FISIOLOGÍA

Transcripción

FISIOLOGÍA

FISIOLOGÍA
Contido
Introdución
Tema 1. - Concepto de Fisioloxía. Evolución do concepto. A Fisioloxía en Odontoloxía.
Unidade temática I: Medio interno e líquidos do organismo
Tema 2. - Concepto de medio interno e da organización xeral do corpo humano.
Homeostasia. Sistemas de control.
Tema 3. - Compartimentos líquidos do organismo: contido de auga e as súas variacións
fisiolóxicas. Distribución da auga nos compartimentos. Principio do indicador. Distribución
iónica nos compartimentos.
Unidade temática II: Movemento de substancias a través de membranas
Tema 4. - Membrana citoplasmática: difusión, difusión facilitada, transporte activo.
Desprazamento de auga: ósmose.
Tema 5. - Movemento de líquidos e solutos no compartimento extracelular. Capilares
sanguíneos: ultrafiltración. Capilares linfáticos.
Tema 6. - Intercambio de substancias nos compartimentos transcelulares.
Unidade temática III: Sistema Nervioso
Tema 7. - Organización funcional do sistema nervioso.
Tema 8. - Potencial electroquímico. Potencial de membrana. Potencial de acción: umbral,
sumación, período refractario. Condución do impulso nervioso e velocidade de propagación.
Tema 9. - Sinapse: unión neuromuscular. Sinapse entre células nerviosas. Terminacións
nerviosas no músculo liso.
Tema 10. - Músculo esquelético: propiedades mecánicas, actividade eléctrica, resposta
contráctil e características metabólicas. Músculo liso.
Tema 11. - Receptores sensoriais: tipos de información e de receptores. Interacción
receptor-nervio. Neurona sensorial primaria, secundaria e terciaria. Propioceptores:
receptores musculares e tendinosos. Extereoceptores: sensibilidade cutánea.
Tema 12. - Proxeccións centrais dos receptores sensoriais. Sistemas sensoriais: medula
espiñal, tronco cerebral, tálamo, corteza cerebral.
Tema 13. - Organización xeral do movemento. Organización da medula espiñal: reflexos
espinais. Control da postura. A marcha. Movemento voluntario.
Tema 14. - Sistema nervioso autónomo. Hipotálamo-Sistema límbico.
Unidade temática IV Sangue
Tema 15. - Plasma sanguíneo: compoñentes inorgánicos e orgánicos. Funcións das proteínas
plasmáticas. Funcións do plasma.
Tema 16. - Coagulación.
Tema 17. - Funcións dos eritrocitos. Hemoglobina. Produción, vida e lise dos glóbulos
vermellos. Grupos sanguíneos.
Tema 18. - Leucocitos: tipos características e funcións.
Unidade temática V Corazón e circulación
Tema 19. - Corazón: fenómenos eléctricos. Fenómenos mecánicos e ciclo cardíaco.
Tema 20. - Frecuencia cardíaca. Forza de contracción do corazón. Inervacíón do corazón.
Gasto cardíaco.
Tema 21. - Características xerais da circulación arterial e venosa. Determinación da presión
arterial. Control de fluxo no sistema vascular. Regulación da presión arterial.
Tema 22. - Circulación no dente e o seu ámbito.
Unidade temática VI Aparato respiratorio
1
Tema 23. - Ventilación pulmonar: forzas e resistencias. Volumes e capacidades pulmonares.
Tema 24. - Circulación pulmonar. Relación ventilación-perfusión. Difusión. Probas de
función pulmonar.
Tema 25. - Receptores de distensión. Quimioceptores centrais. Xeración do ritmo
respiratorio.
Unidade temática VII Ril e vías urinarias
Tema 26. - Nefrona. Circulación renal. Filtración glomerular.
Tema 27. - Función do túbulo proximal. Función da asa de Henle. Función do túbulo distal e
do túbulo colector.
Tema 28. - Control da actividade osmótica do organismo.
Tema 29. - Regulación do volume extracelular e do volume de sangue.
Tema 30. - Función amortecedora do sangue e os líquidos.
Tema 31. - Control respiratorio e renal do pH do sangue.
Unidade temática VIII Aparato dixestivo
Tema 32. - Secreción de saliva: compoñentes e funcións. Mecanismos de secreción salivar.
Regulación da secreción de saliva.
Tema 33. - Secrecións gastrointestinais. Absorción de nutrientes no tracto gastrointestinal.
Movementos do tracto dixestivo.
Unidade temática IX Sistema endócrino
Tema 34. - Hormonas: natureza química. Mecanismo de acción das hormonas.
Tema 35. - Hipotálamo. Hipófise.
Tema 36. - Tiroide. Paratiroide.
Tema 37. - Páncreas.
Tema 38. - Suprarrenais.
Tema 39. - Testículos. Ovarios. Placenta.
Bibliografía básica e complementaria
-Bases Fisiológicas de la Práctica Médica (14ª edición). Best & Taylor. Panamericana. 2010.
-Fisiología Humana (10ª edición). Stuart Ira Fox. McGraw-Hill/Interamericana. 2008.
-Tratado de Fisiología médica (12ª edición). Guyton A.C., Hall J.E. McGrawHill/Interamericana. 2011.
-Fisiología humana: un enfoque integrado (4ª edición). Silverthorn, D.U. Panamericana.
2008.
-Fundamentos de Fisiología (1ª edición). Martín Cuenca, E. Thomson. 2006.
-Fisiología Médica (20ª edición). Ganong, W.F. Manual Moderno. 2006.
-Fisiología (6a edición). Berne R.M., Levy M.T. Elsevier. 2009.
-Fisiología Humana (3ª edición). Tresguerres J.A.F. Interamericana. 2005.
-Anatomía y fisiología del cuerpo humano (1ª edición). Tresguerres J.A.F. McGraw-Hill
Interamericana. 2009.
-Medical Physiology (2ª edición). Boron Boulpaep. Elsevier. 2008.
-Fisiología oral. Bradley R.M. Panamericana. 1984.
-Essentials of Oral Physiology. Bradley R.M. Elsevier. 1995.
-Principios de neurociencia (4ª edición). Kandel E.R., Schwartz J.H., Jessel T.M. McGraw-Hill
2
Introducción
Tema 1.- Tema 1.- Concepto de Fisiología.
Evolución del concepto. La Fisiología en
Odontología.
¿que es la fisiología?
¿que es la fisiología?
intenta explicar los factores físicos y químicos
responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida
¿hay varias fisiologías?
fisiología general: mecanismos básicos comunes a todas
las formas de vida
fisiología descriptiva
fisiología comparada: estudia la misma función en
diferentes especies
fisiología humana
fisiología oral
¿porque fisiología en odontología?
aparato estomatognático
UNO.- no solo función digestiva
aparato de relación: fonación/agresiva/sexual
funciones que dependen mayoritariamente de la
integridad y actividad integradora de SNC
DOS.- puede ser asiento de
a) patología oral
b) patología que presenta manifestaciones orales
c) patología con repercusión oral
Programa
Introducción
Tema 1.- Concepto de Fisiología. Evolución del concepto. La Fisiología en Odontología.
Unidad temática I: Medio interno y líquidos del organismo
Tema 2.- Concepto de medio interno y de la organización general del cuerpo humano.
Homeostasia. Sistemas de control.
Tema 3.- Compartimentos líquidos del organismo: contenido de agua y sus variaciones
fisiológicas. Distribución del agua en los compartimentos. Principio del indicador.
Distribución iónica en los compartimentos.
Unidad temática II: Movimiento de substancias a través de membranas
Tema 4.- Membrana citoplasmática: difusión, difusión facilitada, transporte activo.
Desplazamiento de agua: ósmosis.
Tema 5.- Movimiento de líquidos y solutos en el compartimento extracelular. Capilares
Tema 6.- Intercambio de substancias en los compartimentos transcelulares.
Unidad temática III: Sistema Nervioso
Tema 7.- Organización funcional del sistema nervioso.
Tema 8.- Potencial electroquímico. Potencial de membrana. Potencial de acción: umbral,
sumación, período refractario. Conducción del impulso nervioso y velocidad de propagación.
