo humano

1. Célula

2. Tejido

3. Órgan

o

4. Sistem

a

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LA

CÉLU

LA

Forma más sencilla de organización de los seres

vivos

Todos los seres vivos están compuestos por células

Cada célula es capaz de reproducirse y alimentarse

por sí sola

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La unidad viva básica del cuerpo es la célula. Cada órgano está formado por células y adaptados

para funciones diferentes. Ej. Pulmones, hígado etc.

Cuerpo contiene total 100 billones de células.

Las células tienen características básicas similares: Toda célula requiere nutrición. Toda célula utiliza el oxigeno y los nutrientes para

obtener energía. Toda célula envían productos terminales de sus

reacciones químicas a los líquidos que las rodean

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TEJIDOS

Conjunto de células

semejantes

Se organizan y especializan Realizan una

función común

Ejm: tejido muscular, sanguíneo, óseo, etc

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ORGANOS

Conjunto de tejidos

Realizan una función

concreta

Ejm: corazón, pulmón,

estómago, etc

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SISTEMA

Conjunto de varios órganos

Realizan coordinadamente una función

Ejm: sistema digestivo: digestión

Todos los sistemas constituyen un organismo

LA CELULA Y SU FUNCION

Fisiología y FisiopatologíaGuyton, Hall, McGraw-

Hill,1998

LA CELULA

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Organización de la célula

Citoplasma y Núcleo◦ Protoplasma

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La célula

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Organización de la célula

Protoplasma:◦ Agua◦ Electrolitos◦ Proteínas

Estructurales Globulares

◦ Lípidos◦ Carbohidratos

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Organización de la célula

Protoplasma:◦ Agua: 80% ◦ Electrolitos:

Potasio Magnesio Fosfato Sulfato Bicarbonato Poco: Na, Cl, Ca

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Organización de la célula

Proteínas: 20% de la masa celular◦ Estructurales:

Pelo Microtúbulos

Citoesqueleto Cilios Axones Husos mitóticos

Extracelulares Colágena Elastina

Tej conectivo, vasos, tendones ligamentos

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Organización de la célula

Proteínas ◦ Globulares

Enzimas En estructuras

membranosas intracelulares

Catalizadores Lípidos: 2%

◦ Insolubles en agua◦ Fosfolípidos y

Colesterol◦ Triglicéridos (en los

adipocitos)

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Organización de la célula

CARBOHIDRATOS◦ No tienen función estructural (excepto en las GP)◦ En el LEC: glucosa disuelta◦ Intracelular: glucógeno

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Estructura Física de la Célula Membrana celular Membrana

nuclear Retículo

endoplásmico Aparato de Golgi Mitocondrias Lisosomas Centríolos

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Estructuras membranosas de la célula Membranas compuestas por

◦ Lípidos y proteínas Lípidos: barrera contra el agua e hidrosolubles Proteínas: conductos para substancias específicas

Membranas:◦ Celular◦ Nuclear◦ Del retículo endoplásmico◦ De las mitocondrias, ◦ De los lisosomas◦ Del aparato de Golgi

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Membrana celular

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Membrana celular

Barrera lípida:◦ Bicapa de dos

moléculas de espesor Compuesta de

fosfolípidos Fosfato: hidrosoluble

(hidrófila) Ac. Graso: liposoluble

(hidrófoba)

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Membrana celular

Impermeable a:(hidrosolubles)◦ Iones◦ Glucosa◦ Urea

Permeable a:(liposolubles)◦ Oxígeno◦ Dióxido de carbono◦ Alcohol

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Citoplasma y organelos Citosol: porción líquida del citoplasma

◦ Glóbulos de grasa neutra◦ Gránulos de glucógeno◦ Ribosomas◦ Retículo endoplásmico◦ Aparato de Golgi◦ Mitocondrias◦ Lisosomas◦ Peroxisomas

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El Citoplasma

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Retículo endoplásmico Estructuras tubulares y vesículas

conectados entre sí Su pared es igual a la membrana celular Está lleno de matriz endoplásmica Posee gran cantidad de sistemas

enzimáticos fijos que coordinan las funciones metabólicas de las células

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Retículo endoplásmico rugoso

