Fisiologa

FISIOLOGIA Introduccin

CHRISTIAN SALVATIERRA FUENTES Christian Salvatierra F, MV Uach

PRINCIPIOS GENERALES

EL CUERPO COMO UNA SOLUCION ORGANIZADA

El 60% del cuerpo humano del adulto es liquido, principalmente una solucion acuosa de iones y otras sustancias.

Casi todo este liquido queda dentro de las celulas liquido intracelular1/3 aproximadamente se encuentra en los espacios exteriores a las celulas y se denomina liquido extracelular. Este se esta en movimiento constante por todo el cuerpo y se transporta rapidamente en la sangre circulante para mezclarse despues entre la sangre y los liquidos tisulares por difusion a traves de las paredes capilares.

En el liquido extracelular estan los iones y nutrientes que necesitan las celulas para mantenerse vivas, por lo que todas ellas viven esencialmente en el mismo entorno de liquido extracelular. Por este motivo, el liquido extracelular tambien se denomina medio interno del organismo

Claude Bernard. Las celulas son capaces de vivir, crecer y realizar sus funciones especiales, siempre que este medio interno disponga de las concentraciones adecuadas de oxigeno, glucosa, distintos iones, aminoacidos, sustancias grasas y otros componentes.

Lquidos extracelular v/s intracelular.

El lquido extracelular contiene

Iones Na+ Cl- HCO3- Nutrientes como O2, C6H12O6, R- COOH, -NH2 R COOHDesechos CO2

El lquido intracelular

Iones K y MgProteinasEn seres vivos con un sistema vascular cerrado, el LEC se divide en dos componentes:

el plasma sanguineo circulante. El plasma y los elementos celulares de la sangre, sobre todo los eritrocitos, llenan el sistema vascular y en conjunto constituyen el volumen sanguineo total. El liquido intersticial es la porcion del LEC que se encuentra fuera del arbol vascular, y que cubre a las celulas. Los liquidos especiales se consideran en conjunto como liquidos transcelulares, y se revisan mas adelante

el liquido intersticial es la porcion del LEC que se encuentra fuera del arbol vascular, y que cubre a las celulas

Casi una tercera parte del agua corporal total se encuentra en el espacio extracelular

En el adulto joven varn promedio:

18% del peso corporal esta constituido por protenas y sustancias relacionadas7% se compone de minerales 15% corresponde a grasa. El restante 60% es agua.

El componente intracelular del agua corporal constituye casi 40% del peso del cuerpo y el componente extracelular, cerca de 20%.

Casi 25% del componente extracelular se encuentra en el sistema vascular (plasma = 5% del peso corporal) y 75% se encuentra fuera de los vasos sanguineos (liquido intersticial = 15% del peso corporal).

Todo el volumen sanguineo representa casi 8% del peso corporal total.

El flujo entre estos espacios esta estrictamente regulado.

UNIDADES PARA LA MEDICIONDE LA CONCENTRACION DE SOLUTOS

Moles

Un mol es el peso molecular de una sustancia en gramos

Cada mol consta de 6 1023 moleculas.

El milimol (mmol) consta de 1/1 000 de 1 mol El micromol (mol) representa 1/1 000 000 de un mol.

El mol es la unidad estandar para expresar la cantidad de sustancias en el sistema internacional de unidades (SI).

NUMERO AVOGADROAsi,1mol de NaCl = 23g + 35.5 g = 58.5g

1mmol = 58.5 mgAGUA, ELECTROLITOS Y EQUILIBRIO ACIDOBASICO

La molecula de agua (H2O) es un solvente ideal para las reacciones fisiologicas. ( solvente universal )

El agua tiene un momento de dipolo en el cual el oxigeno desplaza ligeramente los electrones de los atomos de hidrogeno y crea una separacion de cargas que lo convierte en una molecula polar, permite que el agua disuelva diversos atomos y moleculas con carga.

Tambien permite que las moleculas de H2O interactuen con otras moleculas de agua a traves de puentes de hidrogeno.