Tema 9.- Sinapsis: unión neuromuscular. Sinapsis entre células nerviosas. Terminaciones
nerviosas en el músculo liso.
Tema 10.- Músculo esquelético: propiedades mecánicas, actividad eléctrica, respuesta
contráctil y características metabólicas. Músculo liso.
Tema 11.- Receptores sensoriales: tipos de información y de receptores. Interacción
receptor-nervio. Neurona sensorial primaria, secundaria y terciaria. Propioceptores:
receptores musculares y tendinosos. Extereoceptores: sensibilidad cutánea.
Tema 12.- Proyecciones centrales de los receptores sensoriales. Sistemas sensoriales:
médula espinal, tronco cerebral, tálamo, corteza cerebral.
Tema 13.- Organización general del movimiento. Organización de la médula espinal:
reflejos espinales. Control de la postura. La marcha. Movimiento voluntario.
Tema 14.- Sistema nervioso autónomo. Hipotálamo-Sistema límbico.
Unidad temática IV Sangre
Tema 15.- Plasma sanguíneo: componentes inorgánicos y orgánicos. Funciones de las
proteínas plasmáticas. Funciones del plasma.
Tema 16.- Coagulación.
Tema 17.- Funciones de los eritrocitos. Hemoglobina. Producción, vida y lisis de los glóbulos
rojos. Grupos sanguíneos.
Tema 18.- Leucocitos: tipos características y funciones.
Programa
Unidad temática V Corazón y circulación
Tema 19.- Corazón: fenómenos eléctricos. Fenómenos mecánicos y ciclo cardíaco.
Tema 20.- Frecuencia cardiaca. Fuerza de contracción del corazón. Inervacíón del corazón.
Gasto cardíaco.
Tema 21.- Características generales de la circulación arterial y venosa. Determinación de la
presión arterial. Control de flujo en el sistema vascular. Regulación de la presión arterial.
Tema 22.- Circulación en el diente y su entorno.
Unidad temática VI Aparato respiratorio
Tema 23.- Ventilación pulmonar: fuerzas y resistencias. Volúmenes y capacidades
pulmonares.
Tema 24.- Circulación pulmonar. Relación ventilación-perfusión. Difusión. Pruebas de
función pulmonar.
Tema 25.- Receptores de distensión. Quimioceptores centrales. Generación del ritmo
respiratorio.
Unidad temática VII Riñón y vías urinarias
Tema 26.- Nefrona. Circulación renal. Filtración glomerular.
Tema 27.- Función del túbulo proximal. Función del asa de Henle. Función del túbulo distal
y del túbulo colector.
Tema 28.- Control de la actividad osmótica del organismo.
Tema 29.- Regulación del volumen extracelular y del volumen de sangre.
Tema 30.- Función amortiguadora de la sangre y los líquidos.
Tema 31.- Control respiratorio y renal del pH de la sangre.
Unidad temática VIII Aparato digestivo
Tema 32.- Secreción de saliva: componentes y funciones. Mecanismos de secreción salivar.
Regulación de la secreción de saliva.
Tema 33.- Secreciones gastrointestinales. Absorción de nutrientes en el tracto
gastrointestinal. Movimientos del tracto digestivo.
Unidad temática IX Sistema endocrino
Tema 34.- Hormonas: naturaleza química. Mecanismo de acción de las hormonas.
Tema 35.- Hipotálamo. Hipófisis.
Tema 36.- Tiroides. Paratiroides.
Tema 37.- Páncreas.
Tema 38.- Suprarrenales.
Tema 39.- Testículos. Ovarios. Placenta.
Objetivos
Comprender la fisiología humana, en tanto en cuanto que es
una de las ciencias biomédicas básicas en las que se
fundamenta la odontología, con el fin de asegurar una
correcta asistencia buco-dentaria. En concreto:
Conocer la función normal de los diferentes órganos,
aparatos y sistemas del organismo, junto con sus
fundamentos biofísicos y bioquímicos y sus mecanismos de
control.
Conocer los mecanismos implicados en la integración de las
funciones de los distintos órganos, aparatos y sistemas que
permiten la homeostasis corporal.
Establecer las relaciones necesarias entre los conocimientos
del ámbito fisiológico y los de otras asignaturas del
curriculum para conocer la estructura y función del aparato
estomatognático.
Evaluación
Las actividades formativas de presentación de conocimientos
y procedimientos y de estudio individual del alumno serán
evaluadas mediante una prueba escrita que consistirá en
una batería de preguntas de elección múltiple con 5
posibles opciones de las que solamente una será correcta.
Para la superación de la prueba se deberá contestar
correctamente al menos al 60% de las preguntas, no
teniéndose en cuenta para la calificación de la misma las
respuestas incorrectas.
La nota final de la asignatura se repartirá de la siguiente
forma: Prueba escrita de conocimientos: 80%, presentación
y realización de informes y trabajos en las actividades
interactivas 10%, asistencia y participación en las clases
expositivas y seminarios 10%.
Bibliografía
-Bases Fisiológicas de la Práctica Médica (14ª edición). Best
& Taylor. Panamericana. 2010.
-Fisiología Humana (10ª edición). Stuart Ira Fox. McGrawHill/Interamericana. 2008.
-Tratado de Fisiología médica (12ª edición). Guyton A.C.,
Hall J.E. McGraw-Hill/Interamericana. 2011.
-Fisiología humana: un enfoque integrado (4ª edición).
Silverthorn, D.U. Panamericana. 2008.
-Fundamentos de Fisiología (1ª edición). Martín Cuenca, E.
Thomson. 2006.
-Fisiología Médica (20ª edición). Ganong, W.F. Manual
Moderno. 2006.
-Fisiología (6a edición). Berne R.M., Levy M.T. Elsevier. 2009.
-Fisiología Humana (3ª edición). Tresguerres J.A.F.
-Anatomía y fisiología del cuerpo humano (1ª edición).
Tresguerres J.A.F. McGraw-Hill Interamericana. 2009.
-Medical Physiology (2ª edición). Boron Boulpaep. Elsevier.
2008.
-Fisiología oral. Bradley R.M. Panamericana. 1984.
-Essentials of Oral Physiology. Bradley R.M. Elsevier. 1995.
-Principios de neurociencia (4ª edición). Kandel E.R.,
Schwartz J.H., Jessel T.M. McGraw-Hill Interamericana. 2001.
UT I: Medio interno y líquidos del organismo
Tema 2.- Concepto de medio interno y de la
organización general del cuerpo humano.
Homeostasis. Sistemas de control.
La célula es la unidad básica del organismo
•
•
todas las células tienen una serie de funciones comunes
cada célula especializada realizar una o más funciones
•
•
eritrocitos: transporte de gases
célula muscular: movimiento
Funciones que realiza un organismo
unicelular
¿Como pueden las células de un organismo
multicelular realizar sus funciones?
intracelular 2/3
60% agua
extracelular 1/3
líquido extracelular donde las células obtienen todos los compuestos que
necesitan para sus funciones y donde expulsan los productos de desecho
todas las células viven en un medio esencialmente idéntico: líquido extracelular
MEDIO INTERNO (milieu interieur C. Bernard)
Homeostasis
• las células pueden vivir, crecer y llevar a
cabo sus funciones si el medio interno
tiene las condiciones adecuadas
• mantenimiento de condiciones constantes
en el medio interno
¿Quien mantiene esta constancia?
•
•
•
Sistemas funcionales
Sistemas de control
transporte líquido extracelular
•
dos etapas
¿Quien mantiene esta constancia?
