TEMA 1: INTRODUCCION
Situación fisiológica:
La fisiología es el tratado de la naturaleza. Proviene del griego physys que significa naturaleza y logos que significa conocimiento, estudio. Por lo tanto, la fisiología es el estudio de las funciones de los seres vivos que pretende explicar los factores físicos y químicos de la vida. Todo ser vivo presenta características funcionales. Actualmente se define como el estudio de la homeostasia y los mecanismos de control para obtener y mantener la homeostasia.
La homeostasia es el mantenimiento de las condiciones estáticas o constantes en el medio interno. Todos los organismos y tejidos del cuerpo presentan funciones que ayudan a mantener las constantes del medio interno, es decir, la homeostasia corporal.
La fisiología se divide en:
- Vegetal: estudio de las funciones vitales en vegetales
- Animal: estudio de las funciones vitales en animales.
Nosotros estudiamos la fisiología especial que es el estudio de las funciones vitales a nivel de estructuras más complejas de la célula, p.ej. a nivel de una nefrona, alveolos…
Esta fisiología estudiada en un organismo concreto, en este caso la fisiología especial humana o fisiología humana, donde se va a estudiar las funciones y órganos por separado, teniendo en cuenta que no son actividades inconexas, por lo que debemos conectarlas.
Es necesario echar mano de la física, química, matemáticas, anatomía (bases estructurales), bioquímica, biofísica (procesos eléctricos y mecánicos), genética…
Toda fisiología reúne la información que procede de diversas ciencias.
La célula
a. Membrana celular
La célula constituye las unidades más pequeñas y simples en las que podemos reconocer la función fisiológica integrada. Solo nos interesa la membrana celular porque controla el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular.
La estructura química y propiedades varían según el tipo de célula.
En todas las membranas celulares existen unas características, que son:
- 70Å de grosor
- Formada por proteínas y lípidos. Dentro de los lípidos, formadas por fosfolípidos.
- Bicapa lipídica: se intercalan grandes proteínas globulares. La estructura básica de la bicapa lipídica son los fosfolípidos, con una parte hidrosoluble/ hidrófila (porción fosfato) y una hidrofóbica/ liposoluble (porción de ácido graso). La parte hidrófoba se alinea hacia el interior de la capa, mientras que la parte hidrófila cubre las superficies en contacto con el agua. La bicapa es un líquido, no un sólido, por eso se denomina Modelo de mosaico fluido
- Contiene proteínas, fundamentalmente glucoproteínas que pueden ser: o Integrales: van a través de toda la membrana celular. o Periféricas: se anclan en una superficie de la membrana. Estas proteínas son importantes porque dan fuerza estructural a la membrana. Actúan, por lo tanto, como proteínas transportadoras y también actúan como enzimas. Pueden crear poros porque rompen e interrumpen la bicapa lipídica.
- Hidratos de carbono: se encuentran unidos a proteínas o lípidos formando glucoproteínas y glucolípidos. Las moléculas sobresalen casi siempre hacia el exterior de la célula. A lo largo de la superficie externa de la célula suele haber un revestimiento flotante externo llamado glucocáliz.
b. Transporte transmembrana
La mayoría de la sustancias atraviesan la membrana celular mediante difusión o transporte activo.
Difusión: movimientos de partículas a través de la membrana por los poros o por la matriz sin gasto de energía. Son mecanismos de transporte pasivo y pueden ser:
- Simple: paso de sustancias directamente.
- Facilitada: la sustancia se une con un transportador. La difusión del agua a través de una membrana semipermeable se llama ósmosis. El agua va de la zona menos concentrada de solutos a la más concentrada de solutos para igualar concentraciones a ambos lados de la membrana. o Difusión simple o Difusión mediante canales
Transporte activo: mecanismo mediante el que una sustancia especial transporta a otra sustancia a través de la membrana sin gasto de energía.
- Primario: la energía se obtiene del ATP.
- Secundario o acoplado: se desplazan 2 sustancias. P.ej. bomba Na/K.
Las células no solo captan iones o moléculas individuales, sino que pueden tomar partículas grandes del medio interno. Lo hacen mediante una función de la membrana llamada endocitosis, que puede ser:
- Pinocitosis: consiste en la ingestión de macromoléculas, partículas o gotas liquidas. La membrana engloba parte del líquido extracelular y su contenido, formando vesículas extremadamente pequeñas llamadas vesículas pinocíticas. Este mecanismo solo ocurre en respuesta a determinadas sustancias que entran en contacto con la membrana celular, fundamentalmente proteínas y soluciones concentradas de electrolitos. Este es el único mecanismo por el cual las proteínas atraviesan la membrana celular.
- Fagocitosis: ingestión de partículas voluminosas (otra célula, bacteria, resto de tejido…) en una célula. El mecanismo es el mismo que en la pinocitosis y la vesícula se llama vesícula fagocítica o vacuola. En la fagocitosis no tiene que existir contacto entre vesícula y membrana celular. Las células fagocíticas pueden emitir pseudópodos para captar la partícula que quieren englobar.
En muchos casos la célula no tiene que introducir sustancias, sino que debe eliminar sustancias del interior (sustancias voluminosas), por lo que se realiza mediante exocitosis, dentro del cual tenemos en mecanismo de pinocitosis inversa o emeiocitosis. Este es el proceso utilizado por la célula para eliminar desechos, materiales tóxicos o secretar sustancias que se producen en el interior de gran tamaño (p.ej. proteínas). La vesícula se forma en el interior de la célula, se integra en la membrana celular y los productos en el interior de la vesícula quedan fuera del interior celular.
Líquidos corporales, en especial aquellos que quedan fuera de la célula constituyen el medio interno del organismo. Estos líquidos están en contacto con la célula, por lo que tienen que mantenerse dentro de límites muy estrechos en composición y características. Es el primer ejemplo de necesidad de la homeostasia corporal. Este medio interno está constituido por un alto porcentaje de agua. Todo el agua corporal representa las 2/3 partes de todo el peso corporal, pero varía: mayor en lactantes, menos en la mujer… y también varía con la cantidad de grasa del organismo. Es por ello que el agua corporal en vez de expresarse en relación al peso, se suele expresar a la relación a la masa corporal magra y se fija entre 60- 70%.
En esta agua corporal están disueltos aniones (proteínas, Cl- cloruro, bicarbonato…) y cationes (Na+, H+, K+, Ca2+, Mg2+). Estos solutos se distribuyen entre las diferentes subdivisiones del agua corporal mediante transporte activo, pinocitosis (principalmente) y transporte pasivo. Determina la distribución del agua por ósmosis.
