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Unidad Didáctica I.I t d ió l Fi i l í C t d Introducción a la Fisiología. Concepto de Homeostasis. Conceptos Fisiopatológicos

Básicos.

Tema 1. Conceptos generales de Fisiología y Fisiopatología.

Tema 1Conceptos generales de Fisiología y Fisiopatología.

1. Concepto de Fisiología.1 1 Regulación fisiológica y concepto de homeostasis1.1.Regulación fisiológica y concepto de homeostasis.1.2. Mecanismos homeostáticos.

1.2.1. Homeostasis intracelular.

1.2.3. Comunicación intercelular.1.3. Función de la membrana celular en los procesos homeostáticos.

1.3.1. Estructura de la membrana.

1.3.2. Mecanismos de transporte.2. Concepto de Fisiopatología.

2.1. Concepto de enfermedad.

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Tema 1Conceptos generales de Fisiología y Fisiopatología

1. Concepto de Fisiología.“Ciencia experimental y básica que trata del estudio de lasCiencia experimental y básica que trata del estudio de las

funciones y procesos que se llevan a cabo en los seres vivosSANOS”.

Los procesos que se llevan a cabo en los organismos pueden serde dos tipos:

a. Procesos concernientes al funcionamiento coordinado del d f f llos diferentes sistemas que forman al ser vivo.b. Procesos relacionados con el funcionamiento del ser vivocon respecto al medio en el que vive.


Los aspectos generales que estudia la Fisiología son:1 Cómo se regulan los procesos biológicos1. Cómo se regulan los procesos biológicos.2. Cómo interaccionan las diferentes funciones.

3. Cómo se adaptan las funciones a los cambios ocurridos enel entorno.

CONCLUSIÓN:CONC US ÓN:

La Fisiología es la ciencia que estudia las funciones de los seresvivos sanos y su regulación, incluyendo los conceptos dehomeostasis y de adaptación.

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1.1. Regulación fisiológica y concepto de homeostasis.Cl d B d (1868) d ibió l d di iClaude Bernard (1868) describió el concepto de medio interno:

Las células del organismo están bañadas por un medio líquidoque se renueva constantemente y cuyas condiciones debenpermanecer constantes gracias a la existencia de mecanismosde regulación.

Cannon (1928) definió el concepto de homeostasia:“M i i d l í i fí i í i d l“Mantenimiento de las características físicas y químicas delmedio interno”.

Existen mecanismos homeostáticos que recobran las condicionesde normalidad.


1.2. Mecanismos homeostáticos.

Estos mecanismos son los responsables de mantener yreestablecer las condiciones de normalidad del medio interno.Varían a lo largo de la vida.

Aunque tradicionalmente el concepto de homeostasis se hareferido al medio extracelular, también puede aplicarse al

d l l h f l dmedio intracelular y hace referencia a los mecanismos deregulación de la actividad enzimática que se llevan a cabo enel interior de la célula.

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1.2.1. Homeostasis intracelular.Existen tres mecanismos:Existen tres mecanismos:

1. Retroalimentación negativa: Se “miden” variaciones y seactiva o inhibe una respuesta.

2. Retroalimentación positiva: Se favorece un cambioprogresivo en una dirección.3. Alimentación anterógrada: Se anticipa a los cambios.4. Otros mecanismos: Proteínas intracelulares,fosforilación/defosforilación, concentración intracelular deiones (especialmente Ca2+) y pH.


1.2.2.Comunicación intercelular.Los mecanismos de regulación requieren la comunicación entreLos mecanismos de regulación requieren la comunicación entre

células. Esta comunicación se puede llevar a cabo a través de4 mecanismos:1. Comunicación directa por uniones en hendidura (tipo GAP).Son canales proteicos que permiten el flujo de iones ymoléculas pequeñas entre células vecinas. Estos canales secierran cuando existe una célula lesionada para evitar laexpansión de la lesión. Este aislamiento se debe a unincremento de la concentración de calcio y una disminución delpH intracelular.