•
•
Sistemas funcionales
Sistemas de control
Sistemas
• No regulados o de lazo abierto
ENTRADA
f(x)
SALIDA
• Regulados o de lazo cerrado
ENTRADA
f(x)
SALIDA
Sistemas regulados
• Retroalimentación negativa
ENTRADA
-
f(x)
SALIDA
punto ajuste
• Retroalimentación positiva
ENTRADA
+
f(x)
punto ajuste
SALIDA
Sistemas de control
• Genético
• Organos
• Sistémico
Sistemas de control
•
•
•
SN
•
niveles NT modula expresión receptores
Respiratorio
•
curva disociación Hb-O2
Sistema barorreceptor
•
PA -> centro vasomotor -> SNA -> VS-RP
Cada constituyente o parámetro del líquido extracelular posee un valor normal y un
intervalo de normalidad. Los sistemas de control se encargan de mantener el parámetro
dentro del rango.
pH =7.4 (7.3-7.5)
Sistemas de control
Sistemas de control
VIENTO
Carril
derecho
Diferencia
CEREBRO
MUSCULOS
VOLANTE
Fuera
del carril
VISION
Sistemas de control
Perturbación
Señal
control
Señal
error
Comparador
Salida
Regulador
Sistema
control
Transductor
Ganancia = corrección/error
Sistemas de control
Infusión de líquido
Señal
control
100 mm Hg
175 mm Hg
Señal
error
Comparador
Regulador
Efector
100 mm Hg
125 mm Hg
Transductor
Corrección = 125-175
Ganancia = -50/+25 = -2
Error = 125-100
UT I: Medio interno y líquidos del organismo
Tema 3.- Compartimentos líquidos del organismo:
contenido de agua y sus variaciones fisiológicas.
Distribución del agua en los compartimentos.
Principio del indicador. Distribución iónica en los
compartimentos.
Intercambio de agua entre el organismo y el medio
externo
Ingesta
Eliminación
Bebidas
1200 ml Orina
1400 ml
Alimentos
1000 ml Perspiratio
800 ml
Oxidación
300 ml
Sudor
100 ml
Heces
200 ml
Total
2500 ml
Balance neto = 0
2500 ml
Absorción-ingesta de líquidos
•
Aparato digestivo moviliza diariamente 10 litros de agua
•
•
Ingesta: 1-3 litros
Secreciones aparato digestivo: 6-7 litros
•
•
salival, gástrica, biliar, pancreática, intestinal
Pero solo se pierden diariamente 100-200 ml en heces
•
Absorción
•
•
•
•
yeyuno 60%
ileon 20%
colon 20%
absorción más eficiente colon
•
90% de la carga vs 75% intestino delgado
Perdida de líquidos
•
Orina: muy variable dependiente de
•
•
•
Ingesta
Perdida por otras rutas
Perdida insensible
•
•
Difusión piel 400 ml/día (quemados 3-5 litros/día)
Pulmón aire espirado saturado de agua (400 ml/día)
•
•
•
Sudor
Heces
↓ tª --> ↓ p.vapor agua atmósfera ----> ↑perdida agua
¿Como se pierde líquido con el ejercicio?
•
•
↑frecuencia respiratoria
↑temperatura corporal
Otras fuentes de perdidas fisiológicas
•
Mama
•
•
700-900 ml/día
2000 ml/día
Compartimentos líquidos
Variación del agua corporal total con la edad
% agua peso corporal
100
80
60
75
57
40
47
20
0
0
40
60
edad
Variación del agua corporal total con la edad y la
cantidad de tejido adiposo
% agua peso corporal
100
52
39
36
75
50
25
0
Solidos
18
27
21
14
24
ACT 73%
18
13
16
35%
45%
LEC
masa corporal magra
22
60%
LIC
% agua
Grasa
células
intracelular
gb/gr
sangre (80 ml/kg)
plasma (45ml/kg)
extracelular
intersticial
transcelular
Plasma parte acelular de la sangre
Plasma sin fibrina: suero
Líquido intersticial
transporte de sustancias entre las células y el plasma
espacio intersticial: líquido intersticial, colágeno, proteoglicanos, fibroblastos
15-25% del peso corporal (416 ml/kg RN
Plasma
exceso
↓
⇆ líquido intersticial →
199 ml/kg 7-16 años)
linfáticos
V liq intersticial = v distribución marcadores extracelulares - v plasmático
Líquido transcelular
líquido extracelular
separado por una capa continua de células epiteliales
formado por transporte activo o ultrafiltración plasma
secreciones digestivas
líquido cefalorraquídeo
líquido intraocular
líquido pleural
líquido pericárdico
líquido peritoneal
líquido seminal
liquido sinovial
endolinfa cóclea
secreciones glándulas
coloide tiroídeo
Líquido transcelular
folículo
células
epiteliales
glóbulos rojos
capilar
coloide
dos barreras de intercambio: a) capilar sanguíneo b) capa células epiteliales
Determinación del volumen de los compartimentos
líquidos: principio de dilución del indicador
Indicador cantidad Q
Volumen del recipiente
Q
V=
C
Concentración del indicador C
Determinación del volumen de los compartimentos
líquidos: principio de dilución del indicador
Para medir un compartimento líquido del organismo es necesario:
1) distribución uniforme restringida al compartimento a medir
2) método para medir la [ ] y que la [ ] de la muestra sea representativa
3) considerar la eliminación del indicador
[]
t
Determinación del volumen de los compartimentos líquidos
Agua total: todos compartimentos
LEC: no entren en la célula
Espacio Na o espacio inulina
LIC = Agua total - LEC
Plasma: unión proteínas plasmáticas
azul de Evans, I131
LIS = LEC - plasma
V sanguíneo = V plasma /1 - Hc
GR* cromo
VS = V plasmático / 1 - Hc
Distribución iónica en los compartimentos
Extracelular (mEq/L)
Intracelular (mEq/L H2O)
Na+
140
14
K+
4
140
Ca++ (ionizado)
2,5
1x10-4
Mg++
0,8
20
Cl-
105
10
HCO3-
24
10
HPO4=
H2PO4-
2
11
Distribución iónica en los compartimentos
UT II: Movimiento de sustancias a través de membranas
Tema 4.- Membrana citoplasmática: difusión,
difusión facilitada, transporte activo.
Desplazamiento de agua: ósmosis.
Uniones celulares
•
•
•
de adherencia
•
desmosoma en banda
•
desmosoma puntual
•
hemidesmosoma
impermeables
•
unión hermética
•
unión septada
comunicantes
•
unión de hendidura (gap)
•
sinapsis química
Transportadores
•
transporte sencillo - UNIPORTE
•
transporte + 1 (simultáneo - secuencial)
•
misma dirección, unidireccional, cotransporte SIMPORTE
•
dirección opuesta, bidireccional, contratransporte, ANTIPORTE (transporte de intercambio)
Tipo de movimiento según consumo energía
•
Difusión
•
Transporte pasivo
•
•
sin carga: gradiente de concentración determina la dirección
•
con carga: gradiente de concentración y eléctrico (electroquímico)
Transporte activo
•
contra gradiente
•
consumo energía
Tipo de movimiento según consumo energía
•
Difusión
•
•
•
Proteínas canal
Difusión facilitada
•
•
Membrana
Proteínas transportadoras
Transporte activo
•
Bombas iónicas
Difusión
La energía térmica mantiene las moléculas en un estado de
agitación constante
A temperatura ambiente velocidad varios m/s
Choques con otras moléculas
Proceso macroscópico de difusión
Difusión: membrana sin partición
A
M
"cs
M s = !Ds A
"x
1
c2-c
c =
c2
Ms =
mol ! cm 2
s
Ds =
cm 2
s
c1
x
Primera ley de Fick:
flujo Ms es lineal y proporcional a gradiente no satura
el flujo de S es independiente de otros solutos (Y, Z, etc)
Difusión: membrana sin partición
r2 = 2Dt ; (4 bi- o 6 tri-)
¿como de cerca deben encontrarse los receptores de
acetilcolina para responder en 100 µs?
0,6 µm
¿cuanto tiempo tardaría en difundir una molécula de
acetilcolina desde el soma de la neurona motora en la
médula espinal hasta las terminales de la misma neurona
localizadas en los pies?
