Guia de Fisiologia Tema1

7/24/2019 Guia de Fisiologia Tema1

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S OLOG A

HUMANA.


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Fisiologa Humana.

Es la ciencia (biofsica, bioqumica y estadstica) que estudia las funcionesde los seres multicelulares.Su objetivo es explicar los factores fsicos yqumicos responsables del origen, desarrollo y progresin de la vida. a

fsiologa humana es la que intenta explicar las caractersticas ymecanismos espec!cos del cuerpo "umano que "acen que sea un ser vivo.El "ec"o de mantenerse vivo es el resultado de sistemas de controlcomplejos, ya que el "ambre nos "ace buscar alimentos y el miedo nos"ace buscar refugio. as sensaciones de fro nos "acen buscar medios paracalentarnos y otras fuer#as nos "acen buscar compa$a y reproducirnos.Esta posee sus propias caractersticas funcionales, por lo que la inmensamayora de las funciones !siolgicas pueden separarse en !siologa vrica,!siologa bacteriana, !siologa celular, !siologa vegetal, !siologa "umana ymuc"as otras subdivisiones.

Sistemas.Seg%n el diccionario un sistema es un &conjunto de cosasque ordenadamente relacionadas entre s contribuyen con undeterminado objeto"'n sistema fsico constituye una abstraccin funcional, en el que parafacilitar su estudio separamos sus componentes y anali#amos lascaractersticas particulares y generales, registrando se$ales observables ymedibles.El cuerpo "umano conforma un sistema complejo, separado del medioexterno por las barreras naturales que conforman la piel y las mucosas ycompuesto por subsistemas casi tan complejos como el propio organismo,

que a su ve# estn compuestos por c*lulas (las que a su ve# conforman otrosubsistema) Todos estos sistemas y subsistemas tienen comocaracterstica ser dinmicos' es decir, presentar siemprevariabilidad en su estado'

En un sistema intervienen se$ales de entrada y de salida+ la primera es la variablede control y la otra, la variable controlada, dependiente de la entrada y de lafuncin de transferencia del sistema. Esta funcin es caracterstica de cada sistemay por ende de sus leyes fsicas

lasi!cacin de los sistemas dinmicos

Sistema deterministaEn los sistemas deterministas se puede predecir la salida del sistemamediante el conocimiento del estado inicial y el grupo de reglas de cambio.-entro de los sistemas deterministas siempre "ay un grado de ariabilidadestocstica denominada &ruido& que inter!ere con las mediciones que unoreali#a.

sistema estocsticos.

En los sistemas estocsticos en cambio, la salida est determinada por unavariabilidad al a#ar (como ganarse la lotera), sea son impredecible.


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lasi!cacin de los sistemas deterministas.#Sistema linealEn los lineales las reglas de cambio son linealmente proporcionales a lasvariables de entrada, por lo tanto, la conducta total del sistema se puede

calcular con independencia de cada variable de ingreso (las variables nointeract%an entre s). En los sistemas lineales se puede predecir elcomportamiento del sistema conoci*ndola se$al de entrada y su funcin detransferencias in ser demasiado sensible a las condiciones inicialesSistema no linealos sistemas no lineales la conducta del sistema es ms que la suma de las

variables de ingreso. En la naturale#a "ay ms sistemas no lineales quelineales y en nuestro organismo la mayora de los sistemas se comportancomo no lineales (curva de saturacin de la oxi"emoglobina, curva de"ist*resis pulmonar, respuesta neuronal a los impulsos, etc.)

/or el contrario del sistema lineal, en los sistemas no lineales, peque$asvariaciones de las condiciones iniciales pueden producir respuestas desalida insospec"ada.

Sistema catico. 0lgunos sistemas no lineales presentan uncomportamiento irregular denominado catico 1aos, en este sentido, nosigni!ca desorden, ya que aqu se trata de sistemas determinsticos en losque la caracterstica saliente es que peque$as variaciones en estado inicialproducen grandes diferencias en la salida. 'na lista enorme de procesos

!siolgicos como el ritmo cardaco, la liberacin cclica de "ormonas, lapresin arterial, la ventilacin, entre otros, presentan comportamientocatico.

lasi!cacin de los sistemas.

$#Sistemas no regulados o de la#oabierto./oseen una se$al de salida que depende dela entrada, pero sin modi!carla, y de una

funcin de transferencia que caracteri#a larespuesta del proceso.

%jemplo.Sistema no regulado2 el ndulo sinusal,

marcapasos principal del cora#n essensible a la temperatura de la sangre Elaumento de la temperatura produce incremento de la frecuencia cardacaEso no puede in3uir de manera directa sobre la temperatura, por lo que esun sistema no regulado

Sistemas regulados o de la#o cerrado.


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os sistemas regulados son los llamados de feedbac4 o retroalimentacin+poseen caractersticas similares a las de los no regulados, en cuanto aentrada, salida y funcin de transferencia pero en *stos parte de la salida serealimenta e interact%an con la se$al deentrada. 5stos son los que utili#an los

subsistemas "omeostticos para mantenerel estado estacionario que caracteri#anuestro estado de salud.

%jemplo.

Sistema regulado2 los islotes deanger"ans poseen c*lulas (beta) capacesde sensar el nivel de glucosa en sangre y apartir de cierto nivel liberan insulina (se$alde salida), que al actuar sobre ciertos

tejidos logra que *stos absorban glucosa para disminuir as la se$al deentrada El "ipotlamo posee receptores de "ormonas que a partir de ciertonivel pueden disminuir la liberacin de "ormonas liberadoras y bajar laproduccin de "ormonas, as se cierra el la#o y se regula su nivel.

os sistemas regulados pueden utili(ar retroalimentacin)*eedbac+ negativa o positiva

-etroalimentacin negativaen estos sistemas dela#o cercado, la se$alde salida permite regular la deentrada "asta disminuirla. /ara este caso se

requiereun comparador que posea un valor estndar o set point con *l cualcomparar la se$al de salida. Si "aydisparidad entre ambas (se$al de error)se vara laganancia de la se$al de entrada "asta estabili#ar elsistema.

