FISIOLOGÍA HUMANA

• Rama de las ciencias biológicas que estudia las

funciones de los seres vivos.

• El objetivo de la fisiología es explicar los factores

físicos y químicos responsables del origen, desarrollo

y progresión de la vida (ser vivo con la capacidad de

adaptación).

• Integra las funciones individuales de todas las célular

y órganos del organismo en un todo funcional, el

cuerpo humano.

Medio Interno

• La unidad estructural, histológica y anatómica de los seres vivos es la célula y cada una de ellas se organiza en tejidos, órganos y sistemas, orientados hacia el cumplimiento de una función específica.

• La célula más el ambiente externo de las mismas: Medio extracelular o medio interno.

Medio Interno

Medio Interno:Líquido intracelular (LIC):

Dentro de la célula.Constituye el 40% del peso corporal.

Líquido extracelular (LEC): Medio líquido que rodea a las células.Están los iones y nutrientes que necesitan para vivir.Constituye el 20% del peso corporal.Se divide en dos componentes:

1) líquido intersticial (15%) que baña las células y2) plasma sanguíneo (5%).

El 60% del cuerpo humano del adulto es líquido.

Líquido corporal total: 60 % del peso corporal.Adulto de 70 kg: 42 L.Líquido intracelular (25-28 L), Líquido intersticial (10-11 L) y Plasma (3-4 L).

Diferencias entre los líquidos extracelular e intracelular

Homeostasis Celular

o La uniformidad y estabilidad del medio interno frente a un entorno cambiante: constancia del medio interno.o Mantenimiento del organismo dentro de límites que le permiten desempeñar una función de manera adecuada.o Existen diferentes sistemas reguladores que controlan y mantienen la homeostasis.

Homeostasis Celular

• Mantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno: [ ] de O2 y CO2, nutrientes (Glu, aa, AG), desechos orgánicos (urea), iones (Na+, K+, HCO3

-...), T º, pH, deben permanecer relativamente inalterados.

• Existe un estado estable fisiológico: equilibrio entre las demandas del organismo y la respuesta hacia dichas demandas.

Homeostasis determina las condiciones adecuadas para que la célula pueda vivir, gracias a mecanismos reguladores que van compensando las variaciones externas.Ocurre por el funcionamiento de todos los órganos, una integración dependiente de los sistemas nervioso y endocrino.

Medio interno formado por los líquidos que rodean a las células: líquido intersticial, plasma, linfa y líquido transcelular. Estos fluidos contienen nutrientes y el O2, que las células requieren para sus funciones vitales.

La unidad viva básica del cuerpo es la célula

La célula• Unidad anatómica, estructural y fundamental de cada

organismo vivo. • Sus dos componentes fundamentales son: el núcleo

y el citoplasma. El núcleo está separado del citoplasma por una membrana nuclear y el citoplasma de los líquidos circundantes por una membrana celular.Las diferentes sustancias que componen a la célula se denominan protoplasma

Protoplasma

AGUA IONES PROTEÍNAS

LÍPIDOS

HIDRATOS DE

CARBONO

AGUA• Medio líquido principal de la célula.• En una concentración de 70 a 85%.• Muchas sustancias químicas se encuentran disueltas

en agua y otras en suspensión como partículas sólidas.

IONES• Los más importantes en la célula son: potasio,

magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato y pequeñas cantidades de sodio, cloruro y calcio.

• Los iones proporcionan las sustancias químicas inorgánicas para las reacciones celulares y son necesarios para el funcionamiento del control celular.

Proteínas (10 – 20%)P. Estructurales, filamentos largos (polímeros).IC: microtúbulos “citoesqueletos” de los cilios, axones nerviosos, husos mitóticos, etc. EC: fibras de colágeno y elastina del tj. conjuntivo, pared de vasos sanguíneos, tendones, ligamentos, etc.P. Funcionales, combinaciones de pocas moléculas en un formato tubular-globular; ejm: enzimas (catalizan reacciones químicas intracelulares específicas).

Lípidos:Fosfolípidos y colesterol: 2%.Al ser insolubles en agua barrera de la membrana celular e intracelular que separan los compartimientos celulares.Algunas células contienen: Triglicéridos, en los adipocitos hasta 95%.La grasa almacenada en estas células representa: principal almacén de nutrientes energéticos.

Hidratos de carbono:Escasa función estructural, salvo porque forman parte de las glucoproteicas. Importancia: Nutrición celular.Reserva: 1%, puede aumentar 3% (células musculares), 6% (hepatocitos).Siempre presentes en forma de glucosa, glucógeno.

COMPONENTES DE LA CÉLULAMEMBRANA CELULAR

• La membrana celular es una estructura delgada, flexible y elástica con un grosor de 7.5 a 10 nanómetros.

