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I U N I D A D

FISIOLOGIA CELULAR

FISIOLOGÍA HUMANA

Término relacionado con las funciones de nuestro

organismo y del medio que nos rodea

FISIOLOGÍA

ANATOMÍA + BIOLOGÍA+QUÍMICA

“La función es la forma en acción”… J.W Goethe

El término que utilizamos hoy fue acuñado por Fernel en el siglo XVI y lo definió como:

“ LA NATURALEZA DEL HOMBRE SANO, DE TODAS SUS FUERZAS Y DE TODAS SUS

FUNCIONES”

Dawson

“ Fenómenos que se presentan en los seres vivos; la

clasificación de estos fenómenos y el reconocimiento de su

manera de suceder y su significación relativa, la adscripción

de cada función a su órgano apropiado y el estudio de las

condiciones que determinan y regulan cada función. “

Entonces….

¿Qué es Fisiología

General?

El OBJETIVO DE LA FISIOLOGÍA ES EXPLICAR

LOS FACTORES FÍSICOS, QUÍMICOS

RESPONSABLES DEL ORIGEN, DESARROLLO Y

PROGRESIÓN DE LA VIDA

Guyton y Hall, Fisiología Médica

Fisiología Humana es

o Cómo funciona nuestro organismo

o Cómo catalogar a nuestro sistema en salud

o Cómo determinar si nos encontramos frente a algo patológico.

I UNIDAD: FISIOLOGÍA CELULAR

Las Células nuestro

componente básico

Tratado de Fisiología Médica, Guyton & Hall

COMPONENTES DEL PROTOPLASMA

1. Agua

2. Proteínas (funcionales y estructurales)

3. Iones (K+, Mg, PO4, SO4, Bicarbonato, Na+, Cl- y Ca2+)

4. Lípidos (fosfolípidos y colesterol)

5. Hidratos de Carbono

Tratado de Fisiología Médica, Guyton & Hall

Separa LIC del LEC

BICAPA LIPIDICA

FUNCIONES

1. Transporte selectivo de moléculas entre el LIC y el LEC

2. Reconocimiento celular a través de antígenos de superficie

3. Comunicación intercelular a través de NT, receptores hormonales, vías de transducción de

señales.

4. Organización tisular, gracias a las uniones celulares.

5. Actividad enzimática

6. Determina la forma celular mediante la unión con el citoesqueleto

• “Mosaico Fluido”

• Compuesto por lípidos y

proteínas

• Fosfolípidos y Fosfoglicéridos

• Colesterol (permeabilidad)

• Proteínas Integrales y Periféricas

Tratado de Fisiología Médica, Guyton & Hall

Hidrosolubles, selectivos

1. Carga Negativa Repele

objetos con carga

negativa.

2. EL glucocaliz de una

célula se une al de otra.

3. Forman parte de

receptores de hormonas

como la insulina.

4. Reacciones inmunitarias.

La BICAPA LIPÍDICA no es miscible en el LIC/LEC

CONSTITUYE UNA BARRERA FRENTE AL MOVIMIENTO DE

MOLÉCULAS ENTRE EL INTERIOR Y EL EXTERIOR

MB

.

LIPIDOS

.

Las proteínas de la membrana tienen propiedades

diferentes para transportar sustancias

TRANSPORTADORAS

DE LOS CANALES

SON MUY SELECTIVAS

MECANISMOS DE TRANSPORTE

DIFUSIÓN: Movimiento molecular aleatorio de las sustancias, molécula a

molécula a través de los espacios intermoleculares de la membrana o

en combinación con una proteína transportadora.

La energía utilizada proviene del movimiento cinético.

TRANSPORTE ACTIVO: Movimiento de iones o de otras sustancias a través

de la membrana en combinación con una proteína en contra del

gradiente de concentración.

Se necesita de energía adicional a la cinética.

Moléculas en constante movimiento Calor Transferencia de energía. Los iones, moléculas y coloides difunden de manera similar salvo que con menor rapidez.

Este movimiento continuo de moléculas en los líquidos y

en los gases se denomina difusión

DIFUSIÓN SIMPLE

DIFUSIÓN FACILITADA

DIFUSIÓN SIMPLE

Cantidad de sustancia disponible

Velocidad del movimiento cinético

Tamaño y número de aberturas en la membrana.