-etroalimentacin positiva a diferencia de los anteriores, en estossistemas, la se$al de salida estimula la de entrada, lo que determina unarespuesta explosivaen el sistema.

Homeostasistendencia a la estabili#acin del cuerpo relacionado conlos procesos !siolgicos.

os !silogos emplean el t*rmino "omeostasis para referirse almantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno.Esencialmente todos los rganos y tejidos del organismo reali#an funcionesque colaboran en el mantenimiento de estas condiciones relativamenteconstantes, por ejemplo, los pulmones aportan el oxgeno al lquidoextracelular para reponer el oxgeno que utili#an las c*lulas, los ri$onesmantienen constantes las concentraciones de iones y el aparato digestivoaporta los nutrientes.

/rgani(acin de la c0lula.

a c0lula


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Es la unidad estructural de los organismos, compuesta por una membranaplasmtica, un citoplasma y n%cleo.

a c*lula se divide en Sus dos partes ms importantes son el n%cleo y elcitoplasma, que estn separados entre s por una membrana nuclear,

mientras que el citoplasma est separado de os lquidos circundantes poruna membrana celular que tambi*n se conoce como membrana plasmtica.as diferentes sustancias que componen la c*lula se conocencolectivamente como protoplasma.

1rotoplasmaEl protoplasma es el material viviente de la c*lula, es decir, todo el interiorde la c*lula(tambi*n el n%cleo y el citoplasma). Est formado por loselementos y sustancias qumicas que se encuentran en la naturale#a,formando los cuerpos o estructuras no vivientes.

El protoplasma est compuesto principalmente por cinco sustancias2 agua,electrlitos, protenas, lpidos e "idratos de carbono.

$gua. El principal medio lquido de la c*lula es el agua, que est presenteen la mayora de las c*lulas, excepto en los adipocitos, en unaconcentracin del 6789:. ;uc"os de los componentes qumicos de lac*lula estn disueltos en el agua, mientras que otros estn en suspensincomo micropartculas slidas.

2ones. 0lgunos de los iones importantes de la c*lula son el potasio, el

magnesio, el fosfato, el sulfato, el bicarbonato y cantidades ms peque$asde sodio, cloruro y calcio.

1rotenas. -espu*s del agua, las sustancias ms abundantesen la mayorade las c*lulas son las protenas, que normalmenteconstituyen entre el


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dentro del lquido celular. as en#imas entran en contacto directo con otrassustancias del lquido celular y, por tanto, catali#an reacciones qumicasintracelulares espec!cas.pidos. os lpidos son varios tipos de sustancias que se agrupan porquetienen una propiedad com%n de ser solubles en disolventes grasos. pidos

especialmente importantes son los fosfolpidos y el colesterol, que juntossuponen slo el =: de la masa total de la c*lula. Su importancia radica enque, al ser principalmente insolubles en agua, se usan para formar lasbarreras de la membrana celular y de la membrana intracelular que separanlos distintos compartimientos celulares. 0dems de los fosfolpidos y elcolesterol, algunas c*lulas contienen grandes cantidades de triglic*ridos,que tambi*n se conocen como grasas neutras. En los adipocitos lostriglic*ridos suponen "asta el @9: de la masa celular. a grasa almacenadaen estas c*lulas representa el principal almac*n del organismo denutrientes energ*ticos que despu*s se pueden disolver y usarse para

proporcionar energa siempre que el organismo la necesite.

Hidratos de carbono. (Amportante en la nutricin celular)os "idratos de carbono tienen escasas funciones estructurales en la c*lulaocupa variablemente el


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99: de protenas, un =9: de fosfolpidos, un


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comunicar el exterior celular con el interior citoplasmtico, por lo tanto sonlas que intervienen en el transporte de sustancias de un lado a otro de lamembrana.)

#as protenas peri*0ricas. Son aquellas que no atraviesas la

membrana, sino que estn unidas al exterior de la c*lula o en la caracitoplasmtica, unidas a la bicapa. Suelen ser protenas estructurales queintervienen en el reconocimiento de otras c*lulas (cuando estn en la parteexterna de la misma) las interacciones con la doble capa lipdica son muc"oms d*biles por lo cual se pueden separar a trav*s de m*todos suavescomo cambio de /" o fuer#a inica.

#Hidratos de carbono de la membrana 4glucocli(5 celular. os"idratos de carbono de la membrana se presentan casi invariablementecombinados con protenas o lpidos en forma de glicoprotenas o

glucolpidos. -e "ec"o, la mayora de las protenas integrales songlucoprotenas y aproximadamente la d*cima parte de las mol*culaslipdicas de la membrana son glucolpidos. as porciones >glucoH de estasmol*culas "acen casi siempre protrusin "acia el exterior de la c*lula,colgando "acia fuera de la super!cie celular. Iay muc"os otros compuestosde "idratos de carbono, que se denominan proteoglicanos y sonprincipalmente "idratos de carbono unidos a n%cleos de protenaspeque$as, que tambi*n se unen laxamente a la super!cie externa de lapared celular, es decir, toda la super!cieexterna de la c*lula a menudo contiene un recubrimiento d*bil de "idratos

