FACULTAD DE MEDICINA

Manual de Fisiología

F I S I O L O G I A

PROGRAMA DE ESTUDIOS TEÓRICO-PRACTICO

Segundo año

2005-2006

© Universidad Nacional Autónoma de México Departamento de Fisiología

3

F A C U L T A D D E M E D I C I N A

Dr. José Narro Robles Director

Dr. Joaquín J. López Bárcena Secretario General

Dr. Enrique Graue Wiechers Jefe de la División de Estudios de Posgrado e Investigación

Dra. Ma. Eugenia Ponce de León Castañeda

Secretaria Técnica del H. Consejo Técnico

Dr. José Mazón Ramírez Secretario de Educación Médica

Dr. Isidro Ávila Martínez Secretario de Servicios Escolares

Dr. Luis Felipe Abreu Hernández Secretario de Planeación y Desarrollo Institucional

Lic. Guadalupe León Villanueva Secretaria Administrativa

Dra. Gloria Bertha Vega Robledo Coordinadora de Educación Médica Continua

Dra. Sara Morales López Coordinadora de Ciencias Básicas

Dra. Rosalinda Guevara Guzmán Coordinadora de Investigación

Dr. Arturo Ruíz Ruisánchez Coordinador de Servicios a la Comunidad

DEPARTAMENTO DE FISIOLOGÍA

Dr. Stefan Mihailescu Lucian Jefe del Departamento

Dra. Ma. De la Luz Navarro Angulo Coordinador de Enseñanza

Dr. Carlos de La Fuente Ortiz Coordinador de Laboratorio

C.P. Gustavo Martínez Carrillo Jefe de la Unidad Administrativa

4

AUTORES DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

Dr. Juan Carlos López Arias Electroencefalograma

Pulso y EKG Fonocardiograma y EKG Espirograma (Parte 1) Espirograma (Parte 2)

Dr. Stefan Mihailescu Lucian Espirograma (Parte 1)

Espirograma (Parte 2) Dr. Carlos de La Fuente Ortiz Electro-oculograma Dr. Fabio García García Electroencefalograma

REVISORES DE LAS PRÁCTICAS DEL LABORATORIO

Dr. Juan José Bolívar González Dr. Oscar Prospero García Dr. Mario Vázquez García Dr. Enrique Schwanke Padilla

RESPONSABLES DE LA ELABORACIÓN DEL MANUAL

Dr. Stefan Mihailescu Lucian Jefe del Departamento Dra. Ma. De la Luz Navarro Angulo Coordinador de Enseñanza Dr. Carlos de La Fuente Ortiz Coordinador de Laboratorio

APOYO TÉCNICO Y SECRETARIAL

Elvira González Adriana de Lourdes Rivera Priego Ana Luisa Arredondo Martínez

5

CON NUESTRO SINCERO Y ESPECIAL AGRADECIMIENTO A LOS PROFESORES QUE

COLABORARON EN LA REVISIÓN Y ACTUALIZACIÓN DEL PROGRAMA ACADÉMICO DE LA ASIGNATURA

UNIDAD TEMÁTICA I Dr. Raúl Aguilar Robledo Dr. José Bargas Díaz Dr. José María Farías Sánchez Dr. David García Díaz Gómez Lagunas Froylán Dr. Jesús Hernández Falcón Dra. Marcia Hiriart Urdanivia Dr. Oscar Prospero García

UNIDAD TEMÁTICA II Dr. Erick Alexanderson Rosas Dr. Ma. Teresa Benítez Dr. Juan José Bolívar González Dra. Beda Espinosa Caleti Dra. Xaviera García González Dr. Dieter Mascher Gramlich Dr. Stefan Mihailescu Lucian Dra. Cristina Paredes Carbajal Dr. Leticia Quesnel Galván Dr. Mario Vázquez García

UNIDAD TEMÁTICA III Dr. Alejandro Domínguez González M. en C. Adalberto Durán Vázquez Dra. Marcia Hiriart Urdanivia Dra. Virginia Inclán Rubio Dra. Ma. De la Luz Navarro Angulo Dra. Bertha Prieto Gómez Dra. Selva Rivas Arancibia Dra. Leticia Verdugo Díaz

UNIDAD TEMÁTICA IV Dr. José María Farías Sánchez Dra. Beatriz Fuentes Pardo Dr. David García Díaz Dr. Enrique Gijón Granados Dra. Rosalinda Guevara Guzmán Dr. Jesús Hernández Falcón Dra. Irma Zarco Padrón

6

Contenido

INTRODUCCIÓN 7 dATOS GENERALES DE lA ASIGNATURA 8 Capítulo 1 Lineamientos para el ciclo escolar 9 Capítulo 2 Programa de los contenidos temáticos 14 Unidad Temática I Fisiología Celular 15 Cronograma 18 Unidad Temática II Fisiología cardiovascular, respiratorio y renal 19 Cronograma 28 Unidad temática iii Fisiología del sistema endocrino y digestivo 30 Cronograma 41 Unidad temática iv Fisiología del sistema Nervioso 43 Cronograma 48

LECTURAS RECOMENDADAS 50 Capítulo 3 Lineamientos para el laboratorio 52 PROGRAMA de las PRÁCTICAS DEl Laboratorio 55 Práctica 1 Electroencefalograma 57 Practica 2 Electro oculograma 70 Practica 3 PULSO y Ekg 78 Practica 4 Fonocardiograma y ekg 89 Practica 5 Espirograma (parte I) Volúmenes y capacidades pulmonares 99 PRACTICA 6 espirograma (PARTE II) VELOCIDADES DE FLUJO PULMONAR 107

7

INTRODUCCIÓN

El presente Manual Departamental está destinado a los estudiantes del segundo año de la carrera de Médico Cirujano y brinda información sobre: los lineamientos para el ciclo escolar 2005-2006, el contenido temático de la asignatura y las prácticas de laboratorio recientemente implementadas. Se recomienda a los estudiantes leer con mucha atención el primer capítulo (lineamientos) para conocer: a) la modalidad de evaluación del aprovechamiento escolar y la forma en que se integran las calificaciones (peso de los exámenes departamentales, interdepartamentales, de la calificación del profesor), b) las relación entre la enseñanza del curso teórico y de laboratorio, c) las condiciones de exención, d) las condiciones de participación en los exámenes ordinario y extraordinario. En el segundo capítulo del manual, se presentan los contenidos de las cuatro Unidades Temáticas de la asignatura, su cronología, así como el calendario de exámenes departamentales, interdepartamentales, ordinarios y extraordinario. El tercer capítulo contiene los lineamientos del laboratorio de fisiología y la descripción detallada de seis prácticas de laboratorio. Estas prácticas utilizan un sistema computarizado de adquisición de datos (sistema BIOPAC) para obtener registros de diferentes parámetros biológicos. Los registros llevados a cabo con este sistema, se realizan en los estudiantes mismos y corresponden, en su mayor parte, a exploraciones funcionales que se realizan frecuentemente en la práctica médica (Electrocardiograma, Electroencefalograma, Fonocardiograma, Espirograma, etc.). Así mismo, para apoyar el entendimiento de varios conceptos fundamentales de fisiología y para el desarrollo del pensamiento científico en los futuros médicos, en el laboratorio se llevan a cabo también prácticas de simulación en computadora de diferentes funciones biológicas.

8

DATOS GENERALES DE LA ASIGNATURA

Nombre: Fisiología Tipo: Teórico-Práctico Ubicación: 2º año Duración Anual Número de horas Teórica 160 h Práctica 160 h Créditos 24 Carácter: Obligatoria Área: Básica Clave: 1219 Requisitos: Haber acreditado todas las

asignaturas del primer año de la carrera

9

El programa de la asignatura consta de dos partes impartidas simultáneamente: Teoría y Práctica. Cada una de ellas representa un porcentaje tanto de las calificaciones parciales como de la calificación final del alumno, integrándose de la siguiente manera:

• Calificación Teórica 70% • Calificación Práctica 30%

100% Así, la evaluación del aprovechamiento escolar tanto de la parte teórica como de la práctica, se efectuará mediante evaluaciones parciales y, en su caso, mediante examen ordinario o extraordinario.

I.- EVALUACIONES PARCIALES Para evaluar el aprovechamiento escolar de los alumnos, se programarán tres evaluaciones parciales. Cada una de las evaluaciones parciales será expresada en una calificación, la cual se integrará por la calificación teórica (70%) y la calificación práctica (30%) de la siguiente manera: Calificación Teórica:

a) Examen Departamental 45% b) Examen Interdepartamental 5% c) Juicio del Profesor 20%

70% Calificación Práctica:

a) Examen Departamental 15% b) Juicio del profesor de Laboratorio 15% 30%

En todos los casos el promedio de la evolución será expresado en la escala de 5 al 10. La calificación

aprobatoria se expresará en la escala de 6 a 10 sin redondear y cuando el estudiante no demuestre poseer los conocimientos y aptitudes suficientes para acreditar la materia, se expresará con 5 (cinco). La calificación mínima aprobatoria será de 6 (seis) para cada uno de los componentes que integran la evaluación. Todos los componentes de las evaluaciones parciales serán obligatorios y determinarán la exención o no del examen ordinario.

1.- Exámenes Departamentales Los exámenes Departamentales son instrumentos de evaluación diseñados, elaborados y aplicados por el departamento con la participación de sus profesores tanto de teoría como de laboratorio y serán calificados con la participación del sistema de cómputo de Servicios Escolares. Contendrán 65 reactivos de opción múltiple, 45 de ellos relacionados con la Unidad Temática y 5 relacionados con el Caso Clínico del periodo correspondiente; los restantes 15 con preguntas de opción múltiple relacionadas con aspectos de las prácticas de laboratorio realizadas en el periodo a evaluar.

Los exámenes departamentales se aplicarán a todos los grupos el mismo día, a la misma hora, en las aulas, auditorios y/o recintos donde se desarrollen los eventos académicos de la Facultad. Los profesores titulares de cada unidad temática son los responsables de la puntual aplicación del examen. El resultado de cada examen será entregado a los profesores titulares de cada Unidad Temática, a los profesores titulares del laboratorio y a los alumnos jefes de grupo en un plazo no mayor a 5 días naturales a partir del día de la fecha de su aplicación. Los temas a explorar en cada examen departamental serán de la siguiente manera:

• Primer Examen Departamental:

Capítulo

1 Lineamientos para el Ciclo Escolar 2005-2006

10

a) Aspectos Teóricos: Unidades temáticas I y II b) Aspectos Prácticos: Prácticas de la 1-7

• Segundo Examen Departamental: a) Aspectos Teóricos: Unidad temática III b) Aspectos Prácticos: Prácticas de la 8-12

• Tercer Examen Departamental: a) Aspectos Teóricos: Unidad temática IV b) Aspectos Prácticos: Prácticas de la 13-16

2.- Exámenes Interdepartamentales: Los exámenes Interdepartamentales son instrumentos de evaluación diseñados, elaborados y aplicados por el departamento con la participación de sus profesores de teoría y serán calificados con la participación del sistema de cómputo de Servicios Escolares. Contendrán 50 reactivos de opción múltiple relacionados con los capítulos de la Unidad Temática correspondiente.

Los exámenes interdepartamentales se aplicarán a todos los grupos el mismo día, a la misma hora, en las aulas, auditorios y/o recintos donde se desarrollen los eventos académicos de la facultad. Los profesores titulares de cada unidad temática son los responsables de la puntual aplicación del examen. El resultado de cada examen será entregado a los profesores titulares de cada Unidad Temática y a los alumnos jefes de grupo en un plazo no mayor a 5 días naturales a partir del día de la fecha de su aplicación. 3.- El juicio del profesor de Teoría: El juicio del profesor estimará la capacitación de los estudiantes, a través la apreciación de los conocimientos y aptitudes adquiridos durante el curso, mediante su participación en clases y su desempeño en los ejercicios, prácticas y trabajos obligatorios y pruebas aplicadas en el periodo correspondiente. En todos los casos, la evaluación será expresada en la escala de 5 al 10 sin redondear de conformidad con lo señalado anteriormente, y deberá ser entregada por el profesor a la Coordinación de Enseñanza y a los alumnos jefes de grupo en los días señalados para cada Unidad Temática. Nota: En el caso de la primera evaluación parcial, la calificación Juicio del profesor de teoría corresponderá al promedio de las calificaciones emitidas por los profesores de las Unidades Temáticas I y II.

4.- El juicio del profesor de Laboratorio Las actividades académicas serán evaluadas periódicamente y se verificará la adquisición de habilidades y destrezas por parte de los alumnos, mediante su participación y su desempeño en cada una de las diferentes prácticas que se realizarán en cada periodo. Esto permitirá identificar:

a) La capacidad del alumno para integrar

conocimientos y aplicarlos a un problema específico.

b) Las habilidades y destrezas del alumno para desarrollar y ejecutar las maniobras señaladas en el programa académico del laboratorio.

c) La capacidad del alumno para generar estrategias que le permitan identificar y proponer soluciones a problemas específicos mediante procesos inducto-deductivos.

La evaluación del profesor sobre las habilidades y destrezas adquiridas por los alumnos en cada una de las prácticas, se realizará de acuerdo a los siguientes criterios:

1. Protocolo 30% 2. Desarrollo experimental 40% 3. Reporte 30%

100% De esta manera se integrará un promedio de calificaciones de las prácticas realizadas en cada periodo y tendrá el valor porcentual que ya fue definido. El resultado será expresado en la escala de 5 al 10 sin redondear y deberá ser entregado por el profesor a la Coordinación de Enseñanza y a los alumnos jefes de grupo en los días señalados para cada periodo.

II.- CALIFICACIÓN FINAL. La evaluación final de la asignatura se realizará por medio de exámenes teórico-prácticos ordinarios o, en su caso, extraordinario, los cuales serán diseñados, elaborados, aplicados y calificados por el Departamento con la participación de sus profesores y en su caso con la participación del sistema de cómputo de Servicios Escolares. Exámenes Ordinarios

El examen ordinario en su primera vuelta o, en su caso, segunda vuelta, abarcará la totalidad del

11

programa teórico-práctico de la asignatura y estará dividido en dos secciones: • Teórica:

Contendrá 70 reactivos de opción múltiple relacionados con todas las Unidades Temáticas que integran el programa teórico de la asignatura. Se aplicarán a todos los grupos el mismo día, a la misma hora, en las aulas, auditorios y/o recintos donde se desarrollen los eventos académicos de la facultad. Los profesores titulares de cada unidad temática son los responsables de la puntual aplicación del examen. La calificación del examen teórico será dada a conocer a los alumnos en un plazo no mayor a 3 días hábiles a partir del día de la fecha de su aplicación.

• Práctica:

Se aplicará a los alumnos de cada grupo, por su profesor titular de laboratorio, quien será responsable de su puntual aplicación. Para poder presentarlo se requiere que el alumno haya aprobado previamente la sección teórica del examen ordinario. La calificación del examen práctico será entregada por el profesor a la Coordinación de Enseñanza y a los alumnos jefes de grupo en un plazo no mayor a 3 días hábiles a partir del día de la fecha de su aplicación.

Podrán presentar examen ordinario:

1. Los estudiantes inscritos que habiendo cursado la

materia, no hayan quedado exentos. Se considerará cursada la materia cuando se hayan presentado todos los componentes de las evaluaciones parciales, los ejercicios y los trabajos, y realizado las prácticas obligatorias de la asignatura.

2. Los alumnos que habiendo cumplido con los

requisitos señalados en el punto que antecede, y tengan más del 80% de asistencias al curso tanto en las clases teóricas como en las de laboratorio.

Habrá 2 períodos de exámenes ordinarios, uno al término de los cursos y otro antes del siguiente período lectivo. El estudiante podrá presentarse en cualquiera de ellos, o en ambos; pero si acredita la materia en alguno de ellos, la calificación será definitiva.

La evaluación de cada examen ordinario será expresada en una calificación que resultará de las calificaciones correspondientes a las secciones teórica y práctica, integrándose de la siguiente manera:

• Examen teórico 70% • Examen práctico 30%

100% Para aprobar la asignatura en examen ordinario es indispensable obtener una calificación mínima de 6 (seis) en cada uno de las secciones que integran dicha evaluación, esto es, que los alumnos tendrán que aprobar el examen teórico y el laboratorio, ya que si reprueban alguno de éstos en el primer examen ordinario, tendrán que presentar ambos en el segundo examen ordinario, y en caso de no volver a acreditar alguna de las secciones, presentará ambas en el correspondiente examen extraordinario. La calificación obtenida en el examen ordinario será la que se asiente en el acta.

Los alumnos que no alcancen la exención total del examen ordinario de conformidad con o que establece el punto que se describe a continuación y que haya cumplido con el mínimo de asistencias establecido, podrán exentar del mismo las Unidades Temáticas en las que hayan obtenido una calificación parcial mínima de 9 (nueve) sin redondeo.

III. EXENCIÓN

Únicamente para fines de exención, la suma de calificaciones parciales será dividida entre el número de evaluaciones establecido, de conformidad con los lineamientos descritos anteriormente. El promedio mínimo para exentar la totalidad del examen ordinario será de 8.5 (ocho punto cinco). Es requisito para tener derecho a exentar, haber cumplido con el 80% de asistencia a las clases teóricas y prácticas. Los alumnos que no alcancen la exención total de la asignatura y que hayan cumplido con el número mínimo de asistencias, podrán exentar del examen ordinario las Unidades Temáticas en las que hayan obtenido, como resultado de la totalidad de las evaluaciones establecidas, un promedio de calificación mínimo de 9 (nueve) sin redondeo.

12

IV. EXAMEN EXTRAORDINARIO

El examen extraordinario será diseñado, elaborado, aplicado y aplicados por el Departamento con la participación de sus profesores y serán calificados con la participación del sistema de cómputo de Servicios Escolares. El examen abarcará la totalidad del programa de acuerdo a los objetivos educativos de la asignatura y estará dividido en 2 secciones: • Teórica:

Contendrá 70 reactivos de opción múltiple relacionados con todas las Unidades Temáticas que integran el programa teórico de la asignatura. Se aplicarán a todos los alumnos inscritos al mismo, en el día, hora, y aulas o auditorio de la facultad que se determine para ello. Los profesores del Departamento son los responsables de la puntual aplicación del examen. La calificación de la sección teórica, será dada a conocer a los alumnos en un plazo no mayor a 4 días hábiles a partir del día de la fecha de su aplicación.

• Práctica:

Se aplicará a los alumnos que hayan aprobado la parte teórica del examen extraordinario por algún profesor de laboratorio que tras haber sido convocado en forma abierta, será asignado aleatoriamente para cada alumno sustentante al momento de su aplicación. En todos los casos, la calificación será expresada en la escala de 5 al 10 y deberá ser entregada por el profesor a la Coordinación de Enseñanza y ésta a los alumnos inscritos que hayan presentado el examen práctico en un plazo no mayor a 3 días hábiles a partir del día de la fecha de su aplicación.

Podrán presentar examen extraordinario, aquellos estudiantes que: 1. Habiendo estado inscritos a la asignatura no la

hayan acreditado. 2. Siendo alumnos de la Facultad, no hayan estado

inscritos en la asignatura o no la hayan cursado.

3. Habiendo estado inscritos 2 veces en la asignatura, no puedan inscribirse nuevamente, de conformidad con lo dispuesto por el artículo 20 del Reglamento General de Inscripciones.

4. Hayan llegado al límite de tiempo en que pueden

estar inscritos en la Facultad de Medicina, de acuerdo con el artículo 19 del mismo reglamento.

Sólo habrá UN período para el examen extraordinario en cada ciclo escolar y se realizará antes del siguiente período lectivo. La evaluación del examen extraordinario será expresada en una calificación que resultará de las calificaciones correspondientes a las sesiones teórica y práctica, integrándose de la siguiente manera:

• Examen teórico 70% • Examen práctico 30%

100% Para aprobar la asignatura en examen extraordinario es indispensable obtener una calificación mínima de 6 (seis) en cada uno de las secciones de dicha evaluación, esto es, los alumnos tendrán que aprobar tanto la teoría como la práctica.

La calificación obtenida no será promediada con ninguna calificación precedente y será la calificación que se asiente en actas. Los alumnos que no acrediten el examen extraordinario, podrán cursar en una ocasión más la asignatura conforme lo señalado en la legislación universitaria.

V. CALIFICACIÓN EN ACTAS

La calificación que se asentará en las actas como resultado de la exención, de los exámenes ordinarios o del examen extraordinario, según sea el caso, será de acuerdo a la escala 10, 9, 8, 7, 6 (Acreditado), 5 (No Acreditado) o NP (No Presentado). La calificación mínima para acreditar la materia es 6 (seis). El Consejo Técnico determinó que en calificaciones finales aprobatorias con fracción 0.5 a 0.9, estas se redondearán al número entero inmediato superior; las fracciones de 0.1 a 0.4 se redondeen al número entero inmediato inferior; entendiendo por calificación final aprobatoria a la alcanzada en el caso de la exención total de la asignatura o a la obtenida en los exámenes ordinario o extraordinario.

13

Las actas serán firmadas por un profesor de tiempo completo o por dos que hayan impartido diferente Unidad Temática al mismo grupo y deberán hacerlo en la oficina de la Coordinación de Enseñanza en la fecha y hora que se indiquen en la misma Coordinación.

VI. MISCELANEOS • Publicación de calificaciones:

Todas las calificaciones a que hace referencia este programa, se harán del conocimiento de los alumnos a través de sus jefes de grupo y profesores, o consultando una lista publicada por el Departamento en lugares visibles. Nota: El Departamento no publicará la clave de los exámenes.

• Revisión de examen:

A petición escrita del interesado, el Director de la Facultad acordará la revisión del examen en cuestión, dentro de los sesenta días siguientes a la fecha en que se den a conocer las calificaciones correspondientes, siempre que se trate de pruebas escritas, gráficas u otras susceptibles de revisión. Para tal efecto, el Director designará una comisión formada por dos profesores del Departamento de Fisiología, la que resolverá en un lapso no mayor de 15 días.

VII. ALUMNOS RECURSADORES

Todos aquellos alumnos que no habiendo acreditado la asignatura se inscriban a ella por segunda ocasión, deberán cursar y acreditar tanto la teoría como el laboratorio, ya que no se “guardan” calificaciones.

14

Programa de los contenidos Temáticos

Capítulo

2

15

Fisiología Celular

Duración: del 1 al 19 de agosto de 2005. Grupos NUCE: del 1al 19 de agosto de 2005. 1er Examen Interdepartamental: Sábado 27 de agosto de 2005: 11:00 a 13:00 hrs. Días feriados: ninguno. 1er EXAMEN ORDINARIO: viernes 2 de junio de 2006 11:00 a 13:00 hrs. 2º EXAMEN ORDINARIO: viernes 9 de junio 2006 11:00 a 13:00 hrs. EXAMEN EXTRAORDINARIO: lunes 19 de junio de 2006 8:00 a 10:00 hrs.

CONTENIDO TEMÁTICO

F I S I O L O G Í A C E L U L A R Y D E M E M B R A N A 1. Concepto de homeostasis 2. Distribución y composición de los líquidos corporales -Compartimientos y medición de los volúmenes 3. Características funcionales de la membrana celular - Estructura de las membranas biológicas; glucolípidos y proteínas membranales 4. El transporte de sustancias a través de las membranas

Unidad Temática I

16

- Generalidades sobre el transporte transmembranal. - Tipos de transporte: pasivo y activo. - Familias de transportadores - Cotransportadores e intercambiadores - ATPasas o bombas 5. Transporte de agua y regulación del volumen celular - Osmosis - Regulación de las concentraciones de distintos osmolitos 6. Biofísica de la membrana celular a) Potencial de membrana - Cationes y aniones de mayor interés - Equilibrio de Donnan - Trabajo mecánico y trabajo termodinámico - Fuerza impulsora - El potencial electroquímico: ecuación de Nernst y concepto de potencial de equilibrio - La ecuación de campo constante (Goldman, Hodgkin y Katz) para corriente y para voltaje - Equivalencia entre conductancia y permeabilidad b) La excitabilidad celular y los canales iónicos c) Modulación de la excitabilidad celular 7. Comunicación celular 7.1 Tipos de comunicación intercelular

a) Nerviosa b) Endocrina c) Neuroendocrina d) Paracrina e) Autocrina

8. Generalidades de receptore y mecanismos de transducción de señales a) Canales iónicos activados por ligandos: receptores a neurotransmisores como acetilcolina,

GABA y glicina b) Receptores acoplados a Proteínas G y segundos mensajeros - Propiedades de las Proteínas G - Nucleótidos cíclicos (AMPc, GMPc) - Recambio de fosfoinosítidos membranales - Iones calcio y dinámica del calcio intracelular c) Receptores con actividad de cinasas de tirosina - Regulación de la fosforilación proteica por cinasas de proteínas d) Receptores asociados a cinasas que no tienen actividad enzimática intrínseca: ej. receptores a

citocinas e) Mecanismo de acoplamiento entre el estímulo y la liberación de neurotransmisores y la

secreción 9. Contracción muscular: - Relación entre la estructura y la función de las fibras musculares - Mecanismo de acoplamiento entre la excitación y la contracción muscular - Músculo estriado - Músculo cardiaco

17

- Músculo liso

18

Cronograma UTI

CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA I Fisiología Celular (del 1 al 19 de agosto de 2005)

Ciclo escolar 2005-2006.

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

1 1-5 agosto 2 2

Homeostasis, líquidos corporales, difusión y ósmosis Membranas celulares y transporte

2 8-12 agosto 2 2

Biofísica de la Membrana Celular Excitabilidad celular

3

15-19 agosto

2 2

Comunicación intercelular Músculo

TOTAL DE HORAS: 12 TOTAL DE CLASES: 6

Grupos NUCE de Fisiología

CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA I Fisiología Celular (del 1 al 19 de agosto de 2005)

Ciclo escolar 2005-2006.

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

1 1-5 agosto 2 2

Homeostasis, líquidos corporales, difusión y ósmosis Membranas celulares y transporte

2 8-12 agosto 2 2

Biofísica de la Membrana Celular Excitabilidad celular

3

15-19 agosto

2 2

Comunicación intercelular Músculo

TOTAL DE HORAS: 12 TOTAL DE CLASES: 61.

19 19

Fisiología Cardiovascular, Respiratorio y Renal

UNIDAD TEMÁTICA II: FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR, RESPIRATORIO Y RENAL Duración: del 22 de agosto al 18 de noviembre de 2005. Grupos NUCE: del 22 de agosto al 4 de noviembre de 2005. 1er Examen Interdepartamental: sábado 1 de octubre de 2005: 7:30 a 9:30 hrs. Caso clínico: 24 al 28 de octubre de 2005. Fecha del Primer Examen Parcial Departamental: viernes 18 de noviembre de 2005: 10:00 a 12:00 hrs. Días feriados: 15 y 16 de septiembre, 1, 2 y 20 de noviembre.

1er EXAMEN ORDINARIO: viernes 2 de junio de 2006 11:00 a 13:00 hrs. 2º EXAMEN ORDINARIO: viernes 9 de junio 2006 11:00 a 13:00 hrs. EXAMEN EXTRAORDINARIO: lunes 19 de junio de 2006 8:00 a 10:00 hrs.

Unidad Temática II

20

CONTENIDO TEMÁTICO

F I S I O L O G I A C A R D I O V A S C U L A R I. INTRODUCCION Generalidades sobre la función del sistema cardiovascular. Papel del sistema cardiovascular en la

homeostasis. Organización anatomofuncional del sistema cardiovascular. El sistema cardiovascular como un circuito cerrado. Concepto de dos bombas y dos circuitos conectados en serie. Distribución de la sangre en los diferentes segmentos del sistema cardiovascular.

II. PROPIEDADES FUNCIONALES DE LOS TEJIDOS CARDIACOS 1. Los diferentes tejidos cardíacos. - Tejidos contráctiles. Tejidos especializados para la excitación y la

conducción. 2. Excitabilidad - Potencial de membrana en reposo. Valor del potencial de membrana en reposo en los diferentes

tejidos cardiacos. Potencial diastólico máximo. Magnitud del potencial de membrana en estado de reposo en los diferentes tejidos cardiacos. Factores que determinan el potencial de membrana en estado de reposo. El potencial de acción en los diferentes tejidos cardiacos. Las fases del potencial de acción. Características del potencial de acción en los diferentes tejidos cardiacos. Concepto de potencial de acción rápido y de potencial de acción lento. Mecanismos iónicos que participan en la generación del potencial de acción en los diferentes tejidos cardiacos. El ciclo de recuperación de la excitabilidad en los tejidos cardiacos. El período refractario.

