Download Tema 1. 1 Medio interno

Miriam Turiel Miranda
2º Medicina
TEMA 1. ¿Qué es fisiología? Medio
interno. Homeostasis. Sistemas de
regulación.
FISIOLOGÍA: Ciencia que estudia el funcionamiento del cuerpo humano cuando está sano.
Dinamismo, procesos, no algo estático.
PATOLOGÍA: Estudio de una enfermedad.
1. Medio interno
MEDIO INTERNO (milieu intérieur): líquido corporal extracelular que rodea a todas y cada una
de las células. Concepto introducido por Claude Bernard (1813-1878), fundador de la fisiología
experimental. Algunos de los descubrimientos más importantes de este grande de a medicina
fueron:
1. La acción digestiva del páncreas.
2. La parálisis nerviosa.
3. Función reguladora de la glucosa en el hígado
Vamos a introducirnos más a fondo en el tema del medio interno.
Varón de 70 kg ----------------------- Aprox. 40/45 kg es el agua corporal total
o
o
Distribución del agua del cuerpo:
Intracelular: 24 litros
Extracelular: 18 litros
Origen del agua en la Tierra:
1. Volcanes
2. Meteoritos
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Características más importantes de líquido intracelular (24 L)
o
[K+] elevada. Es tan abundante que tiende a salir dejando carga (-) en la membrana, es
lo que se dice un potencial de membrana (-). Este potencial es universal, tiene lugar en
todos los seres vivos.
o
[Proteinatos] elevada. Mucho más grandes que el K+. No pueden salir y permanecen en
el interior de la célula contribuyendo en el potencial de carga negativo.
Características más importantes del medio extracelular (18 l)
o
Contiene los elementos nutritivos para que las células puedan vivir: O2, glucosa,
aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas…
El origen del O2 en la Tierra se debe forzosamente a las fotosíntesis que
realizaban células anaerobias y cianobacterias. Estas comenzaron a utilizar el
SH2 como dador de electrones para el ATP. Sin embargo, posteriormente se
utilizó el H2O, lo que permitió la siguiente reacción:
CO2 + H20  C6H12O6 + O2
o
[Na+Cl-] elevada. La concentración cloruro de sodio recuerda al medio oceánico en el
que probablemente se inició la vida.
Se cree que la Tierra nació hace 5000 millones de años y que hace 3500 millones de años
tuvo origen la vida. El primer ser vivo se denomina LUCA (Last Universal Common Ancestor),
un individuo unicelular. Este ser primitivo se nutría por difusión a partir del medio circundante,
agua de mar.
A medida que este ser primitivo evoluciona comienzan a aparecer los seres pluricelulares.
Sin embargo, esto presenta un problema; las células situadas en los niveles más profundos ya
no pueden nutrirse por difusión. Por este motivo, comienzan a desarrollarse los sistemas
circulatorios. Además los seres vivos internalizan el mar, se crean su propio mar de manera
que las células continúen, de algún modo, bañadas por él.
(ESQUEMA 1 DEL ATLAS DE FISIOLOGÍA)
Concentraciones de iones en los capilares, líquido intersticial y células
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o
Movimientos básicos en fisiología
1. Cuando el corazón late bombea la sangre y esta se mueve por los vasos
sanguíneos. Esto es fundamental ya que si la sangre no se renueva se disipan los
gradientes y las células mueren al ser incapaces de captar el O2.
2. La sangre de los capilares está llena de nutrientes que salen a los intersticios por
difusión a favor de gradiente.
3. Una vez que los nutrientes están en los intersticios deben pasar a las células
mediante dos mecanismos.
a. Difusión. Se realiza a favor de gradiente y puede ser de tres tipos
i. Simple: las sustancias se disuelven en la mb. grasa. Ejemplo los
ácidos grasos.
ii. Facilitada: Algunas moléculas son demasiado grandes como para
difundir a través de los canales de la membrana y demasiado
hidrofílicos para poder difundir a través de la capa de fosfolípidos
y colesterol. Tal es el caso de la glucosa y algunos otros
monosacáridos.Estas sustancias, pueden sin embargo cruzar la
membrana plasmática mediante el proceso de difusión facilitada,
con la ayuda de una proteína transportadora
iii. Poros: por ejemplo, las acuaporinas que abren poros en la
membrana para el paso del agua.
b. Transporte activo. Se realiza en contra de gradiente. Como esto es
termodinámicamente imposible, para este proceso se consume ATP.
o
Agua corporal total (ACT): El agua corporal total es la inversa del % de grasa. Esto depende
de la persona pero se puede expresar como:
Ejemplo: En el tejido adiposo blanco (TAB) la grasa representa el 98% luego apenas hay
un 2% de agua libre, proteínas… En cambio en el músculo esquelético la grasa representa
el 27%, es decir, que el agua (y sustancias disueltas) es el 73% restante
Recién nacido
Adulto
Anciano
Varón
75%
60-65 %
53%
Mujer
75%
53%
46%
Conclusiones
1. A menos H20, más grasa tengo.
2. % grasa siempre es mayor en la mujer porque
tiene más grasa subcutánea.