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Retículo endoplásmico Ribosomas y RER:

◦ Los Ribosomas contienen RNA y proteínas◦ Función: sintetizar proteínas

RE Liso:◦ Sin ribosomas◦ Sintetiza lípidos◦ Participa en muchos procesos enzimáticos

celulares

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Aparato de Golgi Relacionado con el Retículo endoplásmico

por las vesículas RE Membranas celulares similares al REL Cuatro o más capas de vesículas aplanadas

adyacentes al núcleo Función: Síntesis protéica

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Aparato de Golgi

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Lisosomas Formados por el Aparato de Golgi Se dispersan por todo el citoplasma Sistema digestivo intracelular

◦ Alimento◦ Estructuras celulares dañadas◦ Bacterias

Contienen enzimas hidrolíticas

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Mitocondrias Central energética de la célula Poseen dos membranas

◦ Externa◦ Interna: forma los pliegues que fijan enzimas

oxidativas Están llenas de matriz mitocondrial Capaces de autorreplicarse

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Mitocondria

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Mitocondrias Oxidan los nutrientes:

◦ Se produce CO2 y H2O◦ La energía liberada se utiliza para sintetizar ATP

(adenosín-trifosfato)◦ El ATP se transporta de la mitocondria al

citoplasma para liberar energía necesaria para al función celular.

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El núcleo celular

Centro de control celular

DNA: genes◦ Determinan las

características de las enzimas citoplásmicas

◦ Regulan la reproducción celular

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El núcleo celular

La membrana nuclear es doble◦ Una dentro de la

otra◦ La externa se

continúa con el RE Tiene miles de

poros nucleares para el paso de moléculas de 15000 a 44000

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El Nucleolo

Carece de membrana limitante.

Pueden ser uno o varios

ARN y proteínas similares a las de los ribosomas

Aumenta de tamaño durante la síntesis protéica

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El Nucleolo

Función:◦ Formar

subunidades glanulares de ribosomas Pasan al citoplasma

por los poros del núcleo y forman “ribosomas maduros”

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Sistemas funcionales de la célula Ingestión celular:

◦ Difusión y◦ Transporte Activo

La mayor parte◦ Endocitosis

Pinocitosis Vesículas muy

pequeñas llenas de LEC Fagocitosis

Partículas grandes como: bacterias, células o tejido necrosado

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Mitocondria

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Características funcionales del adenosintrifosfato (ATP) Nucleótido

◦ Base nitrogenada: Adenina

◦ Pentosa: Ribosa

◦ Tres radicales fosfato

◦ Dos uniones fosfato de alta energía 12000 calorías

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Características funcionales del adenosintrifosfato (ATP) Para liberar su

energía:◦ Pierde un radical de

ácido fosfórico◦ Se forma ADP

Después se une nuevamente el ácido fosfórico◦ Se forma nuevo ATP◦ El ciclo se repite

indefinidamente

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Procesos químicos en la formación del ATP: Papel de la mitocondria

Al entrar la glucosa a la célula:◦ Glucólisis:

Glucosa >>> Ac. Pirúvico ADP>>>ATP 5% del metabolismo energético celular total

La mayor parte del ATP celular se forma en la mitocondria

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Funciones celulares y ATP El ATP se utiliza para:

◦ Transporte a través de las membranas Bomba de sodio-potasio

◦ Síntesis de compuestos químicos Síntesis protéica

◦ Trabajo mecánico Contracción muscular

FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR

En biología celular se denomina transporte de membrana biológica al conjunto de mecanismos que regulan el paso de solutos, como iones y pequeñas moléculas, a través de membranas plasmáticas, esto es, bicapas lipídicas que poseen proteínas embebidas en ellas.

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Dicha propiedad se debe a la selectividad de membrana.

Los movimientos de casi todos los solutos a través de la membrana están mediados por proteínas transportadoras de membrana, más o menos especializadas en el transporte de moléculas concretas.

