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FISIOLOGÍA

Contido

Introdución

Tema 1. - Concepto de Fisioloxía. Evolución do concepto. A Fisioloxía en Odontoloxía.

Unidade temática I: Medio interno e líquidos do organismo

Tema 2. - Concepto de medio interno e da organización xeral do corpo humano.

Homeostasia. Sistemas de control.

Tema 3. - Compartimentos líquidos do organismo: contido de auga e as súas variacións

fisiolóxicas. Distribución da auga nos compartimentos. Principio do indicador. Distribución

iónica nos compartimentos.

Unidade temática II: Movemento de substancias a través de membranas

Tema 4. - Membrana citoplasmática: difusión, difusión facilitada, transporte activo.

Desprazamento de auga: ósmose.

Tema 5. - Movemento de líquidos e solutos no compartimento extracelular. Capilares

sanguíneos: ultrafiltración. Capilares linfáticos.

Tema 6. - Intercambio de substancias nos compartimentos transcelulares.

Unidade temática III: Sistema Nervioso

Tema 7. - Organización funcional do sistema nervioso.

Tema 8. - Potencial electroquímico. Potencial de membrana. Potencial de acción: umbral,

sumación, período refractario. Condución do impulso nervioso e velocidade de propagación.

Tema 9. - Sinapse: unión neuromuscular. Sinapse entre células nerviosas. Terminacións

nerviosas no músculo liso.

Tema 10. - Músculo esquelético: propiedades mecánicas, actividade eléctrica, resposta

contráctil e características metabólicas. Músculo liso.

Tema 11. - Receptores sensoriais: tipos de información e de receptores. Interacción

receptor-nervio. Neurona sensorial primaria, secundaria e terciaria. Propioceptores:

receptores musculares e tendinosos. Extereoceptores: sensibilidade cutánea.

Tema 12. - Proxeccións centrais dos receptores sensoriais. Sistemas sensoriais: medula

espiñal, tronco cerebral, tálamo, corteza cerebral.

Tema 13. - Organización xeral do movemento. Organización da medula espiñal: reflexos

espinais. Control da postura. A marcha. Movemento voluntario.

Tema 14. - Sistema nervioso autónomo. Hipotálamo-Sistema límbico.

Unidade temática IV Sangue

Tema 15. - Plasma sanguíneo: compoñentes inorgánicos e orgánicos. Funcións das proteínas

plasmáticas. Funcións do plasma.

Tema 16. - Coagulación.

Tema 17. - Funcións dos eritrocitos. Hemoglobina. Produción, vida e lise dos glóbulos

vermellos. Grupos sanguíneos.

Tema 18. - Leucocitos: tipos características e funcións.

Unidade temática V Corazón e circulación

Tema 19. - Corazón: fenómenos eléctricos. Fenómenos mecánicos e ciclo cardíaco.

Tema 20. - Frecuencia cardíaca. Forza de contracción do corazón. Inervacíón do corazón.

Gasto cardíaco.

Tema 21. - Características xerais da circulación arterial e venosa. Determinación da presión

arterial. Control de fluxo no sistema vascular. Regulación da presión arterial.

Tema 22. - Circulación no dente e o seu ámbito.

Unidade temática VI Aparato respiratorio

1

Tema 23. - Ventilación pulmonar: forzas e resistencias. Volumes e capacidades pulmonares.

Tema 24. - Circulación pulmonar. Relación ventilación-perfusión. Difusión. Probas de

función pulmonar.

Tema 25. - Receptores de distensión. Quimioceptores centrais. Xeración do ritmo

respiratorio.

Unidade temática VII Ril e vías urinarias

Tema 26. - Nefrona. Circulación renal. Filtración glomerular.

Tema 27. - Función do túbulo proximal. Función da asa de Henle. Función do túbulo distal e

do túbulo colector.

Tema 28. - Control da actividade osmótica do organismo.

Tema 29. - Regulación do volume extracelular e do volume de sangue.

Tema 30. - Función amortecedora do sangue e os líquidos.

Tema 31. - Control respiratorio e renal do pH do sangue.

Unidade temática VIII Aparato dixestivo

Tema 32. - Secreción de saliva: compoñentes e funcións. Mecanismos de secreción salivar.

Regulación da secreción de saliva.

Tema 33. - Secrecións gastrointestinais. Absorción de nutrientes no tracto gastrointestinal.

Movementos do tracto dixestivo.

Unidade temática IX Sistema endócrino

Tema 34. - Hormonas: natureza química. Mecanismo de acción das hormonas.

Tema 35. - Hipotálamo. Hipófise.

Tema 36. - Tiroide. Paratiroide.

Tema 37. - Páncreas.

Tema 38. - Suprarrenais.

Tema 39. - Testículos. Ovarios. Placenta.

Bibliografía básica e complementaria

-Bases Fisiológicas de la Práctica Médica (14ª edición). Best & Taylor. Panamericana. 2010.

-Fisiología Humana (10ª edición). Stuart Ira Fox. McGraw-Hill/Interamericana. 2008.

-Tratado de Fisiología médica (12ª edición). Guyton A.C., Hall J.E. McGraw-

Hill/Interamericana. 2011.

-Fisiología humana: un enfoque integrado (4ª edición). Silverthorn, D.U. Panamericana.

2008.

-Fundamentos de Fisiología (1ª edición). Martín Cuenca, E. Thomson. 2006.

-Fisiología Médica (20ª edición). Ganong, W.F. Manual Moderno. 2006.

-Fisiología (6a edición). Berne R.M., Levy M.T. Elsevier. 2009.