3. Envejecer es deshidratarse
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2. Homeostasis
La homeostasis es un concepto que se refiere a Walter Canon (1871-1945), uno de las
figuras más importantes de la fisiología moderna.
HOMEOSTASIS: Mantenimiento de las propiedades físicas y químicas del medio interno (PH,
temperatura…) dentro de ciertos límites (rango) compatibles con la vida.
De manera que se puede considerar que todos los órganos (células) cumplen dos
funciones, a veces muy difíciles de delimitar.
1. Funciones que ayudan a mantener ese medio interno constante.
2. Sus propias funciones específicas.
SISTEMAS HOMEOSTÁTICOS
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Circulación mayor
A la hora de estudiar la homeostasis debemos empezar por el corazón, bomba que
impulsa la sangre. La sangre sale del ventrículo izquierdo del corazón por la arteria aorta. El GC
(gasto cardiaco = volumen de sangre que es bombeada por el corazón a la aorta) en reposo
es de 5/6 litros pudiendo llegar a los 20 litros en situaciones de ejercicio físico. Además las
paredes de las arterias son muy poco elásticas (tienen mucho músculo) lo que hace que
aumente la presión dentro del vaso (presión arterial).
Estas arterias se van ramificando en capilares en los que se da el intercambio
nutricional. Recordamos que eso es posible gracias a que la sangre está en continuo
movimiento. La ramificación de los capilares es tan grande que su superficie ocupa 4000 cm 2
en el órgano global común (conjunto de órganos del organismo excluyendo los pulmones).
Los capilares se van agrupando y forman las venas que conducen la sangre de regreso
al corazón. La pared de las venas es mucho más distensible de manera que estas contienen el
80% de la volemia (volumen de sangre). Llamamos retorno venoso al volumen de sangre que
regresa a la aurícula derecha del corazón por las venas cavas. Siempre es igual que el GC. Con
la llegada de la sangre a través de las venas cavas se termina la circulación mayor.
Circulación pulmonar
En los pulmones se está continuamente tomando oxígeno del aire y expulsando CO2.
Estos gases vienen de y van a la sangre. De la aurícula derecha del corazón sale la arteria
pulmonar que se ramifica en muchísimos capilares (superficie = 5000 cm2) y que regresa al
corazón a través de la vena pulmonar una vez que la sangre ha realizado el intercambio
gaseoso.
Vena porta y filtro hepático
Es necesario tener en cuenta que toda la sangre que baña el TGI (tracto
gastrointestinal) desde el esófago hasta el recto, el bazo y el páncreas es recogida por la vena
porta y conducida al hígado quien modifica las sustancias y detoxifica, elimina productos
venenosos y bacterias. Esta última función del hígado es fundamental ya que si no se
produciría una septicemia (repercusión sistémica de una infección). Una vez que la sangre ya
ha pasado por el hígado pasa por las venas hepáticas a la vena cava y de ahí al corazón.
Filtrado renal
Además de en el hígado, la sangre es filtrada en los riñones, más concretamente en el
tubo contorneado proximal de las nefronas. Para entender esto hace falta recordar la
distribución sanguínea en los riñones.
La arteriola aferente forma el glomérulo y sale en forma de arteriola eferente que
termina dividiéndose en los capilares peritubulares, fundamentales en el proceso de
excreción. El hecho de que en los riñones haya un sistema porta arterial permite que la
presión se mantenga lo suficientemente alta como para permitir el filtrado (F) de 180
litros/día.
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De estos 180 litros filtrados, se reabsorben (R) 175 – 178 litros día. Esto significa que al
final la diuresis (D) sea 1,5-2 litros/día. Atención, la orina no es sólo aquella agua no
reabsorbida sino que también lleva algunos productos secretados por los capilares
peritubulares.
SISTEMAS HOMEOSTÁTICOS
A lo largo de este largo recorrido la composición del medio interno permanece
constante y eso se debe a la presencia de 7 sistemas homeostáticos.
1. Sistemas de aporte de nutrientes.
a. Sistema respiratorio. Tiene una extensión de 100 cm2. Aporta O2.
b. Sistema digestivo. Tiene una extensión de 300 cm2.
c. Hígado
d. Sistema locomotor. Si no fuera por el aparato locomotor el organismo no
podría desplazarse por el espacio apropiado en el tiempo pertinente para
obtener los alimentos que se necesitan.
2. Sistema de distribución de nutrientes. Sistema cardiovascular, estanco en todo su
recorrido menos en la zona de los capilares donde los nutrientes deben salir.