3. Conducción - La teoría de los circuitos locales aplicada a los tejidos cardiacos. Acoplamiento eléctrico entre las

células cardiacas. Papel de las uniones intercelulares. Factores que determinan la velocidad de conducción en los diferentes tejidos cardiacos. Velocidad de conducción en los diferentes tejidos cardiacos. Secuencia normal del origen y la propagación de la actividad eléctrica en el corazón. El retardo aurículo-ventricular. Conducción anterógrada y conducción retrógrada. Movimiento circular y reentrada del impulso cardiaco.

4. Automatismo - El ritmo sinusal. El ritmo nodal. La actividad espontánea en los diferentes tejidos cardiacos y en

células cardiacas aisladas. Frecuencia de activación espontánea en los diferentes tejidos cardiacos. El concepto marcapasos y la sincronización de grupos de células acopladas eléctricamente. El nodo senoauricular y su función de marcapasos fisiológico. Otros posibles marcapasos.

III FUNDAMENTOS ELECTROFISIOLOGICOS DE LA ELECTROCARDIOGRAFIA

21

El campo eléctrico generado por la actividad eléctrica del corazón. Concepto de conductor de volumen. Teoría del dipolo. Representación vectorial de la actividad eléctrica. Vectores de despolarización y de repolarización. Registros bipolares y unipolares. Factores que determinan la polaridad y la amplitud de las ondas electrocardiográficas. Calibraciones de voltaje y de tiempo. Derivaciones electrocardiográficas. Triángulo de Einthoven. Parámetros electrocardiográficos normales y su significado funcional. El eje eléctrico medio del corazón.

IV. PRINCIPIOS GENERALES DE DINAMICA DE LOS FLUIDOS (HEMODINAMICA) Concepto de presión. Unidades de medida de la presión. Factores que determinan la presión en el

seno de un líquido. Concepto de presión hidrostática. Ley de Pascal. Relaciones entre presión, flujo y resistencia. Factores que determinan la resistencia al flujo; ley de Poisseuille. Flujo laminar y flujo turbulento; número de Reynolds. Mecanismos valvulares y flujo unidireccional. Concepto de presión transmural. Distensibilidad y capacitancia; sus valores relativos en los diferentes segmentos del sistema vascular. Ecuación de Bernoulli. Ley de Laplace. Relación entre flujo y velocidad; la ecuación de continuidad.

V. EL CORAZON COMO BOMBA. CICLO CARDIACO

El ciclo cardíaco y sus fases. Correlación temporal entre los fenómenos hemodinámicos, acústicos y electrocardiográficos; esquema de Wiggers. Fases de la sístole. El llenado ventricular: sus diferentes componentes. Ruidos cardíacos; su origen y sus características acústicas. Concepto de volumen sistólico y de fracción de eyección. Factores que determinan el volumen sistólico: contractilidad, precarga y poscarga; mecanismo de Frank-Starling. Concepto de gasto cardiaco y de índice cardiaco. Factores que determinan el gasto cardiaco. Concepto de frecuencia efectiva máxima.

VI. LA CIRCULACION MAYOR. 1. El sistema arterial.

- Función de las arterias elásticas: el efecto de filtro hidráulico y su repercusión sobre el trabajo del ventrículo izquierdo y el flujo hacia los tejidos (flujo pulsátil vs flujo continuo).

- Las presiones en el sistema arterial; métodos de medida (métodos directos, métodos indirectos; palpatorio, auscultatorio, oscilométrico).

- Presiones sistólica, diastólica, diferencial y media. Factores que determinan las presiones: gasto cardíaco, capacitancia, resistencia periférica. Influencias de la edad, sexo, postura, ejercicio. Concepto de hipertensión arterial.

- El pulso arterial. Disipación de la presión a lo largo del sistema arterial. Las arteriolas y la resistencia periférica.

2. El sistema capilar (Microcirculación, circulación terminal). - Aspectos anatómicos y ultraestructurales; metarteriolas, conducto preferencial, asas capilares y

vénulas. - Esfínter precapilar y la vasomotricidad (reacción de Bayliss). - Los poros y la permeabilidad capilar. Difusión a nivel de los capilares. - La dinámica capilar; factores que intervienen en el movimiento del líquido a través de la pared

capilar; equilibrio de Starling. Mecanismos de la génesis del edema. - El drenaje linfático. 3. El sistema venoso. - Presiones en el sistema venoso; concepto de presión venosa central. - Factores que determinan el flujo en el sistema venoso; concepto de retorno venoso. Válvulas

venosas. Bomba muscular. Bomba toracoabdominal.

22

- Efectos de la postura y de la gravedad. - La capacitancia del sistema venoso. El tono venomotor. Las venas como reservorios de sangre. - Relaciones entre el retorno venoso y el gasto cardiaco. VII. CIRCULACION PULMONAR. Características hemodinámicas diferenciales con la circulación menor (presiones, resistencia,

capacitancia). La dinámica capilar a nivel de los alveolos. Repercusiones hemodinámicas de las alteraciones del ventrículo izquierdo sobre la circulación pulmonar y el ventrículo derecho. Factores que pueden modificar la resistencia pulmonar. Repercusión de la elevación de la resistencia pulmonar sobre el ventrículo derecho. El corto circuito fisiológico. La regulación de la circulación pulmonar.

VIII REGULACION DEL SISTEMA CARDIOVASCULAR. 1. Regulación intrínseca - El mecanismo de Frank-Starling. La regulación local del flujo sanguíneo: factores que intervienen en

la adaptación del flujo local a las demandas metabólicas. Mecanismos de regulación a corto y a largo plazo. Concepto de autorregulación. Hiperemia reactiva. Importancia de la regulación local del flujo sanguíneo en la regulación del gasto cardiaco.

2. Regulación extrínseca - Regulación Nerviosa. Inervación simpática y parasimpática de los diferentes segmentos del sistema

cardiovascular. Efectos de la activación simpática y parasimpática sobre el corazón y sobre los diferentes segmentos del sistema circulatorio. Receptores adrenérgicos en el sistema cardiovascular. Inervación no adrenérgica, no colinérgica: posibles mediadores. Los centros vasomotores del tallo cerebral. Centros autonómicos hipotalámicos y corticales. El tono vasomotor. Control reflejo del aparato cardiovascular. Reflejos barorreceptores. Reflejos quimiorreceptores. Reflejo de Bainbridge. Reflejo de Buceo. Reflejos de origen pulmonar. La respuesta del sistema nervioso central a la isquemia; reacción de Cushing.

- Regulación Humoral. Las hormonas de la médula suprarrenal. La vasopresina. El sistema renina-angiotensina. La serotonina. La histamina y las bradicininas. Las prostaglandinas. El factor de relajación de origen endotelial (óxido nítrico). Las endotelinas. El factor natriurético de origen auricular.

IX. CIRCULACION CORONARIA Anatomía de la circulación coronaria. Magnitud del flujo coronario. Hemodinámica del flujo en el

sistema coronario. Regulación metabólica, nerviosa y humoral del flujo coronario. Generalidades sobre el metabolismo enérgetico del miocardio. Alteraciones producidas por la interrupción del flujo coronario.

F I S I O L O G Í A R E S P I R A T O R I A I. ORGANIZACION ANATOMO-FUNCIONAL DEL APARATO RESPIRATORIO 1. Generalidades sobre la función respiratoria. Etapas de la respiración 2. Anatomía funcional del aparato respiratorio

23

- Vías aéreas superiores. Arbol traqueo bronquial. Unidad alveolo capilar. Caja torácica y músculos respiratorios. Pleura y espacio pleural

II. FUNCIONES DE LAS VIAS AEREAS SUPERIORES Humedecimiento y calentamiento del aire. Filtración y purificación. Fonación. Reflejos de estornudo y

tos. Coordinación entre deglución y respiración. III. VENTILACION PULMONAR Y MECANICA RESPIRATORIA Factores que determinan el flujo de aire. Presión transmural o transpulmonar. Presión intrapleural.

Interacciones entre alveolos y caja torácica. Músculos de la respiración. Adaptabilidad pulmonar. Tensión superficial y substancia tensoactiva. Resistencia de la vía aérea. Trabajo de la respiración. Espirometría. Espacio muerto y ventilación alveolar.

IV. INTERCAMBIO DE GASES A NIVEL ALVEOLAR Composición del aire atmosférico. Leyes de los gases. Ley de Fick. Composición del aire alveolar.

Membrana respiratoria. Capacidad de difusión. Relación ventilación-perfusión. V. INTERCAMBIO GASEOSO A NIVEL TISULAR Presiones parciales de los gases en sangre arterial y venosa. Cortocircuito fisiológico. Presiones

parciales de los gases en el líquido intersticial. Perfusión tisular y presiones parciales de los gases en el líquido intersticial. Concepto de hipoxia tisular y de cianosis.

VI. TRANSPORTE DE GASES EN LA SANGRE 1. Transporte de oxígeno - Curva de disociación de la oxihemoglobina. Efecto Bohr. Intoxicación por monóxido de carbono. 2. Transporte de bióxido de carbono - Importancia de la anhidrasa carbónica y del bicarbonato. Concepto de hipercapnia. Efecto Haldane. VII. REGULACION DE LA RESPIRACION Origen del ritmo respiratorio. Grupos neuronales del tallo cerebral. Influencias hipotalámicas.

Influencias corticales. Regulación neurohumoral. Modificación refleja de la respiración. Quimiorreceptores centrales y periféricos.

F I S I O L O G Í A R E N A L I. LIQUIDOS CORPORALES 1. Los distintos compartimientos líquidos. 2. Osmosis y presión osmótica - La ley de Van't Hoff y su relación con la ley general de los gases. Osmosis y filtración como

mecanismos para el intercambio de agua entre los diferentes compartimientos. 3. Métodos para la medición del volumen de los diferentes compartimientos líquidos.

24

II. ANATOMIA FUNCIONAL DEL RIÑON 1. Plan general de la organización funcional del riñón - Las tres funciones básicas en la elaboración de orina. - El nefrón (o nefrona) como unidad funcional básica y sus componentes. El glomérulo y la filtración.

El túbulo renal y la resorción/secreción. - El corte longitudinal del riñón y sus regiones cortical y medular. Médula externa e interna. Pirámide

renal, papila y cálices. - Nefronas corticales y yuxtamedulares. Localización cortical o medular de los distintos componentes

del nefrón. 2. Circulación renal - La arteria renal, sus ramas prearteriolares y venas correspondientes. Localización de estos vasos en

el tejido renal. - La microcirculación glomerular. Arteriola aferente, capilares glomerulares y arteriola eferente. - Las redes capilares postglomerulares: peritubular y de vasos rectos. Localización cortical o medular

de estas redes y sus relaciones con los distintos segmentos del túbulo renal. - Presión intravascular en los distintos componentes de la circulación renal. 3. Características microscópicas del nefrón - El glomérulo y sus componentes. Endotelio glomerular. Epitelio visceral y parietal de la cápsula de

Bowman. La barrera a la filtración-membrana glomerular. Las células mesangiales. - Las células tubulares y su organización epitelial. Membrana apical (mucosa o luminal) y basolateral

(serosa o peritubular). La unión estrecha. - Características distintivas de los distintos segmentos tubulares. - El aparato yuxtaglomerular. 4. Métodos en fisiología renal - Aclaramiento (o depuración) plasmático de substancias. Micropunción. Microperfusión. Estudio de

epitelios modelo. Cultivo de tejidos. III. FISIOLOGIA DE LA FILTRACION 1. Flujo sanguíneo renal y filtración glomerular - Intensidad del flujo sanguíneo renal y su relación con el gasto cardiaco (fracción renal). Intensidad

del flujo plasmático renal. - Intensidad de filtración glomerular. Fracción de filtración. 2. Permeabilidad de la membrana glomerular - Permeabilidad hidráulica y su importancia en la filtración glomerular. - Permeabilidad selectiva a los solutos. Importancia de su peso molecular y carga eléctrica. Equilibrio

de Donnan. - Composición del filtrado glomerular, sus diferencias con el plasma e importancia de éstas en la

filtración glomerular. 3. El principio de Starling en la dinámica de la filtración glomerular - Presión hidrostática glomerular y en cápsula de Bowman. Presión coloidosmótica en plasma

glomerular. Presión neta de filtración. Representación gráfica de la magnitud de estas presiones a lo largo de los capilares glomerulares. Equilibrio de filtración.

- Coeficiente de filtración. Importancia de la permeabilidad hidráulica y de la superficie de filtración como factores que determinan el coeficiente de filtración.

- La intensidad de la filtración glomerular es determinada por el coeficiente de filtración y la presión neta de filtración.

25

4. Factores que afectan la intensidad de la filtración glomerular. - Efecto de los cambios en la presión arterial, el flujo plasmático renal y las resistencias arteriolares

aferente y eferente, sobre la presión neta de filtración y sus mecanismos de acción. Efecto de la obstrucción del sistema de conductos.

- Efecto de la contracción de células mesangiales sobre el coeficiente de filtración. 5. Métodos clínicos para medir la intensidad de la filtración glomerular y el flujo plasmático renal - Aclaramiento plasmático de inulina y creatinina - Aclaramiento plasmático de ácido paraaminohipúrico - Cálculo de la fracción de filtración mediante aclaramientos plasmáticos.

IV. FISIOLOGÍA DE LA RESORCIÓN Y SECRECIÓN TUBULAR 1. Características generales de la función tubular - Diferencias entre el filtrado glomerular y la orina final con respecto a sus flujos (ml/min), contenido

(cantidad/min) y concentración de solutos. Importancia de la resorción tubular como base de estas diferencias.

- Transporte activo y fuerza impulsora en la resorción tubular. La bomba de Na+ / K+ como mecanismo más común, en general único, de transporte activo primario en las células tubulares. Ubicación de esta bomba en la membrana basolateral. La resorción de Na+ en dos etapas -pasiva apical y activa basolateral- como ejemplo de transporte activo transepitelial. La fuerza impulsora para el Na+ en la membrana apical y su papel en el transporte activo (secundario) de otras substancias.

- La resorción activa de Na+ como origen de la fuerza impulsora para la resorción de aniones. El potencial eléctrico transepitelial.

- Resorción osmótica de agua y su dependencia de la resorción de solutos. - La resorción de agua como origen del gradiente de concentración transepitelial que impulsa la

resorción pasiva de solutos. - Capacidad máxima para el transporte por acarreadores. Umbral renal y transporte tubular máximo.

La resorción de glucosa como ejemplo de mecanismo de transporte con estas características. - Relación entre el aclaramiento plasmático de una substancia y el aclaramiento plasmático de inulina

como indicador de la resorción (o secreción) neta de la substancia en el sistema tubular. 2. Resorción de fluido en las redes capilares postglomerulares - Presión hidrostática y coloidosmótica en la red capilar peritubular, los vasos rectos y el líquido

intersticial renal. Presión neta de resorción en capilares peritubulares y vasos rectos. - La cápsula renal como factor que restringe la acumulación de fluido en el intersticio renal. - La resorción de fluido en los túbulos renales como factor limitante de la resorción en los capilares

postglomerulares. Papel de esta última en la prevención del reflujo hacia la luz tubular. 3. Resorción de agua, resorción y secreción de solutos en los distintos segmentos tubulares - Mecanismos para el transporte de solutos y permeabilidad hidráulica en los distintos segmentos

tubulares. - Intensidad absoluta (cantidad/min) y relativa (como fracción de la cantidad filtrada en glomérulo) de

la resorción de agua y solutos, y del flujo tubular remanente en los distintos segmentos tubulares. V. FACTORES QUE CONTROLAN LA FILTRACION GLOMERULAR Y EL TRANSPORTE TUBULAR

DE SUBSTANCIAS 1. Regulación de la filtración glomerular y del flujo sanguíneo renal - Autorregulación. Función del aparato yuxtaglomerular - Regulación nerviosa - Regulación hormonal

26

- Efecto de los cambios en la presión arterial sistémica. Papel del aumento de la intensidad de filtración glomerular en el mecanismo de la diuresis por presión.

2. Regulación de la resorción y secreción tubular - Oferta tubular como principal factor que controla la resorción de substancias en el túbulo proximal.

Balance glomérulo-tubular. - Control hormonal sobre la intensidad de resorción y secreción de substancias en el nefrón distal. - Disminución de la resorción tubular de fluido en el mecanismo de la diuresis por presión. Papel de

los cambios en la presión neta de resorción de los capilares postglomerulares, y en la presión hidrostática del líquido intersticial renal. Inhibición de la diuresis por presión en el riñón descapsulado.

3. Mecanismos para la excreción de orina concentrada o diluida - Osmolaridad del líquido intersticial en corteza, y médula externa e interna a diferentes niveles de

profundidad medular. El gradiente osmótico medular. - Papel del multiplicador por contracorriente del asa de Henle y conducto colector en la formación del

gradiente osmótico medular. Recirculación de NaCl y urea. - Importancia de la hormona antidiurética en el mecanismo de concentración urinaria. - Papel de la resorción aumentada de agua a nivel cortical y de la modesta resorción de agua a nivel

medular en el mecanismo de concentración urinaria. - Importancia de la pequeñez del flujo sanguíneo medular y del intercambiador por contracorriente de

los vasos rectos en la conservación del gradiente osmótico medular. VI. REGULACION DE LOS LIQUIDOS CORPORALES Y DE LA PRESION ARTERIAL. 1. Regulación del volumen y osmolaridad del líquido extracelular y plasma - La hormona antidiurética y su control sobre los mecanismos de excreción de orina concentrada o

diluida. - El sistema renina-angiotensina-aldosterona en la regulación de la excreción urinaria de NaCl.

Posible papel de la hormona natriurética auricular. 2. Regulación renal de la presión arterial a largo plazo - Papel del riñón en la regulación del volumen sanguíneo y de la presión arterial a largo plazo. - Control hormonal (y nervioso) sobre la relación presión-diuresis en el riñón "in situ". VII. EQUILIBRIO ACIDO BASICO Ácidos, bases y pH. Amortiguadores químicos en los líquidos corporales. Regulación respiratoria del

equilibrio ácido básico. Regulación renal del equilibrio ácido básico.

27

Cronograma UTII CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMÁTICA II

Fisiología Cardiovascular, Respiratoria y Renal. Ciclo escolar 2005-2006 (del 22 de agosto al 18 de noviembre de 2005)

SEMANA FECHAS HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

4 22-26 de agosto

1 3

Introducción al sistema cardiovascular Propiedades funcionales de los tejidos cardiacos

5 29 ago. al 2 de sept.

2 2

Actividad eléctrica del corazón y electrocardiograma Principios de hemodinámica

6

5-9 de septiembre

2 2

Ciclo cardiaco El corazón como bomba

7

12-16 de septiembre

2 2

Gasto cardiaco y retorno venoso Circulación mayor: arterial y venosa, músculo liso vascular

8

19-23 de septiembre

2 2

Microcirculación y sistema linfático Circulación pulmonar

9

26-30 de septiembre

1 2 1

Circulación coronaria Regulación local de la circulación, sistema endotelial Regulación nerviosa y humoral de la circulación

Sáb 1° oct 7:30 - 9:30 hrs

1er Examen Interdepartamental

10

3-7 de octubre

2 2

Mecánica respiratoria, ventilación pulmonar y vías aéreas superiores Intercambio gaseoso alveolar y tisular

11

10-14 de octubre

2 2

Transporte de gases Regulación de la respiración

12

17-21 de octubre

Anatomía funcional del riñón Filtración glomerular

24-28 de octubre

PRIMERA SEMANA DE INTEGRACION BASICA-CLINICA:

13

31 de oct al 4 de nov

2 2

Función tubular Regulación de las funciones glomerular y tubulares

14

7-11 de noviembre

2 2

Regulación de líquidos corporales y presión arterial Equilibrio ácido básico

Vie 18 nov 10-12 hrs Primer Examen Parcial Departamental TOTAL DE CLASES: 22 TOTAL DE HORAS: 44 DIAS FERIADOS: 15 y 16 de septiembre de 2005; 1, 2 y 20 de noviembre de 2005. SEGUNDO EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL: sábado 8 de octubre de 2005 de 11:00 a 13:00 hrs. SEMANA DE CASO CLINICO: del 24 al 28 de octubre de 2005. PRIMER EXAMEN DEPARTAMENTAL: viernes 18 de noviembre de 2005 de 10:00 a 12:00 horas.

28

Grupos NUCE de Fisiología.

CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMÁTICA II Fisiología Cardiovascular, Respiratoria y Renal.

Ciclo escolar 2005-2006 (del 22 de agosto al 18 de noviembre de 2005)

SEMANA FECHAS HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

4 22-26 de agosto

1 3

Introducción al sistema cardiovascular Propiedades funcionales de los tejidos cardiacos

5 29 ago. al 2 de sept.

2 2

Actividad eléctrica del corazón y electrocardiograma Principios de hemodinámica

6

5-9 de septiembre

2 2

Ciclo cardiaco El corazón como bomba

7

12-16 de septiembre

2 2

Gasto cardiaco y retorno venoso Circulación mayor: arterial y venosa, músculo liso vascular

8

19-23 de septiembre

2 2

Microcirculación y sistema linfático Circulación pulmonar

9

26-30 de septiembre

1 2 1

Circulación coronaria Regulación local de la circulación, sistema endotelial Regulación nerviosa y humoral de la circulación

Sáb 1° oct 7:30 - 9:30 hrs

1er Examen Interdepartamental

10

3-7 de octubre

2 2

Mecánica respiratoria, ventilación pulmonar y vías aéreas superiores Intercambio gaseoso alveolar y tisular

11

10-14 de octubre

2 2

Transporte de gases Regulación de la respiración

12

17-21 de octubre

Anatomía funcional del riñón Filtración glomerular

24-28 de octubre

PRIMERA SEMANA DE INTEGRACION BASICA-CLINICA:

13

31 de oct al 4 de nov

2 2

Función tubular Regulación de las funciones glomerular y tubulares

14

7-11 de noviembre

2 2

Regulación de líquidos corporales y presión arterial Equilibrio ácido básico

Vie 18 nov 10-12 hrs Primer Examen Parcial Departamental TOTAL DE CLASES: 22 TOTAL DE HORAS: 44 DIAS FERIADOS: 15 y 16 de septiembre de 2005; 1, 2 y 20 de noviembre de 2005. SEGUNDO EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL: sábado 8 de octubre de 2005 de 11:00 a 13:00 hrs. SEMANA DE CASO CLINICO: del 24 al 28 de octubre de 2005. PRIMER EXAMEN DEPARTAMENTAL: viernes 18 de noviembre de 2005 de 10:00 a 12:00 horas.

29

Fisiología del Sistema Endocrino y Digestivo

UNIDAD TEMÁTICA III: FISIOLOGÍA DEL SISTEMA ENDOCRINO Y DEL APARATO DIGESTIVO Duración: del 21 de noviembre de 2005 al 3 de marzo de 2006. Grupos NUCE: del 7 de noviembre de 2005 al 3 de febrero de 2006. 2do Examen Interdepartamental: sábado 28 de enero de 2006: 11:00 a 13:00 hrs. Caso clínico: 20 al 24 de febrero de 2006. Fecha del Segundo Examen Parcial Departamental: sábado 4 de marzo de 2006: 10:00 a 12:00 hrs. Días feriados: 20 de noviembre de 2005, 12 de diciembre de 2005. Vacaciones administrativas: del 19 de diciembre de 2005 al 4 de enero de 2006.

Unidad Temática III

30

CONTENIDO TEMÁTICO

S I S T E M A E N D O C R I N O I. INTRODUCCIÓN AL SISTEMA ENDOCRINO 1. Principios generales de fisiología endocrina a) Mecanismos de acción de los mensajeros químicos

b) Los sistemas hormonales y la comunicación intercelular c) Funciones de las hormonas (regulación vs. iniciación de reacciones celulares)

2. Características fisicoquímicas de las hormonas a) Composición química: esteroides, proteínas, polipéptidos y derivados de los aminoácidos b) Concentración plasmática y formas de circulación de las hormonas en el plasma 3. Biosíntesis y almacenamiento hormonal a) Familias de hormonas, propiedades generales

b) Control genético de la formación hormonal c) Procesamiento postransduccional de las hormonas peptídicas

d) Síntesis de esteroides e) Síntesis de hormonas derivadas de aminoácidos f) Síntesis de hormonas derivadas del ácido araquidónico 4. Secreción hormonal a) Exocitosis b) Secreción de esteroides c) Secreción de hormonas tiroideas 5. Receptores hormonales, membranales e intracelulares a) Características generales y localización b) Propiedades de las interacciones entre la hormona y el receptor

c) Regulación creciente y decreciente de la población receptores (up-regulation, down-regulation) y mecanismos de desensibilización

6. Regulación de la secreción hormonal a) Homeostasis y estado estacionario b) Mecanismos de retroalimentación positiva y negativa c) Control neural 7. Concepto general de metabolismo: anabolismo y catabolismo. Regulación hormonal 8. Métodos para cuantificar hormonas y receptores

a) Radioinmunoanálisis (RIA) b) Ensayo inmunoenzimático (ELISA) c) Ensayo de unión de ligandos (Binding)

31

II. FACTORES DE CRECIMIENTO 1. Generalidades y definición 2. Familias de los factores de crecimiento

a) Factores neurotróficos b) Factor de crecimiento fibroblástico y factores afines c) Factores de crecimiento insulínicos d) Factores de crecimiento epidérmico (EGF, TGF-alfa) e) Factores de crecimiento transformantes beta (TGF-beta) f) Factor de necrosis tumoral (TNF)

g) Interleucinas h) Eritropoyetina 3. Mecanismos de acción y biosíntesis de los factores de crecimiento a) Estructura de receptores con actividad de cinasa de tirosina y tipo citocinas

b) Fosforilación de proteínas c) Modulación de la expresión genética

4. Relación entre los factores de crecimiento y algunos procesos patológicos a) Factores de crecimiento y cáncer b) Alteraciones neurológicas III. RITMOS BIOLÓGICOS Y GLÁNDULA PINEAL 1. Características de los ritmos biológicos, definición y nomenclatura 2. Osciladores circadianos a) Concepto de marcapaso b) Localización anatómica de los marcapasos circadianos en mamíferos 3. Perfiles hormonales con características rítmicas a) Hormona del crecimiento

b) Glucocorticoides c) Prolactina d) Aldosterona e) Tirotropina f) Testosterona g) Hormona luteinizante

4. Importancia del esquema cronofarmacobiológico para el tratamiento de enfermedades 5. La glándula pineal como ejemplo de un sistema con función biocronométrica 6. Melatonina

a) Biosíntesis y control de la secreción b) Modulación de algunas actividades fisiológicas - Reducción del estrés oxidativo

- Pubertad c) Alteraciones por cambio de huso horario (jet-lag) IV. EL HIPOTÁLAMO ENDOCRINO Y LA HIPÓFISIS

32

1. El hipotálamo, centro regulador e integrador de funciones 2. Regulación hipotalámica de la temperatura corporal 3. Eje hipotálamo-hipofisiario 4. Control neural de las células secretoras hipotalámicas 5. Hormonas neurohipofisiarias: vasopresina y oxitocina. Biosíntesis, almacenamiento y

neurosecreción 6. Vasopresina

a) Regulación de la secreción b) Acciones fisiológicas c) Fisiopatología: diabetes insípida, hipersecreción

7. Oxitocina

a) Regulación de la secreción b) Acciones fisiológicas

8. Hormonas hipotalámicas que actúan directamente sobre la hipófisis. Biosíntesis y mecanismos

de acción a) Hormona liberadora de tirotropina (TRH) b) Hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH) c) Hormona liberadora de corticotropina (CRH) d) Hormona liberadora de hormona del crecimiento (GHRH) e) Hormona inhibidora de la liberación de prolactina (dopamina) f) Somatostatina 9. Otros péptidos hipotalámicos

a) Opioides endógenos: endorfinas y encefalinas b) Efectos fisiológicos

10. Tipos celulares y hormonas de la hipófisis anterior a) Hormona estimulante de tiroides (TSH)

b) Hormona adrenocorticotrópica (ACTH) c) Gonadotropinas: hormona luteinizante (LH) y hormona estimulante del folículo (FSH)

d) Prolactina e) Hormona de crecimiento (GH) 11. Agrupación bioquímica de las hormonas a) Glucoproteicas

b) Mamosomatotrópicas c) Proopiomelanocortina

12. Regulación de la secreción de las hormonas hipofisiarias a) Tipos básicos de regulación: retroalimentación positiva y negativa

b) Ritmo de secreción c) Estrés

13. Hormona del crecimiento (GH) a) Control de la secreción b) Efectos metabólicos y fisiológicos

33

c) Hipersecreción e hiposecreción, enanismo y gigantismo V. TIROIDES 1. Morfología funcional de la glándula tiroides 2. Biosíntesis de las hormonas tiroideas y metabolismo del yodo

a) Metabolismo del yodo, requerimientos y excreción - Transporte del yodo en la tiroides

- Yodación de la tiroglobulina - Formación de yodotironinas

- Desyodación periférica de tironinas, formación de T3 y T3r a partir de T4 b) Biosíntesis de tiroglobulinas c) Almacenamiento y liberación de hormonas tiroideas 3. Transporte, distribución, aporte tisular y metabolismo de las hormonas tiroideas 4. Mecanismos de acción de las hormonas tiroideas a) Receptores nucleares b) Efectos intranucleares 5. Efectos fisiológicos de las hormonas tiroideas a) Efectos metabólicos generales: tasa metabólica, consumo de oxígeno y producción de calor. b) Efectos sobre: sistema nervioso, hipófisis anterior, sistema cardiopulmonar, tracto

gastrointestinal, sistema reproductor y piel 6. Control y regulación neuroendocrina de la glándula tiroides 7. Fisiopatología. Efectos sistémicos de la hipersecreción y la hiposecreción tiroidea VI. GLÁNDULA SUPRARRENAL Y CONTROL DEL ESTRÉS 1. Generalidades a) Anatomía funcional b) Origen embriológico de la corteza y la médula suprarrenal

c) La glándula suprarrenal en las respuestas adaptativas del organismo a los cambios en el medio ambiente.