-Fisiología Humana (3ª edición). Tresguerres J.A.F. Interamericana. 2005.

-Anatomía y fisiología del cuerpo humano (1ª edición). Tresguerres J.A.F. McGraw-Hill

Interamericana. 2009.

-Medical Physiology (2ª edición). Boron Boulpaep. Elsevier. 2008.

-Fisiología oral. Bradley R.M. Panamericana. 1984.

-Essentials of Oral Physiology. Bradley R.M. Elsevier. 1995.

-Principios de neurociencia (4ª edición). Kandel E.R., Schwartz J.H., Jessel T.M. McGraw-Hill

Interamericana. 2001.

2

Introducción

Tema 1.- Tema 1.- Concepto de Fisiología. Evolución del concepto. La Fisiología en Odontología.

¿que es la fisiología?

¿que es la fisiología?

intenta explicar los factores físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida

¿hay varias fisiologías?

fisiología general: mecanismos básicos comunes a todas las formas de vida

fisiología descriptiva

fisiología comparada: estudia la misma función en diferentes especies

fisiología humana

fisiología oral

¿porque fisiología en odontología?

aparato estomatognático

UNO.- no solo función digestiva

aparato de relación: fonación/agresiva/sexual

funciones que dependen mayoritariamente de la integridad y actividad integradora de SNC

DOS.- puede ser asiento de

a) patología oral

b) patología que presenta manifestaciones orales

c) patología con repercusión oral

Programa

IntroducciónTema 1.- Concepto de Fisiología. Evolución del concepto. La Fisiología en Odontología.

Unidad temática I: Medio interno y líquidos del organismoTema 2.- Concepto de medio interno y de la organización general del cuerpo humano. Homeostasia. Sistemas de control.Tema 3.- Compartimentos líquidos del organismo: contenido de agua y sus variaciones fisiológicas. Distribución del agua en los compartimentos. Principio del indicador. Distribución iónica en los compartimentos.

Unidad temática II: Movimiento de substancias a través de membranasTema 4.- Membrana citoplasmática: difusión, difusión facilitada, transporte activo. Desplazamiento de agua: ósmosis.Tema 5.- Movimiento de líquidos y solutos en el compartimento extracelular. Capilares sanguíneos: ultrafiltración. Capilares linfáticos.Tema 6.- Intercambio de substancias en los compartimentos transcelulares.

Unidad temática III: Sistema NerviosoTema 7.- Organización funcional del sistema nervioso.Tema 8.- Potencial electroquímico. Potencial de membrana. Potencial de acción: umbral, sumación, período refractario. Conducción del impulso nervioso y velocidad de propagación.Tema 9.- Sinapsis: unión neuromuscular. Sinapsis entre células nerviosas. Terminaciones nerviosas en el músculo liso.Tema 10.- Músculo esquelético: propiedades mecánicas, actividad eléctrica, respuesta contráctil y características metabólicas. Músculo liso.Tema 11.- Receptores sensoriales: tipos de información y de receptores. Interacción receptor-nervio. Neurona sensorial primaria, secundaria y terciaria. Propioceptores: receptores musculares y tendinosos. Extereoceptores: sensibilidad cutánea.Tema 12.- Proyecciones centrales de los receptores sensoriales. Sistemas sensoriales: médula espinal, tronco cerebral, tálamo, corteza cerebral.Tema 13.- Organización general del movimiento. Organización de la médula espinal: reflejos espinales. Control de la postura. La marcha. Movimiento voluntario.Tema 14.- Sistema nervioso autónomo. Hipotálamo-Sistema límbico.

Unidad temática IV SangreTema 15.- Plasma sanguíneo: componentes inorgánicos y orgánicos. Funciones de las proteínas plasmáticas. Funciones del plasma.Tema 16.- Coagulación.Tema 17.- Funciones de los eritrocitos. Hemoglobina. Producción, vida y lisis de los glóbulos rojos. Grupos sanguíneos.Tema 18.- Leucocitos: tipos características y funciones.

Programa

Unidad temática V Corazón y circulaciónTema 19.- Corazón: fenómenos eléctricos. Fenómenos mecánicos y ciclo cardíaco.Tema 20.- Frecuencia cardiaca. Fuerza de contracción del corazón. Inervacíón del corazón. Gasto cardíaco.Tema 21.- Características generales de la circulación arterial y venosa. Determinación de la presión arterial. Control de flujo en el sistema vascular. Regulación de la presión arterial.Tema 22.- Circulación en el diente y su entorno.

Unidad temática VI Aparato respiratorioTema 23.- Ventilación pulmonar: fuerzas y resistencias. Volúmenes y capacidades pulmonares.Tema 24.- Circulación pulmonar. Relación ventilación-perfusión. Difusión. Pruebas de función pulmonar.Tema 25.- Receptores de distensión. Quimioceptores centrales. Generación del ritmo respiratorio.

Unidad temática VII Riñón y vías urinariasTema 26.- Nefrona. Circulación renal. Filtración glomerular.Tema 27.- Función del túbulo proximal. Función del asa de Henle. Función del túbulo distal y del túbulo colector.Tema 28.- Control de la actividad osmótica del organismo.Tema 29.- Regulación del volumen extracelular y del volumen de sangre.Tema 30.- Función amortiguadora de la sangre y los líquidos.Tema 31.- Control respiratorio y renal del pH de la sangre.

Unidad temática VIII Aparato digestivoTema 32.- Secreción de saliva: componentes y funciones. Mecanismos de secreción salivar. Regulación de la secreción de saliva.Tema 33.- Secreciones gastrointestinales. Absorción de nutrientes en el tracto gastrointestinal. Movimientos del tracto digestivo.