La red de puentes de hidrogeno formada en el agua le da diversas propiedades fundamentales en la fisiologia:

El agua tiene una tension superficial elevadaEl agua posee gran capacidad calorica necesita temperaturas +++ vaporizacionEl agua tiene una constante dielectrica alta.

En terminos simples, el agua es un liquido biologico excelente que actua como soluto al tiempo que proporciona una transferencia optima de calor y de conduccion de corriente.

Los electrolitos (p. ej., NaCl) son moleculas que se disocian en el agua a sus equivalentes cationico (Na+) y anionico (Cl).

Debido a la carga neta en las moleculas de agua, estos electrolitos no tienden a unirse nuevamente en el agua. Existen muchos electrolitos importantes en fisiologia, entre los que resaltan

Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl y HCO .

Es importante notar que los electrolitos y otros compuestos con carga (p. ej., proteinas) tienen distribucion heterogenea en los liquidos corporales (fig. 1-1B). Estas diferencias desempenan una funcion importante en la fisiologia. ( Negativas intracelular - positivas extracelular

pH Y ACTIVIDAD AMORTIGUADORA

La conservacion de una concentracion estable de iones hidrogeno ([H+]) en los liquidos corporales es esencial para la vida.

El pH de una solucion se define como el logaritmo de base 10 inverso de la concentracion de H+ ([H+]), es decir, el logaritmo negativo de [H+]

El pH del agua a 25C, en la cual los iones de H+ y OH se encuentran en las mismas cantidades, es de 7.0 (fig. 1-2). Por cada unidad de pH por debajo de 7.0, la concentracion de [H+] se incrementa 10 veces; por cada unidad de pH por arriba de 7.0, disminuye 10 veces.

El plasma de los individuos sanos tiene un pH ligeramente alcalino, que se mantiene en un margen estrecho de 7.35 a 7.45.

El pH gastrico acido ??

Las secreciones pancreaticas ??

Las moleculas que actuan como donadores de H+ en las soluciones se consideran acidas, en tanto que aquellas que tienden a eliminar H+ de las soluciones se consideran alcalinas.

Los acidos fuertes (p. ej., HCl) o bases fuertes (p. ej., NaOH) se disocian por completo en el agua y por lo tanto pueden cambiar mas la concentracion de [H+]en solucion.

En compuestos fisiologicos, la mayor parte de los acidos o bases se consideran debiles, es decir, contribuyen con relativamente pocos H+ o eliminan pocos H+ de la solucion. El pH corporal se estabiliza por la capacidad amortiguadora de los liquidos corporales.

Un amortiguador es una sustancia que tiene la capacidad de enlazar o liberar H+ en una solucin, con lo que se mantiene el pH relativamente constante pese a la adicin de cantidades considerables de compuestos cidos o bsicos. Existe un gran nmero de amortiguadores que actan en los lquidos biolgicos en un momento dado.Cuando se agregan cidos a una solucin, hay disociacin de algunos de los componentes cidos (HA) en su fraccin de protn (H+) y cido libre (A). Esto con frecuencia se escribe como una ecuacin:Esto puede escribirse en una forma mas convencional que se conoce como ecuacion de Henderson Hasselbach:

Se pueden aplicar ecuaciones similares a las bases dbiles. Un amortiguador importante en el cuerpo es el cido carbnico, el cual es un cido dbil y que se disocia slo en parte en H+ y bicarbonato:

Si se aade H+ a la solucin de cido carbnico, el equilibrio se inclina hacia la izquierda y la mayor parte del H+ aadido se elimina de la solucin.Si se aade OH, se combinan H+ y OH con lo que se elimina H+ de la solucin. Sin embargo, la disminucin se contrarresta por una mayor disociacin de H2CO3 y se minimiza la reduccin en la concentracin de H . Una caracterstica singular del bicarbonato es la relacin entre su capacidad amortiguadora y la capacidad de los pulmones para eliminar dixido de carbono del cuerpo. Otros amortiguadores de importancia biolgica incluyen los fosfatos y las protenas.DIFUSION

La difusion es el proceso por el cual se expande un gas o una sustancia en una solucion, debido al movimiento de sus particulas, para ocupar todo el volumen disponible.