de carbono que se conoce como glucocli#. as estructuras de "idratos decarbono unidas a la super!cieexterior de la c*lula tienen varias funcionesimportantes2 6muc"as de ellas tienen una carga el*ctrica negativa queproporciona a la mayora de las c*lulas una carga negativa a toda lasuper!cie que repele a otros objetos negativos7 8el glucocli# de algunasc*lulas se une al glucocli# de otras, con lo que une las c*lulas entre s+ 9muc"os delos "idratos de carbono act%an como componentes del receptorpara la unin de "ormonas, como la insulina+ cuando se unen, estacombinacin activa las protenas internas unidas que, a su ve#, activan unacascada de en#imas intracelulares, y :algunas estructuras de "idratos de

carbono participan en reacciones inmunitarias,itoplasma y sus orgnulos. El citoplasma est lleno de partculasdiminutas y grandes y orgnulos dispersos. a porcin de lquido delcitoplasma en el que se dispersan las partculas se denomina citosol ycontiene principalmente protenas, electrlitos y glucosa disueltos. En elcitoplasma se encuentran dispersos glbulos degrasa neutra, grnulos deglucgeno, ribosomas, vesculassecretoras y cinco orgnulos especialmenteimportantes2 elretculo endoplsmico, el aparato de olgi, las mitocondrias,

los lisosomas y los peroxisomas.

-etculo endoplasmatico. as redes de estructuras vesicularestubulares y planas del citoplasma forman el retculo endoplsmico. os


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t%bulos y vesculas estn conectados entre s y sus paredes tambi*n estnformadas por membranas de bicapa lipdica que contienen grandescantidades de protenas, similares a la membrana celular. El espacio quequeda dentro de los t%bulos y vesculas est lleno de una matrizendoplsmica, un medio acuoso que es distinto del lquido del citosol que

"ay fuera del retculo endoplsmico. as sustancias que se forman enalgunas partes de la c*lula entran en el espacio del retculo endoplsmico ydespu*s son conducidas a otras partes de la c*lula. 0dems, la enormesuper!cie y los muc"os sistemas en#imticos unidos a su membranaconstituyen la maquinaria responsable de una gran parte de las funcionesmetablicas de la c*lula.

-ibosomas y retculoendoplsmico rugoso. 'nida a lasuper!cie exterior de muc"as partes

del retculo endoplsmico nosencontramos una gran cantidad departculas granulares diminutas que seconocen como ribosomas)complejos macromoleculares deprotenas y cido ribonucleico.1uando estn presentes, el retculo sedenomina retculo endoplsmicorugoso. os ribosomas estn formadospor una me#cla de 0JD y protenas y

su funcin consiste en sinteti#arnuevas mol*culas proteicas en lac*lula.-etculo endoplsmico a granular o liso. /arte del retculoendoplsmico no tiene ribosomas, es lo que se conoce como retculoendoplsmico a granular, o liso. Este retculo a granular act%a en la sntesisde sustancias lipdicas y en otros procesos de las c*lulas que sonpromovidos por las en#imas intrarreticulares. (Su funcin est dada por lapresencia de en#imas que intervienen en el metabolismo del glucgeno eintervienen en la sntesis de lpidos)

$parato de ;olgi. El aparato de olgi, estntimamenterelacionado con el retculoendoplsmico. Giene unasmembranas similares alas del retculo endoplsmico a granulary estformado "abitualmente por cuatro o ms capasapiladasde vesculas cerradas, !nas y planas, quese alinean cercade uno de los lados del n%cleo. El aparato de olgi funcionaasociado al retculo endoplsmico.FuncionesEl aparato de olgi funciona asociado al retculo endoplsmico. Iay

peque$as >vesculas de transporteH


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(Gambi*n denominadas vesculas del retculo endoplsmico o vesculas RE)que continuamente salen del retculo endoplsmico y que poco despu*s sefusionan con el aparato de olgi. -e esta forma, las sustancias atrapadas enlas vesculas del JE se transportan desde el retculo endoplsmico "acia elaparato de olgi. as sustancias transportadas se procesan despu*s en el

aparato de olgi para *ormar lisosomas, vesculas secretoras y otroscomponentes citoplasmticosisosomas. Son orgnulos vesiculares que se forman por la rotura delaparato de olgi y despu*s se dispersan por todo el citoplasma. oslisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que lac*lula digiera2 6 las estructuras celulares da$adas+ 8las partculas dealimento que "a ingerido, y 9 las sustancias no deseadas, como lasbacterias. (Contienen hasta 40 tipos dierentes de enzimas digestivas! de tipohidrolasa!

os lisosomasson orgnulosrelativamente grandes, formados por

el retculo endoplasmtico rugosoy luego empaquetadas por el complejo deolgi, que contienen en#imas"idrolticas y proteolticas que sirven paradigerir los materiales de origen externo ("eterofagia) o interno (autofagia)que llegan a ellos. Es decir, se encargan de la digestin celular.


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que se segregan ms tarde a trav*s de la membrana celular "acia el conductopancretico, es decir, "acia el duodeno, donde se activan y reali#an sus funcionesdigestivas sobre el alimento en el aparato digestivo.

3itocondria.(Son orgnulos celulares encargados

de suministrar la mayor parte de la energa necesariapara la actividad celular) Se conocen como los>centros neurlgicosH de la c*lula. Sin ellas, lasc*lulas no seran capaces de extraer energasu!ciente de los nutrientes y, en esencia, cesaran todas las funciones1elulares. as mitocondrias se concentran en aquellas porciones de la c*lulaque son responsables de la mayor parte de su metabolismo energ*tico. Estcompuesta principalmente por dos membranas de bicapa lipdicaprotenas2una membrana externa y una membrana interna. os plegamientosm%ltiples de la membrana interna forman compartimientos en los que seunen las en#imas oxidativas. 0dems, la cavidad interna de la mitocondriaest llena con una matri# que contiene grandes cantidades de en#imasdisueltas que son necesarias para extraer la energa de los nutrientes. Estasen#imas act%an asociadas a las en#imas oxidativas de los compartimientospara provocar la oxidacin de los nutrientes, formando dixido de carbono yagua y, al mismo tiempo, liberando la energa. a energa liberada se usapara sinteti#ar una sustancia de >alta energaH que se denomina trifosfatode adenosina (0G/). El 0G/ se transporta despu*s fuera de la mitocondria ydifunde a trav*s de la c*lula para liberar su propia energa all donde seanecesaria para reali#ar las funciones celulares.as mitocondrias se reproducen por s mismas, lo que signi!ca que una mitocondria

puede formar una segunda, una tercera, etc., siempre que la c*lula necesite cantidadesmayores de 0G/.