2. Corteza suprarrenal a) Histología funcional b) Biosíntesis de las hormonas adrenocorticales

c) Transporte, metabolismo y excreción de las hormonas adrenocorticales d) Receptores a las hormonas adrenocorticales y mecanismos de acción e) Acciones biológicas de los mineralocorticoides f) Regulación de la secreción de aldosterona - Sistema renina-angiotensina-aldosterona

- Péptido atrial natriurético - ACTH - Concentración plasmática de los iones potasio y sodio

g) Regulación de la síntesis y la secreción de los glucocorticoides h) Efectos biológicos de los glucocorticoides sobre

- El metabolismo intermedio - La función cardiovascular - El sistema nervioso - El sistema digestivo

34

- Otros sistemas endocrinos - Acciones antiinflamatorias y de inmunosupresión

g) Andrógenos suprarrenales h) Fisiopatología: hipofunción e hiperfunción adrenocortical - Mineralocorticoides - Glucocorticoides - Síndrome suprarrenogenital 3. Médula suprarrenal a) Hormonas que producen las células cromafines

- Biosíntesis, almacenamiento y secreción de la adrenalina - Encefalinas, serotonina, otras hormonas y neurotransmisores

b) Efectos fisiológicos de las catecolaminas sobre los sistemas corporales c) Mecanismos de acción de las catecolaminas

- Receptores adrenérgicos - Sistemas efectores d) Regulación de la actividad simpatoadrenal e) Fisiopatología. Hipersecreción de catecolaminas (feocromocitoma), hipotensión ortostática 4. Respuesta al estrés VII. CONTROL ENDOCRINO DE LA REPRODUCCION Y LA RESPUESTA SEXUAL 1. Gonadas masculinas

a) Anatomía funcional b) Función endocrina de los testículos - Las células intersticiales de Leydig y la síntesis de andrógenos - Las células de Sertoli y la síntesis de hormonas proteicas: activina, inhibina y factores de

crecimiento - Interacciones entre las células de Leydig y los túbulos seminíferos - Transporte y metabolismo hormonal c) Acciones de los esteroides testiculares - Sobre las células diana - Desarrollo y mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios - Producción y efectos de los estrógenos d) Regulación de la función testicular por el eje hipotalámico-hipofisiario e) Erección y eyaculación f) Fisiopatología de la función testicular - Hipogonadismo hipogonadotrópico - Disfunción primaria de la función testicular g) Mecanismos de control de la fertilidad masculina:

2. Gonadas femeninas a) Función endocrina del ovario b) Biosíntesis y secreción de las hormonas ováricas

- Estrógenos y progesterona - Hormonas proteicas: relaxina, activina, inhibina y factores de crecimiento c) El ciclo ovárico

d) La foliculogénesis - Inicio del desarrollo folicular - Control hormonal - Factores reguladores no esteroideos - Atresia folicular

35

- Cambios preovulatorios - Ruptura folicular y ovulación e) El cuerpo lúteo - Productos de secreción - Luteolisis

f) Acciones de los esteroides ováricos sobre sus células blanco - El ciclo endometrial - Desarrollo y mantenimiento de los caracteres sexuales secundarios

g) Regulación de la función ovárica por el eje hipotalámico hipofisiario h) Ciclo menstrual

i) Climaterio y menopausia j) Fisiopatología de la función ovárica - Disfunción hipotalámica hipofisiaria - Disfunción ovárica primaria

k) Mecanismos de control de la fertilidad femenina 3. Endocrinología del embarazo, parto y lactancia

a) Cambios hormonales durante el embarazo - Supresión del funcionamiento del eje hipotalámico hipofisiario materno por hormonas

placentarias - La gonadotropina coriónica (hCG) y el control de la secreción hormonal por el cuerpo lúteo - Formación de estrógenos y progesterona por la unidad feto-placentaria - Funciones de otras hormonas placentarias: somatomamotrofina, tirotropina coriónica humana b) Adaptaciones maternas al embarazo - Endocrinas: cambios hipofisiarios, hiperplasia de lactotropos, ACTH, hormonas tiroideas - Metabolismo de nutrientes, función gastrointestinal y hepática c) Cambios uterinos durante el embarazo d) Control fisiológico del parto e) Lactancia - Preparación de la glándula mamaria para la lactación - Producción y mantenimiento de la secreción láctea: efectos de prolactina y oxitocina

VIII. METABOLISMO DEL CALCIO Y FISIOLOGÍA DEL HUESO. HORMONA PARATIROIDEA, CALCITONINA Y VITAMINA D 1. Estructura funcional del hueso 2. Balance del calcio y fósforo en el intestino, riñón y huesos 3. Anatomía funcional de las glándulas paratiroideas 4. Efectos y mecanismos de acción de la hormona paratiroidea (PTH) sobre intestino, riñón y hueso 5. Calcitonina

a) Localización de las células parafoliculares b) Efectos y mecanismo de acción de la calcitonina sobre hueso

6. Vitaminas D

a) Generación de los esteroides biológicamente activos b) Acciones de los metabolitos activos de la vitamina D sobre intestino, riñón y hueso

c) Interacciones de los metabolitos de la vitamina D con la PTH 7. Otros factores que intervienen en el metabolismo del calcio

a) Estrógenos b) Glucocorticoides c) Prostaglandinas

36

9. Fisiopatología. Hiperparatiroidismo, hipoparatiroidismo y osteoporosis IX. EL PÁNCREAS ENDOCRINO 1. Morfología funcional del páncreas. Interacciones paracrinas entre las células insulares 2. Insulina

a) Biosíntesis y los mecanismos que la regulan b) Secreción basal y estimulada c) El acoplamiento entre el estímulo y la secreción d) Regulación de la secreción por carbohidratos, proteínas y grasas; hormonas y

neurotransmisores e) El receptor f) Mecanismo de acción

g) Acciones sobre: hepatocitos, tejido adiposo, músculo y cerebro 3. Glucagon

a) Biosíntesis y secreción b) Regulación de la secreción por nutrientes, hormonas y neurotransmisores c) Receptores y mecanismos de acción d) Acciones sobre el hígado

4. Somatostatina

a) Biosíntesis y secreción b) Regulación de la secreción por hormonas y neurotransmisores

c) Acciones biológicas 5. Polipéptido pancreático

a) Biosíntesis y secreción b) Regulación de la secreción c) Acciones biológicas 6. Regulación fisiológica de la secreción hormonal durante el ayuno, la alimentación y el estrés. Curva de tolerancia a la glucosa 7. Estados fisiopatológicos a) Hiperinsulinemia b) Resistencia a la insulina c) Deficiencia de insulina (Diabetes mellitus) X. METABOLISMO Y NUTRICIÓN 1. Anabolismo y catabolismo 2. Regulación de la ingesta y del peso corporal a corto y largo plazos. Leptina, péptidos

orexigénicos y anorexigénicos 3. Fisiopatología. Defectos en el balance energético: obesidad y anorexia

F I S I O L O G Í A G A S T R O I N T E S T I N A L

37

I. PRINCIPIOS GENERALES DE LA FUNCIÓN GASTROINTESTINAL 1. Organización funcional 2. Sistemas de control del tracto gastrointestinal II. MOTILIDAD GASTROINTESTINAL. TRANSPORTE Y MEZCLA DE LOS ALIMENTOS 1. Masticación y deglución 2. Motilidad esofágica. Esfínter Esofágico Inferior 3. Motilidad gástrica a) Relajación receptiva b) Ritmo eléctrico básico c) Vaciamiento gástrico y función del esfínter pilórico 4. Motilidad del intestino delgado a) Fase interdigestiva: complejo motor migratorio b) Fase digestiva - Contracciones de segmentación - Peristaltismo

c) Funciones del esfínter ileocecal - Reflejo gastroileal

5. Intestino grueso a) Movimientos de mezcla, haustraciones b) Propulsión segmentaria y propulsión multihaustral c) Peristaltismo d) Propulsión en masa e) Reflejos gastrocólico y duodenocólico 6. Reflejo de defecación 7. Control hormonal de la motilidad a) Motilina b) Otros péptidos y hormonas 8. Ejemplos de trastornos de la motilidad y cambios en el tono muscular III. FUNCIONES SECRETORAS GASTROINTESTINALES 1. Secreción salival a) Anatomía funcional de las glándulas salivales b) Composición de la saliva c) Funciones de la saliva d) Regulación de la secreción salival 2. Secreción gástrica a) Tipo, localización y productos secretores de las glándulas gástricas b) Mecanismo de secreción del ácido clorhídrico c) Secreción y activación del pepsinógeno

38

d) Secreción enzimática y de moco e) Secreción de factor intrínseco 3. Gastrina

a) biosíntesis y secreción b) acciones c) regulación de la secreción

4. Liberación de histamina 5. Fases de la secreción gástrica a) Cefálica b) Gástrica c) Intestinal 6. Factores que inhiben la secreción gástrica a) Retroalimentación negativa por exceso de ácido b) Reflejo enterogástrico 7. Hormonas y péptidos gastrointestinales: biosíntesis y secreción, acciones y regulación de la

secreción a) Colecistocinina (CCK)

b) Secretina c) Péptido Inhibidor Gastrointestinal (GIP) d) Péptidos derivados del preproglucagon e) Péptido Intestinal Vasoactivo (VIP)

f) Somatostatina g) Otros péptidos

- Neurotensina - Neuropéptido Y (NPY) - Sustancia P

8. Secreciones del intestino delgado a) Formación y composición del jugo intestinal b) Control de la secreción intestinal c) Sustancias neuroactivas y hormonas 9. Secreciones del intestino grueso a) Secreción de moco b) Secreción de agua y electrolitos en respuesta a la inflamación del colon 10. Ejemplos de hipersecreción e hiposecreción gástrica IV. SECRECIÓN PANCREÁTICA 1. Secreción de enzimas pancreáticas 2. Secreción de bicarbonato 3. Regulación de la secreción pancreática a) Estimulantes: secretina, CCK, acetilcolina b) Fases de la secreción pancreática: cefálica, gástrica e intestinal

39

4. Ejemplos de deficiencia de la secreción exocrina pancreática y activación extraduodenal de las

enzimas V. HIGADO Y SECRECIÓN BILIAR 1. Generalidades de la función digestiva 2. Metabolismo de los ácidos biliares y el colesterol 3. Formación, composición de la bilis y transporte de bilis 4. Funciones de la bilis 5. Regulación de la secreción biliar 6. Ejemplo de fisiopatología: formación de cálculos biliares VI. DIGESTIÓN DE LOS ALIMENTOS 1. Hidrólisis de los alimentos 2. Digestión de carbohidratos 3. Digestión de proteínas 4. Digestión de grasas 5. Fisiopatología. Intolerancia a la lactosa VII. ABSORCIÓN GASTROINTESTINAL 1. Mecanismos básicos 2. Agua 3. Iones 4. Carbohidratos 5. Proteínas 6. Grasas

40

Cronograma UTIII SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA III: Fisiología Endocrina y

Digestiva. Ciclo escolar 2005-2006. Del 21 de noviembre de 2005 al 3 de marzo de 2006.

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

15 21-25

noviembre 2 2

Introducción al sistema endocrino Introducción al sistema endocrino

16

28 de nov al 2 de dic.

2 2

Factores de crecimiento Ritmos biológicos y glándula pineal

17

5-9 de diciembre

2 2

El hipotálamo endocrino y la hipófisis El hipotálamo endocrino y la hipófisis

18

12-16 de diciembre

2 2

Glándula tiroides Glándula suprarrenal y control del estrés

19 dic. al 4 de enero

VACACIONES ADMINISTRATIVAS UNAM

19

9-13 de enero

2 2

Glándula suprarrenal y control del estrés Gónadas masculinas

20

16-20 de enero

2 2

Gónadas femeninas Embarazo, parto y lactancia

21

23-27 de enero

2 2

Metabolismo del calcio y fisiología del hueso Páncreas endocrino

Sab 28 ene 11:00 -13:00 hrs. Examen Interdepartamental UT III

22 30 enero al 3

febrero 2 2

Páncreas endocrino Metabolismo y nutrición

23

6-10 de febrero

1 3

Principios generales del sistema digestivo y motilidad gastrointestinal Funciones secretoras gastrointestinales

24

13-17 de febrero

3 1

Secreción pancreática exocrina Hígado y secreción biliar

20-24 de febrero

SEGUNDA SEMANA DE INTEGRACIÓN BÁSICA-CLÍNICA

25

27 febrero al 3 marzo

2 2

Digestión de los alimentos Absorción gastrointestinal

Sáb 4 mar 10-12 hs Segundo Examen Parcial Departamental TOTAL DE HORAS: 44 TOTAL DE CLASES: 22 DIAS FERIADOS: 20 de noviembre de 2005, 12 de diciembre de 2005, 5 de febrero de 2006. VACACIONES ADMINISTRATIVAS: del 19 de diciembre de 2005 al45 de enero del 2006. SEMANA DE CASO CLINICO: del 20 al 24 de febrero de 2006. EXAMEN DEPARTAMENTAL: sábado 4 de marzo 2006: 10:00 a 12:00 horas

41

Grupos NUCE de Fisiología CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA III: Fisiología

Endocrina y Digestiva. Ciclo escolar 2005-2006. Del 7 de noviembre de 2005 al 3 de febrero de 2006.

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

14

7-11 de noviembre

2 2

Introducción al sistema endocrino Factores de crecimiento

15

14-18 de noviembre

2 2

Ritmos biológicos y glándula pineal El hipotálamo endocrino y la hipófisis

16

21-25 de noviembre

2 2

El hipotálamo endocrino y la hipófisis Glándula tiroides

17

28 nov. al 2 de dic.

2 2

Glándula suprarrenal y control del estrés Gónadas masculinas

18

5-9 de diciembre

2 2

Gónadas femeninas Embarazo, parto y lactancia

19

12-16 de diciembre

2 2

Metabolismo del calcio y fisiología del hueso Páncreas endocrino

19 dic. al 4 de enero

VACACIONES ADMINISTRATIVAS UNAM

20

9-13 de enero 06

2 2

Páncreas endocrino Metabolismo y nutrición

21

16-20 de enero 06

2 2

Principios generales del sistema digestivo y motilidad gastrointestinal Funciones secretoras gastrointestinales

22

23-27 de enero 06

2 2

Secreción pancreática exocrina Hígado y secreción biliar

Sáb 28 ene 11-13 hs Examen Interdepartamental UT III

23

30 enero al 3 febrero

2 2

Digestión de los alimentos Absorción gastrointestinal

TOTAL DE HORAS: 40 TOTAL DE CLASES: 20 DIAS FERIADOS: 20 de noviembre de 2005, 12 de diciembre de 2005, 5 de febrero de 2006. VACACIONES ADMINISTRATIVAS: del 19 de diciembre de 2005 al45 de enero del 2006. SEMANA DE CASO CLINICO: del 20 al 24 de febrero de 2006. EXAMEN DEPARTAMENTAL: sábado 4 de marzo 2006: 10:00 a 12:00 horas

42

Fisiología del Sistema Nervioso Duración: del 8 de marzo al 19 de mayo de 2006. Grupos NUCE: del 6 de febrero al 31 de marzo de 2006. Grupos NUCE: Aprendizaje Basado en Problemas (ABP): del 3 de abril al 5 de mayo de 2006. Examen Interdepartamental UT IV: sábado 1° de abril de 2006: 7:30 a 9:30 hrs. Caso clínico: 8 al 12 de mayo de 2006. Fecha del Tercer Examen Parcial Departamental: viernes 19 de mayo de 2006: 13:00 a 15:00 hrs. Días feriados: 21 de marzo, 10-14 de abril (Semana Santa), 1, 10 y 15 de mayo de 2006.

CONTENIDO TEMÁTICO

S I S T E M A N E R V I O S O I SINAPSIS 1. Concepto de sinapsis - Aspectos morfológicos; estructuras típicas de una sinapsis. Membrana presináptica,

postsináptica, hendidura, glia; tipos de sinapsis dependiendo de las diferentes regiones de interacción neuronal (axo-somáticas, axo-axónicas, axo-dendríticas, etc.)

2. Sinapsis química. Eventos pre y postsinápticos - Transmisión sináptica. Estructura funcional: Consideraciones morfológicas generales.

Ultraestructura. Convergencia y divergencia. Conducción unidireccional. Propiedades bioeléctricas de las sinapsis. Potenciales postsinápticos excitadores (Concepto. Suma

espacial y temporal. Retardo sináptico. Bases iónicas). Potenciales postsinápticos inhibidores (Concepto. Inhibición postsináptica. Base iónica). Electrogénesis del potencial de acción postsináptico. Inhibición y facilitación en las sinapsis (Inhibición directa e indirecta. Inhibición y facilitación presináptica. Organización de los sistemas inhibidores. Suma y oclusión. Plasticidad

Unidad Temática IV

43

sináptica y aprendizaje: Función de la sinapsis central en la elaboración y conservación de la información: Memoria). Características especiales (Conducción anterógrada. Fatiga. Facilitación postetánica).

- Transmisión química en las sinapsis. Concepto. Características de un mensajero químico (Concepto de neurotransmisor, neuromodulador, segundos y terceros mensajeros. Ejemplos de neurotransmisores clásicos y de neuropéptidos).Neurotransmisores enunciados en forma general: Acetilcolina, Catecolaminas, GABA, Dopamina, Serotonina, Histamina. Otros neurotransmisores: glutamato, aspartato, glicina, sust. P, péptidos, opioides, encefalinas, endorfinas. Receptores (ACh, Catecolaminas, GABA, Dopamina, serotonina, histamina).

- Transmisión neuromuscular como ejemplo de la teoría de la liberación cuántica y de los eventos durante la transmisión sináptica. Potencial de placa terminal (Fatiga de transmisión). Transmisión sináptica en el músculo cardiaco (Terminaciones nerviosas eferentes. Neurotransmisión. Potenciales de unión).

3. Sinapsis eléctrica - Introducción. Sinapsis eléctrica y comunicación intercelular: Definiciones. Sinónimos y

terminología empleada. Concepto de canal comunicante. Regulación fisiológica de la sinapsis eléctrica. Concentración del ion hidrógeno intracelular, concentración intracelular del calcio, hormonas esteroideas, neurotransmisores, etc.

II. RECEPTORES SENSORIALES 1. Los transductores sensoriales - Criterios de clasificación de los receptores. Transducción. Proteínas G, segundos mensajeros.

Potencial de receptor y potencial generador. Relaciones estímulo-respuesta (Ley de Weber-Fechner y otros tipos de relaciones).

- Codificación. Modalidad sensorial (líneas etiquetadas), localización espacial, umbral (sumas espacial y temporal), intensidad, frecuencia, duración. Inhibición lateral. Regulación eferente de la sensibilidad del receptor.

2. Factores determinantes de la sensibilidad del receptor - Relaciones estímulo-respuesta: lineales y no lineales. Suma espacial y suma temporal.

Adaptación: receptores tónicos, fásicos y fásico-tónicos. Campos receptivos excitatorios e inhibitorios. Mecanismos que intensifican la señal: Inhibición lateral.

III FISIOLOGÍA SENSORIAL 1. Sistema Somatosensorial - Sensación y percepción. Características de las sensaciones. Receptores sensoriales.

Especificidad y características de los receptores sensoriales. Etapas de transducción sensorial. Mecanismos de transducción. Cambios desencadenados cuando se alcanza el umbral. Modulación en la actividad de los receptores. Sensibilidad somatovisceral. Mecanorrecepción cutánea. Termorrecepción cutánea. Propiocepción: sentido de la postura y del movimiento corporal. Propioceptores. Dolor. Características de la sensación dolorosa. Medida y umbral del dolor. Nociceptores. Dolor y sensibilidad visceral. Vías de transmisión de la información somatovisceral. Médula espinal, sistema trigeminal, tálamo, corteza cerebral. Convergencia de la información somática y visceral. Procesamiento de la información. Péptidos opioides.

2. Sistema Visual - Principios físicos. Refracción de la luz.- En una interfase de dos medios diferentes. En lentes:

convexo (esférico, cilíndrico), cóncavo. Poder de refracción de un lente: concepto de dioptría. Breve descripción de la estructura del globo ocular. Medios transparentes del ojo. La retina: los fotorreceptores (tipos, distribución: retina central y periférica, características de la fóvea central); otros tipos de células; coroides. Presión intraocular.

- El estímulo visual. Curva de visibilidad. Funciones de intensidad: Umbral. Frecuencia crítica de

fusión. Formación de imágenes en la retina.Características de la imagen formada; acomodación; las imágenes de Purkinje. Agudeza visual. Función de los elementos estructurales de la retina. Los fotorreceptores (conos, bastones).Fotoquímica (ciclo de la rodopsina; transducción, potencial del

44

receptor; ceguera nocturna). Adaptación a la oscuridad. Visión de los colores; naturaleza del color; postimágenes (teorías de visión a los colores, memoria del color; alteración de la visión a los colores). Papel que desempeñan los circuitos nueronales.

- Percepción de contrastes. Captación de movimiento. Vías de la visión y organización retinotópica. Aferencias del receptor. Estructuras subcorticales. Corteza visual. El reflejo pupilar. Campimetría visual. Movimientos oculares: músculos; control de fijación.

3. Sistema Auditivo - Conducción de la onda sonora en un medio líquido, sólido y gaseoso. Características físicas del

sonido: intensidad (bel, decibel), tono (hertz), timbre, fase. - Anatomofisiología del oído. Oído externo: pabellón auditivo, conducto auditivo externo; sus

funciones. Oído medio: membrana timpánica, organización tonotópica; cadena de huesecillos; funciones del oído medio (transformación de ondas acústicas en mecánicas; relación de impedancias entre el medio aéreo externo y el medio líquido; modulación de la cantidad de energía que recibe, reflejos); conducción del sonido desde la membrana timpánica al caracol. Oído interno: estructura coclear; el receptor auditivo; fisiología coclear y de las células ciliadas (transducción, resonancia eléctrica, resonancia mecánica, microfónica coclear); discriminación fina; potenciales cocleares; determinación de la frecuencia del sonido.

- Vía auditiva. Núcleos centrales. Complejo olivar superior. Colículo inferior y cuerpo geniculado medio. La corteza auditiva izquierda y derecha (organización tonotópica; discriminación de la dirección del sonido; estereofonía). Vías y centros secundarios. Vías auditivas descendentes y su modulación.

4. Sistema Vestibular y Equilibrio - Receptores vestibulares. Neurotransmisores de la vía vestibular. Anatomía funcional de los

núcleos vestibulares y compensación vestibular. Proyecciones ascendentes de los núcleos vestibulares y proyecciones corticales.

5. Sentidos Químicos - Sensibilidad olfatoria: localización de receptores y anexos. Organización del bulbo olfatorio. Vías

ascendentes. Propiedades funcionales de los receptores olfatorios. Potencial del receptor; adaptación; enmascaramiento; preferencias olfatorias. Clasificación de los olores (teoría estereoquímica). Codificación de los estímulos olorosos (intensidad y calidad). Umbrales de estimulación olfatoria; características por sexo, edad, ciclo reproductor, hormonas y feromonas. Discriminación de olores. Plasticidad en el sistema olfatorio. Identificación y memoria de los olores. Olores y emoción. Selección de alimentos y de gustación.

- Sensibilidad gustativa: Localización y distribución de los receptores gustativos. Características morfológicas, inervación y regeneración de los receptores. Tipos de receptores y vías aferentes gustativas (pares craneanos, tallo cerebral, tálamo y corteza gustativa). Propiedades funcionales de los receptores gustativos. Potencial del receptor y mecanismos de activación. Potenciales eléctricos de nervios craneanos aferentes. Adaptación. Discriminación gustativa. Clasificación de los sabores. Teorías del gusto; relación entre las características físico-químicas de la substancia sápida y la sensación gustativa. Umbral de los receptores y discriminación de intensidad a los sabores.

IV. ORGANIZACIÓN FUNCIONAL DEL SISTEMA MOTOR - Regulación neural del movimiento: espectro de movimientos y estructuras neurales. Propiedades

de las unidades motoras: tipos de fibras musculares, la unidad motora, correlaciones histoquímicas-mecánicas en las fibras musculares. Regulación motora periférica: Esquema general de la entrada aferente. Aferentes musculares, articulares y cutáneas. Proyecciones segmentarias de las aferentes periféricas. Reflejos espinales. Reflejos tendinosos de estiramiento. Huso muscular. Papel de las motoneuronas Gamma. Reflejo de flexión. Reflejo de navaja. Organo tendinoso de Golgi.

V. REGULACIÓN CENTRAL DEL MOVIMIENTO Y LA POSTURA

45

1. Reclutamiento de unidades motoras. Mecanismos neurales del reclutamiento. Regulación de la fuerza muscular

2. Regulación espinal y supraespinal de la postura y del movimiento - Patrones espinales generadores de la locomoción. Mecanismos espinales. Interneuronas

(células de Renshaw). - Sistemas supraespinales que modulan el movimiento. Haz rubroespinal. Haz retículoespinal. Haz

vestíbuloespinal lateral. Haz tectoespinal. Haz corticoespinal. Formación reticular bulbar y modular. 3. Cerebelo. - Microanatomía. Sistemas aferentes cerebelosos. Activación de las células de Purkinje.

Interneuronas. Interacciones: célula de Purkinje, célula nuclear. Naturaleza de la información aferente. Alteraciones motoras asociadas con lesiones cerebelosas.

4. Ganglios basales. - Circuitos. Relaciones entrada-salida. Regulación motriz. Actividad neural. Actividad en reposo, en

ausencia de movimiento. Cambios durante el movimiento. 5. Funciones motoras de corteza cerebral - Corteza motora primaria. Organización somatotópica. Conexiones corticales. Codificación de los

parámetros del movimiento por las células motoras corticales. Efectos de las lesiones de la corteza motora. Funciones motoras de otras áreas corticales.

VI. SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO - Organización. El sistema simpático. El sistema parasimpático. Características funcionales del

sistema nervioso autónomo. El sistema entérico. Control central de las funciones autónomas viscerales. La sinapsis de los ganglios autónomos. Sinapsis posganglionares y efectores. Acciones de la inervación autónoma sobre efectores viscerales: pulmones, glándulas lacrimales, efectos abdominales y pélvicos. Respuesta de los diferentes órganos efectores a la acetilcolina y a las catecolaminas.

VII. FUNCIONES INTEGRATIVAS 1. Mecanismos de vigilia, sueño y actividad eléctrica del encéfalo. - Formación reticular y sistema reticular activador. Núcleos del tálamo. Bases fisiológicas del

electroencefalograma (EEG). Ritmo alfa. Otros ritmos. Variaciones en el EEG. Patrones de sueño: movimientos oculares rápidos (MOR) y sueño de ondas lentas. Mecanismos de desincronización y de sincronización. Distribución y origen de las etapas de sueño.

2. Funciones superiores del sistema nervioso: reflejos condicionados, aprendizaje y fenómenos afines. - Formas de estudio de los fenómenos mentales. Aprendizaje: formas de aprendizaje. Reflejos

condicionados. Transferencia intercortical del aprendizaje. Memoria: declarativa y no declarativa. Bases biológicas del aprendizaje y la memoria. Codificación de la memoria. Funciones de la neocorteza. Plasticidad cortical. Dominancia cerebral y especialización complementaria de los hemisferios. Lenguaje.

3. Localización de funciones en diferentes áreas corticales.- Concepto actual de localización de

funciones - Lóbulo frontal: Estados de activación y atención. Movimientos y acciones. Conducta. Procesos

gnósicos. Procesos mnésicos. Procesos intelectuales (actividad constructiva, estructura semántica, solución de problemas aritméticos). Lóbulo frontal izquierdo y derecho.

