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Fisiología Humana: Funciones de los Organismos Vivos y Organización del Organismo Humano -, Apuntes de Fisiología

Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)Fisiología

Prof. Anna Fresquet

Este documento introduce la fisiología humana, el estudio de las funciones de los seres vivos y cómo un organismo lleva a cabo sus actividades básicas: alimentación, movimiento, adaptación al medio y reproducción. Se detalla la organización del organismo humano, incluyendo membranas, tejidos, núcleo, citoplasma, orgánulos y comunicación celular.

Tipo: Apuntes

2011/2012

Subido el 01/03/2012

ccristinitta 🇪🇸

4.2

(51)

12 documentos

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INTRODUCCIÓN

•La fisiología estudia las funciones de los seres vivos y la manera como un

organismo lleva a cabo sus diversas actividades:

•Como se nutre

•Como se mueve

•Como se adapta al medio

•Como se reproduce

•Para el estudio del funcionamiento de 1 animal es necesario conocer:

•Su anatomía

•Su fisiología

ORGANIZACIÓN DEL ORGANISMO HUMANO

•Los componentes básicos del cuerpo son las células

•Las células se agrupan formando tejidos.

•Los órganos están formados por la agregación de diferentes tipos de tejidos

•Los órganos son partes de diferentes sistemas fisiológicos

•Las células tienen diferentes funciones y formas:

•Núcleo o no (eucariota o procariota).

•Están rodeados por membranas, etc.

•TEJIDOS

•Epitelial

•Conjuntivo

•Sanguíneo5

•Linfoide

•Nervioso

•Muscular

•Óseo, etc.

•SISTEMAS

•Respiratorio

•Cardiovascular

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ORGANISMOS VIVOS Y EL MEDIO

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INTRODUCCIÓN

La fisiología estudia las funciones de los seres vivos y la manera como un organismo lleva a cabo sus diversas actividades:
Como se nutre
Como se mueve
Como se adapta al medio
Como se reproduce
Para el estudio del funcionamiento de 1 animal es necesario conocer:
- Su anatomía
- Su fisiología

ORGANIZACIÓN DEL ORGANISMO HUMANO

Los componentes básicos del cuerpo son las células
Las células se agrupan formando tejidos.
Los órganos están formados por la agregación de diferentes tipos de tejidos
Los órganos son partes de diferentes sistemas fisiológicos
Las células tienen diferentes funciones y formas:
(^) Núcleo o no (eucariota o procariota).
Están rodeados por membranas, etc.
TEJIDOS
Epitelial
Conjuntivo
Sanguíneo
Linfoide
Nervioso
Muscular
Óseo, etc.
SISTEMAS
Respiratorio
Cardiovascular

Digestivo, etc.
PARTES CELULA.
Membrana plasmática, que rodea:
Núcleo
Citoplasma:
Orgánulos:
Mitocondrias
Retículo endoplasmático.
Aparato de Golgi
Ribosomas
Lisosomas
Citoplasma:
70-85% es agua y 10-20% proteínas y 2-3% son lípidos (fosfolípidos, colesterol, y triglicéridos, q estos últimos son el 95% en células adiposas).
También tienen electrolitos metabólicos (K+, Cl-)
(^) Membrana plasmática:
Regula el movimiento de las sustancias entre el interior y el ext. De las células
Responsable de ajustar la respuesta de la célula antes diversas señales (hormonas NT)
Es una bicapa lipídica que contiene proteínas que la atraviesan, que tienen diferentes funciones y posiciones:
Atraviesen totalmente la membrana.
Sean proteínas fijadas a la parte interna, y a veces pueden tener Glicoproteínas para dar la configuración de los receptores químicos donde se unirán sustancias, fármacos, etc actuando sobre esta célula.
Núcleo (células eucariotas):
Separado del resto del citoplasma por una cubierta nuclear (membrana)
Contiene material genético: la cromatina (contiene ADN que tiene la información necesaria para la vida de la célula)
Centro de control de células que contiene DNA.

