medio interno fisiologia tema 1, Apuntes de Fisiología

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Año 2011

UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA SAN PABLO

Facultad de Medicina

Cátedra de Fisiología

Medio Interno

Docente: Dr. José Luis Sandoval Landivar

Octubre 2011

Año 2011 Espacios Hídricos El agua es el constituyente más abundante en los seres vivos. Representa en un individuo adulto entre el 5 0 y 60% de su peso corporal, el porcentaje restante, entre 40 y 50%, corresponde al tejido adiposo y a los tejidos de sostén. El agua corporal total está distribuida principalmente en dos compartimientos, que difieren en su composición y se designan como el compartimiento del líquido intracelular y el compartimiento del líquido extracelular. La barrera límite que separa los dos compartimientos mencionados es la membrana celular.

Distribución del volumen de agua corporal

Año 2011

Constantes del Medio Interno

 VOLUMEN

En los líquidos corporales hay un continuo intercambio de líquido y solutos con el medio externo, así como dentro de los diferentes compartimientos del cuerpo. Con esa finalidad, el organismo mantiene un sistema compensatorio que regula cuidadosamente la entrada y la salida de agua entre los compartimientos, evitando que aumenten o disminuyan los volúmenes corporales de líquido. Ingestión diaria de agua El agua ingresa en el cuerpo a través de 2 formas

• Ingestión de liquido o alimentos – 2200 ml/día
• Agua metabólica (metabolismo de los hidratos de carbono) – 300 ml/día Perdida diaria de agua corporal Perdida insensible de agua - Perdida de agua corporal que no puede regularse de manera precisa. Puede darse a través de las vías respiratorias (300-400ml/día) o por difusión por la piel (300-400ml/día). A medida que el aire entra en la vía respiratoria, se satura de humedad hasta llegar a una presión de 47mm Hg. Como la presión del aire inspirado suele ser menor de 47 mm Hg, el agua se pierde continuamente por los pulmones con la respiración. La perdida insensible de agua a través de la piel es independiente de la sudoración y está presente incluso en personas que nacen sin glándulas sudoríparas. Esa pérdida esta minimizada por la capa cornificada de la piel que está llena de colesterol, constituyendo una barrera contra la perdida excesiva por difusión.
• Problemas - La presión de vapor atmosférica se reduce a casi 0 mm Hg en el clima frio, lo que provoca una pérdida de agua incluso mayor por la respiración a medida que la temperatura se reduce; en las quemaduras extensas, la capa cornificada de la piel se pierde, ocasionando un aumento de la evaporación por la piel hasta 10 veces. Sudor – 100 ml/día – la cantidad de agua perdida por el sudor es muy variable dependiendo de la actividad física y de la temperatura ambiental. Heces – 100 ml/día – puede aumentar a varios litros en la diarrea intensa.

Año 2011 Riñones – 1500 ml/día – loa riñones tienen la tarea de ajustar la intensidad de la excreción de agua y electrolitos para que se equipare de manera precisa con la ingestión de esas sustancias, así como de compensar las pérdidas excesivas de líquidos y electrolitos que se producen en ciertos estados morbosos. REGULACION DEL VOLUMEN

Año 2011 mecanismo conjunto ADH-sed constituye el sistema más importante de control de la concentración y el volumen del líquido extracelular.  PH Logaritmo negativo de la concentración de hidrogeniones - Log [H⁺] Ácido – sustancia que puede liberar o donar H⁺ Base – sustancia que puede combinarse o donar H⁺ Interpretación de la escala de Ph Las funciones metabólicas de nuestro organismo, como la degradación alimentaria, el metabolismo celular, la producción de CO₂ y su combinación con H₂O, producen y consumen a diario grandes cantidades de iones H⁺. Llamamos equilibrio acido – base al equilibrio que

Año 2011 mantiene el organismo entre las ganancias y las pérdidas de ácidos y bases, de tal manera que la [H⁺] dentro y fuera de las células se mantienen relativamente constantes. Valor Normal – 7. Mecanismos para el mantenimiento del equilibrio acido – base