Unidad temática IX Sistema endocrinoTema 34.- Hormonas: naturaleza química. Mecanismo de acción de las hormonas.Tema 35.- Hipotálamo. Hipófisis.Tema 36.- Tiroides. Paratiroides.Tema 37.- Páncreas.Tema 38.- Suprarrenales.Tema 39.- Testículos. Ovarios. Placenta.

Objetivos

Comprender la fisiología humana, en tanto en cuanto que es una de las ciencias biomédicas básicas en las que se fundamenta la odontología, con el fin de asegurar una correcta asistencia buco-dentaria. En concreto:

Conocer la función normal de los diferentes órganos, aparatos y sistemas del organismo, junto con sus fundamentos biofísicos y bioquímicos y sus mecanismos de control.

Conocer los mecanismos implicados en la integración de las funciones de los distintos órganos, aparatos y sistemas que permiten la homeostasis corporal.

Establecer las relaciones necesarias entre los conocimientos del ámbito fisiológico y los de otras asignaturas del curriculum para conocer la estructura y función del aparato estomatognático.

Evaluación

La nota final de la asignatura se repartirá de la siguiente forma: Prueba escrita de conocimientos: 80%, presentación y realización de informes y trabajos en las actividades interactivas 10%, asistencia y participación en las clases expositivas y seminarios 10%.

Las actividades formativas de presentación de conocimientos y procedimientos y de estudio individual del alumno serán evaluadas mediante una prueba escrita que consistirá en una batería de preguntas de elección múltiple con 5 posibles opciones de las que solamente una será correcta. Para la superación de la prueba se deberá contestar correctamente al menos al 60% de las preguntas, no teniéndose en cuenta para la calificación de la misma las respuestas incorrectas.

Bibliografía

-Bases Fisiológicas de la Práctica Médica (14ª edición). Best & Taylor. Panamericana. 2010.-Fisiología Humana (10ª edición). Stuart Ira Fox. McGraw-Hill/Interamericana. 2008.-Tratado de Fisiología médica (12ª edición). Guyton A.C., Hall J.E. McGraw-Hill/Interamericana. 2011.-Fisiología humana: un enfoque integrado (4ª edición). Silverthorn, D.U. Panamericana. 2008.-Fundamentos de Fisiología (1ª edición). Martín Cuenca, E. Thomson. 2006.-Fisiología Médica (20ª edición). Ganong, W.F. Manual Moderno. 2006.-Fisiología (6a edición). Berne R.M., Levy M.T. Elsevier. 2009.-Fisiología Humana (3ª edición). Tresguerres J.A.F. Interamericana. 2005.-Anatomía y fisiología del cuerpo humano (1ª edición). Tresguerres J.A.F. McGraw-Hill Interamericana. 2009.-Medical Physiology (2ª edición). Boron Boulpaep. Elsevier. 2008.-Fisiología oral. Bradley R.M. Panamericana. 1984.-Essentials of Oral Physiology. Bradley R.M. Elsevier. 1995.-Principios de neurociencia (4ª edición). Kandel E.R., Schwartz J.H., Jessel T.M. McGraw-Hill Interamericana. 2001.

UT I: Medio interno y líquidos del organismo

Tema 2.- Concepto de medio interno y de la organización general del cuerpo humano. Homeostasis. Sistemas de control.

La célula es la unidad básica del organismo

• todas las células tienen una serie de funciones comunes

• cada célula especializada realizar una o más funciones

• eritrocitos: transporte de gases

• célula muscular: movimiento

Funciones que realiza un organismo unicelular

¿Como pueden las células de un organismo multicelular realizar sus funciones?

60% agua

intracelular 2/3

extracelular 1/3

MEDIO INTERNO (milieu interieur C. Bernard)

líquido extracelular donde las células obtienen todos los compuestos que necesitan para sus funciones y donde expulsan los productos de desecho

todas las células viven en un medio esencialmente idéntico: líquido extracelular

• las células pueden vivir, crecer y llevar a cabo sus funciones si el medio interno tiene las condiciones adecuadas

• mantenimiento de condiciones constantes en el medio interno

Homeostasis

• Sistemas funcionales

• Sistemas de control

• transporte líquido extracelular

• dos etapas

¿Quien mantiene esta constancia?

• Sistemas funcionales

• Sistemas de control

¿Quien mantiene esta constancia?

• No regulados o de lazo abierto

• Regulados o de lazo cerrado

ENTRADA SALIDAf(x)

ENTRADA SALIDAf(x)

Sistemas

• Retroalimentación negativa

• Retroalimentación positiva

ENTRADA SALIDAf(x)-punto ajuste

ENTRADA SALIDAf(x)+punto ajuste

Sistemas regulados

Sistemas de control

• Genético

• Organos

• Sistémico

• SN

• niveles NT modula expresión receptores

• Respiratorio

• curva disociación Hb-O2

• Sistema barorreceptor

• PA -> centro vasomotor -> SNA -> VS-RP

Sistemas de control

Cada constituyente o parámetro del líquido extracelular posee un valor normal y un intervalo de normalidad. Los sistemas de control se encargan de mantener el parámetro dentro del rango.

pH =7.4 (7.3-7.5)

Sistemas de control

VISION

CEREBRO

Carrilderecho

Fueradel carril

VIENTO

MUSCULOS VOLANTE

Diferencia

Sistemas de control

Regulador Sistemacontrol

Transductor

Comparador

Señalcontrol

Señalerror Salida

Perturbación

Ganancia = corrección/error

Sistemas de control

Regulador Efector

Transductor

Comparador

Señalcontrol

Señalerror

Infusión de líquido

100 mm Hg

175 mm Hg

100 mm Hg

125 mm Hg

Corrección = 125-175Error = 125-100 Ganancia = -50/+25 = -2

Sistemas de control

UT I: Medio interno y líquidos del organismo

Tema 3.- Compartimentos líquidos del organismo: contenido de agua y sus variaciones fisiológicas. Distribución del agua en los compartimentos. Principio del indicador. Distribución iónica en los compartimentos.