- Lóbulo parietal: Sensaciones táctil, vestibulares, gusto, visuales. Gnosia táctil, simbología táctil, digital, de las partes del cuerpo. Praxia constructiva, ideatoria, del vestido. Lenguaje. Lóbulo parietal izquierdo y derecho.

- Lóbulo temporal: Audición. Gnosia musical, verbal, sonidos del idioma, ruidos. Otras sensaciones (olfativa, gustatoria, visual, vestibular). Percepción del tiempo. Orientación visuoespacial. Lenguaje.

- Lóbulo occipital: Percepción visual, fisonomía de los símbolos gráficos y espaciales. Movimientos oculares. Memoria de fijación. Pensamiento. Lóbulo occipital izquierdo y derecho.

46

- Area de asociación prefrontal. Area de asociación parieto-temporo-occipital. Area de asociación límbica.

47

Cronograma UTIV SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA IV:

Fisiología del Sistema Nervioso (del 6 de marzo al 19 de mayo de 2006) Ciclo escolar 2005-2006

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

26 6-10 de marzo 06

3 1

Sinapsis Receptores sensoriales

27

13-17 de marzo 06

1 3

Receptores sensoriales Sistema somatosensorial

28

20-24 de marzo 06

4

Sistema visual

29

27-31 de marzo 06

2 2

Sistema auditivo Sistema vestibular y equilibrio

Sab 1° abril 7:30 – 9:30 hrs

Examen Interdepartamental UT IV

30

3-7 de abril 06 2 2

Sentidos químicos: gusto y olfato

Organización funcional del sistema motor

31

17-21 de abril 06

1 3

Organización funcional del sistema motor

Regulación central del movimiento y la postura

32

24-28 de abril 06

2 2

Sistema Nervioso Autónomo Funciones Integrativas

33

1-5 de mayo 06

4 Funciones integrativas

8-12 de mayo 06

TERCERA SEMANA DE INTEGRACION BASICA-CLINICA

Vi 19 may 13-15 hs Tercer Examen Parcial Departamental

TOTAL DE HORAS: 32 TOTAL DE CLASES: 16 DIAS FERIADOS: 21 de marzo, 10-14 de abril (Semana Santa), 1, 10 y 15 de mayo de 2006. EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL: sábado 1 de abril de 2006 de 7:30 a 9:00 horas SEMANA DEL CASO CLINICO: del 8 al 12 de mayo de 2006. EXAMEN DEPARTAMENTAL: viernes 19 de mayo de 2006 de 13:00 a 15:00 horas VACACIONES ADMINISTRATIVAS: del 19 de diciembre 2005 al 4 de enero de 2006.

48

Grupos NUCE de Fisiología CRONOGRAMA SUGERIDO PARA CUBRIR LAS ACTIVIDADES DE LA UNIDAD TEMATICA IV:

Fisiología del Sistema Nervioso (del 6 de febrero al 31 de marzo 2006) Ciclo escolar 2005-2006.

SEMANA FECHA HRS. CONTENIDOS A CUBRIR POR SEMANA

24 6-10 de febrero

2 2

Sinapsis Receptores sensoriales

25 13-17 de febrero

2 2

Sistema somatosensorial Sistema visual

20-24 de febrero

SEGUNDA SEMANA DE INTEGRACION BASICA-CLINCA

26

27 febrero al 3 marzo

2 2

Sistema auditivo Sistema vestibular y equilibrio

27

6-10 de marzo 06

2 2

Sentidos químicos: gusto y olfato Organización funcional del sistema motor

28

13-17 de marzo 06

1 3

Organización funcional del sistema motor

Regulación central del movimiento y la postura

29

20-24 de marzo 06

2 2

Sistema Nervioso Autónomo

Funciones integrativas

30

27-31 de marzo 06

4 Funciones integrativas

Sáb 1° abril 7:30 – 9:30 hrs

3er. Examen Interdepartamental

31

3-7 de abril de 2006

APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP)

10-14 de abril 06

ASUETO DE SEMANA SANTA

32, 33 y 34 17 abril al 5 mayo 06

APRENDIZAJE BASADO EN PROBLEMAS (ABP)

8-12 de mayo 06

TERCERA SEMANA DE INTEGRACION BASICA-CLINICA

Vi 19 mayo 13-15 hrs Tercer Examen Parcial Departamental

TOTAL DE HORAS: 28 TOTAL DE CLASES: 14 DIAS FERIADOS: 21 de marzo, 10-14 de abril (Semana Santa), 1, 10 y 15 de mayo de 2006. VACACIONES ADMINISTRATIVAS: del 19 de diciembre 2005 al 4 de enero de 2006. EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL: sábado 1 de abril de 2006 de 7:30 a 9:30 horas SEMANA DEL CASO CLINICO: del 8 al 12 de mayo de 2006. EXAMEN DEPARTAMENTAL: viernes 19 de mayo de 2006 de 13:00 a 15:00 horas

49

L E C T U R A S R E C O M E N D A D A S BASICAS - Drucker-Colín R. Fisiología Médica. 1ª ed., Ed. El Manual Moderno. México, D.F., 2005 - Ganong, W.F. Fisiología Médica. 19ª ed., Ed. El Manual Moderno. México, D.F., 2001. - Guyton y Hall. Tratado de Fisiología Médica, 10ª ed., Ed. Interamericana/Mc Graw-Hill, 2001. - Fox, S.I. Fisiología Humana. Ed. Interamericana/McGraw-Hill. 1ª. Ed, 2003

- Kandel ER, Schwartz JH & Jessell TM Principles of Neural Sciences, 4th Ed. McGraw-Hill, 2000. - Tresguerres, J.A.F. Fisiología Humana. 2ª ed., Ed. Interamericana/Mc Graw-Hill, 1999. - Vander, A.J. Fisiología Renal. 6ª ed. Ed. Interamericana/Mc Graw-Hill, 1994. - West. Best y Taylor. Bases Fisiológicas de la Práctica Médica, 12ª edición. Editorial Panamericana. México, D.F., 1993. OPCIONALES - Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P Molecular Biology of the Cell. 4th Ed. Garland Science - Berne, R. y Levy, M. Fisiología. 3ª ed. en español, Ed. Harcourt-Mosby, 2001. - Berne, R.M., and Levy, M.N. Cardiovascular Physiology. 8th. Edition. Mosby, 2001. - Baron, W. and Boulpaep, E. Medical Physiology. W.B. Saunders, 2001. 2002, Capítulos 10, 11, 12, 13, 14 y 15. Costanzo LS Fisiología. McGraw-Hill Interamericana, 1999. - Davies, A., Blakeley, A.G.H., and Kidd, C. Human Physiology. Churchill Livingstone, 2001. - Field, M., Pollock, C., and Harris, D. The Renal System. 2001. - Greenspan, FS y Forshan, PH Endocrinología Básica y Clínica. Ed. El Manual Moderno. 4ª ed., México, D.F., 2000. - Guyton, A.C., and Hall, J.E. Human Physiology and Mechanisms of Disease. 6th. Edition. Saunders, 1997. - Johnson, L.R. Gastrointestinal Physiology. 6th. Edition. Mosby, 2001. - Kandel ER, Schwartz JH & Jessell TM Principles of Neural Sciences, 4th Ed. McGraw-Hill, 2000. - Koeppen, B.M. and Stanton, B.A. Renal Physiology. 3rd. Edition. Mosby, 2001. - Pocock G, Richards CD Fisiología Humana. Ed. MASSON, S.A., 2001. - Poterfield, S.P. Endocrine Physiology. 2nd. Edition. Mosby, 2001. - Raff, H. Secretos de la Fisiología. McGraw-Hill Interamericana, 2000. - Rhoades RA, Tanner GA Fisiología Médica. MASSON-Little, Brown, S.A. 1997 - Sansbrook, P., Schreiber, L., Taylor, T., and Ellis, A. The Musculosqueletal system. Churchill Livingstone, 2001. - Schmidt, R.F., Thews, G. Fisiología Humana. 2ª ed., Ed. Interamericana/McGraw-Hill, 1992. - Smith, M., and Morton, D. The Digestive System. Churchill Livingstone, 2001. - West, J.B. Fisiología Respiratoria. 3ª ed., Ed. Panamericana, México, 1989.

Widdicombe, J. y Davies, A. Fisiología del Aparato Respiratorio. Ed. El Manual Moderno, 1985. FUENTES RECOMENDADAS DE INFORMACION ELECTRONICA

www.facmed.unam.mx www.mhhe.com/fox

50

51

LABORATORIO

Lineamientos para el Ciclo Escolar 2005-2006

I. ORGANIZACIÓN

Cada grupo será dividido en 2 secciones para lograr el máximo aprovechamiento escolar. Cada sección tiene asignado un profesor de laboratorio durante todo el año escolar, quien será responsable de evaluar las actividades académicas realizadas dentro del laboratorio por los alumnos de dicha sección, mediante su participación y su desempeño en todas y cada una de las diferentes prácticas que se realizarán a lo largo del curso.

II. DISPOSICIONES GENERALES

a) No habrá cambios de grupo o sección de

laboratorio, que no sean realizados mediante el trámite administrativo correspondiente ante Servicios Escolares en el período estipulado para ello.

b) Habrá una tolerancia de 15 minutos en la hora de entrada para cada horario del laboratorio.

c) Los alumnos deberán utilizar bata blanca durante todas y cada una de las sesiones de laboratorio.

d) El estudiante sólo podrá realizar las prácticas en el horario y grupo que le corresponda, no se podrá “reponer” prácticas en otros horarios o grupos.

e) Los alumnos que se encuentran repitiendo el curso de fisiología deberán volver a realizar las

actividades correspondientes al laboratorio, ya que el curso es teórico-práctico.

f) Para tener derecho a exentar o a presentar examen final el alumno deberán cubrir al menos el 80% de asistencias en el laboratorio.

g) En todas y cada una de las sesiones de laboratorio, los alumnos deberán de respetar todas la indicaciones y restricciones que les sean mencionadas por su profesor, por el personal del departamento adscrito a los laboratorios o a través de avisos. La persona que transgreda este lineamiento, se hará acreedor a la sanción correspondiente, de conformidad con la Legislación Universitaria.

III. EVALUACIÓN El curso de laboratorio consta de 3 Unidades temáticas y en cada una de ellas, el alumno obtendrá una calificación, la cual estará integrada de la siguiente manera: 1. Juicio del Profesor de Laboratorio:

Representa el promedio de las prácticas realizadas durante la Unidad Temática correspondiente y equivale al 15 % de la calificación de dicha Unidad.

2. Examen Departamental: Todo examen Departamental contará con 15 preguntas concernientes a las prácticas de laboratorio y representan el 15 % de la calificación de la Unidad Temática.

Al final del año, el alumno obtendrá una calificación que será el promedio de las tres Unidades Temáticas, representando la evaluación de su aprovechamiento durante el curso.

Capítulo

3

52

IV. CRITERIOS DE CALIFICACION

• Protocolo 30% • Desarrollo experimental 40% • Reporte 30% Protocolo Deberá ser revisado en la sesión de discusión correspondiente; para su evaluación se considerarán los siguientes apartados:

a) Título. Debe ser, al mismo tiempo, conciso y descriptivo y tiene como finalidad el que se reconozca el tema del trabajo.

b) Antecedentes. Una vez identificadas las variables experimentales, ameritan una referencia tomada de un libro de texto o revista científica.

c) Planteamiento del problema. Este definirá el estudio a realizar.

d) Hipótesis. Esta dará la solución tentativa del problema planteado y será susceptible de someterse a prueba durante el desarrollo experimental (la hipótesis no se demuestra, sino que se acepta o se descarta una vez sometida a prueba).

e) Referencias. Serán citadas específicamente con relación a los antecedentes y tendrán un formato estandarizado para trabajos científicos (Normas de Vancouver).

El valor de cada uno de estos apartados será de dos puntos en la escala de cero a diez. Desarrollo Experimental

a) Comportamiento personal. Este se refiere a la conducción general de las actividades del estudiante dentro del laboratorio de prácticas (tales como traer bata, no salir del laboratorio durante la práctica. no fumar, no comer, no interferir en el trabajo de otros equipos, etcétera.

b) Organización de las actividades experimentales. Saber qué se va hacer y cómo a fin de disponer adecuadamente del equipo de trabajo.

c) Observación. Descripción de las maniobras experimentales realizadas y los registros obtenidos; anotación cuidadosa de maniobras realizadas.

d) Razonamiento metodológico. El estudiante propondrá un cambio específico en la variable dependiente y no hará un experimento solamente para ver qué pasa (tendrá una hipótesis en la que identificará las variables involucradas y el argumento que las relaciona).

El valor de cada uno de estos apartados será de dos puntos en la escala de cero a diez. Reporte Este comprenderá las actividades que el estudiante realizó durante la sesión de laboratorio y cómo las realizó. Los primeros cuatro puntos se reportarán siguiendo las características ya descritas para el protocolo (en el protocolo se señaló lo que se iba hacer y en este caso se debe señalar lo que se hizo), esto es:

a) Título. b) Antecedentes. c) Planteamiento del problema. d) Hipótesis. e) Método.

Descripción cuidadosa del procedimiento utilizado.

f) Resultados. Presentación y descripción de registros y mediciones obtenidas (en este punto queda fuera de lugar mezclar comentarios e impresiones sobre los mismos).

g) Análisis de resultados. Descripción del método utilizado en el análisis (de qué manera fueron analizados) y los resultados del análisis (promedios, porcentajes, tablas gráficas, etcétera).

h) Interpretación de resultados. Confrontar los datos obtenidos con aquellos ya publicados e indicar la concordancia o discordancia de los mismos a manera de discusión. De ser necesario, proponer posibles alternativas. Señalar el apoyo bibliográfico, cuya cita aparecerá en la sección de referencias.

i) Conclusi6n. El estudiante evaluará su hipótesis en función de los resultados obtenidos y argumentará sobre la validez de la misma

j) Referencias. Contendrá las citas bibliográficas utilizadas en la sección de antecedentes y discusión (dentro de interpretación). Existen casos particulares en que es obligado citar el método utilizado. Estas citas se escribirán siguiendo lo descrito para el protocolo.

53

Cada uno de estos puntos tendrá un valor de uno en escala de cero a diez.

54

Laboratorio de Fisiología Programación 2005-2006

SEM FECHA PRÁCTICA 01 Agosto 08-13 Presentación 02 Agosto 15-20 TRIBBLES 03 Agosto 22-27 POTMEM 04 Agosto 29 - Septiembre 03 POTMEM 05 Septiembre 5-10 AXOVACS / NERVE 06 Septiembre 12-17 AXOVACS / NERVE 07 Septiembre 19-24 SIMUPOT 08 Septiembre 26 - Oct 01 SIMUPOT

Sábado 01 de Octubre de 07:30 a 09:30 EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL UT I y II 09 Oct 03-08 EOG 10 Octubre 10-15 EEG 11 Octubre 17-22 EEG Del Lunes 24 al Viernes 29 de Octubre SEMANA DE INTEGRACIÓN CLÍNICA 12 Octubre 31 - Noviembre 05 EKG 13 Noviembre 07-12 EKG 14 Noviembre 14-19 EKG

Viernes 18 de Noviembre de 10:00 a 12:00 1º EXAMEN DEPARTAMENTAL 15 Noviembre 21-26 CIRCSIM 16 Noviembre 28 - Dic 03 CIRCSIM 17 Diciembre 05-10 CIRCSIM 18 Diciembre 12-17 CICLO CARDIACO

Del Diciembre 19 al 08 de Enero VACACIONES DE DICIEMBRE 19 Enero 09-14 RUIDOS CARDIACOS 20 Enero 16-21 RUIDOS CARDIACOS 21 Enero 23-28 PRESION ARTERIAL Sábado 28 de Enero de 11:00 a 13:00 EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL UT III 22 Enero 30-Feb 04 PRESION ARTERIAL 23 Febrero 06-11 PULSO ARTERIAL 24 Febrero 13-18 PULSO ARTERIAL

Del Lunes 20 al Viernes 25 de Febrero Semana de Integración Clínica 25 Febrero 27-Mar 04 GASP Sábado 04 de Marzo de 10:00 a 12:00 2º EXAMEN DEPARTAMENTAL 26 Marzo 06-11 GASP 27 Marzo 13-18 GASP 28 Marzo 20-25 CICLO RESPIRATORIO 29 Marzo 27-Abr 01 CICLO RESPIRATORIO Sábado 01 de Abril de 07:30 a 09:30 EXAMEN INTERDEPARTAMENTAL UT IV

30 Abril 03-08 VOLUMENES Y FLUJOS PULMONARES Del Lunes 10 al Viernes 15 de Abril VACACIONES DE SEMANA SANTA

31 Abril 17-22 VOLUMENES Y FLUJOS PULMONARES 32 Abril 24-29 VOLUMENES Y FLUJOS PULMONARES 33 Mayo 01-06 COMP Del Lunes 08 al Viernes 13 de Mayo SEMANA DE INTEGRACIÓN CLÍNICA

34 Mayo 15-20 COMP Viernes 19 de Mayo de 13:00 a 15:00 3º EXAMEN DEPARTAMENTAL

Viernes 02 de Junio de 17:00 a 21:00 y Sábado 03 de Junio de 11:00 a 17:00

1er. EXAMEN FINAL DE LABORATORIO

Viernes 09 de Junio de 17:00 a 21:00 y Sábado 10 de Junio de 11:00 a 17:00

2do. EXAMEN FINAL DE LABORATORIO

Lunes 19 de Junio de 13:00 a 21:00 EXAMEN EXTRAORDINARIO DE LABORATORIO Días feriados: 15 y 16 de Septiembre; 1,2 de Noviembre; 12 de Diciembre; 21 de Marzo; 1,10 y 15 de Mayo. Vacaciones: Semana Santa: Del 10 al 14 de Abril. Diciembre: Del 19 de Diciembre al 4 de Enero.

55

Contenido de las Prácticas del BIOPAC

Laboratorio de Fisiología

56

PRÁCTICA 1

ELECTROENCEFALOGRAMA

I. INTRODUCCIÓN. El electroencefalograma (EEG) es una técnica no invasiva que permite el registro de la actividad eléctrica cortical, cuyo principio general de registro es el potencial de campo, entiendo a este como la suma total de los potenciales postsinápticos en un medio conductor. Esta actividad eléctrica tiene su origen en las capas más superficiales de la corteza, fue descubierta a finales del siglo antepasado por Richard Catón y estudiadas ampliamente alrededor de los años 30’s por el psiquiatra alemán Hans Berger. A partir de esa fecha, ha ocurrido un desarrollo permanente tanto en las técnicas de registro, como en el análisis e interpretación de los resultados. Lo cual, ha permitido describir la existencia de una organización estructural y eléctrica muy compleja de la corteza cerebral.

MECANISMOS DE GENERACIÓN DEL EEG (ORIGEN DE LA ACTIVIDAD ELÉCTRICA

CORTICAL) Al colocar electrodos en la superficie de la cabeza se puede registrar una actividad sinusoidal rítmica. Dicha actividad es el resultado de la suma de múltiples potenciales locales que tienen lugar en

las dendritas apicales (ubicadas en la capa I) de las neuronas piramidales que se localizan en la capa V de la corteza cerebral. Estos potenciales locales son generados por la interacción de neurotransmisores con su receptor específico ubicados en la membrana de dichas dendritas (membrana postsináptica) conduciendo a una respuesta graduada ya sea de despolarización o de hiperpolarización llamada potencial postsináptico (PPS), dicha respuesta será tan grande tanto mayor sea el número de vesículas que liberen el neurotransmisor. Cuando el PPS produce despolarización de la membrana postsináptica, se le denomina potencial postisináptico excitatorio (PPSE) y se propaga de manera electrotónica a través de la membrana celular, es decir corresponde a la intensidad del estímulo y decrece en el espacio y el tiempo. Este PPSE puede alcanzar un nivel crítico de despolarización (umbral) y generar un potencial de acción el cual es propagado hacia el cuerpo neuronal. Ahora bien, cuando el neurotransmisor produce una respuesta opuesta, una hiperpolarización de la membrana postsináptica, se le denomina potencial postsinápticos inhibitorios (PPSI), que es el resultado del flujo de corriente de cloro hacia el interior celular.

Fig. 1. Integración sináptica. a) Muchos impulsos presinápticos, ya sea excitatorios o inhibitorios, pueden incidir en una sola neurona. b) Los impulsos excitatorios (las despolarizaciones de PPSE) de diferentes neuronas presinápticas pueden sumarse en la neurona postsináptica y generar un potencial de acción. c) Los impulsos inhibitorios (la hiperpolarización de un PPSI) pueden también sumarse con PPSE, llevando el potencial de membrana lejos del umbral requerido para generar un potencial de acción.

b a

c

57

En el microcircuito producido durante estos flujos de corriente, durante un PPSE, se forma el llamado “pozo activo”, que es el lugar de la membrana donde la corriente entra y genera un potencial extracelular negativo y una fuente activa, que es el lugar de la membrana donde la corriente sale y como consecuencia se produce una deflexión positiva en el registro de EEG. Visto de otra manera la disposición vertical de las dendritas apicales permite la formación de un Por ejemplo, la excitación proveniente de los núcleos específicos del tálamo llega a la lámina IV cortical formando allí un pozo. Debido a que el electrodo se encuentra en la piel cabelluda y más cerca a la fuente, se registra un potencial positivo en ese momento. En otro ejemplo, las fibras del cuerpo calloso terminan principalmente en las

dipolo entre el extremo superficial y la parte profunda cercana al soma. Los cambios en la dirección del flujo de corriente en este dipolo, provocan un potencial eléctrico de onda negativa si se dirigen de la punta de la dendrita al soma y de onda positiva si sigue la dirección contraria. La localización del pozo y la fuente pueden variar de acuerdo a determinadas condiciones (Fig 2). capas superficiales corticales formado ahí un pozo cercano al electrodo de registro, lo cual se representa como una deflexión negativa. Las neuronas contribuyen al potencial de campo sumado de una población neuronal cuando sus arborizaciones dendríticas son transversales a

Fig. 2. Variaciones en la localización del pozo y la fuente en un mismo sistema y polaridad del registro.

58

las láminas corticales. En este esquema, las capas IV y V, preferentemente, son la fuente de registro del EEEG, ya que los potenciales sinápticos se suman longitudinalmente a través del eje principal de las neuronas de estas capas. Se considera que los potenciales de acción no contribuyen esencialmente al registro del EEG ya que su duración es de 1 a 2 milisegundos y no se propagan electrotónicamente. En cambio, los potenciales de campo tienen una duración de 10 a 250 milisegundos y se propagan de forma electrotónica. En la figura 3 se ilustran los

principales grupos celulares de la corteza cerebral involucrados en la generación del EEG. Uno de los principales marcadores del ritmo cortical que se refleja en el EEG es el tálamo. Si se registra la actividad eléctrica en un núcleo sensorial y la zona de proyección cortical correspondiente, la actividad rítmica de ambas regiones coincide. La lesión experimental del tálamo dispersa el ritmo cortical de la región correspondiente, pero no a la inversa. Ademas, también se ha señalado la existencia de marcapasos intrínsecos corticales.

Fig. 3. En esta figura se muestran las poblaciones de neuronas que participan en la generación de la actividad electroencefalográfica y la fibras aferentes provenientes del tálamo y la formación reticular mesencefálica (FRM). Del lado derecho de la figura se muestra el registro de la actividad eléctrica para cada una de las poblaciones de neuronas.

59

INSTRUMENTACIÓN Y PROCEDIMIENTOS DE REGISTRO

La disposición de los electrodos en la piel cabelluda se ajusta a la recomendación de la Federación Internacional de Sociedades de Electroencefalografía y Neurofisiología Clínica denominado sistema 10-20. Este sistema toma como base tres puntos de la cabeza: El nasión, punto ubicado en la base de la nariz sobre la sutura fronto-nasal. El inión, situado en la parte posterior de la cabeza y que corresponde a la protuberancia occipital. Los puntos interauriculares, localizados al comienzo del hueso cigomático delante del trago. Este sistema utiliza 20 electrodos que se colocan en sitios específicos de la superficie de la cabeza. Los electrodos que se utilizan normalmente son de plata clorurada, oro o cinc, adheridos a la piel cabelluda con pasta o geles conductores. La denominación de esta convención deriva de la fracción del diámetro cefálico medido en centímetros donde se colocan los electrodos de forma equidistante, esto es: 10% y 20% de la distancia medida. Para el primero se mide la distancia nasión- inión, pasando por el vértice de la cabeza; para el segundo se mide la distancia interauricular pasando por el vértice de la calota.

Para proceder al registro del EEG se colocan los electrodos, que deben estar humedecidos con pasta conductora y firmemente adheridos a la piel cabelluda libre de grasa con el fin de reducir la resistencia eléctrica. La distancia recomendada entre los electrodos no debe ser menor de 5 cm en un adulto. La disposición de los electrodos se asocia a un código, según el cual los números pares se refieren siempre al hemisferio derecho, en tanto que los números nones corresponden al hemisferio izquierdo. Las letras indican la región que se evalúa. De esta forma se definen los siguientes puntos: Fp=frontopolar; F=frontal; C=central; T=temporal; P=parietal y O=occipital. A los electrodos colocados sobre la línea media se les asigna la letra z (zero) minúscula. Así, se tienen: Fz, Cz, Pz y Oz. La combinación de dos electrodos recibe el nombre de derivación y puede ser monopolar, cuando se trata de un electrodo activo y uno de referencia. Por ejemplo, se utiliza un electrodo de la superficie craneal y uno de referencia en la oreja del mismo lado. La derivación bipolar utiliza dos electrodos activos cercanos. Para el registro bipolar se pueden tener varias combinaciones de electrodos, pero las más frecuentes son las longitudinales, las antero-posteriores y las transversales, de derecha a izquierda. El número

Fig. 4. Disposición de los electrodos para la obtención del registro electroencefalográfico de acuerdo con el sistema internacional 10-20.

Fig. 5. Puntos específicos de localización de los electrodos siguiendo la nomenclatura establecida por el sistema 10-20 para la obtención de un electroencefalograma.

60

de derivaciones que puedan registrarse simultáneamente depende del número de canales (amplificadores) que tenga el sistema de registro, por ejemplo 8, 16, 32, 64, etc. Los electrodos que se colocan en el lóbulo de la oreja para un registro monopolar se denominan A 1 el izquierdo y A2 el derecho (A = auricular). Se denomina montaje a la combinación de derivaciones que se registran simultáneamente pudiendo ser combinaciones de derivaciones en sentido longitudinal, transversal o circunferencial, esto depende del número de canales del equipo utilizado y de las preferencias del electrofisiólogo. Para iniciar el registro el sujeto de estudio deberá estar comodamente acostado, relajado y quieto. Se recomienda mantener ligeramente abierta la boca durante el registro para relajar los músculos temporales y evitar la interferencia por electromiografía. De la misma manera la apertura y cierre de los ojos se deberá efectuar de manera suave. Antes de iniciar el registro gráfico se debe medir la impedancia de cada electrodo, la cual debe encontrarse por debajo de 10 kohms. Posteriormente, el sistema de registro (polígrafo, fisiógrafo o sistema computarizado) se calibra con un pulso de +/- 50 µV con un desplazamiento de la plumilla de 1 cm y una velocidad de papel de 30 mm/s. Después de unos minutos de registro se cambia el montaje, por ejemplo de transversal a longitudinal, el tiempo total de registro no debe ser menor de 30 minutos. Es importante señalar que en ocasiones se observan grafoelementos en el trazado que no corresponden a actividad electroencefalográfica y que se denominan "artefactos" y los podemos considerar de 2 tipos:

1) Artefactos biológicos: Parpadeo, actividad muscular, sudoración, marcapasos cardiaco, temblor.

2) Artefactos originados por el sistema:

inadecuada conexión a tierra, línea base defectuosa, movimientos del cable, electrodos movedizos o defectuosos.

SENSIBILIDAD Y FILTROS

La actividad electroencefalográfica es una señal eléctrica débil que requiere una amplificación de voltaje de hasta un millón de veces para poder

obtener su registro; esta amplificación extraordinaria necesita elementos electromecánicos que evitan la distorsión de la señal y filtros que impiden la contaminación del registro con fenómenos eléctricos ajenos, como son la radiación electromagnética de la red eléctrica y otros aparatos electrónicos, la actividad de los músculos de la cabeza y la actividad electrocardiográfica. Los filtros de alta frecuencia se seleccionarán en 70 Hz. ANÁLISIS DEL REGISTRO Un registro de EEG está compuesto por varios parámetros, entre los que encontramos: • Forma (morfología) de la onda. Por ejemplo,

se pueden presentar ondas en arcadas, puntas, ondas de frente abrupto, etcétera.

• Tiempo de la onda. Las ondas del EEG

(oscilación) se forman por la evolución del potencial entre dos máximos o dos mínimos, es decir, entre dos extremos análogos. La distancia entre esos dos extremos es la distancia de la onda que se mide en milisegundos.