• Amortiguadores Son aquellas soluciones cuya concentración de iones hidrógeno varía muy poco al añadirles ácidos o bases fuertes. Están formados por mezclas binarias de un ácido débil y una sal del mismo acido con una base fuerte, o bien por una base débil y la sal de esta base con un ácido fuerte. Bicarbonato – Medio Interno Sistema amortiguador más importante en el organismo Proteínas – en el LIC Fosfato - Riñón
• Acción de los pulmones, con la mayor o menor eliminación de CO₂ - Acción del riñón reteniendo o eliminando sustancias acidas o alcalinas según sea conveniente ALTERACIONES DEL PH ALTERACIÓN PH H⁺ ALTERACIÓN PRIMARIA

RESPUESTA

COMPENSATORIA

Acidosis Metabólica Ph H⁺ HCO₃⁻ pCO₂ Alcalosis Metabólica Ph H⁺ HCO₃⁻ pCO₂ Acidosis Respiratoria Ph H⁺ pCO₂ HCO₃⁻ Alcalosis Respiratoria Ph H⁺ pCO₂ HCO₃⁻  TEMPERATURA La temperatura corporal es aproximadamente de 37 ̊C̊. Más exactamente, la temperatura promedio en humanos es 36.7 ̊C̊, aunque puede variar de un sujeto a otro, y el 95% de los sujetos tienen una temperatura entre 36.3 y 37.1 ̊C̊. La termorregulación está controlada por el hipotálamo. El hipotálamo funciona de forma parecida al termostato de una casa. Cuando la temperatura de la casa es menor que aquella a la cual hemos ajustado el termostato, este pone en marcha la calefacción hasta que la temperatura es igual a la deseada. Si la temperatura de la casa es mayor del punto de ajuste, detiene la calefacción para que la temperatura baje. El hipotálamo mide la temperatura en el propio hipotálamo, en cierta

Año 2011 Radiación - Pérdida de calor en forma de rayos infrarrojos, que son ondas electromagnéticas. Intercambio de energía electromagnética entre el cuerpo y el medio ambiente u objetos más fríos y situados a distancia. Convección - Transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran en contacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporal y posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a su vez son calentadas y así sucesivamente. Conducción - Perdida de pequeñas cantidades de calor corporal a través del contacto directo de la superficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc. Evaporación - Pérdida de calor por evaporación de agua. Cuando la temperatura del medio es mayor que la de la superficie corporal, en lugar de perder calor el cuerpo lo gana por radiación, convección y conducción procedente del medio vecino. En tales circunstancias, el único medio por el cual el cuerpo puede perder calor es la evaporación. Cuando el agua se evapora de la superficie corporal, se pierden 0,58 calorías por cada gramo de agua evaporada. El hipotálamo puede actuar sobre la temperatura corporal mediante múltiples mecanismos.  La circulación cutánea: Cuando la temperatura es baja, el hipotálamo activa las fibras nerviosas simpáticas que van a la piel, por lo que llega menos sangre a la piel. En cambio, cuando la temperatura es elevada las arterias cutáneas se dilatan, la sangre llega a la superficie de la piel y allí se enfría en contacto con el aire (por eso cuando hace calor la piel se pone enrojecida).  El sudor. Cuando la temperatura es elevada las glándulas sudoríparas producen sudor, este se evapora en la superficie del cuerpo y eso elimina calor.  Contracción muscular. El frío produce contracciones musculares involuntarias, que aumentan el tono muscular o contracción basal que tienen los músculos, y si es más intenso produce un temblor perceptible. Estas contracciones consumen energía que se transforma en calor.