Intercambio de agua entre el organismo y el medio externo

IngestaIngesta EliminaciónEliminación

Bebidas 1200 ml Orina 1400 ml

Alimentos 1000 ml Perspiratio 800 ml

Oxidación 300 ml Sudor 100 ml

Heces 200 ml

Total 2500 ml 2500 ml

Balance neto = 0

• Aparato digestivo moviliza diariamente 10 litros de agua

• Ingesta: 1-3 litros

• Secreciones aparato digestivo: 6-7 litros

• salival, gástrica, biliar, pancreática, intestinal

• Pero solo se pierden diariamente 100-200 ml en heces

• Absorción

• yeyuno 60%

• ileon 20%

• colon 20%

• absorción más eficiente colon

• 90% de la carga vs 75% intestino delgado

Absorción-ingesta de líquidos

Perdida de líquidos

• Orina: muy variable dependiente de

• Ingesta

• Perdida por otras rutas

• Perdida insensible

• Difusión piel 400 ml/día (quemados 3-5 litros/día)

• Pulmón aire espirado saturado de agua (400 ml/día)

• ↓ tª --> ↓ p.vapor agua atmósfera ----> ↑perdida agua

• Sudor

• Heces

• ↑frecuencia respiratoria

• ↑temperatura corporal

¿Como se pierde líquido con el ejercicio?

Otras fuentes de perdidas fisiológicas

• Mama

• 700-900 ml/día

• 2000 ml/día

Compartimentos líquidos

Variación del agua corporal total con la edad

0

20

40

60

80

100

0 40 60 edad

75

5747

% agua peso corporal

0

25

50

75

100

35% 45% 60% % agua

183952

36

27

21 24

1814

221613

Solidos LEC LIC Grasa

% agua peso corporal

masa corporal magra

Variación del agua corporal total con la edad y la cantidad de tejido adiposo

ACT 73%

células

intracelular

gb/gr

sangre (80 ml/kg)

plasma (45ml/kg)

extracelular intersticial

transcelular

Compartimentos líquidos

Plasma parte acelular de la sangrePlasma sin fibrina: suero

transporte de sustancias entre las células y el plasma

espacio intersticial: líquido intersticial, colágeno, proteoglicanos, fibroblastos

15-25% del peso corporal (416 ml/kg RN 199 ml/kg 7-16 años)

Plasma ⇆ líquido intersticial → linfáticos

V liq intersticial = v distribución marcadores extracelulares - v plasmático

Líquido intersticial

exceso↓

Líquido transcelular

líquido extracelular

separado por una capa continua de células epiteliales

formado por transporte activo o ultrafiltración plasma

secreciones digestivas líquido cefalorraquídeo líquido intraocular

líquido pleural líquido pericárdico líquido peritoneal

líquido seminal liquido sinovial endolinfa cóclea

secreciones glándulas coloide tiroídeo

Líquido transcelular

folículo

glóbulos rojoscapilar

coloide

célulasepiteliales

dos barreras de intercambio: a) capilar sanguíneo b) capa células epiteliales

Indicador cantidad Q

Concentración del indicador C

Volumen del recipiente Q V = C

Determinación del volumen de los compartimentos líquidos: principio de dilución del indicador

Para medir un compartimento líquido del organismo es necesario:

1) distribución uniforme restringida al compartimento a medir

2) método para medir la [ ] y que la [ ] de la muestra sea representativa

3) considerar la eliminación del indicador

Determinación del volumen de los compartimentos líquidos: principio de dilución del indicador

t

[ ]

Agua total: todos compartimentos

LEC: no entren en la célula

Espacio Na o espacio inulina

LIC = Agua total - LEC

Plasma: unión proteínas plasmáticas

azul de Evans, I131

LIS = LEC - plasma

V sanguíneo = V plasma /1 - Hc

GR* cromo

VS = V plasmático / 1 - Hc

Determinación del volumen de los compartimentos líquidos

Extracelular (mEq/L) Intracelular (mEq/L H2O)

Na+ 140 14

K+ 4 140

Ca++ (ionizado) 2,5 1x10-4

Mg++ 0,8 20

Cl- 105 10

HCO3- 24 10

HPO4=H2PO4- 2 11

Distribución iónica en los compartimentos

Distribución iónica en los compartimentos

UT II: Movimiento de sustancias a través de membranas

Tema 4.- Membrana citoplasmática: difusión, d ifusión faci l itada, transporte activo . Desplazamiento de agua: ósmosis.