• Frecuencia. La actividad del EEG está

compuesta por diferentes ondas que se clasifican en bandas de frecuencia. La frecuencia se refiere al número de veces en que se repite una onda en un segundo. La frecuencia instantánea de una sola onda puede ser determinada midiendo la duración de la onda (tiempo) y calculando el recíproco de este valor.

• Periodo. Cuando una onda o un complejo se

repiten en intervalos largos, se conoce como periodo. La presentación en periodos más o menos constantes en el tiempo se describe como ritmo.

• Amplitud. Es la medida de la distancia vertical

de la onda y se expresa en µV. La diferencia entre los valores máximos y mínimos determina la amplitud. Por ejemplo, si la altura del EEG mide 14 mm y la señal de calibración mide 7 mm, y es equivalente a 50 µV, una onda de 14 mm tendrá una amplitud de 100 µV. La amplitud de la señal del EEG se atenúa como consecuencia de la resistencia que presentan al paso de corriente las estructuras de la calota que también son responsables de filtrar (eliminar) las frecuencias altas.

61

• Distribución. Se refiere a la ocurrencia de la actividad eléctrica registrada por los electrodos colocados en diferentes partes del cráneo. Los patrones del EEG pueden aparecer en una gran área, a ambos lados del cráneo, sobre un solo lado o en una pequeña área.

• Simetría. La simetría se refiere a que la señal

del EEG es igual en amplitud, morfología y frecuencia en dos zonas homólogas.

RITMOS

Se ha identificado una gran cantidad de ritmos en el EEG. Con fines clínicos se reportan cuatro ritmos básicos, a saber: alfa, beta, theta y delta. • Delta. Se caracteriza por una frecuencia de

0.5-4.0 Hz y un voltaje alrededor de los 200 µV. Es característica de las fases 3 y 4 del sueño de ondas lentas. En los adultos su aparición en estado de vigilia es patológica, pero puede encontrarse en niños y su proporción indica el grado de madurez electrocortical.

• Theta. Se encuentra en la región

correspondiente a los lóbulos temporales y en forma más generalizada y prominente durante el sueño MOR (movimientos oculares rápidos), su frecuencia se encuentra entre 5-7 Hz y su amplitud entre 75 y 125 µV.

• Alfa. Se identifica por tener una frecuencia

entre 8 y 12 Hz con un voltaje entre 50 y 100 µV, predomina en las regiones posteriores del cerebro y se presenta durante el estado de vigilia y relajación con los ojos cerrados. En los infantes se puede identificar desde los 6 años, pero se estabiliza alrededor de los 10 años. En algunas ocasiones se presenta en ráfagas, y normalmente es bloqueado por la apertura palpebral.

• Beta. Presenta una frecuencia entre los 13 y

25 Hz, es la de menor voltaje de 5 a 50µV, se registra fundamentalmente en las regiones anteriores del cerebro (frontales) y es característica del estado de vigilia y atención.

La ausencia de actividad eléctrica cerebral (EEG isoeléctrico), puede definirse como MUERTE CEREBRAL. Por otro lado, es importante señalar que los diferentes ritmos pueden encontrarse todos en un determinado registro, pero hay dominancia de alguno de ellos, dependiendo del estado fisiológico y de la región registrada.

METODOS DE ANÁLISIS

El uso de computadoras permite el análisis cuantitativo de la actividad electroencefalográfica, así como la representación compactada por bandas de frecuencia o su presentación topográfica a colores en un esquema de la superficie de la cabeza. En forma simplificada el principio se basa en considerar a la actividad eléctrica cortical como

Fig. 6. Morfología de los diversos tipos de ondas que pueden ser registradas durante la obtención de un electroencefalograma.

62

una mezcla de fluctuaciones de voltaje sinusoidales y rítmicas que cubren un rango de entre 1 a 60 Hz. Esto se denomina banda de frecuencia o espectro de frecuencia. El espectro de frecuencia se puede descomponer usando el análisis espectral, en un número de ondas sinusoidales separándolas por sus diferentes frecuencias, amplitudes y relaciones de fase. Para hacer el análisis espectral se emplea un método un método conocido como análisis de series de Fourier. Teóricamente se requiere un número infinito de componentes de frecuencia para representar un forma de onda compleja, sin embargo, una representación aceptable de la forma de onda se puede obtener combinando los primeros ocho o diez componentes en cada serie. Cada componente indica la amplitud en la composición de una onda de frecuencia específica y estos datos se grafican en un histograma con la amplitud en la ordenadas y la frecuencia en las abscisas. Generalmente los resultados se expresan en promedio elevados al cuadrado y a esto se denomina espectro de potencia que representa un resumen de los componentes de frecuencia de cada banda en períodos variables de tiempo.

MANIOBRAS

Las maniobras que se utilizan en la electroencefalografía clínica son las siguientes: cierre de los ojos que permite acentuar la actividad alfa y corroborar su disminución con la atención. La hiperventilación, fotoestimulación y sueño son maniobras que pueden desencadenar descargas epileptiformes en el registro. BIBLIOGRAFÍA. 1) Martin HJ. The collective electrical behavior of

cortical neurons: The electroencephalogram and the mechanism of epilepsy. En: Kandel E, Schwartz J, Jessel T. Principies on Neural Science. 3th ed. Eisevier Science Publishing; 1991; p. 777-791.

2) Alcaraz V. Evaluación electrofisiológica del

daño cerebral. En: Harmony T, Alcaraz V. Daño cerebral. México: Editorial (Trillas); 1987; p. 63-103.

3) Duffyr; Iyir D, y Surwillo. Clinical electroencephalographic and topographic brain mapping. EUA: Ed. Springer- Verlag; 1989.

4) Duffy F. Topographic mapping of brain

electrical activity. EUA: Ed. Butterworths; 1986. 5) Niedermeyer E, Lopez Da Silva F.

Electroencephalographic: basic principies, clinical applications and related fields. Ed. 2a ed. EUA: Urban and Schwarzenberg; 1987.

6) Ferrero R, Ferrero A. Análisis computado del

EEG. Buenos Aires: FADEC; 1985. 7) Departamento de Fisiología. Manuales

Departamentales. Programa de estudios teórico-práctico 2000-2001. McGraw Hill Interamericana, 2001. pp.47-56.

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES

1) Registrar un EEG de un sujeto en reposo y

despierto con los ojos abiertos y cerrados. 2) Identificar y examinar los componentes del

complejo EEG alfa, beta, theta y delta. 3) Registrar un EEG desde un sujeto despierto,

en reposo y bajo las siguientes condiciones:

• Relajado y con los ojos cerrados. • Realizando cálculos mentales aritméticos

con los ojos cerrados. • Hiperventilando (respirando rápido y

profundo) con los ojos cerrados. • Relajado con los ojos abiertos. • Con fotoestimulación. • Con audioestimulación. • Desvelado.

4) Examinar las diferencias en la actividad de

ritmo alfa durante cálculos mentales aritméticos e hiperventilación, y compararlo a la condición control de ojos cerrados y relajación.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES.

Para hacer el registro de cada una de las condiciones experimentales propuestas en los objetivos, se dividirá esta práctica en dos secciones: 1) Ritmos Cerebrales en reposo (EEG I) 2) Ritmos alfa bajo diferentes estímulos (EEG II)

63

Así, es necesario finalizar cada sección, antes de iniciar la otra. De la misma manera, cada que se inicie cualquiera de ellas, deberá prepararse y calibrarse el BIOPAC (estos procedimientos son exactamente iguales en cualquiera de las 2 secciones). Preparación del sistema del registro: I. Colocación de los sistemas de registro: • Colocar 3 electrodos de la siguiente manera: Coloque uno en la piel del Lóbulo de la oreja,

los otros dos serán colocados sobre el cuero cabelludo en algún punto seleccionado acorde al sistema 40-20.

• Colocar las guías de los cables-electrodo

en DII: Conectar la guía roja y la blanca a los

electrodos colocados en los sitios seleccionados de acuerdo al sistema 40-20, y la guía negra al electrodo colocado en el lóbulo de la oreja que servirá como tierra del sistema.

• Conectar el set de cables-electrodo a la

unidad BIOPAC MP30 al CH-1.

II. Calibración del sistema: Tras haber seleccionado la práctica correspondiente (ya sea EEG I o EEG II) y haber activado en forma secuencial el botón de “Calibración” y “OK”, aparecerá en la pantalla el registro del EEG con una línea isoeléctrica. El sujeto de estudio debe de estar relajado durante aprox. 15-20 segundos. Ahora, se deberá activar el botón “Record” iniciándose así la adquisición de los datos de las siguientes maniobras experimentales secuenciadas: PRIMERA PARTE 1 . S U J E T O E N R E P O S O C O N O J O S C E R R A D O S .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante los 10-15 segundos que dura el registro.

2 . S U J E T O E N R E P O S O C O N L O S O J O S A B I E R T O S .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos abiertos

sin moverlos y sin parpadear durante los 10-15 segundos que dura el registro.

3 . S U J E T O E N R E P O S O C O N L O S O J O S C E R R A D O S .

El sujeto de estudio nuevamente permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante los 10-15 segundos que dura el registro.

Al término de la maniobra anterior se activará el botón de “Stop” finalizando así la adquisición de datos. Después se activarán de izquierda a derecha cada uno de los botones de frecuencia y al final se activará el botón de “Done”.

SEGUNDA PARTE 1 . S U J E T O E N R E P O S O C O N O J O S C E R R A D O S .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante 10 segundos, en ese momento se deberá presionar el botón de “Suspend” para detener el registro.

2 . S U J E T O E N R E P O S O C O N L O S O J O S C E R R A D O S Y R E A L I Z A N D O C Á L C U L O S M A T E M Á T I C O S .

Tras haber activado el botón de “Resume”, el sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante 20 segundos mientras que realiza cálculos mentales.

Al transcurrir este tiempo, se deberá presionar el botón de “Suspend” para detener el registro.

3 . S U J E T O E N R E P O S O C O N L O S O J O S C E R R A D O S E H I P E R V E N T I L A N D O .

Tras haber hiperventilado durante 2 minutos y activado el botón de “Resume”, el sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo, relajado, con los ojos cerrados y sin moverlos durante 10 segundos.

Al transcurrir este tiempo, se deberá presionar el botón de “Suspend” para detener el registro.

64

IV. ANÁLISIS DE DATOS. Tras haber entrado al modo de “Revisión de Datos Guardados” y escogido el archivo a analizar, en cada sección de esta práctica se estipulará, en una de las “cajas de medición” las mediciones correspondientes de la siguiente manera: 1) Ritmos Cerebrales en reposo (EEG I) • La desviación estandar (stddev) que

representa las ampitudes de ritmos cerebrales. • La frecuencia (Freq) que convierte el

segmento tiempo del área seleccionada a frecuencia en ciclos por segundo.

2) Ritmos alfa bajo diferentes estímulos (EEG II) • La desviación estandar (stddev) que

representa las ampitudes de ritmos cerebrales. • La media (media) que muestra el valor

promedio en el área seleccionada. • La frecuencia (Freq) que convierte el

segmento tiempo del área seleccionada a frecuencia en ciclos por segundo.

Se seleccionarán diferentes segmentos del registro mediante el cursor, obteniéndose los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

65

ELECTROENCEFALOGRAMA

INFORME Nombre del Estudiante: Laboratorio: Fecha:

I. Datos y Cálculos. Perfil del sujeto. Nombre __________________________ Altura_______________________ Edad_____________________________ Peso________________________ Sexo_____________________________ A. Mediciones de amplitud de EGG Completar la Tabla 1 con mediciones de desviación estándar:

Tabla 1 Desviación Estándar (stddev).

B. Mediciones de frecuencia EEG. Completar la Tabla 2 con las frecuencias para cada ritmo y calcular la frecuencia media:

Tabla 2 Frecuencia (Hz).

Ritmo Canal Ojos cerrados Ojos abiertos Ojos cerrados Alfa Beta Tetha Delta

Ritmo Canal Ciclo 1 Canal 2 Canal 3 Media Alfa Beta Tetha Delta

66

C. Amplitudes. Completar la Tabla 3 con las amplitudes de los datos registrados en las condiciones control y experimentales.

Tabla 3.

D. Frecuencia. 1. ¿Cuál es la frecuencia de un ritmo alfa desde el dato del segmento 1?__________Hz. 2. ¿Esta de acuerdo con los valores esperados? Si No Completar la Tabla 4 con los valores promedio del canal rms-alfa en la Tabla 3. La “Media control” es la medida rms-alfa del Segmento 1 de datos. Usted necesitará calcular la diferencia entre la Media Experimental y la Media Control. Resuma si la Media Experimental fue más grande (+), más pequeña (-), o la misma (=) que la Media Control.

Tabla 4.

Segmento Condición

EEG bruto [Stddev-1]

Alfa [Stddev-41]

Rms Alfa [Media-42]

1 Ojos.cerrados (control)

2 Ojos cerrados, Ejecutando Cálculo Matemático Mental

3 Ojos cerrados, Recuperándose de Hiperventilación

4 Ojos abiertos

Segmento Condición Experimental

Media Experimental

Media Control

Diferencia (Exp-Control)

Resumen (+,- , =)

1 Realizando Cálculo Mental Matemático

2 Recuperándose Hiperventilación

3 Ojos abiertos

67

II. Preguntas.

1. Examine las formas de las ondas alfa y beta para los cambios entre los estados “ojos cerrados” y “ojos abiertos”.

¿Cuándo los ojos están abiertos ocurre desincronización del ritmo alfa?

¿En el estado “ojos abiertos” el ritmo beta se hace más pronunciado?

2. Examine los ritmos theta y delta. ¿Cuándo los ojos están abiertos hay un aumento en la activida theta y delta? Explique su observación.

3. Defina los siguientes términos:

-Ritmo alfa:

68

-Ritmo beta:

-Ritmo theta:

-Ritmo delta:

4. ¿El sujeto necesitó concentrarse durante los problemas matemáticos? SI NO.

¿Cómo podría el nivel requerido de concentración afectar los datos?

5. ¿Qué podría explicar la diferencia de amplitud de ondas registradas desde un sujeto analizado solo en un cuarto oscuro, y sujetos analizados en un Laboratorio lleno de estudiantes?

69

PRÁCTICA 2

ELECTRO--OCULOGRAMA

I. INTRODUCCIÓN

En condiciones habituales existe una diferencia de potencial de aproximadamente de 0.4 a 5 mV entre la cornea y la membrana de Bruch situada en la parte posterior del ojo.

El origen de esta diferencia se encuentra en

el epitelio pigmentario de la retina y permite considerar la presencia de un dipolo, el cual puede ser representado por un vector cuyo brazo coincide con el eje antero-posterior del globo ocular, donde la córnea corresponde al extremo positivo y la retina al extremo negativo de dicho dipolo (fig. 1).

Ahora bien, el potencial producido por este dipolo es susceptible de ser registrado a través de sistemas de registro tanto unipolares como bipolares, mediante la colocación de electrodos en la piel cercana al ojo (fig. 2).

Hay que recordar, que al medir el potencial producido por un dipolo, la magnitud (voltaje) y polaridad del potencial registrado dependerá, en gran medida, de la

Figura 1. Existe una diferencia de potencial de 0.4-1.0 mV entre la córnea y la retina, lo cual genera un dipolo cuya línea de acción coincide con el eje antero-posterior del ojo. Como se muestra en las figura a y b, la córnea corresponde al extremo positivo y la retina corresponde al extremo negativo de dicho dipolo.

Figura 2. El dipolo formado por la diferencia de potencial entre la córnea y la retina, es susceptible de ser medido al colocar electrodos a los lados del globo ocular. Como se muestra en la figuras 2a y 2b, se pueden realizar registros de tipo bipolar, donde las derivadas están colocadas en un plano vertical o en un plano horizontal.

(a)

(b)

70

angulación del dipolo con respecto a los electrodos pertenecientes a dichos sistemas de registro (ver apéndice A). Por lo tanto, se puede concluir que a toda variación angular del eje antero-posterior del ojo, le corresponderá una variación similar de dicho dipolo, produciendo variaciones en el registro del potencial. Expresándolo de otro manera, cada que el ojo “se mueva”, el dipolo cambiará su angulación en correspondencia al movimiento del globo ocular, motivando así, variaciones en el registro obtenido (fig. 3).

Así, variaciones en el registro del potencial producido por este dipolo “intraocular”, permite estudiar los movimientos oculares, esto es, realizar un Electro-oculograma.

Movimientos Oculares.

Existen cuatro tipos de movimientos oculares,

cada uno controlado por un sistema neural distinto pero que comparten la misma vía final común, las neuronas motoras que llegan a los músculos extraoculares (fig. 4).

1. Los movimientos sacádicos, movimientos súbitos y enérgicos de tipo espasmódico, ocurren cuando la mirada cambia de un objeto a otro. Colocan nuevos objetos de interés en la fóvea y disminuyen la adaptación en la vía visual, que podría ocurrir si la mirada se fijara en un solo objeto por períodos prolongados.

2. Los movimientos suaves de persecución (de

búsqueda) son movimientos oculares de seguimiento que se producen cuando se observa un objeto en movimiento.

3. Los movimientos vestibulares (movimientos

de ajuste) ocurren como respuesta a estímulos iniciados en los conductos semicirculares, para mantener la fijación visual mientras se mueve la cabeza.

4. Los movimientos de convergencia aproximan

los ejes visuales entre si cuando se enfoca la atención en objetos cercanos al observador.

Existe una similitud aparente entre los

movimientos oculares y un sistema de rastreo hecho por el hombre colocado sobre una plataforma inestable, como un barco. Los movimientos sacádicos buscan los objetivos visuales, los movimientos de búsqueda siguen el objeto cuando se mueve y los movimientos vestibulares estabilizan el sistema de rastreo

Figura 3. Como se muestra en la figura, cada que el globo ocular se mueve, rota su eje antero-posterior originando que el dipolo cambie en forma correspondiente su dirección y su angulación.

Figura 4. En esta figura se ilustra la dirección en la que el ojo se mueve debido a la influencia de cada músculo extrínseco del ojo.

Figura 5. Representación gráfica de los diferentes tipos de movimientos oculares.

71

mientras se mueve la plataforma en la que esta montado (es decir, la cabeza). En los primates, estos movimientos dependen de la integridad de la corteza visual. Los movimientos sacádicos se programan en la corteza frontal y los colículos superiores, mientras que los de búsqueda lo hacen en el cerebelo. Una de las funciones más importantes que los ojos pueden realizar es “fijar” o “clavarse” en objetos específicos. Cuando una persona se “fija” en un objeto, posiciona los ojos de tal manera que la imagen del objeto proyectado pase a la retina en el área de mayor exactitud y acuciosidad, la fóvea. El control muscular de sus ojos trabaja para mantener la imagen en la fóvea, sin importar si el objeto está estacionario o en movimiento (fig. 5).

Existen dos mecanismos primarios usados para fijar un objeto en un campo visual, definido como el campo de vista sin mover la cabeza:

• Mecanismo de fijación voluntaria: la fijación voluntaria lleva a dirigir la atención visual y bloquearla en el objeto seleccionado.

• Mecanismo de fijación involuntaria: la fijación

involuntaria lleva a mantener un objeto seleccionado en el campo visual una vez que haya sido encontrado.

En tipos voluntarios de movimientos oculares,

una persona puede fijarse en otra persona desde un cuarto repleto de gente. La fijación voluntaria involucra un esfuerzo conciente de mover los ojos. Este mecanismo es usado para inicialmente seleccionar objetos en el campo visual y, una vez seleccionados, nuestro cerebro manipula la tarea para una fijación involuntaria.

Aún cuando usted se fije en un objeto estacionario, sus ojos no están inmóviles, sino que exhiben muy pequeños movimientos involuntarios. Hay tres tipos de movimientos involuntarios: vibración, saltos lentos y golpeteos. 1. Vibración: una serie de pequeñas

vibraciones de los ojos entre 30-80 Hz (ciclos/seg).

2. Saltos lentos: movimientos involuntarios que

resultan en movimiento de saltos de los ojos; estos saltos significan que aunque los objetos estén estacionarios, la imagen salta a través de la fóvea.

3. Movimientos de golpeteo

(microsacádicos): como la imagen salta en el extremo de la fóvea, el tercer mecanismo involuntario causa un reflejo de salto del globo ocular de tal manera que la imagen es proyectada nuevamente hacia la fóvea.

Los movimientos de saltos lentos y de golpeteo serán en direcciones opuestas. Si el movimiento de salto es hacia la izquierda, el movimiento de golpeteo será hacia la derecha, aunque no puede ser de 180° opuesto al movimiento de salto.

Cuando se desea seguir un objeto en movimiento, se utilizan movimientos lentos mayores o movimientos de seguimiento. Otros conjuntos de movimientos son usados para cuando se lee o cuando los objetos están pasando directamente frente a alguien, por ejemplo, cuando se está mirando hacia fuera mientras se va abordo de un tren. Más que un movimiento de seguimiento continuo, leer generalmente involucra movimientos voluntarios mayores, conocidos como movimientos sacádicos, o la fijación en una serie de puntos en una rápida sucesión. Cuando esto pasa, los ojos saltan desde un punto a otro a una velocidad de cerca de tres saltos por segundo. Durante los saltos o sacádicos, el cerebro suprime la imagen visual, así que el sujeto no “ve” la imagen transitoria entre los puntos fijados. Típicamente, el ojo gastará cerca del 10% del tiempo moviéndose desde un punto a otro punto fijado, con el otro 90% del tiempo fijándose en las palabras, aunque puede haber todavía más variación. BIBLIOGRAFIA 1.- Física III, Gettys, Séller, Skove, Ed. Mc Graw Hill, 1977. 2.- Biofísica, A. S. Frumento, Ed. Mosby/Doyma Libros, Tercera edición, 1995. 3.- Electricidad y magnetismo, Hector G. Riveros, Ed. Trillas, Primera edición, 1998. 4.- Fisiología Médica, Rodney A. Rhoades, Ed. Masson, 1997, Cap 4 Fisiología Sensorial, p. 82-83. 5.- Principios de Neurociencia, Eric R. Kandel, Ed. Mc Graw Hill, Cuarta edición, 2001, Cap. 39 Control de la mirada, p. 783-800. 6.- Tratado de Fisiología Médica, Guyton-Hall, Ed. Mc Graw Hill, Décima edición, 2001, Cap. 51 Ojo II, Neurofisiología Central de la Visión, p. 715-727. 7.- Fisiología Médica, William F. Ganong, Ed. Manual Moderno, 13a. Edición, 1992, Cap. 8 Visión, p. 132-152.

72

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES. 1) Evaluar los cambios en el potencial que se

llevan a cabo cuando cambia de dirección un dipolo en el espacio, registrados en una derivación bipolar.

2) Evaluar los cambios en el potencial que se llevan a cabo cuando cambia de dirección un dipolo en el espacio registrados en dos derivaciones bipolares perpendiculares entre si.

3) Comparar los movimientos de los ojos mientras están fijados en objetos estacionarios y siguiendo objetos.

4) Medir la duración de los sacádicos y fijación durante la lectura.

5) Opción para el instructor. Registrar la posición espacial del movimiento ocular durante la examinación visual de materiales.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES. Preparación del sistema del registro: a) Colocar 6 electrodos de la siguiente manera: • Coloque un en la piel por encima del ojo

derecho y uno por debajo, de manera tal que ellos estén alineados verticalmente.

• Coloque un electrodo a la derecha del ojo derecho y uno a la izquierda del ojo izquierdo, de manera tal que estén alineados horizontalmente.

• Coloque otros dos electrodos en la piel de de la frente, dichos electrodos serán utilizados para aterrizar el sistema y no es necesario que estén alineados entre ellos.

b) Colocar las guías de los cables-electrodo. • Sistema Horizontal: Conectar la guía roja al

electrodo colocado a la derecha del ojo derecho, la guía blanca al electrodo colocado a la izquierda del ojo izquierdo y la guía negra a cualquiera de los electrodos colocados en la frente que servirán como tierra del sistema.

• Sistema Vertical: Conectar la guía roja al electrodo colocado arriba del ojo derecho, la guía blanca al electrodo colocado abajo del ojo derecho y la guía negra a cualquiera de los electrodos colocados en la frente que servirán como tierra del sistema.

c) Conectar el set de cables-electrodo a la unidad BIOPAC MP30: • Sistema Horizontal: al CH-1. • Sistema Vertical: al canal CH-2. d) Calibración del sistema:

Tras haber activado en forma secuencial el botón de Calibración y OK, aparecerá en la pantalla un punto de color verde que se moverá en forma circular rotando en sentido contrario a las manecillas del reloj. El sujeto de estudio debe de seguir este movimiento con los ojos sin mover la cabeza, durante aprox. 10 segundos. Ahora, se procederá a la adquisición de los datos durante las siguientes maniobras experimentales: 1 . M I R A D A F I J A A U N P U N T O F R E N T E A L S U J E T O

El instructor sostendrá un objeto (p. ej. un lápiz) frente al sujeto de estudio aprox. a un metro de distancia, de manera tal que cuando el sujeto enfoque dicho objeto, su ojos miren hacia delante, esto es, los ojos deben estar al centro de la órbita (posición control) y permanecer en ella durante los 20 segundos que del registro.

2 . M O V I M I E N T O D E L O S O J O S E N E L P L A N O H O R I Z O N T A L

El instructor sostendrá un objeto (p. ej. un lápiz) frente al sujeto de estudio aprox. a un metro de distancia, manteniendo los ojos en la posición control durante 5 segundos y a partir de este momento moverá lentamente dicho objeto hacia la derecha y hacia la izquierda siguiendo el plano horizontal mientras el sujeto de experimentación sin girar la cabeza, deberá seguir dicho movimiento con los ojos sin perder de vista el objeto, durante el tiempo que se realice el registro (aprox. 10-15 segundos). 3 . M O V I M I E N T O D E L O S O J O S E N E L P L A N O V E R T I C A L

El instructor sostendrá un objeto (p. ej. un lápiz) frente al sujeto de estudio aprox. a un metro de distancia, manteniendo los ojos en la posición control durante 5 segundos y a partir de este momento moverá lentamente dicho objeto hacia arriba y hacia abajo en el plano vertical mientras el sujeto de experimentación sin girar la cabeza, deberá seguir dicho movimiento con los ojos sin perder de vista el objeto, durante el tiempo que se realice el registro (aprox. 10-15 segundos). 4 . M O V I M I E N T O D E L O S O J O S E N C Í R C U L O S

El instructor sostendrá un objeto (p. ej. un lápiz) frente al sujeto de estudio aprox. a un metro de distancia, manteniendo los ojos en la posición control durante 5 segundos y a partir de este

73

momento moverá lentamente dicho objeto en forma circular, tratando de que dicho circulo tenga un diámetro aproximado de 50 cm, mientras el sujeto de experimentación sin girar la cabeza, deberá seguir dicho movimiento con los ojos sin perder de vista el objeto, durante el tiempo que se realice el registro (aprox. 10-15 segundos). 5 . M O V I M I E N T O D E L O S O J O S A L L E E R

El instructor hará que el sujeto de estudio sin girar la cabeza, lea en voz alta durante 30 segundos, un párrafo de algún material de lectura (p. ej. un libro), al tiempo que se realiza el registro. 6 . G R Á F I C O D E P U N T O S

El instructor sostendrá un objeto (p. ej. un lápiz) frente al sujeto de estudio aprox. a un metro de distancia, de manera tal que cuando el sujeto enfoque dicho objeto, su ojos miren hacia delante, esto es, los ojos deben estar al centro de la órbita (posición control) logrando así que el la marca circular se localice al centro de la pantalla de la computadora y permanecer en ella durante los 20 segundos que del registro.

IV. ANÁLISIS DE DATOS. Tras haber estipulado en las “cajas de medición” tanto el # de canal como e tipo de medición (amplitud, duración y pendiente) del segmento del registro seleccionado mediante el cursor, se obtendrán los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

74

Un dipolo es un sistema formado por 2 cargas eléctricas de igual valor absoluto y de signo contrario, +Q y –Q, separadas por una determinada distancia. Esta distancia recibe el nombre de Brazo del dipolo.

Por otro lado, al producto del brazo del dipolo por el valor absoluto de una de las cargas se le denomina momento dipolar:

ϕ = Q • 2a = 2aQ

Este momento dipolar es una magnitud vectorial, pues los efectos del dipolo dependen de la dirección de su brazo y de la orientación de las cargas positiva y negativa. Por lo tanto, se puede representar mediante un vector con origen en el centro del dipolo, dirigido hacia la carga positiva y de longitud proporcional al momento dipolar.