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2. Comunicación mediante la liberación de sustancias qúimicas:* Autocrina: La célula libera una sustancia que * Autocrina: La célula libera una sustancia que actúa sobre la propia célula.* Paracrina: La célula libera una sustancia que tras recorrer una distancia corta actúa sobre células vecinas.

3. Comunicación nerviosa: Potenciales de acción y liberación de neurotransmisor.

4. Comunicación endocrina: Secreción de hormonas. Es un proceso lento, difuso, duradero y a larga distancia.

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1.3. Función de la membrana celular en los procesos homeostáticos.homeostáticos.

La membrana celular desempeña una función clave en todos losprocesos homeostáticos:

* Mantiene las concentraciones iónicas a ambos lados de ella.* Regula el intercambio de mensajeros químicos.

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1.3.1. Estructura de la membrana.Actualmente se acepta el modelo de “mosaico fluido” propuestoActualmente se acepta el modelo de mosaico fluido propuesto

por Singer y Nicolson (1972): La membrana celular es “unabicapa lipídica con proteínas”.

Los lípidos de la membrana pueden ser de dos tipos:* Con ácidos nucleicos en su molécula: Fosfolípidos,glucolípidos y esfingolípidos.* Sin ácidos nucleicos en su molécula: Colesterol.

Las proteínas también pueden ser de dos tipos:* Intrínsecas o integrales: Están insertadas en la bicapa.* Extrínsecas: No se insertan sino que están adosadas.


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1.3.2. Mecanismos de transporte.Todas las células requieren:Todas las células requieren:

* Aporte de sustancias como oxígeno, azúcares, aminoácidos,iones…

* Eliminación de productos como CO2, otros productos dedesecho.* Secreción de hormonas y neurotransmisores.

Por tanto, deben de existir mecanismos específicos de transporte.


Estos mecanismos de transporte se clasifican en función del tamaño de la partícula que se transporta:1. Moléculas de gran tamaño.

1.1. Endocitosis. 1.2. Exocitosis.* Fagocitosis. * Constitutiva.* Pinocitosis. * Regulada.

2. Moléculas de pequeño tamaño.2 1 T i 2 2 T i2.1. Transporte pasivo. 2.2. Transporte activo.* Difusión simple. * Primario.* Difusión facilitada. * Secundario.* Difusión canales.

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1. Moléculas de gran tamaño.1.1. Endocitosis (transporte hacia dentro).1.1. Endocitosis (transporte hacia dentro).Una región de la membrana se invagina hasta formar una

vesícula endocítica en el interior celular. Esta vesícula atrapalíquido, solutos y diferentes partículas del medio extracelularque se transportan al interior. En función del tamaño sediferencian:A. Fagocitosis: partículas grandes (1-2 μm). Se requiere unestímulo. La llevan a cabo células especializadas(macrófagos).B. Pinocitosis. Partículas pequeñas (0.1 – 0.2 μm). Sinestímulo, la llevan a cabo casi todos los tipos celulares


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1.2. Exocitosis (transporte hacia afuera).Las células sintetizan macromoléculas que tienen que liberarse alLas células sintetizan macromoléculas que tienen que liberarse al

exterior. Estas moléculas sintetizadas en el retículoendoplasmático y empaquetadas en vesículas en el aparatode Golgi , se dirigen a la membrana plasmática, se fundencon ella y vierten su contenido al exterior. Existen dosmecanismos:A. Constitutiva: La secreción ocurre de forma continua. P. ej.

ió d él l li if d l i t tisecreción de moco en células caliciformes del intestinodelgado.B. Regulada. Las moléculas se liberan ante un estímuloespecífico. P. ej. neurotransmisor


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2. Moléculas de pequeño tamaño.2.1. Transporte pasivo (sin gasto de energía).2.1. Transporte pasivo (sin gasto de energía).