Uniones celulares

• de adherencia

• desmosoma en banda

• desmosoma puntual

• hemidesmosoma

• impermeables

• unión hermética

• unión septada

• comunicantes

• unión de hendidura (gap)

• sinapsis química

Transportadores

• transporte sencillo - UNIPORTE

• transporte + 1 (simultáneo - secuencial)

• misma dirección, unidireccional, cotransporte SIMPORTE

• dirección opuesta, bidireccional, contratransporte, ANTIPORTE (transporte de intercambio)

Tipo de movimiento según consumo energía

• Difusión

• Transporte pasivo

• sin carga: gradiente de concentración determina la dirección

• con carga: gradiente de concentración y eléctrico (electroquímico)

• Transporte activo

• contra gradiente

• consumo energía

Tipo de movimiento según consumo energía

• Difusión

• Membrana

• Proteínas canal

• Difusión facilitada

• Proteínas transportadoras

• Transporte activo

• Bombas iónicas

Difusión

La energía térmica mantiene las moléculas en un estado de agitación constante

A temperatura ambiente velocidad varios m/s

Choques con otras moléculas

Proceso macroscópico de difusión

Difusión: membrana sin partición

Ms = !DsA"cs"x

Ms =mol !cm2

s

c2

c1

A

x

c = c2-c1MDs =

cm2

s

Primera ley de Fick:

flujo Ms es lineal y proporcional a gradiente no satura

el flujo de S es independiente de otros solutos (Y, Z, etc)

r2 = 2Dt ; (4 bi- o 6 tri-)

¿como de cerca deben encontrarse los receptores de acetilcolina para responder en 100 µs?

0,6 µm

¿cuanto tiempo tardaría en difundir una molécula de acetilcolina desde el soma de la neurona motora en la médula espinal hasta las terminales de la misma neurona localizadas en los pies?

16 años

sistema interno de transporte axonal 2,5 días

Difusión: membrana sin partición

paso de un lado a otro de la célula implica cambio de fase

para moléculas neutras:

Ps: coeficiente permeabilidad

Ps es dependiente coeficiente de partición (liposolubilidad)

Difusión: membrana con partición

Ms = −APsΔc

célula molécula Ps (ms/s)

axón ácido salicílico 1

axón anestésico local 1

varias agua 0.3 a 50· 10 -4

músculo K+ 2· 10 -5

músculo Cl- 4· 10 -5

KM

Vmax/2

Vmax

[s]

Difusión facilitada

Centro de unión específico para el soluto

Transporte saturado cuando todos los centros ocupados (Vmax)

Constante característica Km

Transporte puede ser bloqueado

Transporte activo

Transporte activo

Na - glucosa Na - H Na - Cl - H2O

Transporte mediante vesículas

exocitosis

segregar macromoléculas

formar membrana

endocitosis

pinocitosis

fagocitosis

transcitosis

f1 =m0 +mm0

f2 = 1

[s] [s]

[H2O][H2O]

Osmosis

membranasemipermeable

f: fracción molarmo: moles solventem1: moles soluto

Presión osmótica de una disolución es la presión que hay que ejercer sobre la disolución para impedir que el solvente pueda atravesar la membrana que separa las dos fases

Presión osmótica

P

Presión osmótica

[s] [s]

Presión osmótica

presión osmótica depende del número partículas disueltas

π = nRTC n: número de partículas osmoticamente activasnC: osmolaridad (osmoles/l)

disoluciones diluidas

Presión osmótica

número de partículas osmoticamente activas puede ser mayor que la [M]

glucosa n = 1 ⇒ glucosa ClNa n = 2 ⇒ Cl- + Na+

Cl2Ca n = 3 ⇒ 2 Cl- + Na+

isosmóticas / hiperosmóticas / hiposmóticas

Presión osmótica

π = nRTφC Φ: coeficiente osmótico (0-1) 0,93nΦC: osmolalidad (osmoles/kg H2O)

isotónica / hipertónica / hipotónica

disoluciones concentradas


Tema 5.- Movimiento de líquidos y solutos en el compartimento extracelular. Capilares sanguíneos: ultrafiltración. Capilares linfáticos.

• arterias -> arteriolas -> capilares -> venulas -> venas

• capilares: preferenciales y verdaderos

• anastomosis arteriovenosas

• linfáticos

• endotelial, válvulas, músculo liso, ganglios

Vasos sanguíneos

Vasos sanguíneos

Vasos sanguíneos

metarteriola

capilares

esfínteres precapilares

células músculo liso

Arteriola

Venula

Control de la microcirculación

• el control de la microcirculación dos objetivos:

• dirigir la sangre donde se necesita

• ajustar la presiones para mantener el balance hídrico y los desplazamientos de volumen entre compartimento vascular-interticial

10

20

30

40

50

60

80

100

0320 160 80 40 20 10 10 20 40 80 160 3205

Tono normal

Diametro vascular, um

% P

resi

ón

in

trav

ascu

lar

cap

ilare

s

arteriolas venulas

• Flujo laminar

• Caída progresiva Ph

• Mayor caída 40 - 8 um (80-30 mmHg)

• VC moderada PA amortiguada capilares


VC moderada

10

20

30

40

50

60

80

100

0320 160 80 40 20 10 10 20 40 80 160 3205

Tono normal

Diametro vascular, um

% P

resi

ón

in

trav

ascu

lar

cap

ilare

s

arteriolas venulas

Vasocdilatación

Vasoconstrición


• Vasomotilidad: variación velocidad del flujo

• Reclutamiento capilar: 10-100% c. intercambio


• el control de la microcirculación dos objetivos:

• dirigir la sangre a donde se necesita

• ajustar la presiones para mantener el balance hídrico y los desplazamientos de volumen entre compartimento vascular-interticial

• control solo por músculo liso de arteriolas y venulas

• arteriolas proximales flujo total a vasos de intercambio

• arteriolas terminales y esfínteres precapilares distribución en los vasos de intercambio