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FUNCIONES DE LA MEMBRANA CELULAR Barrera semipermeable, en ella se llevan a

cabo funciones de absorción y excresión. Absorción: se obtienen sustancias

necesarias o nutrientes. Excresión: funciones de desecho. Tiene permeabilidad selectiva que significa

que controla el paso de sustancias a través de ella.

TIPOS DE TRANSPORTE El paso de moléculas pequeñas se lleva a

cabo mediante transporte pasivo y transporte activo.

Para las macromoléculas (moleculas grandes) se utiliza la endocitocis y la exocitosis.

TRANSPORTE PASIVO Es un desplazamiento de sustancias desde

un lugar de mayor concentración a otro de menor concentración, sin gasto de energía.

Existen tres tipos: difusión simple, difusión facilitada y ósmosis.

A-Difusión simple El oxígeno entra a la célula por difusión

cuando éste se consume. Otras moléculas que entran por difusión son

la úrea, el etanol y las hormonas esteroideas.

La membrana es impermeable a iones y moléculas polares por pequeñas que sean

Difusión simple: movimiento libre de

substancias al azar causado por los movimientos cinéticos normales de la materia.

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B- Difusión facilitada Es la que permite el paso de iones,

carbohidratos y aminoácidos, y otras moléculas.

Para que ocurra se necesita una gradiente de concentración y la presencia de proteínas de transporte.

Siempre se realiza a favor de la gradiente, o sea de una zona de mayor concentración a otra de menor concentración.

Las proteínas de transporte son de dos tipos, las transportadoras y las de canal.

Transportadoras: unen a la molécula que van a transportar y sufren un cambio estructural.

Por este medio pasan iones, carbohidratos y aminoácidos.

Las de canal: son una especie de canales o poros, llenos de agua que permiten el paso de sustancias como iones inorgánicos.

Difusión facilitada:

involucra el uso de un proteína para facilitar el movimiento de moléculas a través de la membrana.

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C- Ósmosis “Proceso de difusión de un solvente a través

de una membrana semipermeable, desde una zona de mayor concentración a otra de menor concentración”.

El agua que es solvente celular entra a la célula e iguala su concentración dentro y fuera de ella., ejerciendo una presión osmótica.

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Efectos de la ósmosis sobre las células Cuando las células se sumerjen en una

solución salina isotónica, o sea con la misma concentración que el interior de la célula, la célula permanece normal.

Si se sumerge en una solución hipertónica, o sea concentrada en sal, provocará que el agua salga de las células, y éstas se encojen.

Si al contrario, se sumergen en una solución hipotónica, poco concentrada, el agua entrará y tendrá como efecto que las células se hinchen.

TRANSPORTE ACTIVO “Es el paso de una sustancia a través de

una membrana semipermeable, desde una zona de menor concentración a otra de mayor concentración, con gasto de energía”.

Para que ocurra se requieren proteínas transportadoras que actúen como bombas contra la gradiente. La fuente de energía es ATP.

TRANSPORTE ACTIVO

Fuente: http://sis.nlm.nih.gov/toxtutor2/index.htm69

TRANSPORTE DE MACROMOLÉCULAS ENDOCITOCIS: En este proceso la célula toma moléculas

grandes o partículas de su medio externo, mediante la invaginación de la membrana celular y la posterior formación de vesículas.

Pinocitosis: (pino=beber) la célula obtiene moléculas solubles, mediante pseudópodos, en cuyo interior existen canales finos. Forman una vacuola que luego se rompe y el contenido se incorpora al plasma celular.

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Fagocitosis: (fago= comer) Es un proceso que le permite a la célula ingerir partículas de gran tamaño como microorganismos y restos de otras materias.

Las vesículas o vacuolas que se forman se llaman fagosomas que se fusionan con los lisosomas y constituyen el fagolisosoma que se encarga de degradar el material atrapado.

EXOCITOSIS: en este proceso las células vierten al exterior macromoléculas que producen en su interior.

En este caso las vacuolas que contienen la sustancia se aproximan a la membrana y expulsan su contenido

Proteínas secretadas por exocitosis.

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