A. Difusión simple. Movimiento a favor de gradiente.B. Difusión facilitada por proteínas: Sustancias hidrófilas(azúcares o aminoácidos) atraviesan la membrana ayudadospor una proteína transportadora a favor de gradiente.C. Difusión a través de canales iónicos. La carga eléctricadificulta el movimiento a través de la membrana. Ionesmonovalentes y divalentes atraviesan la membrana conrapidez a través de canales iónicos que son proteínasintrínsecas de la membrana.


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Existen tres tipos de canales iónicos:1 Canales voltaje dependientes o dependientes de potencial1. Canales voltaje dependientes o dependientes de potencial.2. Canales dependientes de ligandos.

3. Canales no activables.Neher y Sakmam recibieron en 1991

el Premio Nobel por la técnica del

Patch ClampPatch Clamp.

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2.2. Transporte activo (con gasto de energía).Todos los mecanismos de transporte vistos anteriormente tienden

i l ilib i t l di i t t l la conseguir el equilibrio entre el medio intra- y extracelular.Las células se oponen al equilibrio. Otros mecanismos detransporte mantienen esas diferencias.a. Transporte activo primario: Bombas iónicas. Son proteínasintrínsecas de membrana que emplean energía metabólica(ATP) para transportar iones en contra de gradiente.b. Transporte activo secundario. Algunas proteínas actúancomo transportadores específicos:

*C El l l i di ió*Cotransporte: El soluto se mueve en la misma direcciónque el Na.

*Antitransporte o intercambio: El soluto se mueve endirección contraria al Na.


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2.Concepto de Fisiopatología.El término Fisiopatología procede de la combinación de:El término Fisiopatología procede de la combinación de:

patología (pathos que significa enfermedad y abarca elestudio de las alteraciones estructurales y funcionales de lascélulas, tejidos y órganos que causan enfermedad o sonprovocadas por enfermedad) y fisiología.

Fisiopatología: “Estudio de las alteraciones celulares y orgánicasasociadas a la enfermedad y de los efectos que estos cambiosasociadas a la enfermedad y de los efectos que estos cambiosprovocan sobre la función corporal total. También abarca elestudio de los mecanismos de la enfermedad y sienta lasbases para implantar las prácticas terapéuticas apropiadas.


2.1. Concepto de enfermedad.“Alteración de la estructura y función de un órgano o de unAlteración de la estructura y función de un órgano o de un

sistema que se manifiesta por un conjunto de signos(manifestaciones objetivas, p.ej. fiebre) y síntomas(manifestaciones subjetivas, p. ej. dolor).

Dentro de un proceso patológico se diferencian:A. Factores etiológicos: Causas de la enfermedad.

* Agentes biológicos: Virus y bacterias.g g y* Fuerzas físicas: Traumatismos, quemaduras…* Agentes químicos: Toxinas, ácidos.* Excesos o déficits nutricionales.

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B. Patogenia: Secuencia de mecanismos celulares y tisulares quetienen lugar entre el momento del contacto con el agente

i ló i l d l ió lí i d letiológico y el momento de la expresión clínica de laenfermedad, es decir, refleja la forma en que evoluciona unproceso patológico.

C. Morfología. Las alteraciones morfológicas se relacionan conlos cambios macroscópicos y microscópicos característicos deuna enfermedad.

D. Manifestaciones clínicas. Es la forma de manifestarse unaenfermedad Los signos y síntomas se relacionan con elenfermedad. Los signos y síntomas se relacionan con elproceso patológico primario o bien pueden ser un reflejo delintento del organismo por compensar una alteración funcional.


E Diagnóstico Establece la naturaleza o la causa del trastornoE. Diagnóstico. Establece la naturaleza o la causa del trastorno.En el diagnóstico se requiere anamnesis (el paciente relata suspropios síntomas y la evolución de éstos) y examen físico(estudio de posibles alteraciones estructurales y/o funcionales).

F. Evolución clínica. Refleja la evolución de la enfermedad. Lasenfermedades pueden ser agudas (severa pero autolimitada),crónica (continua o episódica pero continuada) o subagudacrónica (continua o episódica pero continuada) o subaguda.

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