Pequeñas partículas de nucleoproteínas.
Aparato de Golgi:
Compuesto por vesículas o sacos aplanados y delgados.
Funcionan asociados al retículo endoplasmatico.
Implicado en la modificación y empaquetamiento de las proteínas para su secreción.
Ej: en el caso de las células B del páncreas, se encarga del proceso de conversión de proinsulina a insulina.
Lisosomas:
Son el “sistema digestivo de las células”
Pequeños sacos que contienen enzimas hidrolíticas potentes
Degradan y reciclan porciones determinadas de las células
Degradan sustancias extrañas como bacterias, y también lípidos, proteínas e hidratos de carbono.
Citoesqueleto:
Es una red de:
(^) Microtúbulos: formados por “tubulinas”, que desarrollan y mantienen la configuración, formando:
Cilios, flagelos: protegen el tracto respiratorio. Microtúbulos con movimiento.
Centríolos: importantes en la replicación
Microfilamentos: estructuras delgadas (actina)
Filamentos intermedios: grupo heterogéneo de filamentos
Filamentos gruesos: Miosina
La actina y la miosina tienen un papel importante en la contracción muscular

COMUNICACIÓN CELULAR

Las células de organismos multicelulares deben comunicarse entre si, y con los medios internos y externo mediante diferentes mecanismos:
Uniones estrechas entre células vecinas
Señales autocrinas: liberan información a la misma célula, pero en otra parte.

Señales paracrinas: liberan información a las células vecinas.
Señales endocrinas: liberan información mediante el corriente sanguíneo hacia el órgano deseado.
Estas tres señales son eléctricas y químicas.
Sinapsis: unión entre 2 células nerviosas, y mediante potenciales de acción, neurotransmisores y receptores, se trasmite la información de una neurona a otra.
Los mensajeros químicos ejercen sus efectos mediante la fijación a proteínas o receptores de membrana, esto se denomina “Transducción de señales”
La regulación de la respuesta se realiza mediante aumentos o disminuciones de receptores pre o post-sinápticos (dopamina, serotonina…).

RECEPTORES DE LA SUPERFICIE CELULAR

Receptores ligados a proteínas G:
- Más de 1000 miembros
- la transducción de señales dependen de un sistema de procesos bioquímicos coordinados.
Receptores ligados a canales iónicos:
- (^) entre células capaces de estimulación eléctrica.
- Responsables de la transmisión de impulsos en las células nerviosas, musculares, etc.
Receptores ligados a enzimas:
- Hormonas, factores de crecimiento, etc.
- Actúan sobre un dominio intracelular con actividad enzimática.
Receptores Intracelulares:
- Hormona tiroidea, esteroides, etc.
- No se fijan a receptores de membrana y actúan a nivel del núcleo.

DIVISIÓN CELULAR

MITOSIS: cada célula hija tiene el mismo número de cromosomas que la célula progenitora.
MEIOSIS: cada célula hija tiene la mitad del número de cromosomas que la célula progenitora.
Solo tiene lugar en células germinales durante la formación de óvulos y espermatozoides.

La mayor parte de los procesos patológicos comienzan a nivel celular.
La comprensión de la función de las células es esencial para entender cualquier proceso patológico.
Enfermedades que afectan las células de un solo órgano, otras células de un tipo de tejido particular, otras a células de todo el organismo.

ADAPTACIÓN CELULAR

La célula cuando se enfrenta a situaciones que ponen en peligro su estructura y función normales experimenta alteraciones adaptativas que permiten su supervivencia y mantenimiento de la función.
Las células se adaptan a las alteraciones del medio interno del mismo modo que el organismo en conjunto se adapta a las alteraciones del medio externo.
La adaptación celular se realiza mediante alteraciones de:
- Tamaño.
- Número.
- Forma.
Las respuestas adaptativas también comprenden la acumulación intracelular y el almacenamiento de productos en cantidades anormales.
La adaptación celular normal se produce en respuesta a un estimulo apropiado y se interrumpe cuando desaparece el estimulo que indujo la respuesta de adaptación.
La adaptación celular es mediada por :
- Numerosos mecanismos moleculares.
- Factores producidos por las propias células.
- Factores producidos por otras células.
Los mecanismos dependen de señales trasmitidas por mensajeros químicos que ejercen sus efectos a través de las alteraciones de la función de los genes.
- Los genes constitutivos son genes que determinan las características que diferencian un tipo celular y son necesarios para la función normal de la célula.
Una vez eliminado el factor que indujo la adaptación desaparece el efecto sobre la expresión de los genes y la célula recupera su función normal.

ATROFIA

Situaciones en las que existe la disminución de las demandas de trabajo o condiciones ambientales adversas.
Disminución del tamaño celular.