3. Sistemas de eliminación de los productos de desecho.
a. Sistema renal. Eliminación del plasma de la urea y el ácido úrico, el exceso de
iones y agua sobrante.
b. Hígado. Detoxificación y eliminación de numerosos fármacos y productos
químicos que se ingieren mediante la bilis que termina en las heces.
c. Aparato digestivo. Algunos residuos se eliminan mediante las heces.
d. Sistema respiratorio. Elimina el CO2 de la sangre y lo expulsa a la atmósfera.
4. Sistemas de regulación. Se ven con más detalle en el apartado siguiente
a. Sistema nervioso
b. Sistema endocrino.
5. Sistemas de defensa corporal  Inmunología. Antiguamente se estudiaba dentro de la
fisiología pero hoy es una especialidad independiente.
6. Sistemas de destrucción celular.
a. Apoptosis o muerte celular programada. Se da en condiciones normales
b. Necrosis (patológico). Se da por falta de riego sanguíneo.
7. Sistema reproductor: Ayuda a mantener la homeostasis generando nuevos seres que
ocuparan el lugar de aquellos que mueren.
En definitiva se puede ver como todas las estructuras corporales están organizadas de tal
forma que ayudan a mantener el automatismo y la continuidad de la vida.
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3. Sistemas de regulación de las funciones corporales.
Las funciones del organismo están controladas por el sistema nervioso y el endocrino.
Ambos tienen la siguiente secuencia a la hora de acturas
1.
2.
3.
4.
5.
Recepción de un estímulo interno o externo.
Vía aferente
Centro de integración
Vía eferente
Efectores
3.1 Sistema nervioso (Dividido en 3 “subsistemas”)
3.1.1 Sistema nervioso somático
1. Receptores somestésicos o de sensibilidad somática. A su vez puede haber de
tres tipos.
a. Sensibilidad superficial o cutánea
i. Mecánica: TPV (tensión , presión y vibración)
ii. Térmica
iii. Dolorosa
b. Sensibilidad profunda o propioceptiva
i. HM: husos musculares.
ii. OTG: órgano tendinoso de Golgi
iii. RCA: grado de inclinación de las articulaciones.
c. Sensibilidad visceral no verdadera o parietal. Sensibilidad de las
serosas que rodean todas las vísceras.
2. Vías aferentes somáticas.
3. Centros de integración
a. Médula espinal
b. Tronco del encéfalo
c. Supratroncoencefálico
4. Vías eferentes: Una única neurona motora
5. Efectores: generalmente músculos.
3.1.2 Sistema nervioso vegetativo
1. Receptores situados en la parte profunda de las vísceras, no en el endotelio.
(Ej: detectores de la presión intrauterina). Igualmente son receptores
mecánicos, térmicos y dolorosos.
2. Vía aferente.
3. Centro de integración. Igual que el sistema nervioso somático.
4. Vías eferentes. En este caso en vez de tratarse de una única neurona, son DOS
neuronas; preganglionar y postganglionar.
5. Efector: músculo liso visceral
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3.1.3 Sistema entérico (del TGI desde el esófago hasta el recto). Se trata de un
conjunto de neuronas que forman un plexo submucoso conectado con el SNV pero
independiente de él.
3.2 Sistema endocrino (SE)
El sistema endocrino está formado por glándulas de secreción interna, es decir, que
vierten su secreción al LEC de donde es recogida por la sangre y transportada los órganos
diana dispersos por el cuerpo.
Características


Las hormonas controlan muchas de las funciones corporales, especialmente las
relacionadas con el metabolismo.
Acción lenta en comparación con el sistema nervioso.
Tipos de actuación
En ocasiones una glándula puede ser endocrina y exocrina como es el caso del páncreas.
3.3 Conexión entre el sistema nervioso y el sistema endocrino.
Los sistemas nervioso y endocrino están tan sumamente complementados que se
puede considerar que son un único sistema químico que funciona bien por hormonas bien por
neurotransmisores. Podemos distiguir dos puntos de conexión entre el SN y el SE.
1. LA MÉDULA DE LAS GLÁNDULAS SUPRARRENALES
Las glándulas suprarrenales son unos órganos de 6 gramos de peso situados en el polo
superior de cada riñón. Están divididas en corteza y médula de manera que si cortásemos a su
través veríamos lo siguiente:
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Zona
Glomerular
Fascicular
Reticular
Tipo de hormonas
Mineralocorticoides
Glucocorticoides
Androcorticoides
Médula
Ejemplo
Aldosterona
Cortisol
Precursor de la
testosterona
Adrenalina y noradrenalina
Acción
Controla [K+]
Eleva [Glu] en sangre
Las células de la médula se llaman células cromatínicas y son neuronas modificadas. El
SNV simpático llega directamente hasta ellas y, cuando es necesario, libera los
neurotransmisores provocando la liberación de adrenalina y noradrenalina.
