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I UNIDAD FISIOLOGIA CELULAR
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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
Intersticios de la Bicapa
LIPOSOLUBLE
O2, CO2 y Alcoholes Alta liposolubilidad
V E L O C I D A D
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
DIFUSIÓN FACILITADA o DIFUSIÓN MEDIADA
POR UN TRANSPORTADOR
¿ 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.
