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ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA APLICADA UNIDAD Nº III

FISIOLOGÍA BÁSICA DE LOS SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO

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Introducción

Luego de conocer y estudiar las estructuras, partes y órganos de cada uno de los

sistemas que componen el cuerpo humano y entendida su localización en este,

continuamos con esta unidad donde comenzaremos a introducirnos en el estudio neto

de la fisiología de los sistemas, es decir de qué manera funciona cada una de las

estructuras y como contribuye en el correcto funcionamiento de cada uno de estos y de

qué forma interactúan entre sí para cumplir con el objetivo de mantener de manera

adecuada cada mecanismo que sea necesario para conservar la homeostasis del

cuerpo humano.

SEMANA 5

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Ideas Fuerza

1. Aplicar los conceptos aprendidos en las unidades anteriores para reconocer la

localización de los sistemas y órganos para comenzar a comprender las funciones

de los sistemas.

2. Establecer relaciones anatómicas considerando la función de cada sistema

utilizando la terminología aprendida en las unidades anteriores.

3. Entender diferencias entre órganos y sistemas considerando su forma composición

y disposición en el cuerpo para comprender de qué manera funcionan.

III FISIOLOGÍA BÁSICA DE LOS SISTEMAS DEL CUERPO HUMANO

1. Funciones sistema musculo esquelético

Los huesos realizan cinco funciones para el organismo, cada una importante para

mantener la homeostasia y para una óptima función orgánica

1. Soporte.

Los huesos actúan como armazón de soporte del organismo, del mismo modo que las

vigas de acero son el armazón de soporte de nuestros modernos edificios. Contribuyen

a la forma, alineación y posición de las partes del cuerpo.

2. Protección.

Las cajas óseas duras protegen las delicadas estructuras que encierran. Por ejemplo,

el cráneo protege el cerebro en tanto que la parrilla costal protege los pulmones y el

corazón.

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(Saladin, 2012)

Pregunta de Reflexión ¿Cuántos huesos, piensas tiene el cráneo humano?

(Saladin, 2012)

2. Movimiento.

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Los huesos forman palancas con sus articulaciones. Los músculos se anclan

firmemente a los huesos. Cuando los músculos se contraen y encogen, tiran de los

huesos, imprimiendo así movimiento a la articulación

(Saladin, 2012)

3. Depósito mineral.

Los huesos son el principal reservorio de calcio, fósforo y otros minerales.

La homeostasia de la concentración de calcio sérico, esencial para la supervivencia en

salud, depende en gran medida de la cantidad de calcio que se intercambia entre la

sangre y el hueso.

Por ejemplo, si la concentración de calcio en la sangre excede de lo normal, el calcio se

mueve con más rapidez desde la sangre a los huesos y con más lentitud en dirección

opuesta. ¿Cuál es el resultado? Que la concentración de calcio sérico desciende, por lo

general a su nivel homeostático.

3. Hematopoyesis.

La hematopoyesis, o formación de células sanguíneas, es un proceso vital realizado

por la médula ósea roja o tejido mieloide. En el adulto, el tejido mieloide se encuentra

fundamentalmente al final de las epífisis de determinados huesos largos, en los huesos

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planos del cráneo, en la pelvis y en el esternón y las costillas. La siguiente imagen

describe la formación de las células sanguíneas (Patton, 2007)

(Patton, 2007)

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3.2 Fisiología muscular

Las funciones del sistema muscular son básicamente:

1 Movimiento. Las contracciones del músculo esquelético producen movimientos del

cuerpo como un todo (locomoción) o bien de algunas de sus partes.

2. Producción de calor. Las células musculares, como todas las demás, Producen

calor por el principio denominado del catabolismo. Sin embargo, dado que las células

del músculo esquelético son muy activas y numerosas, producen una parte importante

del calor total del cuerpo. Por tanto, las contracciones del músculo esquelético son

parte fundamental del mecanismo que mantiene la homeostasia de la temperatura.