Derivadas del colesterol
EST, estrógenos
PRG, progesterona
TES, testosterona
COR, corticoides
ALD, aldosterona
Vitamina D activa
Repaso de los tipos de hormonas
Derivadas de aa
Derivadas de la tirosina:
T3 y T4
ADR y NAD, adrenalina y
noradrenalina.
DOP, dopaminas
Derivadas de triptófano
MEL, melanotonina
Derivadas de péptidos
H. hipofisarias
H. hipotalámicas
INS, insulina
GON, glucagón
PTH, hipocalcitonina
CAL, calcitonina
ATENCIÓN: la hormona PIH a pesar de ser una hormona hipotalámica es una dopamina. Es la
única hormona hipotalámica no peptídica.
2. LA HIPÓFISIS (pituitaria)
La hipófisis es un órgano que se aloja en la silla turca, posterior a los ojos, cerca del
techo bucal. Se trata de uno de los órganos más importantes de nuestro organismo y sin
embargo no supera los 0,5 / 0,6 gramos de peso.
La hipófisis pende del hipotálamo, una parte del cerebro localizada entre el quiasma
óptico y los cuerpos mamilares. La parte que une el hipotálamo con la hipófisis se llama
infundíbulo.
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Además la hipófisis es un órgano que agrupa dos tipos de tejido distintos que no se
entremezclan:
-
Neurohipófisis: Tejido nervioso originado por una
evaginación del diencéfalo durante el desarrollo
embrionario. Se corresponde con la parte posterior de la
hipófisis.
-
Adenohipófisis: Tejido glandular originado por una
evaginación del techo de la cavidad bucal durante el
desarrollo embrionario. Se corresponde con la parte
anterior de la hipófisis
El funcionamiento de ambas partes es bien distinto. La neurohipófisis NO ES UNA
GLÁNDULA, simplemente se trata de un almacén de hormonas. Estas hormonas se producen
en el núcleo supraóptico (SO) y paraventricular (PV) del hipotálamo. Estos núcleos envían sus
axones a través del infundíbulo. Las hormonas peptídicas ADH y oxitocina viajan a través de los
axones y pasan a la sangre en los capilares que nacen de la arteria hipofisaria inferior. De
manera que la neurohipófisis se puede definir como un lecho para capilares.
Oxitocina: estimuladora del parto
ADH: hormona antidiurética. Actúa sobre el riñón para aumentar la retención de agua
Por su parte, la fisiología de la adenohipófisis es mucho más complicada ya que gira en
torno a un sistema porta venoso, el sistema hipotálamo-hipofisario que grosso modo funciona
de la siguiente manera:
1. El hipotálamo produce las hormonas liberadoras (IH) o inhibidoras (RH) en los núcleos
anteromedial, posteromedial e infundibular.
2. Estas hormonas pasan a la sangre en la primera red capilar, la cual se sitúa en el
infundíbulo. Esta red capilar surge de la arteria hipofisaria superior.
3. Los hormonas que están en la sangre pasan a las células de la adenohipófisis donde
ejercerán su acción.
4. En respuesta a esta acción, las células liberarán o retendrán sus productos.
5. En el caso de que sean liberadas, saldrán por las venas hipofisarias hacia el resto del
organismo donde se encuentran sus células diana.
Este esquema se puede aplicar a 6 sistemas distintos que vienen explicados en el cuadro
de la página siguiente.
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Sin embargo, aunque el sistema hipotálamo hipofisario controla un tanto por ciento
muy elevado del sistema hipofisario no lo controla todo.
Sistemas endocrinos que escapan al control de la hipófisis
1. El riñón: produce dos hormonas:
o La vitamina D activa: esencial para la absorción del calcio. Su defecto produce
raquitismo.
o EPO (eritropoyetina): favorece la eritropoyesis. Sobre todo aumenta cuando
los niveles de O2 atmosférico disminuyen. Esto hace que aumente el número
de hematíes en la sangre. Como consecuencia aumenta la viscosidad de la
sangre y el corazón debe trabajar más. Es un método de dopaje.
2. Las células parafoliculares del tiroides.
Se encargan de producir CAL, calcitonina, de efecto hipocalcemiante. Inhibe la
acción de los osteoclastos en el hueso.
3. Las glándulas paratiroides
Producen PTH, hormona de la paratiroides, de efecto hipercalcemiante. Al
contrario que la CAL, estimula la acción de los osteoclastos.
4. El páncreas
El páncreas no puede considerarse como una glándula totalmente independiente
de la hipófisis. La hipófisis produce cortisol y GH, hormonas, como se ha visto,
hiperglucemiantes, es decir, que aumentan [glu] en sangre. El páncreas produce
insulina, que responde a estas variaciones de [glu] disminuyéndolas etc.
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