Nivel de función mas reducido y eficiente
Compatible con la supervivencia
Las células atróficas reducen el consumo de oxígenos y diversas funciones celulares
Disminución del número de orgánulos y otros estructuras.
Causas:
- Falta de uso.
- Denervación.
  - Falta de llegada del estímulo nervioso para que se mantenga el trofismo de los tejidos.
- Pérdida de estimulación endocrina.
- Nutrición deficiente.
- Isquemia o disminución del flujo sanguíneo.
Ejemplo: menopausia, disminución del empleo de un músculo esquelético, etc.

HIPERTROFIA

Aumento del tamaño celular
Incremento de la masa tisular funcionante
(^) Resultante de un aumento de la carga de trabajo impuesta a un órgano o una parte corporal
Implica el incremento de los componentes de la célula
La señal precisa para la hipertrofia no se conoce con precisión
Puede ser resultado de:
- Condiciones fisiológicas:
  - Aumento de masa muscular por ejercicio.
- Procesos patológicos:
  - Hipertrofia adaptativa:
    - Ej: Aumento del espesor de la vejiga urinaria por obstrucción.
    - Hipertrofia miocárdica por valvulopatía o HTA
  - Hipertrofia compensadora:
    - Después de extracción parcial o total de un órgano (riñón).

Permite el reemplazo de células más frágiles por células más capacitadas para la supervivencia en circunstancias en las que sucumbirán.
El reemplazo de tipos celulares en ningún caso excede el límite impuesto por los grupos tisulares primarios.
La exposición persistente a los factores que inducen metaplasia puede llevar a la transformación cancerosa del epitelio metaplásico.
Ej: reemplazo del epitelio cilíndrico ciliado por células epiteliales escamosas, más resistentes, en la tráquea y vías respiratorias en fumadores.

DISPLASIA

Crecimiento desorganizado de un tejido especifico que determina la formación de células de tamaño, forma y organización variables.
Los grados menores se asocia con irritación o inflamación crónicas.
Se considera una transformación precursora de cáncer.
Es un proceso de adaptación y en consecuencia no siempre conduce al cáncer.
Las células displásicas pueden recuperar su estructura y su función prevista.

DEPOSITOS INTRACELULARES

(^) Las acumulaciones intracelulares consisten en el almacenamiento de sustancias que las células no pueden utilizar o eliminar de forma inmediata.
Se acumulan en los lisosomas o en el núcleo.
Las sustancias acumuladas se agrupan en tres categorías:
- Sustancias corporales normales como lípidos, proteínas, carbohidratos, etc.
- Productos endógenos anormales : resultante de defectos metabólicos hereditarios.
- Productos exógenos , como agentes ambientales (metales) o pigmentos. Ej: tatuajes.
Pueden acumularse de forma transitoria o permanente y pueden ser inofensivas o tóxicas.
- Glucógeno : enfermedad de Gierke (déficit de glucosa-6-fosfatasaaunque provoca un cúmulo de glucosa intracelular).
- Lípidos : enfermedad de Tay-Sachs.
- Lípidos por alteración metabolismo hepático : alcoholismo, diabetes melitus…
- Bilirrubina : ictericia (nos ponemos de color amarillo).

Lipofucsina : pigmento de desgaste (manchas que aparecen en la piel de los abuelos).
Pigmento exógeno : carbón, plomo…
Tatuajes : introducción de pigmentos insolubles en el interior de las células.

CALCIFICACIONES PATOLÓGICAS

Deposito anormal de sales de calcio en los tejidos junto con cantidades más pequeñas de Fe, Mg y otros minerales.
Calcificación distrófica : cuando tienen lugar en tejidos inviables (tejido cicatricial) o en vías de inviabilidad.
Calcificación metastásica (fuera de lugar): en tejidos normales.