16 años
sistema interno de transporte axonal 2,5 días
Difusión: membrana con partición
paso de un lado a otro de la célula implica cambio de fase
para moléculas neutras:
M s = −APs Δc
Ps: coeficiente permeabilidad
Ps es dependiente coeficiente de partición (liposolubilidad)
célula
molécula
Ps (ms/s)
axón
ácido salicílico
1
axón
anestésico local
1
varias
agua
0.3 a 50· 10 -4
músculo
K+
2· 10 -5
músculo
Cl-
4· 10 -5
Difusión facilitada
Centro de unión específico para el soluto
Transporte saturado cuando todos los centros ocupados (Vmax)
Constante característica Km
Transporte puede ser bloqueado
Vmax
Vmax/2
KM
[s]
Transporte activo
Transporte activo
Na - glucosa
Na - H
Na - Cl - H2O
Transporte mediante vesículas
exocitosis
endocitosis
segregar macromoléculas
pinocitosis
formar membrana
fagocitosis
transcitosis
Osmosis
membrana
semipermeable
f1 =
m0 + m
m0
f2 = 1
f: fracción molar
mo: moles solvente
m1: moles soluto
[H2O]
[H O ]
[s]
[s]
2
Presión osmótica
Presión osmótica de una disolución es la presión que hay que ejercer sobre la disolución
para impedir que el solvente pueda atravesar la membrana que separa las dos fases
Presión osmótica
P
[s]
[s]
Presión osmótica
π = nRTC
n: número de partículas osmoticamente activas
nC: osmolaridad (osmoles/l)
presión osmótica depende del número partículas disueltas
disoluciones diluidas
Presión osmótica
número de partículas osmoticamente activas puede ser mayor que la [M]
glucosa
ClNa
Cl2Ca
n=1
n=2
n=3
⇒
⇒
⇒
glucosa
Cl- + Na+
2 Cl- + Na+
isosmóticas / hiperosmóticas / hiposmóticas
Presión osmótica
π = nRT φC
Φ: coeficiente osmótico (0-1) 0,93
nΦC: osmolalidad (osmoles/kg H2O)
isotónica / hipertónica / hipotónica
disoluciones concentradas
Tema 5.- Movimiento de líquidos y solutos en el
compartimento extracelular. Capilares
Vasos sanguíneos
•
•
•
•
arterias -> arteriolas -> capilares -> venulas -> venas
capilares: preferenciales y verdaderos
anastomosis arteriovenosas
linfáticos
•
endotelial, válvulas, músculo liso, ganglios
Vasos sanguíneos
Vasos sanguíneos
Arteriola
células músculo liso
esfínteres precapilares
metarteriola
capilares
Venula
Control de la microcirculación
•
el control de la microcirculación dos objetivos:
•
•
dirigir la sangre donde se necesita
ajustar la presiones para mantener el balance hídrico y los
desplazamientos de volumen entre compartimento vascularinterticial
100
80
60
50
40
30
VC moderada
20
10
capilares
% Presión intravascular
Tono normal
arteriolas
venulas
0
320
160
80
40
20
10
5
10
Diametro vascular, um
20
40
80
160
320
•
Flujo laminar
•
Caída progresiva Ph
•
Mayor caída 40 - 8 um (80-30 mmHg)
•
VC moderada PA amortiguada capilares
100
80
60
50
40
30
Vasocdilatación
20
10
capilares
% Presión intravascular
Tono normal
Vasoconstrición
arteriolas
venulas
0
320
160
80
40
20
10
5
10
Diametro vascular, um
20
40
80
160
320
•
Vasomotilidad: variación velocidad del flujo
•
Reclutamiento capilar: 10-100% c. intercambio
•
el control de la microcirculación dos objetivos:
•
•
•
dirigir la sangre a donde se necesita
ajustar la presiones para mantener el balance hídrico y los
desplazamientos de volumen entre compartimento vascularinterticial
control solo por músculo liso de arteriolas y venulas
•
•
arteriolas proximales flujo total a vasos de intercambio
arteriolas terminales y esfínteres precapilares distribución en los
vasos de intercambio
Vasos sanguíneos
Determinantes del flujo microvascular
•
Flujo sanguíneo total a un órgano
PA − PV
flujo =
RT
PA
PV
RA
•
RV
en ausencia de variaciones de presión central el flujo se controla con RT
RT = RA + RV
•
la resistencia arteriolar la más importante
Determinantes de las presiones microvasculares
⎛ RV ⎞
⎜⎝ R ⎟⎠ PA + PV
A
PC =
⎛R ⎞
1+ ⎜ V ⎟
⎝ RA ⎠
PC = PA − PV
RV
PC ⇒
RA
PA
PV
PC
RA
•
•
•
RV
VCa:
↑ RA
↓ Rv/RA
↓ Pc
VDa:
↓ RA
↑ Rv/RA
↑ Pc
VC y VD venular efectos opuestos
Tipos de capilares y mecanismos de transporte
continuo (piel, músculo, pulmón)
fenestrado (gastrointestinal, renal, glándulas)
discontinuo (hepático)
uniones estrechas (cerebro)
Ultrafiltración
presión hidrostática fuerza el
líquido y pequeños solutos fuera de
los vasos
ultrafiltración: líquido sale del capilar
reabsorción: líquido entra en los capilares
moléculas con mayor concentración
en plasma que en intersticial
generan fuerza osmótica que
i n t ro d u c e l í q u i d o y s o l u t o s
permeantes en los capilares fuerza
oncótica o coloidosmótica
Presión osmótica
las fuerzas osmóticas se pueden describir de dos formas:
- en términos de concentración osmolar
- fuerza hidrostática necesaria para impedir el flujo osmótico
Π = C s RT
presión osmótica
37ºC 19.3 mmHg kg/mOsm
concentración soluto
no permeante
presión coloidosmótica del plasma es 25 mmHg equivalente a 1,3 mOsm/kg
la presión osmótica total del plasma es de 310 mOsm/kg = 6000 mmHg
Ultrafiltración
Ph − Π
Π = Π p − Πi
Ph = Pc − Pi
Lp: conductividad hidráulica
(
)
JV =LP A ⎡⎣( Pc − Pi ) − σ Π p − Πi ⎤⎦
↑fenestrados /- contínuos /↓ tight
A: área de intercambio
σ: coeficiente de reflexión
1: impermeable a proteínas
0,98-0,90
[10-(-3)]-[28-8]=-7
[30-(-3)]-[28-8]=13
9/10 reabsorbidos
promedio con σ =0,95
es de 0,75 mmHg
músculo+piel
300 ml/hr
7 l/día
70 Kg
Linfa
•
•
espacio intersticial
•
líquido intersticial: 15% (?) del agua total
•
+ mitad “proteínas plasmáticas”
•
colágeno + mucopolisacaridos
líquido intersticial
•
100 ml/kg músculo esquelético
•
350 ml/kg piel
La presión hidrostática de líquido intersticial depende
del volumen del espacio intersticial
Relación presión/volumen del líquido intersticial
en la piel y en músculo esquelético
Presión, mm Hg
compliancia
Piel
Músculo
Volumen, ml/kg
compliancia
Linfa
flujo linfático
válvulas
músculo liso
músculo estriado
movimiento
linfático
Flujo linfático
Alteración fuerzas ultrafiltración
•
Edema:
•
Congestión venosa : Pc
•
Hipoproteinemia, hipoalbuminemia : Πp
•
VD arteriolar o VC venular Rv/Ra
•
Desorganización matriz intersticial:  compliancia -> Pi
•
Aumento premeabilidad proteínas: σ
Alteración fuerzas ultrafiltración
•
Impiden edema:
•
aumento ultrafiltración --> Πi
•
 Pi por aumento de volumen líquido intersticial
•
 Πp con ultrafiltrado normal
Tema 6.- Intercambio de substancias en los
compartimentos transcelulares.