Las particulas (moleculas o atomos) de una sustancia disueltas en un solvente se encuentran en movimiento aleatorio continuo.

Una particula tiene la misma posibilidad de desplazarse hacia el interior o al exterior del area en la cual se encuentra en altas concentraciones.

No obstante, como hay mas particulas en el area de alta concentracion, el numero total de particulas que se desplazan a areas de baja concentracion es mayor; es decir, existe un flujo neto de particulas de soluto de las areas de alta concentracion a las de baja concentracion.

El tiempo necesario para el equilibrio por medio de difusion es proporcional al cuadrado de la distancia de difusion

La magnitud de la tendencia de difusion de una region a otra

Es directamente proporcional al area a traves de la cual tendr lugar la difusion

Depender de la gradiente de concentracion o gradiente quimico

(ley de difusion de Fick).

OSMOSIS

Cuando una sustancia se disuelve en agua, la concentracion de moleculas de agua pura se mantendra ccomo tal hasta que la adicin de soluto ocasione que dicha solucin ocupe un mayor volumen en comparacin con el agua sola.

Si la solucin se coloca en un lado de una membrana que es permeable al agua pero no al soluto, y se coloca un volumen igual de agua del otro lado, las molculas de agua se difunden hacia un menor gradiente de concentracin (qumico) a la solucin.

Este proceso se denomina smosis y consiste en la difusin de molculas de solvente hacia la regin en la cual hay concentraciones ms elevadas del soluto para el cual la membrana es impermeableEste es un importante factor en los procesos fisiolgicos. La tendencia para el desplazamiento de molculas de solvente a la regin con mayor concentracin de solutos puede evitarse al aplicar presin a la solucin ms concentrada. La presin necesaria para evitar la migracin de solvente es la presin osmtica de la solucin.La presin osmtica depende del nmero ms que del tipo de partculas en una solucin; esto constituye una propiedad coligativa fundamental de las soluciones.

En una solucin ideal la presin osmtica (P) se relaciona con la temperatura y el volumen en la misma forma que la presin de un gas:

n = nmero de partculas R = constante del gasT= temperatura absoluta V= volumen.

Si T se mantiene constante, es claro que la presin osmtica es proporcional al numero de particulas en la solucion por unidad de volumen. OSMOSIS

Diagrama que representa la smosis. Las molculas de agua se representan con crculos claros, las molculas de soluto, con crculos oscuros.

En el diagrama del lado izquierdo, se coloca agua en un lado de la membrana permeable a ella, pero no al soluto, y se agrega un volumen igual de solucin de soluto en el otro lado.

Las molculas de agua se desplazan siguiendo su gradiente de concentracin (qumico) hacia la solucin y, como se muestra en el diagrama del lado derecho, se incrementa el volumen de la solucin.

Como lo indica la flecha del lado derecho, la presin osmtica es aquella que debera aplicarse para evitar el desplazamiento de las molculas de agua.

OSMOLARIDAD V/S OSMOLALIDAD La osmolaridad de una solucion es la concentracion de particulas osmoticamente activas presentes en una solucion. Para su calculo es necesario conocer la concentracion de la solucion y si el soluto se disocia o no en la misma. El simbolo (g) indica el numero de particulas en solucion y tambien considera si hay disociacion completa o parcial del soluto. Asi, cuando el cloruro de sodio (NaCl) se disocia por completo en dos particulas, su g=2, o si se disocia parcialmente su g caera entre valores de 1 y 2. La osmolaridad de una solucion, en su forma mas elemental puede calcularse asi

Osm : osmolaridad expresada en (mOsml/L)G : Nmero de partculas por mol en solucin (en osm/L)C : Concentracin (mM/L)?

UN RECUERDO UNIDADES PARA LA MEDICIONDE LA CONCENTRACION DE SOLUTOS

Moles

Un mol es el peso molecular de una sustancia en gramos

Cada mol consta de 6 1023 moleculas.