3. Postura. La contracción parcial continúa de muchos músculos esqueléticos permite

estar de pie, sentarse y mantener una posición relativamente estable del cuerpo

mientras se camina, se corre o se realizan otros movimientos.

Para que se produzca la contracción muscular se lleva a cabo una serie de

mecanismos que se explican a continuación.(Patton, 2007)

Mecanismo de la contracción.

1. Excitación y contracción

1) La fibra muscular esquelética permanece en reposo hasta que es estimulada

por una neurona motora.

2) Unión neuromuscular: las neuronas motoras conectan con el sarcolema en la

placa motora terminal

3) La unión neuromuscular es una sinapsis donde las moléculas neurotransmisoras

transmiten las señales.

4) Acetilcolina: es el neurotransmisor liberado en la hendidura sináptica que se

difunde a través de ésta, estimula los receptores e inicia un impulso en el

sarcolema.

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5) El impulso nervioso se transmite por el sarcolema y hacia dentro por los túbulos

T, poniendo en marcha la liberación de iones de calcio.

6) El calcio se une a la troponina, haciendo que la tropomiosina se desplace y

descubra los puntos activos de la actina.

7) Teoría del filamento deslizante

a) Cuando quedan descubiertos los puntos activos de la actina, los enlaces

cruzados de miosina se unen.

b) Las cabezas de miosina se inclinan, empujando a los filamentos finos

más allá de ellas.

c) Cada cabeza se libera, se une al punto activo siguiente y empuja de

nuevo.

d) Toda la miofibrilla se acorta.

2. Relajación.

a. Inmediatamente después de la liberación de los iones de Ca++, el retículo

sarcoplásmico comienza de nuevo a bombearlos activamente a los

sacos.(Patton, 2007)

Observe el siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=C4fmTtO1bbo (mecanismo de contracción

muscular)

4. FISIOLOGÍA DEL SISTEMA NERVIOSO

Para entender la forma en que funciona el sistema nervioso tenemos que recordar que

es el sistema que comunica e integra la información que ingresa y sale del cuerpo, para

esto es importante entender el concepto de sinapsis

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Una sinapsis es el lugar donde se transmiten los impulsos nerviosos de una neurona a

otra. Las sinapsis se localizan entre los botones sinápticos de una neurona y las

dendritas o el cuerpo celular de otra. Este es el principal proceso para la transmisión

del impulso nervioso. (Patton, 2007)

Ejemplo

(Patton, 2007)

Pregunta de Reflexión

¿Cómo se llama la cavidad que contiene al sistema nervioso central?

Existen dos tipos de sinapsis: sinapsis eléctricas y sinapsis químicas.

1. En las sinapsis eléctricas intervienen uniones de hendidura que permiten que los

potenciales de acción pasen de una célula a otra directamente al dejar que la corriente

eléctrica se transmita entre las células. (Patton, 2007)

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(Patton, 2007)

2. Las sinapsis químicas ocurren cuando las células presinápticas liberan

transmisores químicos (neurotransmisores) a través de un mínimo espacio a la célula

postsináptica, induciendo allí, posiblemente, un potencial de acción.(Patton, 2007)

(Patton, 2007)

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5. Fisiología del sistema endocrino

Procesos químicos

Como ya hemos indicado, las hormonas envían señales a la célula fijándose en los

receptores específicos que existen en la misma o en su interior. En un mecanismo de

«cerradura y llave», las hormonas sólo se fijan a las moléculas del receptor que

"ajustan" exactamente con ellas. Una célula que tiene uno o más receptores para una

determinada hormona se dice que es una diana de esa hormona

Por lo general, las células tienen distintos tipos de receptores, de ahí que haya células

diana de muchas hormonas diferentes.