• Su composición aproximada es de: • 55% proteínas• 25% fosfolípidos• 13% colesterol • 4% otros lípidos• 3% hidratos de carbono

• Su estructura básica es una bicapa lipídica, consiste en una delgada capa de lípidos de 2 moléculas de grosor, su estructura básica son moléculas de fosfolípidos.

• Un extremo es hidrosoluble (hidrófila – extremo fosfato), el otro sólo es soluble en grasas (hidrófoba – extremo ácido graso).La barrera lipídica de la membrana celular impide la penetración del agua

• Las proteínas son anfipáticas y forman parte de la membrana por tener regiones hidrofílicas en las caras interior y exterior, conectadas (enlace covalente con ciertos lípidos) mediante una región hibrofóbica que cruza el centro hidrofóbico de la membrana

Las proteínas de la membrana se asocian con la bicapa lipídica

• Existen 2 tipos de proteínas:– Integrales: cruzan la bicapa e interactúan

con los fosfolípidos, son globulares y anfipáticas, con 2 extremos hidrofílicos cruzados por una región hidrofóbica que cruza el centro hidrofóbico de la membrana.

– Periféricas: No interactúan directamente con los centros hidrofóbicos de los fosfolípidos de la bicapa, se enlazan debilmente a las regiones hidrofílicas de las proteínas integrales de la bicapa.

Las proteínas de la membrana: Se agrupan en 5 categorías

• RECEPTORAS: Tiene un sitio de unión para

una molécula específica. (Ej.: Hormona)

• DE RECONOCIMIENTO: Sirven como etiquetas

de identificación ( Ej.: Células del sistema

inmunitario)

• ENZIMÁTICAS: Promueven reacciones químicas que sintetizan o rompen moléculas.

• DE UNIÓN: Sirven de sostén (Ej.: Unen la membrana con el citoesqueleto).

• DE TRANSPORTE: Regulan el movimiento de las moléculas a través de la membrana ( Ej.: Proteínas portadoras.

HIDRATOS DE CARBONO EN LA MEMBRANA (GLUCOCÁLIZ)

• Se pueden presentar con lípidos (glucolípidos) o con proteínas (glucoproteínas).

• Cuando se unen a la superficie de la célula tienen funciones de:– Muchas tienen carga eléctrica negativa que

proporciona a la mayoría de las células una carga negativa que repele objetos negativos.

– El glucocáliz de algunas células se une al glucocáliz de otras células para unirse entre sí.

– Algunos hidratos de carbono actúan en reacciones inmunitarias.

Las porciones hidrófobas se unen en la zona media

de la membrana

Gluco proteínas y lípidos

determinar el grado de

permeabilidad y estabilidad

LA MEMBRANA CELULAR• Es la estructura que ayuda

a controlar el paso de materiales entre la célula y su ambiente.– Impide que algunas

sustancias, como las proteínas y los lípidos, entren a la célula.

– Permite el paso de azúcares simples, oxígeno, agua y bióxido de carbono.

La membrana es selectivamente permeable

Funciones de la membrana celular• Actúa como un límite celular.• Permite expulsar desde el interior los

desechos metabólicos.• Incorpora nutrientes desde el medio

extracelular.• Permite el intercambio de iones

necesarios para mantener diferentes funciones de cada célula, tales como contracción muscular, liberación de vesículas y hormonas.

Citoplasma y sus orgánulos

CITOESQUELETOEs la interconexión de los microfilamentos y los microtúbulos.

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO

• Red de estructuras vesiculares, tubulares y planas conectadas entre si.

• El espacio dentro de los túbulos y vesículas está lleno de matriz

endoplásmica.

• Carece de ribosomas.• Actúa en la síntesis de

sustancias lipídicas.REL• Tiene ribosomas formados

por ARN y proteínas• Actúa en la síntesis de

proteínasRER

Liso: síntesis de sustancias lipídicas

Otras funciones, en especial RE Liso:Proporciona enzimas:1. Escisión del glucógeno, para energía.2. Detoxificar (coagulación, oxidación, hidrólisis, conjugación con ác. glucurónico) sustancias, como fármacos,

• Los ribosomas: Su principal

función es la síntesis de las

proteínas, necesaria para la

renovación de los tejidos.

EL APARATO DE GOLGI:oOrgánulo presente en todas las células

eucariotas excepto los glóbulos rojos y células epidérmicas.

oFormado por unos 4-8 dictiosomas, sáculos aplanados rodeados de membrana y apilados unos encima de otros.

oFunciona como planta empaquetadora, modificando vesículas del retículo endoplasmático rugoso.

o Funciones: glicosilación de proteínas, selección, destinación, glicosilación de lípidos, almacenamiento y distribución de lisosomas y síntesis de polisacáridos de la matriz extracelular.

o Otras: formación de grandes polímeros de sacáridos que se unen a cantidades pequeñas de proteínas, como el ácido hialurónico y la condroitina sulfato.