>?cleo. El n%cleo es el centro de control de la c*lula. Lrevemente,contiene grandes cantidades de 0-D, es decir, los genes, queson los quedeterminan las caractersticas de las protenascelulares, como las protenasestructurales, y tambi*n las en#imas intracelulares que controlan lasactividades citoplasmticasy nucleares.3embrana nuclear. a membrana nuclear, tambi*n conocida comocu"iertanuclear, consiste realmente en dos membranas bicapa separadas,

una dentro de la otra. a membrana externa es una continuacin delretculo endoplsmico del citoplasma celulary el espacio que queda entrelas dos membranas nucleares tambi*n es una continuacin con el espaciodel interior delretculo endoplsmico.>ucl0olos y *ormacin de ribosomas.os n%cleos de la mayora de las c*lulas contienen una o ms estructurasque se ti$en intensamente y se denominan nuclolos# Estos nucl*olos, adiferencia de la mayora de los orgnulos que vamos a comentar, no tienenuna membrana limitante, sino que consisten en una acumulacin simple degrandes cantidades de 0JD y protenas de los tipos encontrados en los

ribosomas. El nucl*olo aumenta de tama$o considerablemente cuando lac*lula est sinteti#ando protenas activamente. a formacin de los


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nucl*olos (y de los ribosomas del citoplasma fuera del n%cleo) comien#a enel n%cleo. /rimero, los genes espec!cos de 0-D de los cromosomas danlugar a la sntesis de 0JD, parte del cual se almacena en los nucl*olos,aunque la mayora se transporta "acia fuera, a trav*s de los porosnucleares, "acia el citoplasma, donde se usan junto a protenas espec!cas

para ensamblar los ribosomas >madurosH que tienen un papel esencial en laformacin de las protenas del citoplasma.

Sistema *uncional de la c0lula.2ngestin por la c0lula )endocitosis. a endocitosis es el movimientode materiales "acia adentro de la c*lula, por la va de vesculasdemembrana. a exocitosis es el movimiento de materiales para afuera de lac*lula, por la va de vesculas membranosas.a mayora de estas sustancias atraviesan la membrana celular por difusiny transporte activo.a di*usin. Amplica el movimiento simple a trav*s de la membrana,

provocado por el movimiento aleatorio de las mol*culas de la sustancia+ lassustancias se despla#an a trav*s de los poros de la membrana celular o, enel caso de las sustancias liposolubles, a trav*s de la matri# lipdica de lamembrana.%l transporte activo.Amplica el transporte real de una sustancia a trav*sde la membrana mediante una estructura fsica de carcter proteico quepenetra en todo el espesor de la membrana.as partculas muy grandes entran en la c*lula mediante una funcinespeciali#ada de la membrana celular que se denomina endocitosis. asformas principales de endocitosis son la pinocitosis y la fagocitosis

1inocitosis.a pinocitosis se re!ere a la ingestin de partculas diminutasque forman vesculas de lquido extracelular y partculas dentro delcitoplasma celular.a pinocitosis se produce continuamente en las membranas celulares de lamayora de las c*lulas, pero es especialmente rpida en algunas de ellas. Esel %nico medio por el cual las principales macromol*culas grandes, como lamayora de las mol*culas proteicas, pueden entrar en las c*lulas. -e "ec"o,la velocidad con que se forman las vesculas de pinocitosis suele aumentarcuando estas macromol*culas se unen a la membrana celularFagocitosis. a fagocitosis se re!ere a la ingestin de partculas grandes,

como bacterias, c*lulas enteras o porciones de tejido degenerado. afagocitosis se inicia cuando una partcula, como una bacteria, una c*lulamuerta o un resto de tejido, se une a los receptores de la super!cie de losfagocitos. En el caso de las bacterias,cada una de ellas ya suele estarunida a un anticuerpo espec!cofrente a ese organismo y es eseanticuerpo el que se une a losreceptores de fagocitosis, arrastrandoconsigo a la bacteria. a fagocitosis

se produce del mismo modo que lapinocitosis, en grandes rasgos,


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excepto porque implica la participacinde partculas grandes y no mol*culas.

ocomocin de la c0lula.

Es un t*rmino de la biologa paraexpresar la "abilidad de moverseespontneamente eindependientemente. Se puede aplicartanto a organismos unicelulares comoa multicelulares.

3ovimiento amebiano.

1aracterstico de las amebas y en los glbulos blancos. Se produce por laformacin de pseudpodos que se extienden y se retraen, de manera que elcitoplasma pasa de un estado 3uido de &sol& a otro semislido de &gel&, y en

el que se cree estn tambi*n implicadas ciertas !bras de citoesqueleto quese ensamblan y se desensamblan.

3ovimiento vibrtil.

1aracterstico de proto#oos ciliados y 3agelados, as como en losespermato#oides. os cilios y 3agelos poseen un "a# de microt%bulosdenominado axonema rodeado de membrana.

ilios y movimientos ciliares.

'n segundo tipo de movimiento celular, el movimiento ciliar, (de ltigo) esun movimiento a modo de ltigo de los cilios que se encuentran en lasuper!cie de las c*lulas. Este movimiento existe slo en dos lugares delcuerpo "umano2 en la super!cie de las vas respiratorias y en la super!cieinterna de las trompas uterinas (trompas de Malopio) del aparatoreproductor.