Ahora bien, se puede determinar el potencial producido por

un dipolo desde un punto (ñ) situado a una distancia mucho

Llamando V+ y V- a las contribuciones al potencial de

las partículas con carga + y – respectivamente, t

= +V V- V+

Sacando el factor común y resolviendo la diferencia, obtenemos:

Si r >>a, en la Fig 1a podemos ver que r+ ≈ r- ≈ r, y en

la Fig 1b que r- - r+ ≈ 2a cos θ. Por lo tanto:

4πε0+

Q=

r+ r-

r+ r- V

= + 4πε0r- -Q

4πε0r+

QV

(= 4πε0+

Q )r+

1

r-

1V

4πε0+

Q=

r2+

2a cos θ V

4πε0r22+

2aQ cos θ=V

Así, sustituyendo:

4πε0r22+

ϕ cos θ=V

Si representamos el momento dipolar por un vector, el

producto ϕ • cos θ es la proyección de dicho vector sobre

el segmento r, de modo tal que el potencial en el punto ñ

4πε0r22+

proy ϕ=V

De acuerdo a esto, el potencial generado en el punto ñ es máximo cuando el momento dipolar se superpone a la

distancia r y está dirigido hacia el punto, y es nulo cuando es

perpendicular a dicha distancia r.

Además, este potencial disminuye con la distancia como 1/r2

a lo largo de cualquier línea radial (para r >>a).

=VMVN E • dlM

N

(c)

(b)

(a)

Figura 1. Dipolo

Apéndice A Dipolo y diferencia de potencial

75

ELECTRO-OCULOGRAMA

INFORME Nombre del estudiante._________________________________________________________ Sección de Laboratorio._______________ Fecha.__________________

I. Cálculos y Datos.

Perfil del sujeto.

Nombre del sujeto de estudio ____________________________________________________ Estatura._____________, Edad.____________, Peso.___________, Sexo: Masc. / Fem. Tabla 1. Segmento 1 de Datos de Orientación ocular con objeto en movimiento.

Posición Objeto → Orientación Ojo →

Objeto Estacionario Fijo

Objeto en movimiento Siguiendo

Medición [CH#] Microsacudida Izq. Der. Izq. ∆ T [CH 40) p-p [CH 40] Pendiente [CH 40]

Tabla 2. Movimientos microsacádicos. Tiempo Número de movimientos sacádicos 0-1 seg 1-2 seg 2-3 seg 3-4 seg Tabla 3. Segmento 2 de Datos Orientación ocular con objeto en movimiento. Orientación ojo → Objeto en movimiento

Medición Objeto estacionario

fijo Arriba Abajo Arriba ∆T [CH 40] p-p [CH 40] Pendiente [CH 40]

76

Tabla 4. Segmento 3 de datos, Lectura. Medición Primera línea Segunda línea Número de sacádicos

#1 #2 #3 #4 #4 #5 #6

Duración de sacádicos

#7 Duración total de sacádicos /línea Tiempo total de lectura/ línea % tiempo de sacádicos/ tiempo total de lectura

II. Preguntas.

1. ¿Cuál es el estímulo para los movimientos reflejos de sacudida?. 2. Describa tres tipos de movimientos involuntarios durante la fijación en un objeto estacionario.

3. Explique como debe registrarse un electrooculograma. 4. Defina campo visual. 5. Defina movimiento sácadico.

77

PRÁCTICA 3

PULSO Y ELECTROCARDIORAMA

I. INTRODUCCIÓN.

La función primaria del corazón es bombear la sangre al cuerpo. Para ello, el corazón tiene una secuencia rítmica de eventos mecánicos, el llamado ciclo cardíaco.

La actividad eléctrica de las células cardíacas registrada de manera global en el electrocardiograma (ECG), inicia la actividad mecánica del corazón (contracción y relajación de los ventrículos y aurículas).

Por tanto las ondas ECG preceden los eventos mecánicos correspondientes del ciclo cardíaco. Por ejemplo la activación eléctrica de los ventrículos representada por el complejo QRS

La aorta y otras arterias tienen en la capa media de sus grandes paredes, fibras elásticas, las cuales le permiten a las paredes arteriales

precede la contracción ventricular, la onda T (repolarización ventricular) inicia antes que la relajación (diástole) ventricular. Por lo tanto, normalmente la actividad mecánica ventricular inicia simultáneamente con el pico de la onda R y termina la final de la onda T. La contracción de los ventrículos (sístole ventricular) empuja un volumen sanguíneo (el volumen sistólico) hacia las arterias. Desde el ventrículo izquierdo la sangre va a la aorta y de allí al resto del cuerpo. Cada volumen de sangre “bombeada” facilita el flujo sanguíneo del segmento vecino corriente abajo. Ya que cada ciclo cardíaco contiene un período de sístole ventricular seguido inmediatamente por un período de diástole ventricular, la duración de un ciclo cardíaco o pulso cardíaco, puede ser medido como el tiempo entre sucesivas ondas R (Fig. 1).

expandirse ligeramente para recibir el volumen de sangre durante la sístole y luego, el retroceso elástico de las arterias las ayuda a continuar

Fig. 1. Relación entre eventos eléctricos y eventos mecánicos del ciclo cardíaco.

78

“empujando” la sangre a lo largo del resto del sistema durante la diástole, manteniendo la presión relativamente elevada y el flujo sanguíneo a pesar de la ausencia del bombeo cardíaco. Si no fuera por la distensibilidad del sistema arterial, la sangre fluiría por los tejidos sólo durante la sístole cardiaca y no durante la diástole. Sin embargo, en condiciones normales, la capacitancia del árbol arterial reduce la presión de las pulsaciones de forma que casi han desaparecido cuando la sangre llega a los capilares (Fig. 2); así, el flujo sanguíneo tisular es fundamentalmente continuo, con muy escasas oscilaciones.

La sangre que se impulsa hacia la aorta durante la sístole no sólo mueva la sangre que hay en los vasos, sino que también establece una onda de presión que se propaga a lo largo de las arterias.

La onda de presión expande las paredes arteriales conforme avanza y está expansión es palpable como el pulso. La velocidad a la que se propaga esta onda, que es independiente y mucho mayor que la velocidad del flujo sanguíneo (Fig.3), es de unos 4 m/seg en la aorta, 8 m/seg en las arterias grandes y 16 m/seg en las arterias pequeñas de los adultos jóvenes. Por consiguiente el pulso se

percibe en la arteria radial, en la muñeca, 0.1 seg después de la expulsión sistólica máxima en la aorta.

En general, cuanto mayor sea la capacitancia (capacidad de almacenar flujo sanguíneo) de cada segmento vascular, menor será la velocidad, lo que explica la lenta transmisión de la onda de pulso en la aorta y la transmisión mucho más rápida en las arterias distales pequeñas, mucho menos distensibles. Conforme aumenta la edad, las arterias se vuelven más rígidas y la onda de pulso se mueve con más rapidez, además a edades avanzadas, la presión del pulso se eleva en ocasiones hasta dos veces su valor normal, porque las arterias rígidas a causa de la arteriosclerosis, tienen una escasa capacitancia.

El ingreso de sangre en las arterias es intermitente, cada eyección dura alrededor de 0.3 seg y va seguida de 0.5 seg de aporte nulo. Sin embargo, el caudal llega a hacerse relativamente constante en la mayor parte del circuito. Si los vasos fuesen rígidos, el caudal se mantendría intermitente en todo el circuito, circulando la sangre durante 0.3 seg y deteniéndose durante el resto del ciclo. El trabajo necesario para mantener el volumen minuto aumentaría por 2 mecanismos:

1. En cada sístole, el ventrículo izquierdo

Fig. 2. Cambios del perfil de la presión del pulso a medida que la onda viaja hacia los vasos de menor calibre.

Fig. 3. Velocidad de la sangre y velocidad de la onda de pulso.

79

debería poner en movimiento toda la sangre detenida en el circuito sistémico suministrándole energía cinética a una masa del orden de 5 kg, 50 a 70 veces mayor que la del volumen sistólico. La velocidad de la sangre aumentaría, durante ese lapso a más del doble de lo normal, pues debería mantener el mismo volumen que normalmente circula en un minuto en menos de la mitad del tiempo (0.3 seg de cada 0.8 seg). Multiplicar la masa por 50 y duplicar la velocidad equivale a multiplicar la energía cinética por 200 y agregar varios joules al trabajo cardíaco por sístole.

2. El volumen sistólico atraviesa la resistencia

periférica durante un ciclo cardíaco (estimado en 0.8 seg) para lo cual la presión arterial debe ser del orden de 100 torr. Pero si el mismo volumen tuviese que atravesar la misma resistencia en solo 0.3 seg, el caudal en ese lapso debería de aumentar proporcionalmente y la presión arterial debería sobrepasar los 250 torr. Solo por esta causa el trabajo cardíaco se vería casi triplicado.

Gracias a la elasticidad de los vasos, el

trabajo eyectivo se acumula como energía potencial elástica en las principales arterias y se emplea en la circulación sanguínea continua durante todo el ciclo cardíaco, esto genera la onda del pulso (Fig. 4).

Es importante mencionar que existe una diferencia entre la presión sistólica (120 mmHg) y la

diastólica (80 mmHg), la cual se denomina presión del pulso (Fig. 5) o presión diferencial (40 mmHg). Esta presión diferencial es la que determina la amplitud del pulso, ya que cuando es grande (síndrome hipercinético, insuficiencia aórtica, etc.) el pulso es amplio, mientras que cuando es pequeña (estenosis aórtica, choque cardiogénico, insuficiencia cardiaca), el pulso tendrá poca amplitud (pulso filiforme). La presión del pulso declina con rapidez y alcanza cerca de 5 mm de Hg en los extremos terminales de las arteriolas.

La fuerza del pulso depende de la presión del pulso y tiene poca relación con la presión arterial media; está última se refiere a la presión promedio durante todo el ciclo cardíaco. Como la sístole es más corta que la diástole, la presión media es algo menor que el valor del punto medio entre las presiones sistólica y diastólica; como una aproximación equivale a la presión diastólica más la tercera parte de la presión de pulso.

La presión arterial a lo largo del ciclo cardíaco es la fuerza principal para mantener el flujo sanguíneo.

La presión del pulso es susceptible de registro y es similar en términos generales en los diferentes sitios donde se tome, aunque puede presentar algunas variaciones. Así, el pulso aórtico (Fig. 6) central se caracteriza por una elevación bastante rápida que forma un pico algo redondeado. La muesca anacrota, presente en la

Fig. 4. Papel de la elasticidad arterial en el ahorro de energía durante el período eyectivo.

Fig. 5. Presión del pulso (mmHg)= Presión sistólica – presión diastólica. Presión arterial media (mmHg)= 1/3 presión de pulso + presión diastólica.

80

rama ascendente, se produce en el momento del pico del flujo aórtico, justo antes de alcanzarse la presión máxima. La parte descendente, menos empinada, está interrumpida por una aguda deflexión hacia abajo, sincrónica con el cierre de la válvula aórtica, denominada incisura.

Conforme la onda del pulso se transmite periféricamente, el ascenso inicial se vuelve más suave, la muesca anacrota se torna menos marcada y la incisura se sustituye por una escotadura dicrota más suave. En consecuencia, la palpación del pulso arterial periférico (p. ej., radial) suele proporcionar menos información sobre las alteraciones de la expulsión del ventrículo izquierdo o sobre la función de la válvula aórtica que el examen un pulso más central (p. ej., el carotídeo).

En la circulación intacta, desde puntos de ramificación y desde puntos de ahusamiento de vasos en pequeños vasos de resistencia, las ondas del pulso se reflejan hacia atrás hacia la aorta central y estas ondas de presión que retornan interactúan con las ondas que se aproximan.

A medida que la presión aumenta, la distensibilidad arterial disminuye; por lo tanto, los picos de las ondas de presión tienden a viajar más rápido que los puntos más bajos (diastólicos) de

presión de modo que, a medida que la forma de la onda se desplaza periféricamente, hay un movimiento progresivo del pico (Fig. 7) hacia el comienzo del pulso de presión (una reducción del tiempo hasta la presión pico).

Sin estos fenómenos las fuerzas viscosas en las paredes de los vasos sanguíneos y la sangre tenderían a producir una disminución de la onda de pulso de presión que viaja, en lugar del aumento observado.

Varios factores afectan de manera significativa la magnitud de la presión del pulso medida en un estado circulatorio dado (además del sitio donde se mide la presión). Estos factores son el volumen sistólico, la distensibilidad aórtica (o capacitancia) y el flujo diastólico o “desagüe” desde la aorta.

El volumen sistólico evidentemente puede afectar la presión del pulso, y como se demuestra en la aorta de un individuo normal de edad mediana, un volumen sistólico mayor puede aumentar a la presión del pulso (Fig. 8 A).

Si la presión arterial media en el mismo sujeto aumenta en forma aguda y pronunciada, la arteria

Fig. 6. Perfil de la presión del pulso registrada en la aorta ascendente

Fig. 7. Pulsos de presión registrados a lo largo de la aorta de un perro desde el cayado hasta la arteria femoral, con la distancia en centímetros. La presión del pulso aumenta, la escotadura dicrota desaparece y se desarrolla una onda secundaria en la rama descendente. En el panel inferior se indican los primeros cinco componentes armónicos de estas ondas.

81

puede ser estirada hacia una parte más rígida de su curva de presión-volumen (distensibilidad reducida) y en estas condiciones el mismo volumen sistólico puede causar una presión del pulso más grande con un aumento proporcionalmente mayor de la presión sistólica que de la presión diastólica (Fig. 8 B).

Cuando la distensibilidad aórtica disminuye, como sucede con la edad, toda la relación presión-volumen tiene mayor pendiente (distensibilidad disminuida), y en estas condiciones el mismo volumen sistólico (normal)

Una disminución aislada de la distensibilidad

aórtica producida de forma experimental genera un aumento de la presión pico y una mayor presión del pulso (Fig. 9, curva 3). En la curva 4 de la Fig. 9 también se muestran los efectos de una hipertensión crónica. En la mayoría de los casos de hipertensión, el volumen minuto permanece normal y la tasa de caída de la presión

puede dar como resultado una presión del pulso aumentada (Fig. 8 C).

Si la frecuencia cardiaca disminuye mientras el volumen minuto permanece relativamente constante (como puede ocurrir en caso de una bradicardia) el volumen sistólico aumenta y la presión del pulso se incrementa (Figs. 8 A y 9 curva 2); a la inversa si la frecuencia cardiaca aumenta (como por medio de un marcapaso eléctrico) y el volumen minuto no se modifica (que es la respuesta habitual en la circulación normal), el volumen sistólico y la presión del pulso disminuyen, aunque la presión arterial media permanece constante.

(desagüe diastólico) puede no cambiar de un modo apreciable, aunque el aumento de la resistencia vascular periférica con el mismo volumen minuto produce presiones media y diastólica más altas. Si la hipertensión es suficientemente severa como para colocar a la aorta en una parte más empinada de su relación de presión-volumen, la presión del pulso también

Fig. 8. Relaciones presión-volumen de la aorta en los seres humanos (líneas curvas en cada panel) VS volumen sistólico. A. El aumento del volumen sistólico a la aorta aumenta la presión del pulso arterial (1 y 2).B. Cuando la presión arterial aumenta, el mismo volumen sistólico que se muestra en 1 da como resultado una presión del pulso mayor (3) porque la aorta está operando en una parte más empinada de su curva de presión-volumen. C. La relación presión-volumen normal en A y B está indicada por la curva punteada y la observada en algunos ancianos con distensibilidad aórtica disminuida está indicada por la curva entera; el mismo volumen sistólico de B causa una presión del pulso mayor (4).

82

puede aumentar (Fig. 9, curva 4).

Por último, la presión del pulso puede ser afectada de manera significativa por un desagüe diastólico anormalmente rápido. Esto puede ocurrir en el caso de la insuficiencia aórtica, donde la presión del pulso puede aumentar porque el volumen sistólico está muy aumentado (el ventrículo debe eyectar la cantidad de sangre que lo llenó desde la aurícula izquierda así como la que regurgitó a través de la válvula aórtica durante la diástole previa) y la presión diastólica cae rápidamente en la aorta por la combinación de una afluencia normal hacia la circulación periférica y el rápido llenado retrógrado del ventrículo izquierdo desde la aorta (Fig. 9, curva 5).

Cuando la onda de presión es transmitida a la periferia, (ejemplo: la punta de los dedos) hay un pulso de aumento del volumen sanguíneo. Los tejidos y órganos cambian en volumen a medida que los vasos sanguíneos se dilatan o se contraen y a medida que los pulsos de sangre pasan a lo largo de los vasos sanguíneos durante cada ciclo cardíaco.

Cambios en el volumen sanguíneo de los órganos pueden ser ejercidos por la acción del

sistema nervioso autonómico sobre el sistema cardiovascular, por factores ambientales (como la temperatura), por la actividad metabólica de un órgano, y por otros factores. Por ejemplo, la regulación de la temperatura involucra el control del flujo sanguíneo a la piel; cuando se necesita conservar calor, el flujo sanguíneo a la piel se minimiza y cuando un exceso de calor ha sido generado ocurre lo opuesto.

El flujo sanguíneo es más lento que la transmisión de la onda de presión. La aorta tiene el flujo sanguíneo más rápido del cuerpo (aproximadamente 50 cm/seg). La velocidad de viaje de la onda de presión desde el corazón a la periferia puede ser afectada por muchos factores no relacionados, incluyendo la capacidad del corazón para contraerse fuertemente, la presión sanguínea, la elasticidad relativa de las arterias, y los diámetros de las arterias sistémicas y arteriolas. Estos factores cambian en respuestas a las posiciones corporales, la actividad del sistema nervioso simpático, las emociones, etc. Por ejemplo, la velocidad de viaje de la onda de presión se correlaciona con la influencia simpática y la presión sanguínea sistólica.

El estudio de los cambios del volumen sanguíneo dentro de un órgano, usando técnicas de desplazamiento de volumen es conocido como pletismografía. Se ha obtenido una cantidad considerable de datos sobre el flujo sanguíneo en las extremidades mediante pletismografía (fig. 10); por ejemplo, el antebrazo se sella en una cámara llena de agua (pletismógrafo).

Fig. 9. Factores que afectan la presión del pulso arterial y la forma de la onda arterial. El latido 1 es normal. El latido 2 muestra los efectos de un volumen sistólico aumentado. El latido 3 ilustra los efectos de una distensibilidad aórtica disminuida. El latido 4 indica el efecto del aumento de la presión arterial media. El latido 5 indica las consecuencias de una insuficiencia aórtica.

Fig. 10. Pletismografía.

83

Los cambios en el volumen del antebrazo, que reflejan los cambios en la cantidad de sangre y el líquido intersticial que contiene, desplazan el agua, y este desplazamiento se mide en un registrador de volumen. Cuando se ocluye el drenaje venoso del antebrazo, el índice de incremento en el volumen del antebrazo depende del flujo sanguíneo arterial (pletismografía por oclusión venosa).

Un tipo de registro pletismográfico es el

fotopletismograma, el cual utiliza un dispositivo que opera convirtiendo energía luminosa a energía eléctrica y este es llamado transductor fotoeléctrico. El transductor fotoeléctrico funciona iluminado por el brillo de un rayo de luz a través de la piel y midiendo la cantidad de luz reflejada. La sangre absorbe la luz de una manera proporcional al volumen sanguíneo, mientras mayor sea el volumen, mayor será la absorción y viceversa. El transductor fotoeléctrico convierte la luz reflejada en una señal eléctrica, la cual puede ser procesada y mostrada por el registrador, tal como se verá en la presente práctica.

BIBLIOGRAFÍA. - Fauci A., et. al. Exploración física del

aparato cardiovascular. En: Braunwald E., et. al. eds. Principios de Medicina Interna. 15ª ed. México: Mac-Graw-Hill Interaméricana, 2002: 1482-1487.

-West J., et. al. Dinámica de la circulación

periférica. En: West J., et. al. eds. Bases Fisiológicas de la Práctica Médica. 12ª ed. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 1997: 175-199.

- Ganong W. El corazón considerado como

bomba, Dinámica del flujo sanguíneo y linfático. En: Ganong W. ed. Fisiología médica. 19ª ed. México: Manual moderno, 2004: 613-643.

-Tresguerres J., et al. Hemodinámica. En:

Tresguerres J., et. al. eds. Fisiología Humana. 2a ed. Madrid: MacGraw-Hill Interamericana de España, S. A. U., 1999: 540-553.

-Guadalajara J. et al. Fisiología de la

Circulación. En: Guadalajara J., et. al. eds. Cardiología. 5ª ed. México: Mendez Editores, 2003: 15-23.

-Frumento A. Mecánica circulatoria. En:

Frumento ed. Biofísica. 3ª ed. Madrid: Mosby/ Doyma libros, 1995: 179-207.

-Guyton A., et. al. Distensibilidad vascular y

funcionamiento del sistema arterial y venoso. En:

Guyton A., Hall J. eds. Tratado de Fisiología Médica. 10ª ed. México: MacGraw-Hill Interamericana, 2001: 185-195.

-Pflanzer R. Lección 7 (Pulso y ECG). En:

Kremer J. ed. Biopac Student Lab. Manual. California: Biopac Systems Inc., 2000: 1-19.

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES.

1) Familiarizarse con los principios de la pletismografía y su utilidad en la evaluación cualitativa de los cambios periféricos en el volumen sanguíneo.

2) Observar y registrar los cambios en los volúmenes sanguíneos periféricos y el pulso de presión bajo una variedad de condiciones experimentales y fisiológicas.

3) Determinar la velocidad aproximada de onda de pulso de presión que viaja entre el corazón y los dedos.

4) Ilustrar la actividad eléctrica asociada con la actividad cardiaca normal y como se relaciona al flujo de sangre a través del cuerpo.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES.

Preparación del sistema del registro: I. Colocación de los sistemas de registro:

Registro electrocardiográfico.

* Colocar 3 electrodos de la siguiente manera: Coloque uno en la piel de la cara anterior del antebrazo derecho justo encima de la muñeca, uno en la piel del borde interno del tobillo derecho, y uno en la piel del borde interno del tobillo izquierdo.

* Colocar las guías de los cables-electrodo.

DII: Conectar la guía roja al electrodo colocado en el tobillo izquierdo, la guía blanca al electrodo colocado a la muñeca derecha, y la guía negra al electrodo colocado en el tobillo derecho que servirá como tierra del sistema.

* Conectar el set de cables-electrodo a la unidad

BIOPAC MP30 al CH-1.

Pletismógrafo.

* Colocación del sensor:

84

Tras haber limpiado la ventana del sensor, posicione el transductor de manera tal que dicho sensor esté en la yema del dedo índice de la mano izquierda. Envuelva la cinta de velcrom alrededor del dedo de tal manera que el transductor encaje perfectamente pero que no haga que la circulación se detenga.

* Conectar el cable del transductor de pulso a la unidad BIOPAC MP30 al CH-2. II. Calibración del sistema:

Tras haber activado en forma secuencial el botón de Calibración y OK, aparecerá en la pantalla el registro del EKG y del pulso a una escala pequeña. El sujeto de estudio debe de estar relajado durante aprox. 8-10 segundos.

Ahora, se procederá a la adquisición de los datos durante las siguientes maniobras experimentales:

1. Sujeto en reposo. El sujeto de estudio permanecerá en

posición sentada, relajado y con los antebrazos apoyados en los descanzabrazos de la silla, durante los 40 segundos que dura el registro.

2. Sujeto en reposo con el brazo arriba

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, relajado, con el brazo elevado y extendido por encima de la cabeza, en está posición durante los 60 segundos que dura el registro.

3. Sujeto en reposo con el brazo abajo

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, relajado y con el brazo “colgando”, durante los 60 segundos que dura el registro.

4. Sujeto en reposo con variaciones de la temperatura del brazo.

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, relajado y sumergiendo la mano que no se está registrando en un balde plástico lleno de agua fría o tibia durante los 30 segundos que dura el registro.

5. Comparación cualitativa del pulso

El pulso del sujeto de estudio será percibido subjetivamente por cualquiera de los alumnos participantes en la práctica, mediante el sentido del tacto, simultáneamente con las

maniobras anteriores.

IV. ANÁLISIS DE DATOS.

Tras haber estipulado en las “cajas de medición” tanto el # de canal como e tipo de medición (amplitud, duración y frecuencia de pulso) del segmento del registro seleccionado mediante el cursor, se obtendrán los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

85

PULSO Y ELECTROCARDIOGRAMA

INFORME Nombre del estudiante._________________________________________________________ Sección de Laboratorio._______________ Fecha.__________________

I. Cálculos y Datos. Perfil del sujeto.

Nombre del sujeto de estudio ____________________________________________________ Estatura._____________, Edad.____________, Peso.___________, Sexo: Masc. / Fem. Tabla 3.1. Complete con los datos de 3 ciclos de cada uno de los segmentos y calcule los promedios.

Condición Medición Canal Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Media Brazo relajado Intervalo R-R ∆T CH1

Ritmo cardíaco BPM CH1 Intervalo pulso ∆T CH1 Ritmo pulso BPM CH1

Cambio de Temperatura Intervalo R-R ∆T CH1 Ritmo cardíaco BPM CH1 Intervalo pulso ∆T CH1 Ritmo pulso BPM CH1

Brazo arriva Intervalo R-R ∆T CH1 Ritmo cardíaco BPM CH1 Intervalo pulso ∆T CH1 Ritmo pulso BPM CH1

Brazo Abajo Intervalo R-R ∆T CH1 Ritmo cardíaco BPM CH1 Intervalo pulso ∆T CH1 Ritmo pulso BPM CH1

Ejercicio Intervalo R-R ∆T CH1 Ritmo cardíaco BPM CH1 Intervalo pulso ∆T CH1 Ritmo pulso BPM CH1

Tabla 3.2. Complete con los datos de cada segmento de registro.

Medición Brazo en Reposo Temperatura Brazo arriba Amplitud QRS

Amplitud Relativa del Pulso (mV)

86

C. Cálculo de la velocidad del Pulso. Distancia entre el esternón y el hombro del Sujeto.____________________cm. Distancia entre la punta del dedo y el hombro del Sujeto._______________cm. Distancia total.______________cm Datos Segmento 1. Tiempo entre la onda R y el pico del Puslo._____________________segs. Velocidad.__________________cm/seg. Datos Segmento 3 . Tiempo entre la onda R y el pico del pulso.______________________segs. Velocidad.__________________cm/seg.

II. Preguntas

1. Refiriéndose a los datos de la tabla 3.1. ¿Son los valores de ritmo cardíaco y ritmo de pulso similares para cada condición?, ¿por qué? 2. Refiriéndose a los datos de la tabla 7.2. ¿Cambió la amplitud del complejo QRS con la amplitud del pulso?, ¿por qué?. 3. Describa un mecanismo que cause cambios en el volumen sanguíneo en la punta de los dedos.

87

4. Refiriéndose a los datos de la sección C de este informe, ¿cómo podría explicar la diferencia de velocidad, si es que existe alguna?. 5. ¿Cuáles componentes del ciclo cardíaco (sístole y diástole auricular, sístole y diástole ventricular) son discernibles en el trazado del pulso?

88

PRÁCTICA 4

FONOCARDIOGRAMA Y EKG

I. INTRODUCCIÓN. El sistema cardiovascular humano está compuesto por el corazón y los vasos sanguíneos en un arreglo de circulación doble: la circulación sistémica y la circulación pulmonar. Estas dos circulaciones están acopladas en serie. El patrón circulatorio se representa en fig. 1. La función primaria del corazón es recibir sangre desde las venas pulmonares y bombearla a las arterias sistémicas, y recibir la sangre de las venas sistémicas y bombearlas a las arterias pulmonares. La secuencia de eventos mecánicos y eléctricos del corazón asociados con la recepción de sangre desde el sistema venoso y su

bombeo hacia el sistema arterial durante un latido cardiaco, es conocido como el ciclo cardiaco. Una analogía mecánica simplista del corazón es que es una bomba doble. Los lados derecho e izquierdo están separados, pero bombean al unísono para mover la sangre a través del sistema circulatorio. El flujo normal de sangre a través del corazón y los vasos sanguíneos es unidireccional, con la siguiente secuencia: Ventrículo izquierdo-vasos sistémicos arteriales-capilares sistémicos- vasos venosos sistémicos-aurícula derecha-ventrículo derecho-vasos arteriales pulmonares-capilares pulmonares-vasos venosos pulmonares- aurícula izquierda-ventrículo izquierdo. La sangre que fluye a través del lado izquierdo del corazón se mantiene separada de la sangre que fluye a través del lado derecho por los septa (paredes) entre las aurículas y ventrículos. El flujo unidireccional de sangre a través de las cámaras en cada lado del corazón es asegurado por las válvulas auriculoventriculares y semilunares (Fig. 2). En el lado izquierdo del corazón la válvula auriculoventricular es llamada válvula mitral, y la válvula semilunar es llamada válvula aórtica.