Líquidos transcelulares
plasma
líquido intersticial
membrana capilar
líquido transcelular
folículo
membrana células
epiteliales
células
epiteliales
glóbulos rojos
capilar
coloide
Líquido cefalorraquídeo
líquido intersticial cerebral se halla en equilibrio con el LCR - piamadre
cerebro no posee linfáticos
actividad de las neuronas depende de la constancia crítica del l. intersticial
Líquido cefalorraquídeo
• 150 ml
• 500 ml/d
• plexos coroideos
• granulaciones aracnoideas
• amortiguar golpes:
– diferencia densidad LCR/Cerebro
• eliminación de desechos
Composición y formación LCR
Similar plasma sanguíneo
muy pocas proteínas:
menos K+:
menos Ca+2:
más Mg+2
Sangre
PC
Int. PC
LCR
Na
H
ATP
Na
K
K
Na
Cl
Cl
Cl
Cl
HCO3
HCO3
H
HCO3
CO2
H 2O
Na Cl
HCO3 H2O
ATP
70 g/l vs 0,2 g/l)
4
vs
3
2.5
vs
1
0.7
vs
1
flujo 3 ml/min/g (520 ul/min)
5-6 veces cerebro
2 veces riñon
Líquido cefalorraquídeo: absorción
Líquidos oculares
• 0,5 ml h. acuoso
– nutrición cristalino
– 2,75 ul/min -> 25 mmHg
– transporte activo
• Na+ / AAs / glucosa
• 4 ml h vítreo
– 99% agua
– glucosaminoglicano
– hialunorato
CA
EC
CP
Iris
Líquidos oculares
CA
EC
CP
Iris
Líquido sinovial
periostio

membrana fibrosa
cápsula articular
membrana sinovial
cartílago articular
cavidad articular con
líquido sinovial
UT III: Sistema Nervioso
Tema 8. - Potencial electroquímico. Potencial de membrana.
Potencial de acción: umbral, sumación, período refractario.
Conducción del impulso nervioso y velocidad de propagación
Potencial electroquímico
0
-mV
1 M X+
+mV
0,1 M X+
0
-mV
+mV
g []
0
-mV
+mV
-
+
g []
ge
0
-mV
+mV
-
+
+
g []
ge
0
-mV
+mV
-
+
+
+
+
+
+
g []
ge
zF(EA − EB )
x ]A
[
RT ln
[ x ]B
Δµ( x ) = µA ( x ) − µB ( x )
x]A
[
= RT ln
+ zF(EA − EB )
[ x]B
Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = +
Desplazamiento a favor de gradiente
Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = 0
Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = −
x ]A
[
RT ln
+ zF(EA − EB ) = 0
[ x ]B
x ]A
[
zF(EA − EB ) = −RT ln
[ x ]B
RT [ x ] A
(EA − EB ) = −
ln
zF [ x ] B
equilibrio electroquímico
RT [ x[ ]xe] B
RT
(EiA−−EEe )B )== lnln
(E
zFzF [ x[ x] i] A
Ecuación de Nernst
Bases iónicas del Em
a.- Neurona permeable a potasio
-95 mV
gq
flujo pasivo
ge
K+
4 mM
K+
140 mM
RT [K ] e
Ek =
ln
= −95mV
zF [K ] i
Em depende de K+
-85 mV
RT [K ] e
Ek =
ln
= −85mV
zF [K ] i
K+
6 mM
K+
140 mM
aumento de [K]e -> despolariza
sale
-95 mV
entra
0 mV
RT [K ] e
Ek =
ln
zF [K ] i
b.- Neurona permeable a potasio y sodio
-90 mV
K+
Na+
K+ 4,1 mM
K+ 150 mM
Na+ 145 mM
Na+ 12mM
RT [K ] e
Ek =
ln
= −96mV
zF [K ] i
RT [ Na] e
ENa =
ln
= +66mV
zF [ Na] i
Na+ no determina Em
sale
-96 mV
0 mV
Em
+66 mV
entra
•
Si
•
PNa
= 0,01
PK
el flujo de Na + es 1/100 el flujo de K +
100 Na + = 1 K+
•
[K]eff = [K] + 0,01[Na]
•
Er =
[K]eff = [K] +
RT [K]e + p[Na]e
ln
= −87
zF [K]i + p[Na]i
PNa
[Na]
PK
c.- Bomba sodio-potasio
• Estado estacionario no equilibrado: Em
y [] no varían con el tiempo hay gasto energético
•3Na+ x 2K +
•electrogénica
•
RT [K]e + rp[Na]e
Er =
ln
= −90
zF [K]i + rp[Na]i
Potencial de membrana
Ecuación de Goldman-Hodgkin-Katz
Em =
RT PK[K]e + PNa[Na]e + PCl[Cl]i
ln
F
PK[K]i + PNa[Na]i + PCl[Cl]e
Potencial de acción
Regiones funcionales de una neurona
• Estímulos:
– subumbral
– umbral
• Umbral de disparo
– gradación
– todo o nada
•Características
–inversión Em
–no decrece con la distancia
•Características
•Partes PA
•Morfología
•Características
–inversión Em
–no decrece con la distancia
•Partes PA
•Morfología
Corrientes iónicas del potencial de acción
0
-20
-40
gNa
Conductancia
-60
-80
gK
500 ns
IK
Corriente
25 nA
INa
Activación
Canales Na+
Inactivación
Canales K+
-3
-2
-1
0
1
Tiempo (ms)
2
3
4
5
6
20
Propiedades del potencial de acción
• Aumento de la [K+]e
–menor velocidad de despolarización y menor inversión de la polaridad
–menor fuerza eléctrica para la propulsión de Na
–inactivación parcial de canales Na
Propiedades del potencial de acción
• Aumento de la [K+]e
• Periodos refractarios
• Acomodación a la despolarización lenta
Curva intensidad-duración
• Reobase: I mínima
I
• Cronaxia: duración estímulo 2T
• Cronaxia alta <-> baja excitabilidad
2T
Reobase 1T
Cronaxia
t
Conducción del potencial de acción
Diámetro µm
Velocidad m/s
Aα
20-12
120-70
Aβ
12-2
70-30
Aγ
6-3
30-15
Aδ
5-2
30-12
B
<3
15-3
Localización
Propioceptores,
motoneuronas
Tacto,
Presión
Husos neuromusculares
Temperatura,
dolor
Ia, Ib
II
III
III
S.N.A. preganglionares mielínicas
S.N.A. Postganglionares
C
1,3-0,3
2,30,5
Dolor
Interoceptores
IV
Tema 26
Nefrona
Circulación renal
Filtración glomerular
Organización general del sistema renal
Funciones del riñón
1. Regulación del equilibrio hidroelectrolítico:
– Composición iónica del líquido extracelular:
• controlando excreción de los principales iones inorgánicos:
– Na+, K+, Ca2+ , Mg2+,Cl-, H +, CO3H-, PO4H3-,…
– Osmolaridad, volumen de líquido extracelular ,
• en coordinación con el sistema cardiovascular
• controlando excreción de Na+ y agua
2. Balance ácido básico
3. Regulación de la presión arterial:
– Equilibrio de Na+
– Sistema Renina-Angiotensina
Funciones del riñón
4. Excreción de catabolitos:
– Urea
– Ac. Úrico
– Creatinina
5.
Excreción de sustancias extrañas:
– Fármacos
– Tóxicos
6. Regulación de la producción de glóbulos rojos:
– Síntesis y secreción de eritropoyetina (EPO)
7. Metabolismo del calcio y fósforo:
– Hidroxilación en posición 1 del 25-OH-colecalciferol calcitriol
Anatomía topográfica del riñón
Anatomía macroscópica del riñón
Nefrona: la unidad funcional del riñón
Los diferentes componentes de la nefrona
• corpúsculo renal:
– donde se filtra la sangre
– componente filtrante
• túbulo renal:
– donde se vierte el fluido filtrado
– componente tubular
Vascularización renal
9
Inervación renal
• Sistema nervioso simpático:
– Arteriolas aferentes
– Arteriolas eferentes
– Aparato yuxtaglomerular
– Segmentos tubulares
• Sistema nervioso parasimpático
– Arteriolas eferentes
Nefronas Corticales
• 80-85% de la totalidad= 2,1 millones
• Corpúsculos y la mayor proporción de las asas de henle en la zona
externa de la corteza
Nefronas
Yuxtamedulares
•
•
•
15-20% de la totalidad=0,4 millones
Corpúsculos en la zona de la corteza más próxima a la médula y largas asas de henle .
