Unidad Didáctica I. Tema 1. Conceptos generales de Fisiología y Fisiopatología. Tema 1. Conceptos generales de Fisiología y Fisiopatología.

Transcripción

1 Unidad Didáctica I. It Introducción a la Fiil Fisiología. Concepto de Homeostasis. Conceptos Fisiopatológicos Básicos Concepto de Fisiología. 1.1.Regulación 1 fisiológica y concepto de homeostasis Mecanismos homeostáticos Homeostasis intracelular Comunicación intercelular Función de la membrana celular en los procesos homeostáticos Estructura de la membrana Mecanismos de transporte. 2. Concepto de Fisiopatología Concepto de enfermedad. 1

2 1. Concepto de Fisiología. Ciencia experimental y básica que trata del estudio de las funciones y procesos que se llevan a cabo en los seres vivos SANOS. Losprocesosquesellevanacaboenlosorganismospuedenser de dos tipos: a. Procesos concernientes al funcionamiento coordinado de los diferentes sistemas que forman al ser vivo. b. Procesos relacionados con el funcionamiento del ser vivo con respecto al medio en el que vive. Los aspectos generales que estudia la Fisiología son: 1. Cómo se regulan los procesos biológicos. 2. Cómo interaccionan las diferentes funciones. 3. Cómo se adaptan las funciones a los cambios ocurridos en el entorno. CONCLUSIÓN: La Fisiología es la ciencia que estudia las funciones de los seres vivos sanos y su regulación, incluyendo los conceptos de homeostasis ydeadaptación. 2

3 1.1. Regulación fisiológica y concepto de homeostasis. Claude Bernard (1868) describió el concepto de medio interno: Las células del organismo están bañadas por un medio líquido que se renueva constantemente y cuyas condiciones deben permanecer constantes gracias a la existencia de mecanismos de regulación. Cannon (1928) definió el concepto de homeostasia: Mantenimiento i de las características físicas y químicas dl del medio interno. Existen mecanismos homeostáticos que recobran las condiciones de normalidad Mecanismos homeostáticos. Estos mecanismos son los responsables de mantener y reestablecer las condiciones de normalidad del medio interno. Varían a lo largo de la vida. Aunque tradicionalmente el concepto de homeostasis se ha referido al medio extracelular, también puede aplicarse al medio intracelular y hace referencia a los mecanismos de regulación de la actividad enzimática que se llevan a cabo en el interior de la célula. 3

4 Homeostasis intracelular. Existen tres mecanismos: 1. Retroalimentación negativa: Se miden variaciones y se activa o inhibe una respuesta. 2. Retroalimentación positiva: Se favorece un cambio progresivo en una dirección. 3. Alimentación anterógrada: Se anticipa a los cambios. 4. Otros mecanismos: Proteínas intracelulares, fosforilación/defosforilación, concentración intracelular de iones (especialmente Ca 2+ )yph Comunicación intercelular. Los mecanismos de regulación requieren la comunicación entre células. Esta comunicación se puede llevar a cabo a través de 4mecanismos: 1. Comunicación directa por uniones en hendidura (tipo GAP). Son canales proteicos que permiten el flujo de iones y moléculas pequeñas entre células vecinas. Estos canales se cierran cuando existe una célula lesionada para evitar la expansión de la lesión. Este aislamiento se debe a un incremento de la concentración de calcio y una disminución del ph intracelular. 4

5 2. Comunicación mediante la liberación de sustancias qúimicas: * 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. 5

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7 1.3. Función de la membrana celular en los procesos homeostáticos. La membrana celular desempeña una función clave en todos los procesos homeostáticos: * Mantiene las concentraciones iónicas a ambos lados de ella. * Regula el intercambio de mensajeros químicos. 7

8 Estructura de la membrana. Actualmente se acepta el modelo de mosaico fluido propuesto por Singer y Nicolson (1972): La membrana celular es una bicapa 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. 8

9 Mecanismos de transporte. Todas las células requieren: * Aporte de sustancias como oxígeno, azúcares, aminoácidos, iones * Eliminación de productos como CO 2, otros productos de desecho. * 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 Endocitosis Exocitosis. * Fagocitosis. * Constitutiva. * Pinocitosis. * Regulada. 2. Moléculas de pequeño tamaño Transporte pasivo Transporte activo. * Difusión simple. * Primario. * Difusión facilitada. * Secundario. * Difusión canales. 9