Intersticios de la Bicapa

Canales proteicos

LIPOSOLUBLE HIDROSOLUBLE

Canales proteicos

AGUA

UREA 20% más grande

(paso a través de la mb 1000 veces menor)

MOLÉCULAS PEQUEÑAS y POLARES

¿Qué es la UREA?

¿Qué patologías producen un aumento de la

Uremia?

¿Qué podría suceder a nivel celular con una Uremia

mayor a 5mM?

Canales proteicos

1. Permeables de manera selectiva

Diámetro del canal, forma, naturaleza de las cargas

eléctricas, enlaces químicos situados en su superf interna

2. Muchos de ellos se pueden abrir o cerrar por

compuertas

• + PEQUEÑOS

• S/ CARGA NEGATIVA

• Iones atraviesan hidratados

• + GRANDES

• CON CARGA NEGATIVA

• Iones atraviesan deshidratados

CANALES DE SODIO

CANALES DE POTASIO

ACTIVACIÓN

1. Activación por voltaje

2. Activación Química. (ligando

o sustancia química)

CONTROLAR PERMEABILIDAD DE LOS

CANALES

DIFUSIÓN FACILITADA

¿ Qué limita

La velocidad de

la difusión

facilitada?

Velocidad dependiente

de la proteína

transportadora y no del

aumento de la

concentración de la

sustancia a transportar

DIFUSIÓN FACILITADA

GLUCOSA

.

AMINOÁCIDOS

Insulina aumenta difusión

TRABAJO (3 décimas)

DIFUSIÓN FACILITADA Y LA INSULINA EN LA DIABETES

Próxima clase, explica la alteración, qué es lo que sucede con la

glucosa circulante en la sangre y su transporte al interior de la célula.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD NETA DE DIFUSIÓN

EFECTO DE LA DIFERENCIA DE

CONCENTRACIÓN

EFECTO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO DE LA

MEMBRANA

EFECTO DE LA DIFERENCIA DE

PRESIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA.

EFECTO DE LA DIFERENCIA DE CONCENTRACIÓN

DIFUSIÓN NETA

Concentración exterior – Concentración Interior

EFECTO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO DE LA

MEMBRANA Si se aplica un potencial

eléctrico a/t de la

membrana, las cargas

eléctricas de los iones

hacen que se muevan a/t

de la mb. aun cuando no

haya ninguna diferencia de

concentración que

produzca el movimiento.

EFECTO DEL POTENCIAL ELÉCTRICO DE LA

MEMBRANA

• Cuando la diferencia de concentración

se hace lo suficientemente elevada, el

paso de iones disminuye.

POTENCIAL NERST

FEM (mV)= + 61 log C1

C2

EFECTO DE LA DIFERENCIA DE PRESIÓN A TRAVÉS DE LA MEMBRANA.

PRESIÓN: suma de todas las

fuerzas moleculares que chocan

contra una unidad de superficie

en un momento dado.

Mayor cantidad de energía para producir el

movimiento desde un lado a otro de la

membrana.

MOVIMIENTO NETO DE AGUA A TRAVÉS DE LA

MEMBRANA

• > Agua entre el LIC y el LEC

• En condiciones fisiológicas AGUA QUE ENTRA= AGUA QUE SALE

• El movimiento de agua es pasivo y la energía que permite este desplazamiento es

la diferencia de presión osmótica en la membrana.

100 veces su

volumen

VOLUMEN CELULAR CONSTANTE

Cantidad exacta de presión necesaria para

detener la osmosis

Se mide en atm y es posible

expresarla en términos de

Osmolaridad

Se calcula la Ley de Van’t Hoff

= nCRT

n: número de partículas disociables por molécula

C: concentración total de solutos (moles)

R: contante de los gases (0,082 atm l/mol °K )