Fig. 1. Patrón circulatorio

Fig.2. Válvulas cardíacas

89

En el lado derecho del corazón la válvula auriculoventricular es llamada válvula tricúspide, y la válvula semilunar es llamada válvula pulmonar. Durante el ciclo cardíaco, las válvulas semilunares (pulmonar y aórtica) se abren y se cierran casi simultáneamente, como así también las válvulas auriculoventriculares (tricúspide y mitral). Esta es la acción de “doble bomba” del corazón. Cada latido cardíaco comienza con una señal generada por el nódulo sinoauricular (SA), comúnmente llamado el marcapaso fisiológico. Como la señal se propaga a través del músculo auricular la aurícula responde contrayéndose (sístole auricular). En este momento los ventrículos están relajados (diástole ventricular) y las válvulas auriculoventriculares están abiertas, las semilunares están cerradas. Los ventrículos se están llenando con la sangre, preparándose para la eyección sistólica. El nódulo auriculoventricular (AV) recoge la señal del marcapaso, y después de un retraso corto, lo cual lleva a la aurícula a completar la sístole y entrar a la diástole, manda la señal hacia abajo, al sistema de conducción auriculoventricular (Fig. 3), lo que estimula a los ventrículos a contraerse (sístole ventricular). Cuando los ventrículos se contraen, la presión ventricular aumenta por encima de la presión auricular y las válvulas auriculoventriculares se cierran. La presión ventricular continúa aumentando, y cuando excede la presión arterial, las válvulas

semilunares se abren y la sangre es rápidamente eyectada hacia el tronco pulmonar y la aorta. Los ventrículos completan la sístole y entran a la diástole (Fig. 4). Al inicio de la diástole ventricular la presión intracavitaria cae por debajo de la presión arterial y las válvulas semilunares se cierran. Cuando la presión ventricular cae por debajo de la presión auricular, las válvulas

Fig. 3. El nódulo sinusal y el sistema de Purkinje del corazón. Se muestran también el nódulo A-V, las vías internodales auriculares y las ramas ventriculares del haz.

Fig. 4. Flujo de sangre en el corazón y grandes vasos durante el ciclo cardíaco. Las porciones del corazón que se contraen en cada fase están resaltadas en color. AD y AI, aurículas derecha e izquierda. VD y VI, ventrículos derecho e izquierdo.

90

auriculoventriculares se abren y comienza nuevamente el llenado ventricular. En este momento (un periodo llamado diatasis) las aurículas y los ventrículos están relajados y esperando al marcapaso que inicie el próximo ciclo cardiaco. La Fig. 5 muestra la relación temporal entre los sonidos cardiacos y la señal eléctrica del EKG. También incluye un gráfico de la presión arterial, ventricular y aórtica para el lado izquierdo del corazón. Las ondas de presión para el lado derecho (no mostradas) tienen una forma similar pero de menor amplitud. Esto es porque la presión que se genera en las cámaras del lado izquierdo del corazón es mucho mayor que la del lado derecho. La presión mayor del lado izquierdo causa que las válvulas se cierren más fuerte y rápido, así las

válvulas en el lado izquierdo crean la mayor parte de la intensidad de los sonidos que se escuchan con el estetoscopio. Los cuatro principales sonidos cardíacos están asociados con la apertura y cierre de las válvulas y el flujo de sangre dentro del corazón durante el ciclo cardíaco. Estos sonidos pueden ser escuchados colocando un estetoscopio en la posición correspondiente a los focos de auscultación (mitral, tricuspídeo aórtico y pulmonar) en la superficie del pecho por encima del corazón (Fig. 6). El foco mitral se encuentra en el 5º espacio intercostal, línea media clavicular; el foco trícupideo en la base del apéndice xifoides, borde esternal izquierdo; el foco aórtico en el 2º espacio intercostal, línea paraesternal derecha y el foco pulmonar en el 2º espacio intercostal, linea paraesternal izquierda. 1. El primer sonido cardíaco (S1) ocurre durante

la sístole ventricular (contracción del músculo ventricular) y es causado por el cierre de las válvulas auriculoventriulares y la apertura de las válvulas semilunares. Este sonido es el “lub” del característico “lub-dub” que puede ser escuchado en cada latido cardíaco. El primer ruido dura alrededor de 0.15 seg y tiene una frecuencia de 25 a 45 Hz; es suave cuando la frecuencia cardiaca es baja porque los ventrículos se llenan por completo con sangre y las valvas de las válvulas AV flotan al unísono antes de la sístole. Este ruido se ausculta mejor en el ápex y preferentemente en decúbito lateral izquierdo (posición de Pachón).

Fig. 5. Eventos temporales en el Ciclo Cardíaco.

Fig. 6. Áreas torácicas donde mejor se escucha cada ruido valvular.

91

La intensidad del primer tono cardíaco depende de: 1) la posición de las valvas mitrales al comienzo de la sístole ventricular (o al final de la diástole); 2) la velocidad con que aumenta la presión ventricular izquierda; 3) la cantidad de tejido, aire o líquido entre el corazón y el estetoscopio, y 4) la presencia o ausencia de enfermedades estructurales en la válvula mitral.

La intensidad del primer ruido depende

fundamentalmente de la posición que guarden las valvas de la mitral al final de la diástole; así cuando el cierre valvular se lleva a cabo desde una apertura máxima, el viaje de las valvas adquiere también una máxima aceleración y el S1 es intenso; ello acontece especialmente cuando el espacio PR es corto, o cuando, por existir gradiente de presiones entre la aurícula y ventrículo izquierdo a favor de la primera, la válvula permanece abierta durante toda la diástole, tal y como sucede en la estenosis mitral.

Por el contrario, cuando el espacio PR es

prolongado (bloqueo AV de primer grado), el llenado ventricular al final de la diástole coloca a las valvas de la mitral casi en posición de cierre, lo cual favorece el apagamiento del primer ruido, ya que el viaje valvular es pequeño y no permite que dicho movimiento adquiera velocidad importante. Ello también se aprecia cuando la válvula mitral está muy calcificada y esta alteración no permite gran movilidad de las valvas.

El desdoblamiento en 10 a 30 ms de los dos

componentes de tono alto de S1 es un fenómeno normal. El primer componente de S1 se atribuye normalmente al cierre de la válvula mitral y el segundo al cierre de la válvula tricúspide. Un desdoblamiento mayor de este tono se suele deber a un bloqueo completo de rama derecha, con el consiguiente retraso en el inicio del ascenso de la presión en el ventrículo derecho. El desdoblamiento invertido de S1, donde el componente mitral sigue al componente tricuspídeo, puede observarse en pacientes con estenosis mitral grave, mixoma auricular izquierdo y bloqueo completo de rama izquierda.

2. El segundo sonido cardíaco (S2) ocurre al

inicio de la diástole ventricular (relajación del músculo ventricular) y es causado por el cierre de las válvulas semilunares y la apertura de las válvulas auriculoventriculares; este sonido es el “dub”. El segundo ruido dura unos 0.12 seg., con una frecuencia de 50 Hz, es intenso y agudo cuando se eleva la presión diastólica de la aorta o de la arteria pulmonar, lo que hace que las valvas respectivas se cierren bruscamente al final de la sístole.

El segundo ruido se ausculta mejor en el foco pulmonar. Normalmente se auscultan los dos componentes del segundo ruido; el aórtico (A2), tiene mayor intensidad que el pulmonar (P2), debido a que las sigmoideas aórticas se cierran a una presión mucho mayor que con la que lo hace la válvula pulmonar.

El desdoblamiento de S2 en dos

componentes claramente distintos, aórtico (A2), que se escucha primero, y pulmonar (P2), se suele producir durante la inspiración, cuando el incremento del flujo al ventrículo derecho aumenta su volumen sistólico y el tiempo de expulsión, retrasándose el cierre de la válvula pulmonar. El desdoblamiento que persiste durante la espiración (se oye mejor en el foco pulmonar o en el reborde esternal izquierdo), suele ser anormal cuando el paciente está de pie.

Este desdoblamiento puede deberse a diversas causas: retraso en la activación del ventrículo derecho (bloqueo de rama derecha); aparición de latidos ectópicos del ventrículo izquierdo; existencia de marcapasos en el ventrículo izquierdo; prolongación de la contracción ventricular derecha debido al aumento de la postcarga del ventrículo derecho (embolia o estenosis pulmonar); o retraso del cierre de la válvula pulmonar por sobrecarga de volumen del ventrículo derecho asociada a insuficiencia ventricular.

Un retraso en el cierre de la válvula aórtica,

que hace que P2 preceda a A2, origina lo que se conoce como desdoblamiento invertido (paradójico) de S2. En tales circunstancias, el desdoblamiento es máximo durante la espiración y disminuye en la inspiración, con el retraso normal del cierre de la válvula pulmonar. Las causas más frecuentes de desdoblamiento invertido de S2 son el bloqueo de rama izquierda y la excitación retrasada del ventrículo izquierdo por un latido ectópico del ventrículo derecho.

La prolongación mecánica de la sístole

ventricular izquierda, que determina una inversión del desdoblamiento de S2, puede deberse a una grave obstrucción del flujo aórtico, a un gran cortocircuito aorta-arteria pulmonar, hipertensión sistólica, cardiopatía isquémica o miocardiopatía con insuficiencia ventricular izquierda.

3. El tercer sonido cardiaco (S3) es causado por

la turbulencia asociada con el llenado rápido de los ventrículos al poco tiempo después de la apertura de las válvulas auriculoventriculares. El tercer tono cardíaco es un ruido de baja frecuencia producido en el ventrículo 0.14 a

92

0.16 segundos después de A2, cuando termina el llenado rápido, dura una décima de segundo.

El S3 izquierdo se oye mejor con la campana

del estetoscopio en la punta del ventrículo izquierdo, durante la espiración y con el paciente en decúbito lateral izquierdo. El S3 derecho se oye mejor en el borde esternal izquierdo o justo por debajo del apéndice xifoides, y habitualmente aumenta durante la inspiración.

Este tono es normal en los niños de edad

escolar, adolescentes y en los pacientes con un gasto cardíaco elevado. Sin embargo, en los individuos de más de 40 años, S3 suele indicar una descompensación ventricular, regurgitación ventriculoauricular u otros procesos en los que existe un incremento de la velocidad o del volumen de llenado ventricular.

La existencia del tercer ruido suele ser

considerada patológica y puede ser causada fundamentalmente por dos situaciones: una es la insuficiencia cardiaca (ritmo de galope) que suele desaparecer con el tratamiento de la misma y otra está constituida por todas aquellas condiciones en las que el flujo a través de alguna de las válvulas auriculoventriculares está aumentado en forma anormal, por ejemplo la comunicación interauricular, en la que la sangre venosa sistémica que llega a la aurícula derecha se le suma una cantidad adicional de sangre que pasa a través de la comunicación anormal y causa hipervolemia. En estos casos cuando el cortocircuito es importante es frecuente auscultar tercer ruido originado por el ventrículo derecho. Otros ejemplos podrían ser la persistencia del conducto arterioso, la CIV o la insuficiencia mitral importantes que causan hipervolemia a través de la válvula mitral y S3 patológico del ventrículo izquierdo.

4. El cuarto sonido cardiaco es un ruido de baja

frecuencia (S4) ocurre al final de la diástole (presístole), es causado por la turbulencia asociada con el paso de la sangre desde la aurícula hacia los ventrículos durante la sístole auricular y puede oírse mejor con la campana del estetoscopio. Este sonido es escuchado inmediatamente antes que los ventrículos empiecen a contraerse y forzar la válvula auriculoventricular a cerrarse.

Este tono falta en los pacientes con fibrilación auricular. S4 se produce cuando la disminución de la elasticidad ventricular aumenta la resistencia al llenado del ventrículo, y existe a menudo en los pacientes con hipertensión arterial, estenosis aórtica, miocardiopatía hipertrófica, coronariopatía y regurgitación mitral aguda. La mayoría de los pacientes con un infarto de miocardio agudo y ritmo sinusal tiene un S4 audible por lo que la

auscultación de un cuarto ruido casi siempre traduce cardiopatía. Cuando se ausculta, se aprecia como un ritmo de 3 tiempos que desdobla el primer ruido ya que el cuarto ruido es presistólico. El cuarto tono se suele acompañar de una distensión presistólica palpable y visible del ventrículo izquierdo. Su intensidad es máxima en la punta del ventrículo izquierdo, con el paciente en posición de decúbito lateral izquierdo, y se acentúa con el ejercicio isotónico e isométrico ligero en posición supina. Otros sonidos que pueden percibirse al realizar la auscultación cardiaca son los soplos. Un soplo cardíaco es un fenómeno acústico producido por las vibraciones de la corriente sanguínea y de las estructuras adyacentes (cardíacas y de los grandes vasos), producidas por un flujo turbulento, la formación de remolinos y la cavitación (formación de burbujas a consecuencia de disminuciones bruscas de la presión). El flujo sanguíneo puede hacerse turbulento en presencia de estenosis o insuficiencias valvulares o bien por la presencia de comunicaciones intracavitarias (CIV, CIA) o vasculares anormales (soplos orgánicos). En otras ocasiones la turbulencia del flujo sanguíneo se debe al aumento de la velocidad circulatoria por otras causas (anemia, hipertiroidismo, embarazo, etc.) sin que el corazón tenga enfermedad (soplos anorgánicos o inocentes). Los soplos pueden ser escuchados durante la sístole ventricular (soplo sistólico) o durante la diástole ventricular (soplo diastólico). Por ejemplo, si una válvula mitral falla en cerrarse completamente, esto lleva a un flujo retrógrado, y aparece un soplo sistólico. Por otro lado, si la válvula aórtica está no cierra por completo, aparecerá un soplo que se escuchará durante la diástole ventricular. En esta lección se evaluarán sonidos del ciclo cardíaco, produciendo un registro de los mismos llamado fonocardiograma y simultáneamente se registrará el electrocardiograma para la derivación II. De esta forma se podrán comparar y correlacionar los eventos eléctricos y los eventos mecánicos del ciclo cardíaco. Nota. El primer y segundo sonidos cardíacos son definidos y distinguibles fácilmente por un oído sin entrenamiento. El tercer sonido sigue cercanamente al segundo y es de menor amplitud (apagado), lo que hace difícil su distinción. El cuarto sonido es a menudo también de baja amplitud que puede no ser detectado. Por estas razones, en esta práctica la medición de los sonidos cardiacos se refiere solo al primer y segundo sonido cardiaco.

93

BIBLIOGRAFÍA. -Fauci A., et. al. Exploración física del aparato cardiovascular. En: Braunwald E., et. al. eds. Principios de Medicina Interna. 15ª ed. México: Mac-Graw-Hill Interaméricana, 2002: 1482-1487. -Rhoades R., et. al. El corazón como bomba. En: Rhoades R., Taner G. eds. Fisiología Médica. 1ª ed. Barcelona: Masson-Little, Brown, S.A., 1997: 299-319. -Ganong W. El corazón considerado como bomba, Dinámica del flujo sanguíneo y linfático. En: Ganong W. ed. Fisiología médica. 19ª ed. México: Manual moderno, 2004: 613-643. -Tresguerres J., et al. Función de bomba del corazón: El ciclo cardíaco. En: Tresguerres J., et. al. eds. Fisiología Humana. 2a ed. Madrid: MacGraw-Hill Interamericana de España, S. A. U., 1999: 473-491. -Guadalajara J. et al. Historia clínica (Auscultación). En: Guadalajara J., et. al. eds. Cardiología. 5ª ed. México: Mendez Editores, 2003: 37-59. -Guyton A., et. al. Válvulas cardíacas y tonos cardíacos, Dinámica de las valvulopatías y cardiopatías congénitas. En: Guyton A., Hall J. eds. Tratado de Fisiología Médica. 10ª ed. México: MacGraw-Hill Interamericana, 2001: 295-304. -Pflanzer R. Lección 17 (Sonidos cardíacos). En: Kremer J. ed. Biopac Student Laboratory Manual. California: Biopac Systems Inc., 2000: 1-24.

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES. 1) Escuchar los sonidos del corazón humano

y describirlos cualitativamente en términos de intensidad o ruido, declive y duración.

2) Correlacionar los sonidos del corazón humano con la apertura y cierre de las válvulas cardiacas durante el ciclo cardiaco y con la sístole y la diástole de los ventrículos.

3) Determinar la naturaleza de los cambios en las relaciones entre eventos eléctricos y mecánicos del ciclo cardiaco cuando hay un aumento en el ritmo cardiaco.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES.

Preparación del sistema del registro: I. Colocación de los sistemas de registro: Registro electrocardiográfico. • Colocar 3 electrodos de la siguiente

manera: Coloque uno en la piel de la cara anterior del antebrazo derecho justo encima de la muñeca, uno en la piel del borde interno del tobillo derecho, y uno en la piel del borde interno del tobillo izquierdo.

• Colocar las guías de los cables-electrodo en DII: Conectar la guía roja al electrodo colocado en el tobillo izquierdo, la guía blanca al electrodo colocado a la muñeca derecha, y la guía negra al electrodo colocado en el tobillo derecho que servirá como tierra del sistema.

• Conectar el set de cables-electrodo a la unidad BIOPAC MP30 al CH-4.

Fonocardiógrafo. • Colocación de la campana del

estetoscópio: Tras haber localizado y marcado los 4 focos auscultatorios (Mitral, Tricuspideo, Aórtico, Pulmonar), se colocará la campana del estetoscópio sobre la piel del foco seleccionado, debiendola sostener con una presión moderada y constante durante el tiempo que dure el registro.

• Conectar el cable del transductor del estetoscópio la unidad BIOPAC MP30 al CH-3.

III. Calibración del sistema: Tras haber activado en forma secuencial el botón de “Calibración” y “OK”, aparecerá en la pantalla el registro del EKG y se deberá golpear ligeramente el diafragma del estetoscopio en dos ocasiones. El sujeto de estudio debe de estar relajado durante aprox. 8-10 segundos. Ahora, se procederá a la adquisición de los datos durante las siguientes maniobras experimentales:

94

1 . S U J E T O E N R E P O S O

A ) F O C O M I T R AL .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco mitral y se procederá a registrar durante 15-20 segundos.

B ) F O C O T R I C U S P I D E O .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco tricuspideo y se procederá a registrar durante 15-20 segundos.

C ) F O C O A Ó R T I C O .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco aórtico y se procederá a registrar durante 15-20 segundos.

D ) F O C O P U L M O N A R .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco pulmonar y se procederá a registrar durante 15-20 segundos.

2 . S U J E T O E N I N S P I R A C I Ó N Y E S P I R A C I Ó N P R O F U N D A S

a) El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco mitral y se procederá a registrar durante los 10 segundos mientras que el sujeto realiza una inspiración profunda y sostiene la respiración.

b) El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; manteniéndose la campana del estetoscopio en el foco mitral y se procederá a registrar durante los 10 segundos mientras que el sujeto realiza una espiración forzada.

3 . S U J E T O R E A L I Z A N D O M A N I O B R A D E V A L S A L V A .

El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la

campana del estetoscopio en el foco mitral y se procederá a registrar durante los 10 segundos mientras que el sujeto realiza la maniobra de Valsalva (espiración forzada con glotis cerrada).

4 . S U J E T O P O S T - E J E R C I C I O .

Posterior ha haber realizado ejercicio moderado (p. ej. 20-30 sentadillas), el sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado; se le colocará la campana del estetoscopio en el foco mitral y se procederá a registrar durante los 60 segundos.

IV. ANÁLISIS DE DATOS.

Tras haber estipulado en las “cajas de medición” tanto el # de canal como el tipo de medición, esto es, amplitud (p-p), duración (∆T) y frecuencia de pulso (BPM) del segmento del registro seleccionado mediante el cursor, se obtendrán los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

95

ELECTRO--OCULOGRAMA

INFORME Nombre del estudiante._________________________________________________________ Sección de Laboratorio._______________ Fecha.__________________

I. Cálculos y Datos. Perfil del sujeto.

Nombre del sujeto de estudio ____________________________________________________ Estatura._____________, Edad.____________, Peso.___________, Sexo: Masc. / Fem.

A. Medición de los Sonidos Cardiacos.

Tabla 4.1. Complete la con los datos de cada segmento y complete los cálculos requeridos.

Medición CH.# Reposo Inspiración Espiración Post-ejercicio

BPM CH3

∆T onda R para el 1er sonido CH3

∆T onda R para el 2º sonido CH3

∆T primero al segundo Calcule

∆T segundo al siguiente sonido CH3

p-p primer sonido CH3

p-p segundo sonido CH3

96

B. Descripción de los sonidos cardíacos. Describa el primer sonido cardíaco (aórtico) y luego describa los otros sonidos en términos de intensidad,

pendiente y duración relativa al primer sonido. Esta es una descripción subjetiva. Aórtico: Pulmonar: Tricúspide: Mitral:

II. Preguntas.

1. Relativo a los eventos eléctricos y mecánicos del ciclo cardíaco, ¿qué representa cada una de las mediciones de la tabla? BPM. ∆T onda R del primer sonido _____________________________________________________________ ∆T onda R del segundo sonido ___________________________________________________________ ∆T primero al segundo __________________________________________________________________ ∆T segundo sonido al siguiente ___________________________________________________________ p-p primer sonido ______________________________________________________________________ p-p segundo sonido ____________________________________________________________________

97

2. Note si los valores medidos aumentan, disminuyen o no cambian desde el valor del reposo cuando el ritmo cardíaco aumento.

Valor Medido Aumento Disminuyo No cambio

BPM

∆T onda R del primer sonido

∆T onda R del segundo sonido

∆T primero al segundo

∆T segundo sonido al próximo

p-p primer sonido

p-p segundo sonido

3. ¿Cuál de los cuatro sonidos cardiacos es más ruidoso? De una razón. 4. ¿La eyección ventricular ocurre durante la despolarización ventricular o durante la repolarización ventricular? ¿por qué?. 5. Defina “soplo sistólico” y de un ejemplo de su causa. 6. Defina “soplo diastólico” y de un ejemplo de su causa. 7. Defina “ciclo cardíaco”.

98

PRÁCTICA 5

ESPIROGRAMA

(PARTE I) Volúmenes y capacidades Pulmonares

I. INTRODUCCIÓN. La ventilación pulmonar representa los flujos de aire de entrada y de salida entre la atmósfera y los pulmones. Los pulmones y la pared torácica son estructuras elásticas. Normalmente, existe sólo una capa delgada de líquido entre los pulmones y la pared torácica. Los pulmones se deslizan con facilidad sobre la pared torácica y se adhieren fuertemente a ella, tal y como dos pedazos mojados de vidrio que se deslizan uno sobre el otro pero no se dejan separar. La presión en el espacio entre los pulmones y la pared torácica (presión intrapleural) es subatmosférica (Fig. 1). Los pulmones son estirados cuando se expanden al nacer, y al final de la espiración tranquila su tendencia a retraerse de la pared torácica sólo es equilibrada por la tendencia de la pared torácica a retraerse en dirección opuesta. Si

la pared torácica se abre, los pulmones se colapsan. Si los pulmones pierden su elasticidad, el tórax se expande y adquiere forma de barril. La inspiración es un proceso activo. La contracción de los músculos inspiratorios aumenta el volumen torácico. La presión intrapleural, que es normalmente de –2.5 mm Hg, disminuye a cerca de –6 mm Hg al iniciarse la inspiración. Los pulmones son atraídos a una posición más expandida. La presión en las vías respiratorias se vuelve ligeramente negativa y el aire fluye al interior de los pulmones (Fig. 1). Al finalizar la inspiración, la retracción elástica de los pulmones y de las estructuras de la caja torácica, provoca que el volumen del tórax regrese al valor espiratorio. La presión en el interior de las vías respiratorias se vuelve ligeramente positiva y el aire fluye al exterior de los pulmones. Durante el reposo, la espiración es pasiva, en el sentido de que no se requiere de la contracción de los músculos espiratorios para disminuir el volumen torácico. Sin embargo hay cierta contracción de los músculos inspiratorios en la parte inicial de la espiración. Esta contracción ejerce una acción de freno sobre las fuerzas de retracción y hace más lenta la espiración. Durante la inspiración forzada la presión intrapreural alcanza valores tan bajos como -30mm Hg, con la producción de grados correspondientemente mayores de inflación pulmonar. Cuando se incrementa la ventilación, el grado de desinflación pulmonar también aumenta por contracción de músculos espiratorios que disminuyen el volumen torácico. El volumen de aire que una persona inhala (inspira) y exhala (espira) puede ser medido con un espirómetro (espiro: respiración, metro: medición). Este aparato inventado en 1846 por Hutchinson es un registrador de volumen, que consiste en un tambor introducido dentro de una cámara de agua y equilibrado por un contrapeso. El tambor está unido mediante una polea a una plumilla que escribe sobre un cilindro de registro giratorio. Además en el tambor existe un gas respirable, habitualmente aire u oxígeno; un tubo conecta la boca con la cámara de gas (Fig. 2). Cuando el aire proveniente de los pulmones, entra en este aparato, el tambor se eleva y, debido al

Fig. 1. Cambios en la presión intrapleural e intrapulmonar en relación con la presión atmosférica durante la inspiración y espiración. Nótese que si no hubiera resistencia en las vías respiratorias y el tejido, la presión intrapleural seguiría la línea punteada y que la curva real de presión está desviada a la izquierda por esas resistencias.

99

sistema de poleas, la plumilla se desplaza hacia abajo. Por lo tanto un desplazamiento de la plumilla hacia abajo representa la espiración y un desplazamiento hacia arriba la inspiración. El registro resultante de los cambios de volumen contra el tiempo es llamado Espirograma. En esta lección usaremos un transductor de flujo y un programa que transforma el flujo aéreo en volumen de aire, para aproximarnos a la lectura de un espirómetro. Este es un método mucho más rápido para obtener los valores de las capacidades y volúmenes pulmonares, pero el procedimiento de registro debe de ser realizado con exactitud para lograr una conversión exacta de flujo a volúmenes.

En el espirograma se pueden medir cuatro volúmenes pulmonares. (Fig. 3). Volumen Corriente (VC) es el volumen de aire

inspirado o espirado durante una respiración normal. En reposo, el VC es aproximadamente de 500 ml, y durante el ejercicio puede superar los 3 litros.

Volumen Inspiratorio de Reserva (VIR), es el

volumen máximo de aire que puede ser inspirado después de una inspiración normal. Los valores de reposo del VIR son de 3,300 ml aproximadamente en el adulto joven masculino y 1,900 ml en adultos jóvenes femeninos.

Volumen Espiratorio de Reserva (VER), es el

volumen máximo de aire que puede ser exhalado después de la espiración normal. Los valores de reposo del VER son de 1,000 ml aproximadamente en adulto joven masculino y 700 ml en adulto joven femenino.

Volumen Residual (VR) es el volumen de aire que permanece en los pulmones después de una espiración máxima. En contraste con VIR, VC y VER, el volumen residual no cambia con el ejercicio y no se puede medir mediante una espirografía simple. El VR en el adulto promedio es de 1,200 ml en el hombre y de 1,100 en la mujer. La existencia del Volumen Residual refleja el hecho de que después de la primera respiración, al inflarse los pulmones, nunca vuelven a vaciarse completamente durante los siguientes ciclos respiratorios.

Al describir los sucesos del ciclo pulmonar, a veces es deseable considerar juntos 2 o más de los volúmenes primarios antes descritos. Estas combinaciones de volúmenes reciben el nombre de Capacidades Pulmonares (Fig. 3). 1. Capacidad Inspiratoria (CI). Es la cantidad

de aire (aprox. 3,500 ml) que una persona puede inspirar comenzando en el nivel de una espiración normal e inflando al máximo sus pulmones.

CI = VC + VIR

2. Capacidad Espiratoria (CE). Es la cantidad

de aire que una persona puede eliminar a partir de un nivel de inspiración normal y vaciando al máximo sus pulmones.

CE = VC + VER

3. Capacidad Residual Funcional (CRF). Es la

cantidad de aire que queda en los pulmones después de una espiración normal (aprox. 2,300 ml).

CRF = VER + VR

4. Capacidad Vital (CV). Es la máxima cantidad

de aire que se puede expulsar de los pulmones de una persona después de una inspiración máxima y espirando al máximo (aprox. 4,600 ml).

CV = VIR + VC + VER

5. Capacidad Pulmonar Total (CPT). Es la

cantidad de aire que se encuentra en los pulmones al final de una inspiración forzada. (Aprox. 5,800 ml)

CPT = VIR +VC + VER +VR.

Todos los volúmenes y capacidades pulmonares son un 20-25% menor en la mujer que en el hombre y son mayores en personas altas y atléticas que en los sujetos pequeños y asténicos.

Fig. 2. Espirómetro.