En el complejo proceso denominado transducción de la señal, cada interacción

hormona-receptor diferente produce distintas modificaciones reguladoras en la célula

diana. Estas modificaciones celulares se realizan por lo general alterando las

reacciones químicas que se producen en la célula diana. Por ejemplo, algunas

interacciones hormona-receptor inician la síntesis de nuevas proteínas. Otras

interacciones hormona-receptor desencadenan la activación o inactivación de

determinadas enzimas, afectando así a las reacciones metabólicas reguladas por las

mismas. Otras interacciones hormona- receptor regulan las células, abriendo o

cerrando canales iónicos específicos de la membrana plasmática. (Patton, 2007)

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(Patton, 2007)

Cómo actúan las hormonas.

Principios generales de la acción hormonal. Las hormonas envían señales a las

células fijándose a receptores específicos de las células diana en un mecanismo de

"cerradura y llave"

Diferentes interacciones hormona-receptor producen distintos cambios reguladores en

el interior de la célula diana mediante reacciones químicas.(Patton, 2007)

Acciones hormonales combinadas

Sinergismo, las combinaciones de hormonas que actúan juntas tienen mayor efecto

sobre las células diana que la suma de los efectos que tendrían si actuaran solas.

Permisividad, cuando una pequeña cantidad de una hormona permite a otra ejercer sus

plenos efectos sobre una célula diana.

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Antagonismo, una hormona produce los efectos opuestos a los de otra sobre una célula

diana y se emplea para regular de forma exacta la actividad de las células

diana.(Patton, 2007)

La mayor parte de las hormonas tienen un efecto principal que regula de forma

directa las células diana y otros muchos efectos secundarios, que regulan o modulan

otros mecanismos reguladores en estas células diana.

Las glándulas endocrinas producen muchas más moléculas de hormona de las que

realmente se necesitan; las hormonas no utilizadas se excretan rápidamente por el

riñón o se degradan por procesos metabólicos.(Patton, 2007)

Regulación de la secreción hormonal.

El control de la secreción hormonal suele formar parte de un circuito de

retroalimentación negativa y se le conoce como reflejos endocrinos

Mecanismo más simple, cuando una glándula endocrina es sensible a los cambios

fisiológicos producidos por sus células diana.

La secreción de una glándula endocrina también puede regularse por una hormona

producida por otra glándula.

Las secreciones de glándulas endocrinas pueden verse influidas por aferencias del

sistema nervioso; este hecho pone de relieve la íntima relación funcional entre ambos

sistemas.(Patton, 2007)

Regulación de la sensibilidad de las células diana.

La sensibilidad de la célula diana depende en parte del número de receptores

Regulación al alza: aumenta el número de receptores de la hormona y la

sensibilidad.

Regulación a la baja: disminuye el número de receptores de la hormona y la

sensibilidad.

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La sensibilidad de las células diana también se puede regular por factores que influyen

sobre la transcripción de los genes o la transducción de la señal.(Patton, 2007)

Regulación sensibilidad de la célula diana

(Patton, 2007)

6. Fisiología Sistema cardiovascular:

Las Células musculares cardíacas especializadas en la pared del corazón conducen

rápidamente el impulso eléctrico a través del miocardio. La señal es iniciada por el

nódulo SA (marcapaso) y se difunde al resto del miocardio auricular y al nódulo AV.

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Éste inicia entonces una señal que es conducida por el miocardio ventricular mediante

el haz AV (de His) y las fibras de Purkinje.

(Patton, 2007)

Al estimular el musculo cardiaco ya se comienza a producir el bombeo de la sangre.