Vasos sanguíneos

Determinantes del flujo microvascular

• Flujo sanguíneo total a un órgano

• en ausencia de variaciones de presión central el flujo se controla con RT

• la resistencia arteriolar la más importante

flujo = PA − PVRT

PA PV

RT = RA + RV

RA RV

• VCa: ↑ RA ↓ Rv/RA ↓ Pc

• VDa: ↓ RA ↑ Rv/RA ↑ Pc

• VC y VD venular efectos opuestos

Determinantes de las presiones microvasculares

PC ⇒RVRA

PC =

RVRA

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟PA + PV

1+ RVRA

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟

PC = PA − PV

PA PV

RA RV

PC

Tipos de capilares y mecanismos de transporte

continuo (piel, músculo, pulmón)

fenestrado (gastrointestinal, renal, glándulas)

discontinuo (hepático)

uniones estrechas (cerebro)

Ultrafiltración

presión hidrostática fuerza el líquido y pequeños solutos fuera de los vasos

moléculas con mayor concentración en plasma que en intersticial generan fuerza osmótica que introduce l íqu ido y so lutos permeantes en los capilares fuerza oncótica o coloidosmótica

ultrafiltración: líquido sale del capilarreabsorción: líquido entra en los capilares

Presión osmótica

presión coloidosmótica del plasma es 25 mmHg equivalente a 1,3 mOsm/kg

la presión osmótica total del plasma es de 310 mOsm/kg = 6000 mmHg

Π = C s RTpresión osmótica

concentración soluto no permeante

37ºC 19.3 mmHg kg/mOsm

las fuerzas osmóticas se pueden describir de dos formas:

- en términos de concentración osmolar- fuerza hidrostática necesaria para impedir el flujo osmótico

Ultrafiltración

Ph −Π

Π =Πp −ΠiPh = Pc − Pi

Lp: conductividad hidráulica

↑fenestrados /- contínuos /↓ tight

A: área de intercambio

σ: coeficiente de reflexión

1: impermeable a proteínas 0,98-0,90

JV =LPA Pc − Pi( )−σ Πp −Πi( )⎡⎣ ⎤⎦

[30-(-3)]-[28-8]=13[10-(-3)]-[28-8]=-7

9/10 reabsorbidos

promedio con σ =0,95 es de 0,75 mmHg

músculo+piel300 ml/hr7 l/día70 Kg

• espacio intersticial

• líquido intersticial: 15% (?) del agua total

• + mitad “proteínas plasmáticas”

• colágeno + mucopolisacaridos

• líquido intersticial

• 100 ml/kg músculo esquelético

• 350 ml/kg piel

Linfa

La presión hidrostática de líquido intersticial depende del volumen del espacio intersticial

Relación presión/volumen del líquido intersticialen la piel y en músculo esquelético

Volumen, ml/kgPres

ión,

mm

Hg

Piel

Músculo

compliancia

compliancia

linfático

flujo linfático

válvulasmúsculo lisomúsculo estriadomovimiento

Linfa

Flujo linfático

Alteración fuerzas ultrafiltración

• Edema:

• Congestión venosa : Pc

• Hipoproteinemia, hipoalbuminemia : Πp

• VD arteriolar o VC venular Rv/Ra

• Desorganización matriz intersticial: compliancia -> Pi

• Aumento premeabilidad proteínas: σ

Alteración fuerzas ultrafiltración

• Impiden edema:

• aumento ultrafiltración --> Πi

• Pi por aumento de volumen líquido intersticial

• Πp con ultrafiltrado normal


Tema 6.- Intercambio de substancias en los compartimentos transcelulares.

membrana capilar membrana célulasepiteliales

plasma líquido intersticial

líq

uid

o t

ran

sce

lula

r

folículo

glóbulos rojoscapilar

coloide

célulasepiteliales

Líquidos transcelulares

Líquido cefalorraquídeo

líquido intersticial cerebral se halla en equilibrio con el LCR - piamadrecerebro no posee linfáticosactividad de las neuronas depende de la constancia crítica del l. intersticial

• 150 ml• 500 ml/d• plexos coroideos• granulaciones aracnoideas• amortiguar golpes:

– diferencia densidad LCR/Cerebro

• eliminación de desechos

Líquido cefalorraquídeo

Composición y formación LCR

Similar plasma sanguíneo muy pocas proteínas: 70 g/l vs 0,2 g/l) menos K+: 4 vs 3 menos Ca+2: 2.5 vs 1 más Mg+2 0.7 vs 1

Na

Na

Na

Na

Cl

Cl

Cl

ClK

K

HCO3

HCO3HCO3

ClH2O

H

ATP

ATP

PC LCRSangre

HCO3

H2OCO2

H

Int. PCflujo 3 ml/min/g (520 ul/min)5-6 veces cerebro2 veces riñon

Líquido cefalorraquídeo: absorción

Líquidos oculares

• 0,5 ml h. acuoso– nutrición cristalino– 2,75 ul/min -> 25 mmHg– transporte activo

• Na+ / AAs / glucosa

• 4 ml h vítreo– 99% agua– glucosaminoglicano– hialunorato

CP

CA

IrisEC

Líquidos oculares

CP

CA

IrisEC

cartílago articular

membrana sinovialcápsula articular

membrana fibrosa

periostio

cavidad articular con líquido sinovial

Líquido sinovial

UT III: Sistema Nervioso

Tema 8. - Potencial electroquímico. Potencial de membrana. Potencial de acción: umbral, sumación, período refractario. Conducción del impulso nervioso y velocidad de propagación

1 M X+ 0,1 M X+

0

-mV +mV

Potencial electroquímico

0

-mV +mV

g []