El milimol (mmol) consta de 1/1 000 de 1 mol El micromol (mol) representa 1/1 000 000 de un mol.

El mol es la unidad estandar para expresar la cantidad de sustancias en el sistema internacional de unidades (SI).

NUMERO AVOGADROAsi,1mol de NaCl = 23g + 35.5 g = 58.5g

1mmol = 58.5 mg

PERO ENTONCES.. QUE ES LA OSMOLARIDAD ???

PERO ENTONCES.. QUE ES LA OSMOLALIDAD ???

No difunden libremente Mb[ ] Constante su concentracin hace efecto

difunden libremente Mb[ ]no constante su concentracin inefectiva

DEPENDE [] DE SOLUTO + T

EQUILIBRIO OSMOTICOVOLVAMOS A LOS LIQUIDOS CORPORALESEs gracias a :[ LIC ] y [LEC] Permiten difusin agua ( OSMOSIS)280 mOsm/LCuando se alcanza este equilibrio entonces ?? 280 mOsm/L280-295 mOsm/L

298mOsm/L

COMO CALCULO LA OSMOLARIDAD DEL PLASMA

Osmolaridad v/s Osmolalidad

Osmolaridad es el nmero de osmoles por litro de solucin

Osmolalidad es el nmero de osmoles por kilogramo de solvente.

Por tanto, la osmolaridad se ve afectada por el volumen de diversos solutos en la solucin y por la temperatura

En tanto que la osmolalidad no se afecta.

Las sustancias con actividad osmtica en el cuerpo se disuelven en agua de forma que las concentraciones osmolales pueden expresarse en trminos de osmoles por litro (osm/L) de agua.

IMPORTANTE aunque una solucion homogenea contenga particulas con actividad osmotica, solo puede ejercer una presion osmotica cuando se encuentra en contacto con otra solucion a traves de una membrana permeable al solvente pero no al soluto.

CONCENTRACIN OSMOLAL DEL PLASMA: TONICIDAD

El trmino tonicidad se utiliza para describir la osmolalidad de una solucin con respecto al plasma.

Las soluciones que tienen la misma osmolalidad que el plasma se denominan isotnicas

Aquellas con mayor osmolalidad se denominan hipertnicas

En tanto que aquellas con menores cifras de osmolalidad son hipotnicas.

Todas las soluciones que al inicio son isoosmticas con el plasma (es decir, todas aquellas que tienen la misma presin osmtica o depresin del punto de congelamiento que el plasma) permaneceran isotnicas de no ser por el hecho de que algunos solutos se difunden hacia las clulas y otros se metabolizan.

As, una solucin salina al 0.9% permanece isotnica porque no existe desplazamiento neto de partculas con actividad osmtica de la solucin hacia las clulas, y las partculas no se metabolizan.

Por otra parte, una solucin glucosada al 5% es isotnica al momento en el que se administra por va intravenosa, pero la glucosa sufre metabolismo, de forma que el efecto neto es la aplicacin de una solucin hipotnica.Contribuciones relativas de diversos componentes del plasma a la concentracin osmolal total del plasma.

De los 290 mosm presentes en cada litro de plasma normal, casi 20 mosm corresponden a Na+ y aniones acompaantes, sobre todo Cl y HCO

Otros cationes y aniones contribuyen relativamente poco.

Aunque la concentracin de protenas plasmticas es muy alta cuando se expresa en g/L, por lo comn contribuyen con menos de 2 mosm/L por sus elevados pesos moleculares.

Los principales solutos no electrolticos del plasma son:

Glucosa Urea

Su participacin con la osmolalidad suele ser cercana a 5 mosm/L pero puede ser mucho mayor en estados de hiperglucemia o uremia.

La osmolalidad plasmtica total es importante para valorar la deshidratacin, hidratacin excesiva y otras anomalas de lquidos y electrlitosTAREA ESTUDIAR CONCEPTOS:

OSMOSISOSMOLARIDADOSMOLALIDADPLASMALICLECCARACTERISTICAS MEMBRANA PLASMATICA