Podemos seguir el camino del flujo sanguíneo por el lado derecho del corazón

Circulación menor

Empezando en la aurícula derecha. Desde ésta, la sangre pasa por la válvula

auriculoventricular derecha (tricúspide) al ventrículo derecho. Desde aquí, atraviesa

por la válvula semilunar pulmonar a la primera parte de la arteria pulmonar, el tronco

de la pulmonar, que se ramifica, formando las arterias pulmonares izquierda y

derecha, que llevan la sangre a los pulmones para el intercambio gaseoso. Desde

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ellos, la sangre fluye por las venas pulmonares hasta la aurícula izquierda. (Patton,

2007)

Circulación mayor

En la aurícula izquierda podemos empezar a seguir el camino de la sangre por el lado

izquierdo del corazón. Desde ella, la sangre pasa al ventrículo izquierdo por la válvula

auriculoventricular izquierda (mitral), fluyendo desde aquí a la aorta por la válvula

semilunar aórtica. Las ramas de la aorta riegan todos los tejidos del cuerpo, excepto los

pulmonares de intercambio gaseoso.

La sangre procedente de los tejidos de la cabeza y del cuello desagua en la vena cava

superior, y la que viene de la parte inferior del cuerpo lo hace en la vena cava inferior.

Estos dos grandes vasos la conducen a la aurícula derecha, llevándonos de nuevo al

punto de comienzo (Patton, 2007)

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7. Fisiología del Sistema respiratorio:

Las funciones del sistema respiratorio son la distribución de aire y el intercambio

gaseoso para aportar oxígeno y eliminar dióxido de carbono de las células del

organismo.

Estos procesos requieren el funcionamiento de dos sistemas; sistema respiratorio y

sistema circulatorio. Todas las partes del sistema respiratorio, excepto unos sacos de

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tamaño microscópico llamados alveolos, funcionan distribuyendo el aire. Sólo los

alveolos y los diminutos conductos alveolares que se abren en ellos funcionan como

intercambiadores de gases.

Ventilación pulmonar es el término técnico que se aplica a lo que comúnmente se

llama respiración. Una fase de la misma, la inspiración, lleva aire al interior de los

pulmones, mientras que la otra, la espiración, lo saca

El aire se mueve dentro y fuera de los pulmones igual que cualquier otro fluido, líquido

o gas se mueve de un medio a otro; por lo general, porque la presión en un sitio es

diferente a la de la otra parte, dicho de otro modo, la existencia de un gradiente de

presión (diferencia de presión) da lugar a que el líquido se mueva.(Patton, 2007)

El mecanismo que produce la ventilación pulmonar es el que establece la existencia de

un gradiente de presión entre la atmósfera y el aire alveolar

Cuando la presión atmosférica es mayor que la presión que existe en el pulmón, el aire

tiende a disminuir este gradiente. Ello implica que el aire se va a mover desde la

atmósfera a los pulmones. En otras palabras, se lleva cabo una inspiración(Patton,

2007)

(Patton, 2007)

Inspiración

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La contracción del diafragma de forma aislada, o del diafragma junto con los músculos

intercostales externos, es la responsable del inspiración en reposo. A medida que se

contrae, el diafragma desciende, lo que se traduce en un aumento de la cavidad

torácica. La contracción de los músculos intercostales externos tira de los extremos de

las costillas hacia arriba y hacia fuera.(Patton, 2007)

(Patton, 2007)

El diafragma desciende y aumenta el diámetro del tórax

Espiración

La espiración en reposo suele ser un proceso pasivo que comienza cuando los

gradientes, o presiones, que se han alcanzado en la inspiración comienzan a revertir.

Los músculos inspiratorios se relajan, dando lugar a una disminución del tamaño del

tórax y a un aumento de la presión intratorácica.(Patton, 2007)

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Pregunta de Reflexión ¿Qué crees, sucedería si se diera el fenómeno, que

produce lesión celular por limitación o falta de O2, en un paciente? ¿Cuál es la denominación de

este fenómeno?