10 1. Moléculas de gran tamaño Endocitosis (transporte hacia dentro). Una región de la membrana se invagina hasta formar una vesícula endocítica en el interior celular. Esta vesícula atrapa líquido, solutos y diferentes partículas del medio extracelular que se transportan al interior. En función del tamaño se diferencian: A. Fagocitosis: partículas grandes (1-2 μm). Se requiere un estímulo. La llevan a cabo células especializadas (macrófagos). B. Pinocitosis. Partículas pequeñas ( μm). Sin estímulo, la llevan a cabo casi todos los tipos celulares 10

11 1.2. Exocitosis (transporte hacia afuera). Las células sintetizan macromoléculas que tienen que liberarse al exterior. Estas moléculas sintetizadas en el retículo endoplasmático y empaquetadas en vesículas en el aparato de Golgi, se dirigen a la membrana plasmática, se funden con ella y vierten su contenido al exterior. Existen dos mecanismos: A. Constitutiva: La secreción ocurre de forma continua. P. ej. secreción de moco en células l caliciformes if dl del it intestinoti delgado. B. Regulada. Las moléculas se liberan ante un estímulo específico. P. ej. neurotransmisor 11

12 2. Moléculas de pequeño tamaño 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 ayudados por una proteína transportadora a favor de gradiente. C. Difusión a través de canales iónicos. La carga eléctrica dificulta el movimiento a través de la membrana. Iones monovalentes y divalentes atraviesan la membrana con rapidez a través de canales iónicos que son proteínas intrínsecas de la membrana. 12

13 Existen tres tipos de canales iónicos: 1. 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 Clamp. 13

14 2.2. Transporte activo (con gasto de energía). Todos los mecanismos de transporte vistos anteriormente tienden a conseguir el equilibrio i entre el medio it intra- y extracelular. l Las células se oponen al equilibrio. Otros mecanismos de transporte mantienen esas diferencias. a. Transporte activo primario: Bombas iónicas. Son proteínas intrínsecas de membrana que emplean energía metabólica (ATP) para transportar iones en contra de gradiente. b. Transporte activo secundario. Algunas proteínas actúan como transportadores específicos: *Cotransporte: El soluto se mueve en la misma direcciónió que el Na. *Antitransporte o intercambio: El soluto se mueve en dirección contraria al Na. 14

15 2.Concepto de Fisiopatología. El término Fisiopatología procede de la combinación de: patología (pathos que significa enfermedad y abarca el estudio de las alteraciones estructurales y funcionales de las células, tejidos y órganos que causan enfermedad o son provocadas por enfermedad) y fisiología. Fisiopatología: Estudio de las alteraciones celulares y orgánicas asociadas a la enfermedad y de los efectos que estos cambios provocan sobre la función corporal total. También abarca el estudio de los mecanismos de la enfermedad y sienta las bases para implantar las prácticas terapéuticas apropiadas Concepto de enfermedad. Alteración 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. * Fuerzas físicas: Traumatismos, quemaduras * Agentes químicos: Toxinas, ácidos. * Excesos o déficits nutricionales. 15

16 B. Patogenia: Secuencia de mecanismos celulares y tisulares que tienen lugar entre el momento del contacto con el agente etiológico i y el momento de la expresión clínica de la enfermedad, es decir, refleja la forma en que evoluciona un proceso patológico. C. Morfología. Las alteraciones morfológicas se relacionan con los cambios macroscópicos y microscópicos característicos de una enfermedad. D. Manifestaciones clínicas. Es la forma de manifestarse una enfermedad. Los signos y síntomas se relacionan con el proceso patológico primario o bien pueden ser un reflejo del intento del organismo por compensar una alteración funcional. E. Diagnóstico. Establece la naturaleza o la causa del trastorno. En el diagnóstico se requiere anamnesis (el paciente relata sus propios 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. Las enfermedades pueden ser agudas (severa pero autolimitada), crónica (continua o episódica pero continuada) o subaguda. 16