Capilares peritubulares y vasos rectos
Componente filtrante
• Capsula de Bowman rodea el espacio capsular
– Podocitos cubren los capilares formando la capa visceral
– Epitelio escamoso simple forma la capa parietal de la cápsula
• Capilares glomerulares
Aparato yuxtaglomerular
• Células granulares:
– Pared de las arteriolas aferentes
– Secretan renina
• Células de la mácula densa:
– Pared de la rama ascendente gruesa del
asa de Henle
– Control de la secreción de renina
– Control de la filtración glomerular
• Células mesangiales extraglomerulares
Componente tubular
• Capa celular de epitelio
simple forma las paredes del
túbulo
• Distintas características según
función del segmento
– Microvellosidades
– Cúbico o plano
– Receptores hormonales
Procesos básicos renales
Filtración glomerular
Reabsorción tubular
Secreción tubular
Excreción urinaria
Table 19-1
Los procesos básicos
no son excluyentes
Filtración glomerular
La filtración glomerular origina:
• Flujo de un volumen de plasma libre de proteínas desde el
interior del glomérulo hacia la cápsula de Bowman
• Presión sanguínea fuerza al plasma a atravesar la pared
capilar
• Volumen de plasma filtrado ≈ 20%
• Similar composición química del filtrado y el plasma:
• Excepto sustancias no filtrables:
• Proteínas
• Otras
Barrera de filtración
Barrera de filtración
La barrera de filtración es…
Permeable a:
• Agua
• Iones
• Solutos pequeños
Impermeable a:
• Solutos de elevado peso molecular (proteínas
plasmáticas)
– Solamente se filtra un 0.02%
– Limitación:
» Impedimentos estéricos
» Impedimentos de carga eléctrica
• Solutos transportados unidos a proteínas plasmáticas
¿De qué factores depende la filtración
glomerular?
Permeabilidad
Área de filtración
Presión de filtración
Presión Neta de Filtración (PNF)
La presión neta de filtración corresponde a la suma algebraica de las fuerzas que
favorecen la filtración del plasma y de las que se oponen a este proceso.
Fuerzas que favorecen la filtración:
Dirección de las fuerzas en
el capilar glomerular
PCG = presión hidrostática dentro del
capilar glomerular.
CB = presión oncótica en la cápsula de
Bowman
PCG CB
Fuerzas que se oponen a la filtración:
PCB = presión hidrostática en la cápsula de
Bowman.
CG = presión oncótica en el capilar glomerular.
PNF = ( PCG+  CB ) - ( PCB + CG )
PCB
CG
PNF varía a lo largo del glomérulo
PNF varía con el flujo sanguíneo glomerular
Velocidad de Filtración Glomerular
• Volumen de plasma filtrado en la unidad de tiempo
• Depende de:
• Permeabilidad hidrostática
• Área de filtración
• PNF
• VFG = Permeabilidad · Área filtración · PNF
Coeficiente de filtración
• VFG = Kf · PNF
Velocidad de Filtración Glomerular
 VFG = 180 L/día
 El volumen total de plasma se filtra 60 veces
en 24 horas
 ¿Cómo se obtienen estas cifras?
– Kf mucho más elevada que los normales
• Mayor área
• Permeabilidad hidrostática 10-100 X
La VFG…
¿es fija o variable?
¿puede ser regulada?
VFG = Kf · (PGC-PCB-∏GC+ ∏CB)
Kf = Permeabilidad · Área
• Puede variar en:
– Situaciones patológicas=Alteraciones de la permeabilidad
– Situaciones fisiológicas= Modificación del área
• Cambio de volumen c. mesangiales intraglomerulares
PGC
• Depende de las relaciones entre:
– Presión arterial renal
– Resistencia arteriola aferente
– Resistencia arteriola eferente
Perfil de presiones hidrostáticas renales
Efecto de la resistencia de las
arteriolas renales sobre la PGC
Efecto de la resistencia de las arteriolas
renales sobre la PGC
PNF= PPC- ∏PC+ (∏o -Po)
VFG = Kf · (PGC-PCB- ∏GC+ ∏CB)
PCB
• Puede estar modificado en:
 Situaciones patológicas=obstrucción :
• Cualquier punto del túbulo
• Cualquier punto de la porción extrarrenal de las vías
urinarias
∏GC
 Situaciones patológicas=Alteración de [proteinas]plasmática
• Incremento [proteínas]plasmática = Aumento de ∏Plasmática
• Disminución [proteínas]plasmática = Disminución de ∏Plasmática
VFG = Kf · (PGC-PCB- ∏GC+ ∏CB)
∏CB
 Situaciones patológicas= tasa de filtración de proteínas
• Incremento [proteinas]cápsula Bowman = Aumento de ∏CB
Cambios que afectan la tasa de filtración
glomerular
CAMBIOS
En condiciones normales, los
factores que controlan la VFG
están dirigidos a producir cambios
 en la presión hidrostática
capilar (PCG)
 en menor grado sobre el
coeficiente de filtración (Kf).
-Aumento de la presión arterial
media.
-Disminución de la resistencia
de la arteriola aferente
-Aumento de la resistencia de
la arteriola eferente.
Aumento del área de filtración
(relajación de las células del
mesangio)
Sin embargo en condiciones
patológicas, también se pueden ver
afectadas
 la presión hidrostática en la
cápsula de Bowman (PCB)
 las presiones oncóticas en el
capilar glomerular (CG) y/o en la
cápsula de Bowman (CB)
EFECTOS
PCG
Kf
CAMBIOS
Aumento de la presión
intratubular por obstrucción
de los túbulos o por factores
extrarrenales
Disminución
de
la
concentración de las proteínas
plasmáticas (por ejemplo
Disfunción hepática)
RESUMEN FINAL .
VFG
VFG
EFECTOS
PCB
CG
VFG
VFG
Flujo sanguíneo renal (FSR)
• Determina indirectamente la VFG
• Modifica la reabsorción de H20 y solutos por el
túbulo proximal
• Participa en el proceso de concentración y
dilución de orina
• Aporta a las céls. renales:
– O2, nutrientes, hormonas y sustratos para su excreción
• Recoge:
– CO2, solutos y líq. reabsorbidos
Autorregulación del FSR y de la VFG
• FSR = Δ P/R
• PA <80 o PA >120 mm Hg
– R constante
– FSR y VFG varían linealmente
con la presión
FSR
• PA =80-120 mm Hg
– resistencia (R) variable
– cambios en Δ P-cambios en R
de los vasos renales
– FSR y VFG constantes
VFG
AUTORREGULACIÓN
0
80
120
PRESIÓN ARTERIAL (mm Hg)
¿Cómo se explica el fenómeno de
autorregulación de la VFG y FSR?
Mecanismo miogénico
Balance túbulo glomerular
Tema 27.
• Función del túbulo proximal
• Función del asa de Henle
• Función del túbulo distal y colector
Vía transcelular y vía paracelular
Fenómeno de bombeo-escape
Reabsorción tubular
Reabsorción tubular
• Componentes filtrables del plasma:
– no se excretan o lo hacen en cantidad menor a la cantidad de sustancia
filtrada
• Componentes no filtrables del plasma:
– se excretan en cantidad menor al volumen de sustancia secretado
• Reabsorción de compuestos útiles para el organismo:
– suele ser completa
• Reabsorción de catabolitos:
– si ocurre, es incompleta
• Dos tipos de procesos de reabsorción:
1.Controlados fisiológicamente:
• Agua
• Na+
2.No controlados:
• Glucosa
• Aminoácidos
Mecanismos de reabsorción tubular
DIFUSIÓN
Simple
•Sustancias liposolubles
•Iones a través de canales iónicos
•Agua a través de poros
Facilitada
•Sustancias polares
•Necesidad de transportadores
•Fenómenos de:
•Saturación:
TRANSPORTE ACTIVO
•Gasto energético
•Fenómenos de:
•Saturación:
•Velocidad máxima de transporte
•Especificidad:
•Singularidad o no de la utilización del
transportador
•Competencia
•Bombas iónicas
•Cotransporte
•Especificidad:
transportador
•Competencia
ENDOCITOSIS
Secreción tubular
• Componentes filtrables del plasma:
– se excretan en mayor cantidad que el volumen de
sustancia filtrado
• Componentes no filtrables del plasma:
– muestran excreción urinaria
• Secreción de catabolitos:
– si ocurre suele ser completa
• Dos tipos de procesos de secreción:
1. Controlados fisiológicamente
2. No regulados
Mecanismos de secreción tubular
DIFUSIÓN
Simple
•Sustancias liposolubles
•Iones a través de canales iónicos
•Agua a través de poros
Facilitada
•Sustancias polares
•Necesidad de transportadores
•Fenómenos de:
•Saturación:
•Especificidad:
transportador
•Competencia
TRANSPORTE ACTIVO
•Gasto energético
•Fenómenos de:
•Saturación:
•Especificidad:
transportador
•Competencia
•Bombas iónicas
•Cotransporte
Aclaramiento renal de una sustancia
• Volumen de plasma que los riñones liberan de
dicha sustancia en la unidad de tiempo
• Cada sustancia tiene un valor para su
aclaramiento renal en función de:
– Tasa de filtración
– Tasa de secreción
– Tasa de reabsorción
• Aclaramientox= masa x excretada/[x]plasma
• AclaramientoX = ([x]orina · Volorina)/[x]plasma
Para cualquier sustancia x:
Ex=Fx-Rx+Sx
Cantidad excretada/t
mmol/min
mEq/día
=
Cantidad filtrada/t
mmol/min
mEq/día
-
Cantidad reabsorbida/t
mmol/min
mEq/día
+
Cantidad secretada/t
mmol/min
mEq/día
.