(Patton, 2007)

Diafragma asciende y disminuye el diámetro del tórax

DE QUÉ MODO LA SANGRE TRANSPORTA LOS GASES

La sangre transporta el oxígeno y el dióxido de carbono como solutos y como parte de

las moléculas de determinados compuestos químicos. Inmediatamente después de

entrar en la sangre, tanto el oxígeno como el dióxido de carbono se disuelven en el

plasma, pero dado que los líquidos sólo pueden llevar pequeñas cantidades de gas en

solución, casi todo el oxígeno y el dióxido de carbono forman rápidamente una unión

química con otros constituyentes de la sangre, como la hemoglobina, las proteínas

plasmáticas o el agua.(Patton, 2007)

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Transporte del dióxido de carbono

El dióxido de carbono es transportado en la sangre de diversas formas, las más

importantes descritas brevemente en los siguientes párrafos. Dióxido de carbono (CO2)

disuelto un pequeño porcentaje del CO2 se disuelve en el plasma y es transportado

como soluto. Un 10% del dióxido de carbono total es transportado por la sangre de esta

forma.

Entre una quinta y una cuarta parte del dióxido de carbono en la sangre se une con los

grupos NH2 (amino) de los aminoácidos que forman las cadenas polipeptídicas de la

hemoglobina y de diversas proteínas plasmáticas. Cuando el dióxido de carbono se

une a los grupos amino, forma compuestos carbaminos.(Patton, 2007)

Ley de Dalton

Antes de estudiar el intercambio gaseoso a través de la membrana respiratoria,

debemos comprender la ley de las presiones parciales (ley de Dalton). El término

presión parcial expresa la presión ejercida por un gas dentro de una mezcla de

gases o de un líquido. De acuerdo con esta ley, la presión parcial de un gas en una

mezcla de gases es directamente proporcional a la concentración del gas en dicha

mezcla y a la presión total de esta última. La presión parcial de cada gas está

directamente relacionada con su concentración en la mezcla. Supongamos que

aplicamos este principio para calcular la presión parcial del oxígeno en la atmósfera. La

concentración aproximada de oxígeno en la atmósfera es de un 21%, y la presión

atmosférica total es de 760 mmHg. Por ello:

PO2 atmosférica = 21% 760 = 159,6 mmHg

La presión parcial de un gas en un líquido es directamente proporcional a la cantidad

de gas disuelto en dicho líquido, que a su vez está determinada por la presión parcial

del gas en el entorno líquido.(Patton, 2007)

Los gases se mueven en ambas direcciones a través de la membrana respiratoria El

oxígeno entra en la sangre gracias a que la PO2 (presión parcial de O2) alveolar, es

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mayor que la de la sangre que llega. Otra manera de expresarlo sería diciendo que lo

que hace realmente el oxígeno es difundirse para "bajar" el gradiente de presión.

Simultáneamente, las moléculas de dióxido de carbono salen de la sangre, intentado

disminuir el gradiente de dióxido de carbono.(Patton, 2007)

Es decir el intercambio gaseoso que ocurre a nivel alveolar durante la ventilación

pulmonar se debe a que durante la inspiración aumenta el gradiente de concentración

del oxígeno y por ende su presión parcial, así mismo durante la espiración aumenta la

concentración de dióxido de carbono y su presión parcial a nivel venoso que permite el

intercambio gaseoso

(Patton,

Anatomía y Fisiología aplicada, 2007)

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Conclusión

La comprensión de la circulación de la sangre, los procesos de inspiración y espiración,

las sinapsis que realiza el sistema nervioso, entre otras funciones de los órganos y

sistemas del cuerpo humano son la clave para entender el normal funcionamiento del

organismo, y a su vez el comportamiento anormal como por ejemplo en el caso de

enfermedad o cualquier episodio que pueda afectar la condición de salud de una

persona, ya teniendo esta herramienta que es el conocimiento de la fisiología será

menos complejo el desempeño y ejecución de técnicas o procedimientos que estén

relacionados con la atención de una persona que requiera cuidados para mejorar su

salud.

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Bibliografía

Patton, T. (2007). Anatomía y Fisiolgía. Barcelona: Elsevier..

Saladin, K. S. (2012). Anatomía y Fisiologia, la unidad entre forma y función . China:

The McGraw-Hill Companies, Inc.

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