T: Temperatura en grados Kelvin

CONCENTRACIÓN MOLAR

N° de partículas osmóticas por unidad de volumen de

líquido

• Sin relación con la masa de las partículas

• Partículas grandes se mueven más lento

• Partículas pequeñas se mueven más rápido

El número de partículas es el factor que determina la presión osmótica

OSMOLARIDAD VS OSMOLALIDAD

N° de partículas presentes por

litro y depende de la T°

N° de moléculas disueltas en

un kg de disolvente y

depende de la masa

1 Osmol: Peso molecular-gramo

de un soluto osmóticamente

activo

180 gr de Glucosa (PM) = 1 osmol de Glucosa

Por que ésta no se disocia en iones

58,5 gr de Cloruro de Sodio= 2 osmoles

Porque éste si se disocia Osmolaridad normal LIC/LEC= 300 mOsm/kg de Agua

TONICIDAD DE UNA SOLUCIÓN

EFECTO DE UNA SOLUCIÓN SOBRE EL VOLUMEN DE UNA CÉLULA

ISOTÓNICAS

HIPOTÓNICAS

HIPERTÓNICAS

• OSMOLALIDAD

• PERMEABILIDAD DE LA MEMBRANA

ERITROCITOS

PRESIÓN ONCÓTICA

Es la presión osmótica

generada por las moléculas

de gran tamaño (proteínas)

en una solución

La presión osmótica generada

por una solución de proteínas

no cumple la ley de Vant Hoff

Ya que depende del Tamaño y

Forma de las proteínas.

Transporte en contra del gradiente de concentración

K+ K+

K+

K+

Na+

Na+

Na+

Na+ ENERGÍA

Sodio, Cloruro, calcio, fierro, hidrógeno, yoduro, urato, azucares y la

mayor parte de los aminoácidos.

TRANSPORTE ACTIVO

PRIMARIO SECUNDARIO

ATP

PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS

BOMBA SODIO-POTASIO

Entre las sustancias que se transportan por este medio se encuentran:

Sodio, Potasio, Calcio, Hidrógeno, Cloruro y otros iones.

1. Mantiene las diferencias de concentración

de Na+ y K+

2. Establece un voltaje eléctrico negativo al

interior de las células.

3. Base de la Función Nerviosa

BOMBA SODIO-POTASIO

Subunidad Alfa:

1. Tres puntos receptores para la uniones de

3 Na+ en la porción de la proteína que

protruye hacia el interior de la célula

2. Dos puntos receptores para iones potasio

en el exterior

3. La porción interior de esta proteína

contiene la Actividad ATPasa.

LIC

Grandes cantidades de proteínas y moléculas orgánicas incapaces de atravesar la membrana y son

osmóticamente activas

La mayor parte de ellas tiene carga negativa por lo tanto atrae el ingreso de iones como el Sodio, el

Potasio y otros iones positivos.

SUMATORIA DE SUSTANCIAS OSMÓTICAMENTE ACTIVAS

ACTIVA LA BOMBA SODIO-POTASIO

NATURALEZA ELECTRÓGENA DE LA BOMBA

Genera un potencial eléctrico

BOMBA DE CALCIO

-Baja concentración en el LIC ( 1000 veces <

LEC)

-Esto se mantiene así gracias a 2 BOMBAS

A. En la Bicapa

B. Organelos intracelulares (RS y mitocondrias)

- Con función ATPasa

TRANSPORTE DE HIDRÓGENO

En las glándulas gástricas, las

células parietales en las capas

profundas.

Base para la secreción de

Acido Clorhídrico

En nuestro organismo a nivel renal se transportan grandes

cantidades de H+ desde la sangre hacia la orina.

TRANSPORTE ACTIVO

PRIMARIO SECUNDARIO

ATP

PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS

Cotransporte y Contratransporte

Gradiente de Concentración generado por el Sodio ALMACÉN DE ENERGÍA

Dicha energía de difusión tiende a arrastrar sustancias junto con el mediante un

mecanismo de ACOPLAMIENTO a la proteína transportadora.

COTRANSPORTE

Na+

Ingreso a la célula

COTRANSPORTE DE GLUCOSA Y AMINOÁCIDOS

Proteína transportadora tiene dos

puntos de unión en su cara externa.

La diferencia de esta proteína es que

no se producirá el ingreso del Sodio

hasta que se una una molécula de

glucosa.

MECANISMO DE COTRANSPORTE DE

SODIO Y GLUCOSA

CONTRATRANSPORTE DE IONES CALCIO E HIDRÓGENO

El contratransporte de Sodio-Calcio se produce en todas o casi todas las membranas

celulares.

Sodio ingresa, calcio sale hacia el LEC.

El contratransporte de Sodio-Hidrógeno se produce en algunas membranas,

especialmente en los riñones, importante para el control de este ion en los liquidos

corporales.