Año 2011  Piloerección. El pelo cutáneo se levanta debido a la contracción de unos pequeños músculos que hay en la base de cada pelo. Esto produce la “carne de gallina”. En humanos este reflejo tiene poca importancia, pero en especies con un pelo tupido, hace que quede atrapada una capa de aire debajo del pelo que aísla y disminuye la pérdida de calor.  Aumento del metabolismo. El hipotálamo aumenta la producción del la hormona TRH, esta estimula la producción en la hipófisis de TSH, la cual a su vez incrementa la secreción de hormonas en la glándula tiroides, y finalmente estas estimulan la producción de calor en todas las células del organismo. Esta respuesta no está muy desarrollada en humanos pero sí es importante en otras especies animales. FIEBRE – es la elevación anormal de la temperatura corporal como respuesta a una agresión física, química u orgánica en diferentes condiciones o enfermedades. La diferencia entre fiebre e hipertermia es el ajuste del centro termorregulador (37.1 ̊C), el cual̊ no cambia en la hipertermia. ----- Niveles de Fiebre Febrícula – Si la temperatura axilar es mayor a 37 ̊C y menor a 38̊ ̊C.̊ Fiebre – Si la temperatura axilar es mayor o igual a 38 ̊C y menor de 40̊ ̊C.̊ Hiperpirexia – Si es mayor o igual a 40 ̊C.̊ Temperaturas superiores a 42 ̊C suelen ser incompatibles con la vida.̊ Endógenos

• IL-
• IL-
• TNF
• Ifn - γ Exógenos Bacterias y sus exotoxinas Virus, hongos, espiroquetas, protozoarios Reacciones inmunológica Necrosis de tejidos Hormonas Medicamentos y polinucleótidos sintéticos Pirógenos – sustancias que actuando sobre los centros termorreguladores del hipotálamo producen un aumento de temperatura (fiebre)

Temperatura Corporal Normal

Axilar 36.0 – 37.0 ̊C̊

Oral 36.0 – 37.4 ̊C̊

Rectal 36.0 – 37.6 ̊C̊

Otica 36.6 – 37.6 ̊C̊

Año 2011

Homeostasis

Walter B. Cannon acuño el termino homeostasis (palabra resultante de la combinación de dos términos griegos “homoios” que significa constancia y “stasis” que significa posición, estabilidad) para definir la estabilidad del medio interno, dentro de un rango de variación, como resultado de la existencia de mecanismos compensadores encargados de su regulación. Cannon afirmó que era “un estado que puede variar, pero que es relativamente constante”, mantenimiento de unas condiciones internas relativamente ajustadas a pesar de los cambios que se generen en el exterior. El organismo actúa de forma regulada e integrada para autorregularse o volver a la normalidad, desde una célula hasta un sistema completo desempeñan un importante papel en la homeostasia general. Tipo de homeostasis:

• Homeostasis reactiva – El cuerpo mantiene un estado estacionario o de equilibrio
• Respuesta anticipada – alteración de una variable antes aún de que se produzca el cambio de la variable.
• Homeostasis predictiva – respuesta homeostática que se produce antes incluso de la actuación del estimulo alterador. Características
  1. La mayoría de los sistemas homeostáticos funcionan como sistemas de retroalimentación negativa ( feed back negativos) – un cambio en la variable da lugar a respuestas que empujan la variable en la dirección opuesta. Algunos actúan como sistemas de retroalimentación positiva (feed back positivos) donde el sistema tiende a reforzar a la variable, desviándola cada vez mas de los límites de la normalidad.
  2. No mantienen fija la variable, la dejan oscilar en un rango de valores que son normales y que dependen de las condiciones del medio externo.
  3. Existe una jerarquía de variables a controlar – cada variable presenta un grado de importancia especifico para la supervivencia del organismo.
  4. Los sistemas homeostáticos tienen cierta capacidad de cambio – Aclimatación ( capacidad de adaptarse a nuevas condiciones medioambientales por exposición prolongada) Sistema de retroalimentación

Año 2011 Transporte en el líquido extracelular Todo el líquido extracelular se transporta por el organismo en 2 etapas: por el movimiento de la sangre por el cuerpo dentro de los vasos sanguíneos y por el movimiento del líquido entre los capilares sanguíneos y los espacios intercelulares entre las células tisulares. El LEC de cualquier zona del organismo, tanto en plasma como en líquido intersticial, se está mezclando continuamente, manteniendo la homogeneidad completa del líquido extracelular en todo el organismo.

UNIVERSIDAD CATOLICA BOLIVIANA SAN PABLO

Facultad de Medicina Cátedra de Fisiología

Año 2011

• Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro: la

adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su

punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de

vapor de éste.

SOLUBILIDAD

La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en una

cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.

Los factores que afectan la solubilidad son:

• Superficie de contacto : La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay mayor

superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez (pulverizando el

soluto).