Ux.Vx=Cx.Px
Concentración en orina
mmoL/mL
x
Volumen de orina excretado/t
mL/min
=
Aclaramiento
mL/min
x
Concentración plasmática
mmol/mL
Determinación de la velocidad de
filtración glomerular
• Sustancia “X” que cumpla las siguientes
condiciones:
– Libremente filtrable
– No secretable
– No reabsorbible
– No síntesis tubular
– No metabolismo tubular
• VFG = AclaramientoX=([x]orina·Volorina)/[x]plasma
Determinación de la velocidad de
filtración glomerular
• ¿Qué sustancias se utilizan normalmente?:
– Inulina
– Creatinina
• ¿Qué valor tiene en condiciones normales la
VFG?:
– 180 L/día
Aclaramiento de Inulina
Aclaramiento de Inulina
Aclaramiento de creatinina
Determinación del flujo sanguíneo
renal
• Ácido para-amino-hipúrico:
– Libremente filtrable
– A baja [PAH] todo el PAH no filtrado se secreta
• Aclaramiento PAH = Flujo plasmático renal
efectivo
• FSRE = FPRE · (1-Hematocrito)-1
Manejo tubular de PAH
Balance renal de un soluto
Manejo tubular de PAH
Manejo tubular de sustancias
orgánicas
Manejo tubular de glucosa
Manejo tubular de glucosa
Cx=Ux.Vx/Px
Manejo tubular de Aminoácidos
Mecanismos de reabsorción de AA en
el túbulo proximal
Manejo tubular de oligopéptidos
Manejo tubular de proteínas
Manejo tubular de urea
Manejo tubular de ácidos y bases débiles
Manejo tubular
+
Na ,
Cl
y H2 O
Manejo tubular Na+, Cl- y H2O
• Se filtran libremente
• Reabsorción tubular muy elevada (≈ 99%)
• Mecanismos:
– Na+:
• Reabsorción activa
• Dependiente de ATPasa Na+/K+ en membrana basolateral
– Cl-:
• Reabsorción activa/pasiva
• Acoplada directamente/indirectamente a la reabsorción de Na+
– H2O:
• Reabsorción siempre pasiva
• Secundaria a la reabsorción de solutos
Balance tubular de sodio
Mecanismos de manejo tubular de Na+
Mecanismos de manejo tubular de Cl-
Mecanismos de manejo tubular de Cl-
Reabsorción de H2O en la nefrona proximal
PNF= PPC- ∏PC+ (∏o -Po)
Túbulo proximal
•
•
•
•
Lugar de mayor reabsorción de Na+, Cl- y H2O
Reabsorción del 65% del Na+ y H2O filtrados
Reabsorción del 55-60% del Cl- filtrado
Reabsorción de Na+:
– Acoplada a:
•
•
•
•
•
Glucosa
Aminoácidos
Lactato
Cotransporte antiparalelo con H+:
H+ impulsan la reabsorción activa secundaria de HCO3-
• Reabsorción de Cl-:
– Primera parte:
• la reabsorción pasiva de H2O incrementa [Cl-]luminal
– Segunda parte:
• la reabsorción pasiva de Cl- por vía paracelular
Asa de Henle
• Reabsorción del 25% de Na+ y Cl- filtrados
• Reabsorción del 15% del H2O filtrada
– Rama descendente:
• Reabsorción de H2O
• No reabsorción de Na+ y Cl-
– Rama ascendente:
• Reabsorción de Na+ y Cl- (Na+ , K +, Cl-)
• No reabsorción de H2O
Túbulo contorneado distal
• Llega hasta un 10% del Na+ y Cl- filtrados
• Llega hasta 20% del H2O filtrada
• Reabsorción de Na+ :
– Activa de Na+ acoplada a Cl• Reabsorción de Cl- :
– Pasiva de Cl- por el potencial negativo del lumen
– Activa de Cl- acoplada a Na+
• Reabsorción de H2O :
– Muy baja y constante
Conductos corticales
• La reabsorción del Na+ y Cl- filtrados
llega hasta >99% del filtrado
• La reabsorción de H2O llega a ser
casi total
• Reguladas por aldosterona
• Reabsorción de Na+:
– A través de canales
• Reabsorción de Cl- :
– Pasiva por el potencial negativo del
lumen
– Activa acoplada a HCO3-
Manejo tubular de
+
K
Tema 28-29
Tema 28.- Control de la actividad osmótica del organismo
Tema 29.- Regulación del volumen extracelular y del volumen de
sangre
Osmorregulación
 La osmolaridad de los
líquidos corporales se
mantiene en aprox. 300
mOsm/L
 El control del equilibrio
hídrico se ejerce a la
altura del túbulo distal final
y los conductos colectores
en presencia de ADH
 Existe un gradiente en la
osmolaridad del líquido
intersticial renal desde la
corteza hasta la médula
Table 19-1
Hormona antidiurética (ADH)
• Secreción regulada por:
– Osmolaridad plasmática
– Presión del sistema vascular
– Otros factores:
• Estimuladores:
– Nauseas
– Angiotensina-II
– Nicotina
• Inhibidores:
– Péptido natriurético atrial
– Etanol
Control osmótico y hemodinámico de la secreción
de ADH
Acciones de ADH sobre el riñón
•
Aumenta:
1. Permeabilidad al H2O en los segmentos distales
de la nefrona
Acciones de ADH sobre el riñón
•
Aumenta:
1. Permeabilidad al H2O en los segmentos distales
de la nefrona
2. Porción gruesa de la rama ascendente del asa de
Henle
•
Número de co-transportadores Na+/K+/2Cl-
3. Túbulo distal
•
Número de co-transportadores Na+/Cl-
4. Túbulos colectores medulares externos:
•
Número de canales ENa+
5. Túbulos colectores medulares internos
•
Permeabilidad a la urea
Control del equilibrio hídrico
RESTRICCIÓN DE
INGESTA DE
Inhibe los osmorreceptores en el
hipotálamo anterior
Estimula los osmorreceptores en
el hipotálamo anterior
Sed
Ingesta
de H20
Secreción de ADH de la neurohipófisis
Permeabilidad al H2O en los
segmentos distales de la nefrona
HACIA LA NORMALIDAD
Sed
Ingesta
de H20
Secreción de ADH de la neurohipófisis
Permeabilidad al H2O en los
segmentos distales de la nefrona
HACIA LA NORMALIDAD
Osmolaridad urinaria
• Las variaciones en la reabsorción de
H2O alteran la osmolaridad de la orina:
– Isosmótica=300mOsm/L
– Hiperosmótica
• Mayor osmolaridad que el plasma
• Límite máximo 1200 mOsm/L
– Hiposmótica
• Menor osmolaridad que el plasma
• Límite mínimo 50 mOsm/L
Gradiente osmótico corticopapilar
¿Qué solutos y mecanismos contribuyen al
gradiente osmótico?