El 3agelo de un espermato#oide es similar a un cilio+ de "ec"o, tiene elmismo tipo de estructura y el mismo tipo de mecanismo contrctil. Sinembargo, este 3agelo es muc"o ms largo y se despla#a con ondas de tipocuasisinusoidal en lugar de movimientos de tipo ltigo.

ilios.'n cilio tiene el aspecto de un pelo recto o curvo con punta a!lada que seproyecta =F mm desde la super!cie de la c*lula. 0 menudo, muc"os ciliosse proyectan desde una sola c*lula, por ejemplo, "ay "asta =77 cilios en lasuper!cie de cada c*lula epitelial dentro de las vas a*reas. El cilio estcubierto por una protrusin de la membrana celular y se apoya en


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1arte 8#celula.aractersticas &sicasN;etabolismo 1elular2 K= O (protenas,"idratos de carbono o lpidos) P liberar

energa, necesaria para el funcionamientonormal de las c*lulas.N1apacidad de reproducirse (casi todas).NEstn ba$adas por el lquido extracelular.Sistema de transporte del lquidoe


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d a inteligencia P nos permite obtener las condiciones O ventajosaspara la supervivencia.

as lndulas Endocrinas P "ormonas que controlan funcionesmetablicas de las c*lulas2 crecimiento, ritmo metablico y

actividades especiales como la reproduccin.

-egulacin de las Funciones orporalesEl Sistema Derviosoa 1ontrola al S. muscular P locomocinb SD0 controla muc"os rganos internosc Sentir el medio externo e internod a inteligencia P nos permite obtener las condiciones O ventajosaspara la supervivencia.El Sistema Anmunitario-ota al cuerpo de un sistema de defensa contra invasores extra$os2

bacterias o virus.El Sistema Gegumentarioa Mormado fundamentalmente por la pielb -efensa contra las "eridas y posibles invasoresc/rotege contra la des"idratacin de los tejidos vecinosd Jegulacin de la temperatura corporal.

Fisiologa de la membrana,%l nervio y el m?sculo

Anidad 8.

Fsica bsica de los potenciales de membrana1otenciales de membrana provocados por di*usin>/otencial de difusinH producido por una diferencia de concentracin inicaa los dos lados de la membrana. a concentracin de potasio es grandedentro de la membrana de una !bra nerviosa, pero muy baja fuera de lamisma. 1onsideremos que en este caso la membrana es permeable a losiones potasio, pero no a ning%n otro ion. -ebido al gran gradiente deconcentracin de potasio desde el interior "acia el exterior "ay una intensatendencia a que cantidades adicionales de iones potasio difundan "aciafuera a trav*s de la membrana. 0 medida que lo "acen transportan cargas

el*ctricas positivas "acia el exterior, generando de esta maneraelectropositividad fuera de la membrana y electronegatividad en el interior


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debido a los aniones negativos que permanecen detrs y que no difunden"acia fuera con el potasio. En un pla#o de aproximadamente < ms ladiferencia de potencial entre el interior y el exterior, denominada potencialde difusin, se "ace lo su!cientemente grande como para bloquear ladifusin adicional neta de potasio "acia el exterior, a pesar del elevadogradiente de concentracin inica de potasio. En la !bra nerviosa normal delmamfero la diferencia de potencial necesaria es de aproximadamente @Fm, con negatividad en el interior de la membrana de la !bra.

Transporte activo de los iones sodio y potasio a trav0s de lamembrana la bomba sodio#potasio )>aB#CB.todas las membranas celulares del cuerpo tienen una potente bomba DaOQO que transporta continuamente iones sodio "acia el exterior de la c*lula eiones potasio "acia el interior, 0dems, obs*rvese que se trata de una"om"a electrgena porque se bombean ms cargas positivas "acia elexterior que "acia el interior (tres iones DaO "acia el exterior por cada dosiones QO "acia el interior), dejando un

d*!cit neto de iones positivos en elinterior+ esto genera un potencial negativoen el interior de la membrana celular. abomba DaOQO tambi*n genera grandesgradientes de concentracin para el sodioy el potasio a trav*s de la membrananerviosa en reposo.

1otencial de di*usin del potasio CBSuponiendo que una membrana celular espermeable para los iones de potasio pero no para ning%n otro ion. os ionesde QO tienden a difundir "acia fuera debido a la elevada concentracin de

QO en el interior de la c*lula, y como los iones de QO estn cargadospositivamente, la perdida de iones QO desde la c*lula crea un potencialnegativo en su interior.

1otencial de di*usin del sodio >$BSuponiendo que la membrana celular espermeable para los iones sodio pero nopara ning%n otro in.os iones DaO tienden a difundir "acia elinterior de la c*lula debido a la altaconcentracin de este fuera de la c*lula.a difusin del DaO "acia el interior creaun potencial positivo en el interior de lac*lula. -e nuevo el potencial demembrana llega en milisegundos a unnivel lo su!cientemente alto para bloquear la entrada de ms iones de DaOen la c*lula.

Transporte a trav0s de la membrana

T-$>S1/-T% 1$S2=/


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El transporte pasivo es el intercambio simple de mol*culas a trav*s de lamembrana plasmtica, durante el cual la c*lula no gasta energa, debido aque va a favor del gradiente de concentracin o a favor de gradiente decarga el*ctrica, es decir, de un lugar donde "ay una gran concentracin auno donde "ay menor. El proceso celular pasivo se reali#a por difusin. Ens, es el cambio de un medio de mayor concentracin (medio "ipertnico) aotro de menor concentracin (un medio "ipotnico).