0

-mV +mV

- +

g []g e


0

-mV +mV

- +- +

g []g e


0

-mV +mV

- +- +- +- +- +- +

g []g e


�

zF(EA − EB)

�

Δµ x( ) = µA ( x ) − µB ( x ) = RT lnx[ ]Ax[ ]B

+ zF(EA − EB)�

RT lnx[ ]Ax[ ]B

Desplazamiento a favor de gradiente

�

Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = +

�

Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = −

�

Δµ(x) = µA ( x ) − µB ( x ) = 0


�

(EA − EB) = − RTzFln

x[ ]Ax[ ]B

�

RT lnx[ ]Ax[ ]B

+ zF(EA − EB) = 0 equilibrio electroquímico

�

(EA − EB) = RTzFln

x[ ]Bx[ ]A

Ecuación de Nernst Ecuación de Nernst

�

(Ei − Ee) = RTzFln

x[ ]ex[ ]i

�

zF(EA − EB) = −RT lnx[ ]Ax[ ]B


�

Ek = RTzFln

K[ ]eK[ ]i

= −95mV

Em depende de K+

K+ 4 mM

K+ 140 mM

-95 mV

flujo pasivogqge

Bases iónicas del Ema.- Neurona permeable a potasio

aumento de [K]e -> despolariza�

Ek = RTzFln

K[ ]eK[ ]i

= −85mV

K+ 6 mM

K+ 140 mM

-85 mV


-95 mV 0 mV

�

Ek = RTzFln

K[ ]eK[ ]i

sale

entra


�

Ek = RTzFln

K[ ]eK[ ]i

= −96mV

�

ENa = RTzFln

Na[ ]eNa[ ]i

= +66mVK+ 4,1 mM

Na+ 145 mM

K+ 150 mM

Na+ 12mM

-90 mV

K+

Na+

Na+ no determina Em

Bases iónicas del Emb.- Neurona permeable a potasio y sodio

-96 mV 0 mV

sale

entra+66 mV

Em


�

[K]eff = [K]+ PNa

PK[Na]

�

PNa

PK= 0,01• Si el flujo de Na + es 1/100 el flujo de K +

• 100 Na + = 1 K+

�

[K]eff = [K]+ 0,01[Na]•

�

Er = RTzFln [K]e + p[Na]e[K]i + p[Na]i

= −87•


�

Er = RTzFln [K]e + rp[Na]e[K]i + rp[Na]i

= −90

•Estado estacionario no equilibrado: Em

y [] no varían con el tiempo hay gasto energético•3Na+ x 2K +

•electrogénica

•

Bases iónicas del Emc.- Bomba sodio-potasio

�

Em = RTFln PK[K]e + PNa[Na]e + PCl[Cl]iPK[K]i + PNa[Na]i + PCl[Cl]e

Potencial de membranaEcuación de Goldman-Hodgkin-Katz

Regiones funcionales de una neurona

Potencial de acción

• Estímulos:–subumbral–umbral

• Umbral de disparo–gradación–todo o nada


•Características

–inversión Em

–no decrece con la distancia


•Características

•Partes PA

•Morfología


•Características

–inversión Em

–no decrece con la distancia

•Partes PA

•Morfología


-3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6Tiempo (ms)

Canales Na+

Canales K+

Activación

Inactivación

Potencial de membrana

Conductancia

Corriente

gNa

gK

IK

INa

20

0

-20

-40

-60

-80

500 ns

25 nA

Potencial de mem

branaCorrientes iónicas del potencial de acción


Propiedades del potencial de acción

• Aumento de la [K+]e

–menor velocidad de despolarización y menor inversión de la polaridad–menor fuerza eléctrica para la propulsión de Na–inactivación parcial de canales Na


Propiedades del potencial de acción

•Aumento de la [K+]e

•Periodos refractarios

• Acomodación a la despolarización lenta


• Reobase: I mínima• Cronaxia: duración estímulo 2T

• Cronaxia alta <-> baja excitabilidad

Curva intensidad-duración

I

t

Reobase 1T

Cronaxia

2T


Conducción del potencial de acción


Diámetro µm Velocidad m/s Localización

Aα 20-12 120-70Propioceptores, motoneuronas

Ia, Ib

Aβ 12-2 70-30Tacto, Presión

II

Aγ 6-3 30-15 Husos neuromusculares III

Aδ 5-2 30-12Temperatura, dolor

III

B < 3 15-3 S.N.A. preganglionares mielínicas

C 1,3-0,3 2,30,5S.N.A. PostganglionaresDolorInteroceptores

IV


Tema 26

Nefrona

Circulación renal

Filtración glomerular

Organización general del sistema renal

Funciones del riñón

1. Regulación del equilibrio hidroelectrolítico:

– Composición iónica del líquido extracelular:

• controlando excreción de los principales iones inorgánicos:

– Na+, K+, Ca2+ , Mg2+,Cl-, H +, CO3H-, PO4H3-,…

– Osmolaridad, volumen de líquido extracelular ,

• en coordinación con el sistema cardiovascular

• controlando excreción de Na+ y agua

2. Balance ácido básico

3. Regulación de la presión arterial:

– Equilibrio de Na+

– Sistema Renina-Angiotensina

Funciones del riñón

4. Excreción de catabolitos:

– Urea

– Ac. Úrico

– Creatinina

5. Excreción de sustancias extrañas:

– Fármacos

– Tóxicos

6. Regulación de la producción de glóbulos rojos:

– Síntesis y secreción de eritropoyetina (EPO)