CALCIFICACION DISTROFICA

Depósito macroscópico de sales de calcio en tejidos dañados; típicas placas de ateroma.
Pueden ser partículas de aspecto arenoso o material firme y duro.
En la patogenia interviene la formación intracelular o extracelular de fosfato de calcio cristalino.
(^) Los componentes de los depósitos derivan de cuerpos de células muertas o deterioradas, de la circulación sanguínea y del líquido intersticial.
Lesiones ateromatosas de la ateroesclerosis avanzada, válvulas cardiacas, vasos sanguíneos de gran calibre, lesiones TBC curadas…

CALCIFICACION METASTATICA

Se produce en tejidos normales como consecuencia de hipercalcemia
Puede ocurrir en:
- Pulmones.
- Túbulos renales.
- Vasos sanguíneos.
Causa principales:
- Hiperparatiroidismo (niveles de calcio elevado pudiendo encontrar calcio en distintos órganos).
- Enfermedad de Paget (enfermedad del tejido óseo, malformaciones óseas).
- Cáncer con lesiones metastásicas.
- Intoxicación por vitamina D.

El amperaje.
La resistencia de los tejidos interpuestos.
La trayectoria de la corriente.
La duración de la exposición.
Por irradiación:
Las radiaciones abarcan un amplio espectro de energía propagada por ondas que van desde rayos gamma ionizantes hasta ondas electromagnéticas:
Radiaciones ionizantes :
- Afectan a las células por ionización de moléculas y átomos.
- Producen radicales libres.
- Pueden ocasionar lesiones genéticas.
- Pueden producir muerte celular inmediata.
- Introducir mutaciones genéticas letales o no.
- Uso en tratamiento de cáncer: porque matan células cancerígenas.
- Los efectos varían según las dosis.
- Manifestaciones clínicas del efecto son consecuencia de lesiones celulares agudas.
- Efectos sobre síntesis ADN, mitosisà células de división rápida más vulnerables.
- Prevención personal expuesta.
- Efectos crónicosà fibrosis, necrosis y cicatrización del área irradiada.
Radiación ultravioleta :
- Provocan quemaduras.
- Aumentan el riesgo de cáncer de piel.
- El grado de riesgo depende :
  - Del tipo de rayos UV.
  - (^) La intensidad de la exposición.
  - La cantidad de pigmento melanico protector de la piel.
- Las radiaciones UV dañan el ADN.

En condiciones normalesà importancia de los procesos de reparación.
(^) Vulnerabilidad de personas que carecen de los enzimas para reparar lesiones del ADN provocadas por la luz UV.
Radiación no ionizantes :
Luz infrarroja.
Ultrasonidos.
Microondas.
Energía láser.
(^) Ejercen sus efectos a través de la vibración y la rotación de átomosà se convierte en energía térmica.
Por agentes químicos
Las sustancias químicas capaces de causar lesiones celulares son ubicuas:
Medio ambiente: contaminación.
Agua contaminada.
Humo del cigarrillo.
Alimentos procesados o conservados.
Pueden dañar:
Células.
Bloquear vías enzimáticas.
Coagular proteínas.
Alterar equilibrio osmótico e iónico de las células.
Sustancias químicas:
Drogas.
Alcohol.
Fármacos.
Toxicidad por plomo.
(^) Otros metales.
Es importante saber el ciclo de los agentes tóxicos en el organismo.
Por agentes biológicos

Numerosos agentes deletéreos ejercen su acción a través de especies químicas reactivas llamadas ==> radicales libres.
Son productos intermedios de numerosas reacciones celulares normales del organismo: - Átomo con un electrón no apareado ==> radical muy inestable. - Reacciones múltiples y descontroladas.
Efectos importantes:
- Ejercido sobre el ADN.
- La peroxidación de los lípidos.
  - Caudando daños en la membrana celular que pueden tener distintas magnitudes.
- Modificación oxidativa de las proteínas.
  - Provocando cambios en su estructura.
Las células disponen de mecanismos químicos de protección frente a los radicales libres.
Hipoxia celular :
(^) Priva a las células de oxigeno e interrumpe el metabolismo oxidativo y la generación de ATP.
El tiempo para producir lesión depende de las demandas metabólicas de la célula
Provoca:
Una insuficiencia energética con efectos variados sobre sus componentes funcionales y estructurales.
Disminución del pH por aumento del ácido láctico.
Tumefacción por fallo de la bomba sodio-potasio.
Aumento de la permeabilidad de la membrana celular.
Interferencia con la homeostasis del calcio intracelular: Hay exceso de calcio.
El calcio actúa como mensajero para la liberación de numerosas enzimas.
El nivel intracelular de calcio es menor que el extacelular.
La isquemia y ciertos tóxicos aumentan el calcio infracelular.
El aumento del calcio inrtacelular:
Activa numeroas enzimas daándo el citoesqueleto.