El transporte pasivo permite el paso molecular a trav*s de la membrana

plasmtica a favor del gradiente de concentracin o de carga el*ctrica. El

transporte de sustancias se reali#a mediante la bicapa lipdica o los canales

inicos, e incluso por medio de protenas integrales. Iay cuatro mecanismos

de transporte pasivo2

NDi*usin2 es el movimiento continuo de mol*culas en los lquidos o losgases.0 trav*s de la membrana P = subtipos

Rsmosis2 transporte de mol*culas de agua a trav*s de la membrana

plasmtica mediado por protenas espec!cas acuaporinas y a favor de

su gradiente de concentracin.

Esmosis a trav0s de membranas con permeabilidad selectiva4di*usin neta5 de agua

a smosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual slo lasmol*culas de agua son transportadas a trav*s de la membrana. Elmovimiento de agua se reali#a desde un punto en que "ay mayorconcentracin a uno de menor para igualar concentraciones. -e acuerdo almedio en que se encuentre una c*lula, la smosis vara. a funcin de laosmosis es mantener "idratada a la membrana celular. -ic"o proceso norequiere gasto de energa. En otras palabras la smosis u osmosis es unfenmeno consistente en el paso del solvente de una disolucin desde una#ona de baja concentracin de soluto a una de alta

1resin osmtica

a cantidad exacta de presin necesaria paradetener la smosis se denominapresinosmtica de la solucin de cloruro sdico.

a di*erencia de presin necesaria paraque cese la smosis es lapresin osmtica.
https://es.wikipedia.org/wiki/Acuaporinashttps://es.wikipedia.org/wiki/Acuaporinas


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%l t0rmino 4osmolaridad5. $smolaridad es la concentracin osmolarexpresada en osmoles por litro de solucin en lugar de osmoles por4ilogramo de agua.

4/smolalidad5 el osmol./ara expresar la concentracin de una solucin en funcin del n%mero departculas se utili#a la unidad denominada osmol en lugar de los gramos

Di*usin simple2 paso de sustancias a trav*s de la membrana plasmtica,

como los gases respiratorios, el alco"ol y otras mol*culas no polares.

Di*usin *acilitadatransporte celular donde es necesaria la presencia de

un carriero transportador (protena

integral) para que las sustancias

atraviesen la membrana. Sucede

porque las mol*culas son msgrandes o insolubles en lpidos y

necesitan ser transportadas con

ayuda de protenas de la

membrana. Gambi*n se denomina

difusin mediada por

transportadores. 'na sustancia es transportada por una protena

transportadora espec!ca para contribuir al transporte. Es decir, el

transportador acilita la difusin de la sustancia "asta el otro lado.

Factores que a*ectan la tasa de di*usinas sustancias pueden difundir en ambas direcciones a trav*s de lamembrana celular.%a tasa neta de diusin depende de&1ermeabilidadde una membrana para una sustancia dada se expresacomo >la tasa neta de difusin de dic"a sustancia por unidad de super!ciede la membrana por cada unidad de diferencia de concentracin entre losdos lados de la mismaH.

Di*erencia de concentracin la tasa neta de difusin es proporcional a ladiferencia de concentracin de la sustancia que difunde a ambos lados.

1otencial el0ctrico si se aplica un potencial el*ctrico a la membrana, losiones se movern a trav*s de la membrana debido a sus cargas el*ctricas.

Altra!ltracin o Dilisis2 En este proceso de transporte pasivo, el agua yalgunos solutos pasan a trav*s de una membrana por efecto de una presin"idrosttica. El movimiento es siempre desde el rea de mayor presin al demenos presin. a ultra!ltracin tiene lugar en el cuerpo "umano en losri$ones y es debida a la presin arterial generada por el cora#n. Estapresin "ace que el agua y algunas mol*culas peque$as (como la urea, lacreatinina, sales, etc*tera) pasen a trav*s de las membranas de loscapilares microscpicos de los glom*rulos para ser eliminadas en la orina.as protenas y grandes mol*culas como "ormonas, vitaminas, etc., no
https://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membranahttps://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membranahttps://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membranahttps://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membranahttps://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membranahttps://es.wikipedia.org/wiki/Prote%C3%ADna_integral_de_membrana


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pasan a trav*s de las membranas de los capilares y son retenidas en lasangre.

%l transporte activoes un mecanismo celular por medio del cual algunasmol*culas atraviesan la membrana celular contra un gradiente deconcentracin, es decir, desde una #ona de baja concentracin a otra dealta concentracin con el consecuente gasto de energa. os ejemplostpicos son la bomba de sodiopotasio, la bomba de calcio o simplemente eltransporte de glucosa.

Transporte activo primario y transporte activo Secundario. Eltransporte activo se divide en dos tipos seg%n el origen de la energa que seutili#a para producir el transporte2 transporte activo primario y transporteactivosecundario. En el transporte activo primario la energa procededirectamente de la escisin del trifosfato de adenosina (0G/) o de alg%n otrocompuesto de fosfato de alta energa. En el transporte activo secundario la

energa procede secundariamente de la energa que se "a almacenado enforma de diferencias de concentracin inica de sustancias moleculares oinicas secundarias entre los dos lados de una membrana celular, que segener originalmente mediante transporte activo primario. En ambos casosel transporte depende deprotenas transportadoras que penetran a trav*sde la membrana celular, al igual que en la difusin facilitada. Sin embargo,en el transporte activo la protena transportadora funciona de maneradiferente al transportador de la difusin facilitada porque es capa# deimpartir energa a la sustancia transportada para moverla contra elgradiente electroqumico.