• Multiplicación contracorriente:
– Función del asa de Henle
– Deposita NaCl en las regiones medulares
del riñón
• Reciclaje de urea:
– Función de los túbulos colectores medulares
internos
– Deposita urea en las regiones medulares
del riñón
Multiplicación por contracorriente
Los vasos rectos como sistema
intercambiador contracorriente
Reciclaje de urea
Reciclaje de urea
RESTRICCIÓN DE H2O (ANTIDIURESIS)
Reciclaje de urea
15% de
urea
ELEVADA INGESTA DE H2O (DIURESIS)
60% de
urea
Regulación del equilibrio del Na+
• Na+ y sus aniones asociados (Cl−, HCO3− ) son los
principales solutos del LEC
• El riñón asegura que su ingesta ≈ excreción
• La excreción renal de Na+ refleja los cambios en el
VLEC
– Equilibrio positivo de Na+= Expansión del volumen del LEC
– Equilibrio negativo de Na+ =contracción del volumen del LEC
• Excepción situaciones patológicas:
–
–
–
–
Cirrosis hepática
Insuficiencia cardiaca congestiva
Edema
Excreción renal de Na+ refleja los cambios en el volumen
sanguíneo efectivo
• Volumen sanguíneo efectivo= VSAE
– Porción de volumen de LEC contenido en las arterias que
perfunde efectivamente los tejidos
– Normalmente VLEC proporcional a VSAE
– Situaciones patológicas, ejemplo edema:
•  VLEC asociado a una VSAE
• Causa filtracion excesiva de liquido de los capilares al liquido intersticial
Volumen del LEC
Volumen sanguíneo
∏PC
P= (PPC+0) – (P0+PC)
P= (15+6) - (8+25)
P=-12
Deshidratación,
deficiencia de Na+
o hemorragia
HIPOTALÁMO (CRH)
Cardiocitos-Péptido
natriurético atrial
(PNA)
HIPÓFISIS (ACTH)
Disminución de
volumen sanguíneo
Disminución de
Presión sanguínea
Aumento de presión
arterial
Células
juxtaglomerulares
del riñón
Aumento de renina
Hígado
Vasoconstricción
de
arteriolas
Aumento del
volumen sanguíneo
Angiotensinógeno
Aumento de
K+ en el
líquido
extracelular
Aumento de
angiotensina I
Aumento de
angiotensina II
Pulmones (ECA=
enzima convertidora
de angiotensina)
Aumento de
aldosterona
En los riñones- aumento
de reabsorción de Na+ y
excreción de K+ en la orina
Control de la secreción de renina
Control de la secreción de renina
Tema 30.- Función amortiguadora de la
sangre y los líquidos.
Tema 31.- Control respiratorio y renal del
pH de la sangre.
Equilibrio ácido-base
• Es de importancia vital para el normal
funcionamiento celular
• pH plasmático debe mantenerse en un
rango estrecho: 7.35-7.45
• Se mantiene gracias a la regulación de
la concentración de H+ en los fluidos
corporales especialmente el LEC
Equilibrio ácido-base
60 mEq/día
Ingreso
H+
40 nEq/l
0.000000040 Eq/l
Egreso
60 mEq/día
Fuentes generadoras de H+
• Ácidos volátiles (CO2): 15-20.000 mmol/día
Anhidrasa carbónica
CO2+H2O H2CO3  HCO3-+H+
• Ácidos fijos (no volátiles):
– Exógena: dieta
– Metabolismo endógeno:
• Catabolismo de proteínas y fosfolípidos
• Ácidos inorgánicos:
– Sulfatos: proteínas con aa como metionina, cisteína, cistina
– Fosfatos: fosfolípidos
• Ácidos orgánicos:
– Ácido láctico
– Cetoácidos: acetoacético y β-hidroxibutirico
Mecanismos de regulación del pH del
medio interno
• Sistemas amortiguadores químicos (LIC y LEC)
• CO2 espirado (compensación respiratoria)
• Excreción renal de H+(sistema renal)
Manejo de la carga ácida diaria
% DE RESPUESTA
100
80
EC
60
IC
40
PULMONAR
20
RENAL
0
1
6
11 16 21 26 31 36 41 46
HORAS
Amortiguación
• Amortiguador:
Mezcla de un ácido débil con su base conjugada
• Una solución amortiguada resiste cambios de pH
• Ecuación de Henderson-Hasselbalch
Se emplea para calcular el pH de una solución
amortiguada
pH = pK + log [A-] / [HA]
• Donde:
[A-] = forma base del amortiguador (meq/L)
[HA] = forma ácida del amortiguador (meq/L)
Amortiguación
Amortiguadores químicos (LIC y LEC)
• Previenen cambios rápidos y pronunciados de pH
• Actúan en fracciones de segundo
• Convierten ácidos o bases fuertes en débiles
Principales sistemas amortiguadores
 Sistema amortiguador de proteínas
 Ácido carbónico-bicarbonato
 Sistema amortiguador de los fosfatos
Sistema amortiguador de proteínas
• Más abundante en el líquido intracelular
• 60-70% de la amortiguación de los líquidos
corporales
• El grupo carboxilo actúa como un ácido liberando H+
• El grupo amino actúa como una base aceptando H+
• Algunas cadenas laterales pueden actuar como
amortiguadores
• pK de la oxihemoglobina = 6.7
• pK de la desoxihemoglobina=7.9
Sistema amortiguador
ácido carbónico-bicarbonato
pH = 6.1 + log [HCO3-] / 0.03 PCO2
[H+]=24X PCO2/ [HCO3-]
• Primera línea de defensa frente a cambios en [H+]
• HCO3-/ H2CO3 =20/1
• CO2: eliminado por ventilación pulmonar de manera
rápida
• HCO3- : reabsorbido y sintetizado por los riñones
• No puede proteger al organismo de cambios en el pH
causados por trastornos pulmonares
Compensación respiratoria
• pH sanguíneo puede ser ajustado por un
cambio en el volumen minuto respiratorio
– Aumento de volumen minuto respiratorio
• Mayor CO2 en el aire espirado
• Disminución de pCO2 en sangre
• Aumento del pH sanguíneo
– Disminución del volumen minuto respiratorio
• Disminución del pH sanguíneo
Compensación respiratoria
Sistema amortiguador fosfato
H2PO4-
HPO42- + H+ pK = 7.2
• A pH =7,4 HPO42- /H2PO4- = 4
• Principal regulador del pH citosólico
– Grandes cantidades de fosfato dentro de las
células corporales y en el hueso
• Menos efectivo que el HCO3- como tampón
del LEC
– Concentración de fosfato en sangre baja (2 mEq/L)
• Participa en la excreción de exceso de H+ en la
orina
Excreción renal de H+
• Las reacciones metabólicas producen
1mEq/litro de ácidos no volátiles por
cada kg de peso corporal
• La excreción de H+ en la orina es igual a
la producción de ácidos no volátiles
• Las células del tubulares del riñón
sintetizan HCO3- además de reabsorber
el filtrado:
– Carga de HCO3- filtrada= 4320 mEq/día
– Titulación de carga acida= 50-100 mEq/día
• Los H+ son excretados como ácidos
titulables y NH4+
Reabsorción de HCO3–
• Células del túbulo contorneado proximal y
conducto colector reabsorben HCO3– y
secretan H+ al fluido tubular
• Túbulo contorneado proximal:
– Intercambiadores Na+/H+ secretan H+ y
reabsorben Na+
• Tubulo colector (células intercaladas)
– Membrana apical- bombas de H+ (ATPasas)
secretan H+ al fluido tubular
– Membrana basolateral- intercambiadores HCO3–
/Cl- que reabsorben HCO3–
TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL
TUBULO COLECTOR (CÉLULAS
INTERCALADAS)
Excreción renal de H+ como H2PO4TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL
TUBULO COLECTOR
(CÉLULAS INTERCALADAS)
Excreción renal de H+ como NH4+
TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL
TUBULO COLECTOR
(CÉLULAS INTERCALADAS)

FISIOLOGÍA

Transcripción

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