Rompe uniones de ATP.
Fragmenta la cromatina.

LESION CELULAR REVERSIBLE Y MUERTE CELULAR

(^) La lesión celular puede ser reversible cuando se altera la función de la célula pero no provoca muerte celular.
Esto provoca una tumefacción, que haya problemas en la membrana y que haya degeneración de la grasa.
Si es reversible hay 2 tipos de muerte:
- Apoptosis:
  - Muerte celular programada que intervienen en el proceso normal de renovación y eliminación celular.
  - Se caracteriza por autodigestión controlada de los componentes celulares ==> activación de enzimas endógenas.
  - La célula se condensa y se rompe su núcleo.
- Necrosis:
  - Muerte celular descontrolada de un órgano o tejido que aun forma parte de la persona viva.
  - Tiene lugar:
    - Una digestión enzimática incontrolada de los componentes celulares.
    - Perdida de integridad de la membrana celular
    - Respuesta inflamatoria
  - Gangrena: masa de tejido importante que ha sufrido necrosis. Tres tipos:
    - Seca : interferencia con la irrigación arterial.
    - (^) Húmeda : interferencia con el retorno venoso.
    - Gaseosa : sobreinfección por organismos anaerobios.

ENVEJECIMIENTO

teorías basadas en observaciones científicas a nivel molecular, celular, orgánico y sitémico.
Ninguna teoría explica la totalidad del proceso.
El envejecimiento y la longetividad es un proceso multifactorial.

Ciclinas controlan el ingreso y progresión del ciclo celular.
El cáncer es la 2ª causa de muerte en EEUU.
Afecta a todos los grupos de edad.
Hay una disminución de la tasa de mortalidad pero un aumento del nº de muertes por cáncer.
Un punto fundamental en el cáncer es la prevención individual del cáncer.
Se debe aplicar medicina y política preventiva.

PROLIFERACION CELULAR

Proceso median el cual las células se dividen y reproducen.
En tejidos normales la proliferación esta sujeta a mecanismos de regulación y control.
En el ser humano hay dos categorías principales de células:
- Haploidesàfunción sexual, gametos.
- Diploides à células somáticas, responsable de la formación del resto del cuerpo.
Desde el punto de vista de proliferación las células corporales se agrupan en:
- Bien diferenciadas incapaces de dividirse : neuronas, células musculares.
- Células parentales o progenitoras. En procesos de división y reproducción: células Sanguíneas. Hepáticas. Cutáneas.
- Células madre o indiferenciadas : pueden estimularse para ingresar en el ciclo celular y generar cantidad de células progenitoras.

DIFERENCIACION CELULAR

Es el proceso mediante el cual las células en vías de proliferación se transforman en tipo de células diferentes y más especializadas con características estructurales, funcionales y expectativa de vida.
Proceso regulado por:
- Expresión de genes específicos.
- (^) Substancias de circulación materna.
- Células vecinas.
- Factores de crecimiento.
- Nutrientes.
- Oxigeno.

Iones.
Cuanto mayor es el grado de especialización de una célula mayor es la probabilidad de que pierda la capacidad de división (mitosis).
Tejido nervioso, no hay reemplazo. El embrión genera una cantidad suficiente de células para compensar el % de perdida.
En tejidos menos especializados, la renovación tisular continúa durante toda la vida.
Ej: piel y mucosa del tracto gastrointestinal.
Células madre :
Persisten en estado de diferenciación incompleta durante toda la vida.
Células de reserva en estado de latencia.
Estas células en estado de emergencia pasan a ser: células progenitoras, que darán las células hijas y finalmente células diferenciadas.

TERMINOLOGIA

Tumor : tumefacción tisular que puede deberse a diversos trastornos incluidos la inflamación y los traumatismos.
Neoplasia : designa una masa tisular anormal de crecimiento desmedido y descontrolado en relación con el crecimiento de los tejidos normales circundantes.
No obedece leyes de crecimiento celular normal.
No se forman en respuesta a un estimulo normal.
No cumplen finalidad útil.
Crecen a expensas del huésped.
Los términos no son sinónimos.
2 tipos de neoplasias:
- Benignas
- Malignas
  - Para diferenciarlas:
    - Características celulares.
    - Velocidad de crecimiento.
    - Modalidad de crecimiento.
    - Capacidad de diseminación.