Transporte activo primario# Lomba sodiopotasio

Entre las sustancias que se transportan mediante transporte activo primarioestn el sodio, el potasio, el calcio, el "idrgeno, el cloruro y algunos otrosiones. El mecanismo de transporte activo que se "a estudiado con mayordetalle es la bomba sodio'potasio (a)'*)!, que es el proceso de transporteque bombea iones sodio "acia fuera a trav*s de la membrana celular detodas las c*lulas y al mismo tiempo bombea iones potasio desde el exterior"acia el interior. Esta bomba es responsable de mantener las diferencias deconcentracin de sodio y de potasio a trav*s de la membrana celular, ascomo de establecer un voltaje el*ctrico negativo en el interior de las c*lulas.Esta bomba tambi*n es la base de la funcin nerviosa, porque permitetransmitir las se$ales nerviosas por todo el sistema nervioso.

Transporte activo primario &omba de sodio y potasio o &omba >aCLomba sodiopotasio

Se encuentra en todas las c*lulas del organismo, en cada ciclo consume unamol*cula de 0G/ y es la encargada de transportar dos ionesde potasioquelogran ingresar a la c*lula, al mismo tiempo bombea tres ionesde sodiodesde el interior "acia el exterior de la c*lula (exoplasma), ya quequmicamente tanto el sodio como el potasio poseen cargas positivas. Elresultado es ingreso de dos iones de potasio (ingreso de dos cargaspositivas) y regreso de tres iones de sodio (egreso de tres cargas positivas),

esto da como resultado una p*rdida de la electropositividad interna de lac*lula, lo que convierte a su medio interno en un medio &electronegativo
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con respecto al medio extra celular&. En caso particular de las neuronasenestado de reposo esta diferencia de cargas a ambos lados de la membranase llama potencial de membrana o de reposodescanso. /articipaactivamente en el impulso nervioso, ya que a trav*s de ella se vuelve alestado de reposo.

Transporte activo secundario o con transporte

Es el transporte de sustancias que normalmente no atraviesan la membranacelular tales como los aminocidos y la glucosa, cuya energa requeridapara el transporte deriva del gradiente de concentracin de los iones sodiode la membrana celular (como el gradiente producido por el sistemaglucosaTsodio del intestino delgado).

Antercambiador calciosodio2 Es una protena de la membrana celular detodas las c*lulas eucariotas. Su funcin consiste en transportar calcioinico(1a=O) "acia el exterior de la c*lula empleando para ello el gradiente de

sodio+ su !nalidad es mantener la baja concentracin de 1a=O enel citoplasmaque es unas die# mil veces menor que en el medio externo./or cada catin 1a=O expulsado por el intercambiador al medio extracelularpenetran tres cationes DaO al interior celular. Se sabe que las variacionesen la concentracin intracelular del 1a=O (segundo mensajero) se producencomo respuesta a diversos estmulos y estn involucradas en procesoscomo la contraccin muscular, la expresin gen*tica, la diferenciacincelular, la secrecin, y varias funciones de lasneuronas. -ada la variedad deprocesos metablicos regulados por el 1a=O, un aumento de laconcentracin de 1a=O en el citoplasma puede provocar un funcionamientoanormal de los mismos. Si el aumento de la concentracin de 1a=O en la

fase acuosa del citoplasma se aproxima a un d*cimo de la del medioexterno, el trastorno metablico producido conduce a la muerte celular. Elcalcio es el mineral ms abundante del organismo, adems de cumplirm%ltiples funciones.

a ecuacin de >ernst describe la relacin entre el potencial dedi*usin y la di*erencia de concentraciones.

El potencial de membrana que impide la difusin neta de un in encualquier direccin a trav*s de una membrana se denominapotencial denernst para ese in.Ecuacin de (ernst&+E milivoltios! U OT C< log (concentracin interior) (1oncentracin exterior)ME; fuer#a electromotri#.El signo de potencial es positivo (O) si el in considerado es negativo, ynegativo () si el in es positivo.

a ecuacin de ;oldman se utili(a para calcular el potencial dedi*usin cuando una membrana es permeable a varios ionesdi*erentes.En este caso el potencial de difusin que se genera depende de tresfactores2


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B. as concentraciones (1) de los respectivos iones en el interior (i) y en elexterior (e) de la membrana.

%cuacin de ;oldman

ME; (milivoltios) U C< log (1DaOi /DaO O 1QOi/QO O11le/1l)

( 1DaOe /DaO O 1QOe /4O O11li /1l)Amplicaciones de la ecuacin de oldman2os iones DaO, QO y 1l son los mas importantes que estn relacionados conla aparicin del potencial de membrana en las !bras nerviosas ymusculares, as como en las neuronas del SD1.

El grado de importancia de cTin para la determinacin del voltaje esproporcional a la permeabilidad de la membrana para ese in. 'n in O conun gradiente del interior al exterior de la membrana produceelectronegatividad en el interior de la membrana.

1otencial de membrana en reposo de los nervios.

El potencial de membrana en reposo de las !bras nerviosas grandes cuandono transmiten se$ales nerviosas es de aproximadamente @7 m. Es decir,el potencial en el interior de la f"ra es @7 m ms negativo que elpotencial dellquido extracelular que est en el exterior de la misma. Enlossiguientes prrafos se explican las propiedades de transporte de lamembrana en reposo de los nervios para el sodioy el potasio, as como losfactores que determinan el nivel deeste potencial en reposo.