• Agitación : Al agitar la solución se van separando las capas de disolución que se

forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la disolución

• Temperatur a: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de las

moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y puedan

abandonar su superficie disolviéndose.

• Presión : Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente proporcional

CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES

Sólida

Sólido en sólido: Cuando tanto el soluto como el solvente se encuentran en estado

sólido. Ejemplo: aleaciones como zinc en estaño (latón);

Gas en sólido: es la mezcla de un gas en un sólido. Ejemplo: hidrógeno en paladio;

Líquido en Sólido: Cuando una sustancia líquida se disuelve junto con un sólido.

Ejemplo: Mercurio en plata

Líquida

Sólidos en Líquidos: Este tipo de disoluciones es de las más utilizadas, pues se

disuelven por lo general pequeñas cantidades de sustancias sólidas (solutos) en

grandes cantidades líquidas (solventes). Ejemplo: agua con el azúcar.

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Líquido en líquido: es otra de las disoluciones más utilizadas. Ejemplo: alcohol en agua.

Gas en Sólido: oxígeno en agua

Gaseosa

Gas en gas: oxígeno en nitrógeno;

Gas en líquido: gaseosas, cervezas;

Gas en Sólido: Existen infinidad de disoluciones de este tipo, pues las

podemos encontrar en la contaminación al estudiar los componentes del humo por

ejemplo, se encontrará que hay varios minerales disueltos en gases. Ejemplo: hidrógeno

absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc.

Disoluciones cualitativas

Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en

mínima proporción en un volumen determinado.

Disolución concentrada: Tiene una cantidad considerable de soluto en un volumen

determinado.

Disolución insaturada: No tiene la cantidad máxima posible de soluto para una

temperatura y presión dadas.

Disolución saturada: Tienen la mayor cantidad posible de soluto para una

temperatura y presión dadas. En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el

solvente.

Disolución sobresaturada: Tienen más soluto del máximo posible para una

solución saturada, lo cual puede suceder en ciertas circunstancias. Si se calienta

una disolución saturada y se le puede agregar más soluto, y esta solución es

enfriada lentamente y no se le perturba, puede retener ese soluto en exceso. Sin

embargo, son sistemas inestables, con cualquier perturbación, este soluto en

exceso se precipitará y la solución quedará saturada.

Año 2011

MODO DE EXPRESAR LAS CONCENTRACIONES

La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad

determinada de solvente o solución. Para expresar con exactitud la concentración de las

soluciones se usan sistemas como los siguientes:

Porcentual

 a) Porcentaje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100

unidades de peso de la solución.

 b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por

cada 100 unidades de volumen de la solución.

 c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto

que hay en cada 100 ml de solución.

Molaridad

La molaridad de una solución se define como la cantidad de soluto disuelto en moles

por litro de solución.

Molalidad

La principal ventaja de este método de medida respecto a la molaridad es que como el

volumen de una disolución depende de la temperatura y de la presión, cuando éstas

cambian, el volumen cambia con ellas. Gracias a que la molalidad no está en función

del volumen, es independiente de la temperatura y la presión, y puede medirse con

mayor precisión. Es menos empleada que la molaridad pero igual de importante.

Año 2011

La molalidad (m) es el número de moles de soluto por kilogramo de solvente.

Normalidad

Concentración de una solución en Nº de equivalentes gramo de soluto por litro de

solución. Se representa con N.

PROPIEDADES COLIGATIVAS

Son propiedades que dependen exclusivamente de la concentración de la disolución, y

no de la naturaleza de sus componentes

Presión de vapor

Esta propiedad está reflejada en la Ley de Raoult, un científico francés, Francois Raoult

quien enunció el siguiente principio: “La disminución de la presión del disolvente es

proporcional a la fracción molar de soluto disuelto”.

Se ha demostrado este principio mediante experimentos en los que se observa que las

soluciones que contienen líquidos no volátiles o solutos sólidos, siempre tienen

presiones más bajas que los solventes puros.

Punto de ebullición

El punto de ebullición de un líquido es la temperatura a la cual la presión de vapor se

iguala a la presión aplicada en su superficie. La presencia de moléculas de un soluto no

volátil en una solución ocasiona la elevación en el punto de ebullición de la solución.