Digestión de macromoléculas, microorganismos fagocitados, desechos celulares y organelos envejecidos.

Lisosomas primarios

Si, éstas hidrolasas se ponen en contacto con sus sustratos, el producto de la fusión es un lisosoma secundario.

La digestión de moléculas orgánicas se lleva a cabo en los lisosomas secundarios.

Lisosomas secundarios

Derivados del sistema de endomembranas.Cada lisosoma primario es una vesícula que brota del aparato de Golgi.Contienen gran variedad de enzimas.

MITOCONDRIA

oSe encargan de suministrar la mayor parte de la energía necesaria para la actividad celular. oFunción: oxidación de

metabolitos y obtención de ATP mediante la fosforilación oxidativa.oRealizan reacciones de

metabolismo intermediario: síntesis de algunos coenzimas. Se reproducen por sí mismas, siempre que la célula necesite cantidades mayores de ATP.

Estructura y composición• Forma alargada. • Tamaño oscila entre 0,5 y

1 μm de diámetro y hasta 7 μ de longitud.

• Su número depende de las necesidades energéticas de la célula.

• Rodeadas de dos membranas diferentes en sus funciones y actividades enzimáticas, presenta además el espacio intermembrana y la matriz mitocondrial.

EL NÚCLEO DE LA CÉLULA

Estructura

• Envoltura

nuclear

• Cromatina

• Núcleoplasma

• Nucléolo(s).

El núcleo de la célula Es el centro de control de la célula:• Contiene la mayor parte del material genético

celular, organizado en múltiples moléculas de ADN de gran longitud que con una gran variedad de proteínas forma los  cromosomas.

• La función del núcleo es mantener la integridad del ADN y controlar las actividades celulares.

CROMATINA• El ADN en el interior del núcleo celular

está en combinación con proteínas formando la cromatina

• Un material tipo filiforme que constituye los cromosomas.

“Síntesis de ARN y Expresión genética”1.-Transcripción genética (síntesis de ARN).2.- Traducción genética(síntesis de la proteína)

Transporte molecular a través de la membrana

El transporte celular• Mecanismo mediante el cual entran a la

célula, materiales que se necesitan, mientras salen materiales de desecho y secreciones celulares. Puede ser:–Transporte Activo: Movimiento de

materiales a través de la membrana, usando energía.

–Transporte Pasivo: Movimiento de sustancias a través de la membrana celular que no requiere energía

Transporte de moléculas

Movimiento a través de la membrana• TRANSPORTE PASIVO: Difusión de las sustancias a través de

la membrana celular siempre ocurre por gradiente de concentración.

• No requiere energía.• El fosfolípido y canales proteicos

regulan qué sustancias pasan, pero no la dirección.

Transporte celular pasivo: Las moléculas de los fluidos se mueven

respecto al gradiente:• DIFUSIÓN: Las sustancias se mueven a

través de la membrana por difusión traspasando la bicapa fosfolipídica y dependiendo del gradiente de concentración.

Transporte pasivoIncluye:

1. Difusión simple: Algunas moléculas pasan

fácilmente a través de la membrana. Ej. Algunas

vitaminas y hormonas esteroides.

Los canales proteicos se distinguen por dos características

• 1) Con frecuencia son permeables de manera selectiva a ciertas sustancias.

• 2) Muchos de los canales se pueden abrir o cerrar por compuertas que son reguladas por señales eléctricas (canales activados por voltaje) o sustancias químicas que se unen a las proteínas de canales (canales activados por ligandos).

Canales de K+ permiten el paso de iones de potasio 1.000 veces más que para iones de sodio.

Transporte pasivo2. Difusión facilitada: Se realiza con la ayuda de proteínas de

transporte. Ej. Na+, K+ y Ca+ Las proteínas al alinearse forman un poro o

canal a través de los cuales las moléculas cruzan las membranas.

Proteínas portadoras = Sitio activo

Entre las sustancias más importantes: glucosa y la mayor parte de aminoácidos.

depende sólo del gradiente de

concentración.

“saturación” del número de canales

disponibles en la membrana.

Transporte pasivo3. ÓSMOSIS: Difusión de moléculas de agua a través

de una membrana semipermeable desde una solución con menor concentración de soluto a la de mayor concentración de soluto.

Acuaporinas (poros o canales de agua)

• Principal vía de entrada y salida de agua de la célula.• Permeabilidad de las membranas al agua depende de

la densidad de acuaporinas.• Se dividen en:

–1. Grupo de acuaporinas: AQP1, 2, 4, 5, 6, 8.

–2. Acuagliceroporinas: por ellas pueden pasar agua, glicerol, urea (AQP 9 hepatocitos).