100

Los volúmenes y capacidades pulmonares (VRI, VC, VRE, CV, CI y CE) pueden determinarse directamente midiendo con un espirómetro simple el aire inspirado o espirado durante maniobras respiratorias adecuadas. Por el contrario para medir CRF, CPT y VR se requieren técnicas espirográficas especiales. En general, en la práctica clínica se mide la CRF mediante pletismografía o con espirometría con dilución de helio. Después puede calcularse fácilmente la CPT sumando la CI a la CRF y, finalmente, el VR restando la CV de la CPT. Los volúmenes y capacidades pulmonares son determinados cuando el médico evalúa el sistema respiratorio ya que los valores de estos parámetros varían con las enfermedades pulmonares. En esta lección vamos a medir el volumen corriente, el volumen inspiratorio de reserva y el volumen espiratorio de reserva. El volumen residual no puede ser medido directamente con un espirómetro, ni con un transductor de flujo.

También se calculará la capacidad inspiratoria, capacidad vital y el porcentaje observado de la capacidad vital. Luego se comparará capacidad vital observada con capacidad vital predicha. La siguiente ecuación puede ser usada para obtener los valores de la capacidad vital predicha para hombres o mujeres según su estatura y edad. La capacidad vital depende, sin embargo, de otros factores y por lo tanto hasta un 80% de los valores predichos de CV serán todavía considerados como normales. Tabla 1.

Ecuaciones para predecir la Capacidad Vital Hombre CV = 0.052 H - 0.022 A - 3.60 Mujer CV = 0.041 H - 0.018 A- 2.69

CV: capacidad vital, H: estatura en centímetros, A: edad

en años.

Fig. 3. Diagrama que muestra las excursiones respiratorias durante la respiración normal y durante la inspiración y espiración máximas.

101

BIBLIOGRAFÍA. -Fauci A., et. al. Enfermedades del aparato respiratorio (alteraciones de la función respiratoria) . En: Braunwald E., et. al. eds. Principios de Medicina Interna. 15ª ed. México: Mac-Graw-Hill Interaméricana, 2002: 1697-1704. -Best and Tylor., et. al. Ventilación. En: Dvorkin M., Cardinalli D. eds. Bases fisiológicas de la práctica médica. 13ª ed. Editorial médica panaméricana, 2003: 113-122. -Ganong W. Función pulmonar. En: Ganong W. ed. Fisiología médica. 19ª ed. México: Manual moderno, 2004:701-720. -Tresguerres J., et al. Mecánica de la respiración. En: Tresguerres J., et. al. eds. Fisiología Humana. 2a ed. Madrid: MacGraw-Hill Interamericana de España, S. A. U., 1999: 611-625. -Des Jardins T. Valoración torácica y manifestaciones clínicas comunes de las enfermedades respiratorias. En: Des Jardins T. ed. Enfermedades Respiratorias. Manifestaciones clínicas. 2ª ed. México: El manual moderno, 1993: 01-90. -Cosío I, et. al. Exploración funcional del aparato respiratorio. En: Méndez O. ed. Aparato Respiratorio. 10ª ed. México: Méndez editores, 1983: 187-197. -Guyton A., et. al. Ventilación pulmonar. En: Guyton A., Hall J. eds. Tratado de Fisiología Médica. 10ª ed. México: MacGraw-Hill Interamericana, 2001: 525-538. -Pflanzer R. Lección 12 (Función pulmonar I). En: Kremer J. ed. Biopac Student Laboratory Manual. California: Biopac Systems Inc., 2000: 1-19.

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES. 4) Observar experimentalmente, registrar y/o

calcular volúmenes y capacidades pulmonares.

5) Comparar los valores observados de volumen y capacidad con los valores calculados.

6) Comparar los valores normales de volúmenes y capacidades pulmonares de sujetos de diferente sexo, edad, peso y altura.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES.

Preparación del sistema del registro: I. Colocación de los sistemas de registro: • Coloque un filtro bacteriológico en la

“boquilla” de la jeringa de calibración. • Insertar el ensamblaje Filtro/jeringa de

calibración en el transductor de flujo de aire.

• Conectar el cable del transductor de flujo de aire a la unidad BIOPAC MP30 al CH-1.

IV. Calibración del sistema: Tras haber traccionado el émbolo de la jeringa de calibración hacia fuera completamente y activado en forma secuencial el botón de “Calibración” y “OK”, aparecerá en la pantalla el registro de la calibración; en ese momento se deberá realizar el ciclo del pistón del jeringa en 5 ocasiones de la siguiente manera: 1) Empuje hasta el fondo el émbolo en un tiempo aproximado de 1 segundo. 2) Espere 2 segundos. 3) Traccione el émbolo hacia fuera completamente en un tiempo de 1 segundo aproximadamente. 4) Espere 2 segundos. Repita el procedimiento anterior (de 1 a 4) en 4 ocasiones más. Una vez calibrado, se desacoplará la jeringa de calibración del transductor, sustituyéndola por una pieza bucal. El sujeto debe permanecer sentado sosteniendo verticalmente el transductor con una pinza de nariz obturándole las fosas nasales (durante todo el tiempo que dure cada maniobra) y comenzará a respirar a través del transductor de flujo de aire. Se procederá a la adquisición de los datos durante las siguientes maniobras experimentales secuenciadas: 1. Sujeto en reposo con ciclos ventilatorios normales con inspiración y espiración profundas El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado mientras realiza

102

ciclos ventilatorios normales (inhalación-espiración). En este momento tras haber presionado el botón de “registrar” se procederá capturar datos durante los 20 segundos (de 3-5 ciclos ventilatorios). Transcurrido este tiempo, el sujeto de estudio realizará una inhalación tan profunda como le sea posible e inmediatamente exhalará de tal manera que regrese al punto de espiración normal, posterior a esto, volverá a realizar ciclos ventilatorios normales durante otros 20 segundos. Después de haber registrado de 3-5 ciclos ventilatorios normales, el sujeto de estudio realizará una exhalación tan profunda como le sea posible e inmediatamente inspirará de tal manera que regrese al punto de espiración normal, posterior a esto, volverá a realizar ciclos ventilatorios normales durante otros 20 segundos. Finalizado los 20 segundos, se concluirá el procedimiento de adquisición de datos, activando en forma secuencial el botón de alto y el de hecho.

IV. ANÁLISIS DE DATOS.

Se estipulará en las “cajas de medición” tanto el # de canal como el tipo de medición, esto es: a) El valor máximo de amplitud (max) b) El valor mínimo de amplitud (min) c) La diferencia de amplitud entre el valor

máximo y el mínimo (p-p) d) La diferencia de amplitud entre el punto inicial

y el final del área seleccionada (∆).

Se seleccionará un segmento del registro mediante el cursor, obteniéndose los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

103

FONOCARDIOGRAMA Y EKG

INFORME

Nombre del estudiante._____________________________________________________________________ Sección de Laboratorio._____________________ Fecha._________________________

I. Mediciones de volumen.

Perfil del sujeto.

Nombre del sujeto de estudio ________________________________________________________________ Estatura.________________, Edad.________________, Peso.________________, Altura: _______________ Sexo: Masc. / Fem. A. Predicción de la Capacidad Vital. Use la ecuación siguiente para predecir la capacidad vital.

Ecuación Predictiva de la Capacidad Vital

Hombres CV = 0.052 H – 0.022 A - 3.60

Mujeres CV = 0.041 H – 0.018 A - 2.69 CV: Capacidad vital (litros), H: Altura (cm), A: Edad (años).

Predicción de CV: ___________litros.

B. Volúmenes y capacidades observadas.

Tipo de Volumen Medición (L).

Volumen corriente (VC)

Volumen inspiratorio de reserva (VIR)

Volumen espiratorio de reserva (VER)

Capacidad vital (CV)

Volumen residual (VR) usado: __________ litros.

104

Utilice los datos obtenidos para calcular las siguientes capacidades.

Capacidad Formula Resultado

Inspiratoria (IC) IC= TV + IRV

Espiratoria (EC) EC= TV + ERV

Funcional Residual (FRC) FRC= ERV + RV

Pulmonar Total (TLC) TLC= IRV + TV + ERV + RV Compare los volúmenes pulmonares del paciente con los volúmenes normales expuestos en la introducción Volumen corriente ______, Volumen Inspiratorio de reserva ______, Volumen Espiratorio de reserva _____ C. Observaciones VS Capacidad Vital predicha. ¿Cuál es la capacidad vital observada en relación a la predicha?

___ Litros observados. (Litros predichos) ________ x 100 = _______% Nota. Las capacidades vitales son dependientes de otras variables además de la edad y la altura. Por lo tanto un 80% de la capacidad vital predicha es todavía considerada como “normal”.

II. Preguntas. 1. ¿Por qué la capacidad vital predicha varía con la estatura? 2. ¿Explique que otros factores aparte del sexo y la estatura pueden afectar la capacidad pulmonar? 3. ¿Cómo variará la medición del volumen si se tomara luego del ejercicio vigoroso?

105

4. Defina el volumen corriente. 5.Defina el volumen inspiratorio de reserva. 6.Defina el volumen residual. 7.Defina la capacidad vital. 8. Defina la capacidad espiratoria 9. Defina la capacidad residual funcional. 10. ¿Cuál es la formula para predecir la capacidad vital?

106

PRÁCTICA 6

ESPIROGRAMA

(Parte II) Velocidades de Flujo Pulmonar.

I. INTRODUCCIÓN. El sistema respiratorio realiza las siguientes funciones importantes: proporcionar el oxígeno (O2), indispensable para el metabolismo celular, remover el dióxido de carbono (CO2), que resulta del catabolismo y ajustar el balance ácido-base a través del control de la presión parcial del CO2 en la sangre. La medición de los volúmenes pulmonares y de los flujos de aire a través de las vías respiratorias son herramientas importantes de diagnóstico para varias enfermedades pulmonares. Mediante una espirometría simple se pueden medir los siguientes flujos pulmonares: - Capacidad Vital Forzada (CVF), la cantidad

máxima de aire que una persona puede exhalar con la mayor fuerza y rapidez posible (forzadamente) después de una inhalación máxima. Normalmente la CVF = CV.

- Volumen Espiratorio Forzado (VEF), es el

volumen de aire que una persona exhala a

través de una expiración forzada que sigue después de una inspiración forzada, en intervalos de 1, 2 y 3 segundos (VEF1, VEF2, VEF3) (fig. 2). Normalmente la razón porcentual entre VEF y CVF es de 83% para VEF1, 94% para VEF2 y 97% para VEF3. En la enfermedad obstructiva aumenta el tiempo necesario para exhalar un cierto volumen de gas de manera forzada y por lo tanto la razón porcentual VEF/CV disminuye.

- Ventilación Voluntaria Máxima (VVM), es la

cantidad de aire ventilado en un minuto por un individuo que hace un esfuerzo respiratorio máximo (que respira lo más profundo y rápido posible). La VVM en el varón sano entre 20 y 30 años es de casi 170 L/min. La VVM normal para la mujer sana entre 20 y 30 años es de unos 110 L/min. La VVM disminuye de manera progresiva en las enfermedades obstructivas. Fig. 3.

Fig. 1. Capacidad Vital Forzada (CVF). “A” es el punto de inspiración máxima y el punto de comienzo de una CVF.

Fig. 2. Volumen Espiratorio Forzado, en periodos de tiempo (VEF 1).

107

- Flujo Espiratorio Forzado 25-75% (FEF 25-

75%) es un índice calculado utilizando la capacidad vital forzada (CVF). Este índice se usa con frecuencia para determinar la permeabilidad de las vías respiratorias de tamaño mediano en las enfermedades pulmonares obstructivas. Representa el flujo de aire que se produce durante un cambio de 25 a 75% de la CVF. El FEF 25-75% para el hombre sano entre 20 y 30 años es de unos 4.5 L/seg (270 L/min) y para la mujer sana entre 20 y 30 años es de unos 3.5 L/seg (210 L/min). El FEF 25-75% disminuye progresivamente con la edad. En la enfermedad obstructiva se han reportado valores del FEF 25-75% tan bajas como 0.3 L/seg (20 L/min) (Fig. 4).

Dentro de una persona, la velocidad y la profundidad de la ventilación no son estáticos sino

que más bien deben constantemente ajustarse a las cambiantes necesidades del cuerpo. A medida que aumentan los niveles de actividad física, los volúmenes y las velocidades de los flujos de aire que entran y salen de sus pulmones también aumentan. Estos parámetros están alterados en ciertas enfermedades pulmonares, especialmente las de tipo crónico. Las enfermedades pulmonares crónicas pueden ser clasificadas en dos categorías importantes: 1. Enfermedades pulmonares obstructivas. 2. Enfermedades pulmonares restrictivas. Enfermedades Pulmonares Obstructivas. En las enfermedades pulmonares obstructivas, tales como el asma, la velocidad del flujo de aire que entra y sale de los pulmones esta reducido. Esto se debe a la inflamación de las vías respiratorias, a las abundantes secreciones mucosas y a la constricción del músculo liso bronquial, que reducen los diámetros de las vías aéreas y aumentan su resistencia al flujo. En la clínica esto se traduce por la aparición de un sonido tipo silbido que se genera durante el ciclo respiratorio. En la enfermedad pulmonar obstructiva la alteración espirográfica patognomónica es la disminución de la velocidad del flujo espiratorio. Cuando la enfermedad está totalmente establecida, disminuye la relación VEF1/CVF, al igual que la FEF 25-75% (Fig. 5). Las enfermedades obstructivas se caracterizan también por el atrapamiento aéreo, que consiste en el aumento de la capacidad residual funcional (CRF), debido que el pulmón no puede eliminar todo el volumen espiratorio de reserva normal. Por consiguiente, en las enfermedades obstructivas el volumen residual (VR) se eleva y la capacidad vital disminuye.

Fig. 3. Ventilación Máxima Voluntaria (VVM)

Fig. 4. Flujo Espiratorio Forzado 25% a 75% (FEF 25-75%)

Fig. 5. Trazados de la capacidad vital forzada (CVF), en una persona normal (arriba) y en una con enfermedad obstructiva (abajo).

108

Enfermedades Pulmonares Restrictivas. En la enfermedad pulmonar restrictiva, la capacidad de una persona de inflar y desinflar los pulmones está reducida, y como resultado, algunos volúmenes y capacidades pulmonares están por debajo de lo normal. Por ejemplo, en fibrosis pulmonar (la cual ocurre en la enfermedad de mineros de carbón), la capacidad vital está reducida, debido a reducciones en los volúmenes inspiratorios y espiratorios de reserva. En las enfermedades pulmonares restrictivas también se observa un aumento del volumen corriente (VT) de reposo. Esto también ocurre en la silicosis y otras enfermedades crónicas del pulmón, en la cual los pulmones llegan a ser menos distensibles. En las enfermedades pulmonares restrictivas el alvéolo tiende a colapsarse en la espiración dado que la capacidad pulmonar total está disminuida. Recordemos que en condiciones normales, el volumen residual no se moviliza en la espiración aún cuando sea máxima y forzada. Sin embargo, dado que este tipo de enfermedades tiende al colapso del alvéolo, el volumen residual puede estar disminuido. El patrón restrictivo se puede dividir en dos subgrupos, dependiendo de la localización de la enfermedad pulmonar (parenquimatosa o extraparenquimatosa). En las enfermedades pulmonares parenquimatosas el VR suele estar disminuido, y se conserva la velocidad del flujo espiratorio forzado. De hecho la razon porcentual entre VEF 1 y CVF, es a menudo supranormal, es decir desproporcionadamente alta en relación con el tamaño de los pulmones (Fig. 6.6).

En el patrón extraparenquimatoso, caracterizado solo por disfunción inspiratoria, debido a la debilidad de los músculos inspiratorios o rigidez de la pared torácica, se ejercen fuerzas de distensión insuficientes sobre un pulmón por lo demás normal. Como consecuencia, los valores de la CPT son inferiores a los teóricos, el VR no suele afectarse de manera significativa y están conservados los flujos espiratorios. En el patrón extraparenquimatoso con alteraciones tanto de la inspiración como de la espiración, también está limitada la capacidad para espirar, bien por debilidad de los músculos espiratorios o bien por deformidad de la pared costal, que es anormalmente rígida para volúmenes inferiores a la capacidad residual funcional (CRF). En consecuencia el VR suele estar elevado. La relación VEF 1/CVF es variable y depende de la fuerza de los músculos espiratorios. Si la fuerza de los músculos espiratorios está disminuida significativamente, disminuye la capacidad para espirar con rapidez y disminuye la razon VEF 1/CVF aunque no exista una obstrucción al flujo de aire. No es poco común encontrar en una persona enfermedades pulmonares restrictivas y obstructivas simultáneamente, aunque incluso cada enfermedad puede tener un origen diferente y puede haber comenzado en tiempos diferentes. Por ejemplo, una persona puede sufrir de enfisema y fibrosis del pulmón al mismo tiempo. En está práctica realizaremos dos pruebas para medir las velocidades del flujo pulmonar: 1. Volumen espiratorio Forzado (VEF). 2. Ventilación voluntaria máxima (VVM). Prueba No. 1. Volumen Espiratorio Forzado (VEF). En esta prueba se grabaran y mediran los volúmenes espiratorios forzados en 1, 2 y 3 segundos (Fig. 2.). El adulto normal es capaz, con un esfuerzo máximo, de expirar cerca de un 66-83% de su capacidad vital en un segundo (VEF1), 75-94% de su capacidad vital en 2 segundos (VEF2) y 78-97% de su capacidad vital al final del tercer segundo (VEF3). La capacidad vital de una paciente con asma puede estar normal si es medida en una prueba de Capacidad Vital de Estado Unico, la cual permite tomarse tanto tiempo como sea necesario para la inhalación y exhalación máxima. Sin embargo, el volumen espiratorio forzado (VEF)

Fig. 6. Curvas de flujo-tiempo en cuadros normal y restrictivo, comparando trazados de espiración forzada.

109

está reducido ya que una abundante secreción mucosa y la contracción de los músculos lisos bronquiales reducen los diámetros de las vías aéreas y aumentan la resistencia al flujo. Prueba No.2. Ventilación Voluntaria Máxima. (VVM). Para realizar esta prueba, el sujeto inspira y espira tan profundo y tan rápido como le sea posible (> 1 respiración/segundo). Se miden el volumen corriente y la frecuencia respiratoria. Ya que la ventilación máxima es difícil de mantener, el sujeto hiperventila por un máximo de 15 segundos. Luego para calcular el VVM, el volumen promedio por ciclo respiratorio (litros) es multiplicado por el número de ciclos por minuto. La VVM puede también ser extrapolada del volumen de aire total movido en un período de 12 segundos (volumen total en 12 segundos x 5 = VVM). Los valores normales varían con el sexo, edad y talla. El VVM es una medida de cuanto el sistema pulmonar limita la capacidad de trabajar o ejercitarse. Normalmente, un máximo de un 50% de la VVM puede ser utilizada para ejercitarse por un período de más de 10 minutos. La mayoría de las personas tienen problemas al respirar cuando sólo usan entre 30 y 40% de su VVM disponible. La VVM tiende a reducirse tanto en las enfermedades pulmonares obstructivas como en las restrictivas. BIBLIOGRAFÍA. -Fauci A., et. al. Enfermedades del aparato respiratorio (alteraciones de la función respiratoria) . En: Braunwald E., et. al. eds. Principios de Medicina Interna. 15ª ed. México: Mac-Graw-Hill Interaméricana, 2002: 1697-1704. -Best and Tylor., et. al. Ventilación. En: Dvorkin M., Cardinalli D. eds. Bases fisiológicas de la práctica médica. 13ª ed. Editorial médica panaméricana, 2003: 113-122. -Ganong W. Función pulmonar. En: Ganong W. ed. Fisiología médica. 19ª ed. México: Manual moderno, 2004:701-720. -Tresguerres J., et al. Mecánica de la respiración. En: Tresguerres J., et. al. eds. Fisiología

Humana. 2a ed. Madrid: MacGraw-Hill Interamericana de España, S. A. U., 1999: 611-625. -Des Jardins T. Valoración torácica y manifestaciones clínicas comunes de las enfermedades respiratorias. En: Des Jardins T. ed. Enfermedades Respiratorias. Manifestaciones clínicas. 2ª ed. México: El manual moderno, 1993: 01-90. -Cosío I, et. al. Exploración funcional del aparato respiratorio. En: Méndez O. ed. Aparato Respiratorio. 10ª ed. México: Méndez editores, 1983: 187-197. -Guyton A., et. al. Ventilación pulmonar. En: Guyton A., Hall J. eds. Tratado de Fisiología Médica. 10ª ed. México: MacGraw-Hill Interamericana, 2001: 525-538. -Pflanzer R. Lección 13 (Función pulmonar II). En: Kremer J. ed. Biopac Student Laboratory Manual. California: Biopac Systems Inc., 2000: 1-19.

II. OBJETIVOS EXPERIMENTALES. 1) Observar experimentalmente, registrar y/o

calcular volumen espiratorio forzado (VEF) y la ventilación voluntaria máxima (VVM).

2) Comparar valores observados del VEF con

los normales predichos. 3) Comparar los valores del VVM con los otros

de su clase.

III. MANIOBRAS EXPERIMENTALES. Preparación del sistema del registro: I. Colocación de los sistemas de registro: • Coloque un filtro bacteriológico en la

“boquilla” de la jeringa de calibración. • Insertar el ensamblaje Filtro/jeringa de

calibración en el transductor de flujo de aire.

• Conectar el cable del transductor de flujo de aire a la unidad BIOPAC MP30 al CH-1.

V. Calibración del sistema:

110

Tras haber traccionado el émbolo de la jeringa de calibración hacia fuera completamente y activado en forma secuencial el botón de “Calibración” y “OK”, aparecerá en la pantalla el registro de la calibración; en ese momento se deberá realizar el ciclo del pistón del jeringa en 5 ocasiones de la siguiente manera: 1) Empuje hasta el fondo el émbolo en un tiempo aproximado de 1 segundo. 2) Espere 2 segundos. 3) Traccione el émbolo hacia fuera completamente en un tiempo de 1 segundo aproximadamente. 4) Espere 2 segundos. Repita el procedimiento anterior (de 1 a 4) en 4 ocasiones más. Una vez calibrado, se desacoplará la jeringa de calibración del transductor, sustituyéndola por una pieza bucal. El sujeto debe permanecer sentado sosteniendo verticalmente el transductor, con una pinza de nariz obturándole las fosas nasales (durante todo el tiempo que dure cada maniobra) y comenzará a respirar a través del transductor de flujo de aire. Se procederá a la adquisición de los datos durante las siguientes maniobras experimentales secuenciadas:

1. Volumen Espiratorio Forzado (FEV) el sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado mientras realiza ciclos ventilatorios normales (inhalación-espiración). en este momento tras haber presionado el botón de “registrar” se procederá capturar datos durante los 20 segundos (de 3-5 ciclos ventilatorios). transcurrido este tiempo, el sujeto de estudio realizará una inhalación tan profunda como le sea posible, sostendrá la respiración durante 3-5 segundos y procederá a exhalar tan rápidamente y completamente como le sea posible, posterior a esto, volverá a realizar ciclos ventilatorios normales durante otros 20 segundos. Finalizado los 20 segundos, se concluirá el procedimiento de adquisición de datos activando el botón de “Alto”, y se seleccionará el área de exhalación máxima (al menos 3 segundos de

ancho) y se activará en forma secuencial el botón “Inicio FEV” y el de “Comenzar MVV”. 1. Ventilación Voluntaria Máxima (MVV) El sujeto de estudio permanecerá en posición sentada, en reposo y relajado mientras realiza ciclos ventilatorios normales (inhalación-espiración). En este momento tras haber presionado el botón de “Registro MVV” se procederá capturar datos durante los 20 segundos (de 3-5 ciclos ventilatorios). Transcurrido este tiempo, el sujeto de estudio hiperventilar tan profunda y rápidamente como le sea posible durante 12-15 segundos, posterior a esto, volverá a realizar ciclos ventilatorios normales durante otros 20 segundos. Finalizado los 20 segundos, se concluirá el procedimiento de adquisición de datos activando el botón de “Alto”, se seleccionará el área de exhalación máxima (al menos 3 segundos de ancho) y se activará en forma secuencial el botón “Inicio FEV” y el de “Comenzar MVV”. IV. ANÁLISIS DE DATOS. Tras haber entrado al modo de “Revisión de Datos Guardados” y escogido el archivo a analizar: a) FEV: Se activará en forma secuencial al “Archivo del menú”, “Preferencias de Muestra”, “Muestre grillas” y “Ok”, entonces se estipulará en las “cajas de medición” tanto el # de canal como el tipo de medición, esto es: • La diferencia en tiempo entre el punto inicial y

el final del área seleccionada (∆T) en CH-1. • La diferencia de amplitud entre el valor

máximo y el mínimo del (p-p) en CH-1.

Se seleccionarán diferentes segmentos del registro mediante el cursor, obteniéndose los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor. b) MVV: Se estipulará en las “cajas de medición” tanto el # de canal como el tipo de medición, esto es:

111

• La diferencia en tiempo entre el punto inicial y el final del área seleccionada (∆T) en CH-1.

• La diferencia de amplitud entre el valor máximo y el mínimo del (p-p) en CH-1.

Se seleccionarán diferentes segmentos del registro mediante el cursor, obteniéndose los datos para analizarlos y discutirlos con el profesor.

112

ESPIROGRAMA

INFORME

Nombre del estudiante._____________________________________________________________________ Sección de Laboratorio.___________________ Fecha._________________________

I. Cálculo de Datos.

Perfil del sujeto.

Nombre del sujeto de estudio ________________________________________________________________ Estatura.________________, Edad._______________, Peso.______________, Altura: __________________ A. Capacidad Vital (CV).

CH1 medición p-p: _______________________

B. Comparación de FEVX% para Valores Normales.

Intervalo De

Tiempo (seg)

Volumen de Fuerza

Expiratoria (FEV) [P-P]

Capacidad Vital (VC) desde A

FEV / VC cálculo

(FEV / VC) x 100 = %

cálculo FEVX

Promedios para

referencia

C. Mediciones MVV. 1) Números de ciclos en intervalos de 12 segundos: ___________________

113

2) Calcule el número de ciclos respiratorios por minuto (RR):

RR = Ciclos/ min = Número de ciclos en intervalos de 12 segundos x 5. Número de ciclos en intervalos de 12 segundos (de lo anterior): _________ x 5 = __________ ciclos/min. 3) Mida cada ciclo. Complete la siguiente tabla con una medición para cada ciclo individual. Si el sujeto tiene completos solo 5 ciclos/ período de 12 seg entonces solo complete los volúmenes para 5 ciclos. Si hay un ciclo incompleto no lo registre (la tabla puede tener más ciclos de los que usted necesite).

Numero de ciclo

Medición [CH 0 P-P]

Ciclo 1

Ciclo 2

Ciclo 3

Ciclo 4

Ciclo 5

Ciclo 6

Ciclo 7

Ciclo 8

Ciclo 9

Ciclo 10

Ciclo 11

Ciclo 12

Ciclo 13

Ciclo 14

Ciclo 15 4) Calcule el volumen promedio por ciclo (AVCP). Sumar los volúmenes de todos los ciclos en la tabla anterior

Suma = _________________ litros.

114

Divida la suma anterior por el número de ciclos contados. La respuesta es el volumen promedio por ciclo (AVCP).

AVCP = ____________ / ________________ = __________ litros. Suma # de ciclos contados 5) Calcule el MVVest Multiplique el AVCP por el número de ciclos respiratorios por minuto (RR) como se calculó anteriormente.

MVV = AVCP x RR = _________ x _________ = _____________ litros/minuto AVCP RR

II. Preguntas. 1. Defina el volumen espiratorio forzado (VEF). 2. Es posible para un sujeto tener una capacidad vital (estado individual) dentro de un rango normal pero un valor de VEF1 por debajo del rango normal? Explique su respuesta. 3. Defina la capacidad vital forzada. 4. Defina el flujo espiratorio forzado 25-75%.

115

5. Defina la ventilación voluntaria máxima (VVM). 6. ¿La ventilación voluntaria máxima disminuye con la edad? ¿Por qué?. 7. Los asmáticos tienden a tener sus vías aéreas estrechadas por constricción del músculo liso, engrosamiento de las paredes y secreción de moco. ¿Cómo podría esto afectar la capacidad vital, VEF 1 y VVM?. 8. Los fármacos broncodilatadores dilatan las vías aéreas y aclaran el moco. ¿Cómo podría esto afectar las mediciones del VEF y VVM? 9. ¿Cómo podrían las mediciones del VEF 1 y VVM de una persona asmática compararse con las de un atleta?. 10. En el patrón restrictivo ¿que parámetros espirométricos están alterados? 11. Cite algunas condiciones en las que existe patrón restrictivo.