%l potencial de membrana de reposo se establece debido a lospotenciales de di*usin, la permeabilidad de la membrana y a lanaturale(a electrgena de la bomba >aB # CB.

ontribucin del potencial de di*usin de potasio.El %nico movimiento de iones a trav*s de la membrana es la difusin de ionespotasio, como se muestra por los canales abiertos entre los smbolos del potasio(QO) en el interior y el exterior de la membrana. -ebido al elevado cociente de losiones potasio entre el interior y el exterior, B92


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Esto se puede responder utili#ando la ecuacin de oldman que se "a descritopreviamente. Antuitivamente se puede ver que, si la membrana es muy permeable alpotasio pero slo ligeramente permeable al sodio, es lgico que la difusin del potasiocontribuya muc"o ms al potencial de membrana que la difusin del sodio. En la !branerviosa normal la permeabilidad de la membrana al potasio es aproximadamente


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Fase de repolari(acin2 'nas die#mil*simas de segundo despu*s que lamembrana se "ace muy permeable al DaO, los canales de DaO comien#an acerrarse y los canales para el 4O se abren ms de lo "abitual, rpida

difusin de QO "acia el interior, restableci*ndose el potencial de reposonegativo normal de la c*lula.

os canales para el >aB y el CB con aperturas de voltaje se activany desactivan durante el curso de un potencial de accin.

El factor necesario para que se produ#ca la despolari#acin y la

repolari#acin de la membrana del nervio durante el potencial de accin esel canal para el DaO con apertura de voltaje.

El canal para el QO con apertura de voltaje tambi*n juega un papelimportante en el incremento de la velocidad de repolari#acin de lamembrana.

Estos dos canales con apertura de voltaje act%an junto a la Lomba de DaO QO y a los canales de escape de DaO QO.

3ASA/ %SGA%T2/

El F7: masa corporal corresponde al musculoesquel*tico. El musculo esquel*tico P fascculosP conjuntos de !bras musculares P mio!brillas P !lamentos de actina ymiosina. as !bras musculares se extienden ocupando toda la longitud del

musculo, y cada una est inervada por una sola terminacin nerviosa. 1ada!bra muscular est formada por miles de mio!brillas y cada mio!brilla estformada por


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aractersticas @istolgicas al musculo al observarlo almicroscopio

3icro!brillas son bandas transversales que se visuali#an en lamusculatura esquel*tica y se distinguen como bandas claras y oscuras atrav*s de cada !bra.

N&andas claras. Se denominan banda A son isotrpicas, es decir, presentandifraccin simple a la lu# polari#ada. as bandas claras P !lamentos deactina2 bandas A&andas oscuras. las bandas oscuras sedenominan bandas 0 son anisotropicas,es decir, birrefringentes a la lu#

polari#ada. as bandas oscuras P !lamentos demiosina y por los extremos de los!lamentos de actina2 bandas 0.1ada banda posee una #ona transversalmenor llamada banda I.

N 1uentes cru(ados. as peque$asproyecciones de los lados de los!lamentos de miosina son los puentes cru#ados. Sobresalen desde lasuper!cie de los !lamentos de miosina, en toda la longitud de *stos,exceptuando la #ona central.

a interaccin entre los puentes cru(ados y los !lamentos de actinaes la causa de la contraccin muscular.

NDiscos I. os extremos de los !lamentos de actina estn unidos a losdiscos Y. Estos pasan de una mio!brilla a otra, uni*ndolas entre s a todo loanc"o de la !bra muscular.

Goda la !bra ms tiene bandas claras y oscuras, por lo que el ms esquel*tico

y el cardiaco tienen un aspecto estriado.

NSarcmero. Es la porcin de la mio!brilla situada entre = disco Ysucesivos.

En reposo los !lamentos de actina estn superpuestos a los de miosina yapenas se superponen entre ellos. 'nidad estructural y funcional de lamio!brilla.

3ecanismo ;eneral de la ontraccin muscular


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Se produce mediante los siguientes pasos2


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as cabe#as de miosina act%an como una en#ima 0G/asa P rompe el 0G/ Penerga P contraccin ms.

Los lamentos de actina estn formados por actina, troponina ytropomiosina.as bases de los !lamentos de actina estnfuertemente unidas a los discos Y. os otrosextremos se proyectan en ambas direcciones,"acia el interior de los sarcmeros adyacentes,situndose en los espacios entre las mol*culas demiosina.Interacciones de la miosina, los lamentosde actina y los iones calcio para producir la

contraccin ms.El !lamento de actina est in"ibido por el complejo troponinatropomiosina(tt)+ la activacin se estimula por los iones calcio.N An"ibicin por el complejo tt2 os lugares activos sobre los !lamentosnormales de actina en el ms relajado estn in"ibidos o cubiertos fsicamentepor el complejo tt. /or lo que estos puntos no pueden unirse a las cabe#asde los !lamentos de miosina para que se produ#ca la contraccin "asta queel efecto in"ibidor del complejo tt se anula.

2nteracciones de la miosina, los !lamentos de actina y losiones calcio para producir la contraccin ms.N 0ctivacin por los iones calcio2 El efecto in"ibidor del complejo ttsobre los !lamentos de actina queda anulado en presencia de ionescalcio.El calcio se combina con la troponina, que se estira sobre la mol*culade tropomiosina. Esto destapa los lugares activos de la actina,"aciendo posible que ocurra la contraccin.

a teora>paso a pasoH explica cmo interact%an los !lamentos de actinaactivados y los puentes cru#ados de miosina para causar la contraccin ms.

1uando una cabe#a de miosina se une a un lugar activo, la cabe#a se inclinaautomticamente "acia el bra#o, y arrastra tras de s al !lamento de actina.Esta inclinacin de la cabe#a de miosina se llama golpe de fuer#a

uego la cabe#a vuelve a su posicin original para unirse a un nuevo lugaractivo situado ms all a lo largo del !lamento de miosina.

Esto ocurre sucesivamente y por lo que las cabe#as de los puentes cru#adosvan inclinndose "acia adelante y "acia detrs, caminando paso a paso.


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%*ecto de la superposicin de los !lamentos de actina y de miosinasobre la tensin generada por el ms en contraccin.

a *uer(a de la contraccin es m


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Guia de Fisiologia Tema1

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