7. Metabolismo del calcio y fósforo:

– Hidroxilación en posición 1 del 25-OH-colecalciferol calcitriol

Anatomía topográfica del riñón

Anatomía macroscópica del riñón

Nefrona: la unidad funcional del riñón

Los diferentes componentes de la nefrona

• corpúsculo renal: – donde se filtra la sangre

– componente filtrante

• túbulo renal: – donde se vierte el fluido filtrado

– componente tubular

9

Vascularización renal

Inervación renal

• Sistema nervioso simpático:

– Arteriolas aferentes

– Arteriolas eferentes

– Aparato yuxtaglomerular

– Segmentos tubulares

• Sistema nervioso parasimpático

– Arteriolas eferentes

Nefronas Corticales

• 80-85% de la totalidad= 2,1 millones

• Corpúsculos y la mayor proporción de las asas de henle en la zona externa de la corteza

Nefronas Yuxtamedulares

• 15-20% de la totalidad=0,4 millones

• Corpúsculos en la zona de la corteza más próxima a la médula y largas asas de henle .

• Capilares peritubulares y vasos rectos

Componente filtrante

• Capsula de Bowman rodea el espacio capsular – Podocitos cubren los capilares formando la capa visceral

– Epitelio escamoso simple forma la capa parietal de la cápsula

• Capilares glomerulares

Aparato yuxtaglomerular

• Células granulares:

– Pared de las arteriolas aferentes

– Secretan renina

• Células de la mácula densa:

– Pared de la rama ascendente gruesa del asa de Henle

– Control de la secreción de renina

– Control de la filtración glomerular

• Células mesangiales extraglomerulares

• Capa celular de epitelio simple forma las paredes del túbulo

• Distintas características según función del segmento

– Microvellosidades

– Cúbico o plano

– Receptores hormonales

Componente tubular

Procesos básicos renales


Reabsorción tubular

Secreción tubular

Excreción urinaria

Table 19-1

Los procesos básicos no son excluyentes

La filtración glomerular origina: • Flujo de un volumen de plasma libre de proteínas desde el

interior del glomérulo hacia la cápsula de Bowman

• Presión sanguínea fuerza al plasma a atravesar la pared capilar

• Volumen de plasma filtrado ≈ 20%

• Similar composición química del filtrado y el plasma:

• Excepto sustancias no filtrables: • Proteínas

• Otras

Barrera de filtración

Permeable a: • Agua

• Iones

• Solutos pequeños

Impermeable a: • Solutos de elevado peso molecular (proteínas

plasmáticas) – Solamente se filtra un 0.02%

– Limitación:

» Impedimentos estéricos

» Impedimentos de carga eléctrica

• Solutos transportados unidos a proteínas plasmáticas

La barrera de filtración es…

¿De qué factores depende la filtración glomerular?

Permeabilidad

Área de filtración

Presión de filtración

PNF = ( PCG+ CB ) - ( PCB + CG )

Fuerzas que se oponen a la filtración: PCB = presión hidrostática en la cápsula de Bowman.

CG = presión oncótica en el capilar glomerular.

Dirección de las fuerzas en el capilar glomerular

Fuerzas que favorecen la filtración: PCG = presión hidrostática dentro del capilar glomerular.

CB = presión oncótica en la cápsula de Bowman

La presión neta de filtración corresponde a la suma algebraica de las fuerzas que favorecen la filtración del plasma y de las que se oponen a este proceso.

PCG CB PCB CG

Presión Neta de Filtración (PNF)

PNF varía a lo largo del glomérulo

PNF varía con el flujo sanguíneo glomerular

Velocidad de Filtración Glomerular

• Volumen de plasma filtrado en la unidad de tiempo

• Depende de: • Permeabilidad hidrostática • Área de filtración • PNF

• VFG = Permeabilidad · Área filtración · PNF Coeficiente de filtración • VFG = Kf · PNF

Velocidad de Filtración Glomerular

VFG = 180 L/día

El volumen total de plasma se filtra 60 veces en 24 horas

¿Cómo se obtienen estas cifras?

– Kf mucho más elevada que los normales

• Mayor área

• Permeabilidad hidrostática 10-100 X

La VFG… ¿es fija o variable?

¿puede ser regulada?

VFG = Kf · (PGC-PCB-∏GC+ ∏CB)

Kf = Permeabilidad · Área • Puede variar en:

– Situaciones patológicas=Alteraciones de la permeabilidad – Situaciones fisiológicas= Modificación del área

• Cambio de volumen c. mesangiales intraglomerulares

PGC • Depende de las relaciones entre:

– Presión arterial renal – Resistencia arteriola aferente – Resistencia arteriola eferente

Perfil de presiones hidrostáticas renales

Efecto de la resistencia de las arteriolas renales sobre la PGC

PNF= PPC- ∏PC+ (∏o -Po)

VFG = Kf · (PGC-PCB- ∏GC+ ∏CB)

PCB • Puede estar modificado en:

Situaciones patológicas=obstrucción :

• Cualquier punto del túbulo • Cualquier punto de la porción extrarrenal de las vías

urinarias

∏GC • Puede estar modificado en:

Situaciones patológicas=Alteración de [proteinas]plasmática

• Incremento [proteínas]plasmática = Aumento de ∏Plasmática

• Disminución [proteínas]plasmática = Disminución de ∏Plasmática

VFG = Kf · (PGC-PCB- ∏GC+ ∏CB)

∏CB

• Puede estar modificado en:

Situaciones patológicas= tasa de filtración de proteínas

• Incremento [proteinas]cápsula Bowman = Aumento de ∏CB

EFECTOS CAMBIOS

VFG CG

Disminución de la concentración de las proteínas plasmáticas (por ejemplo Disfunción hepática)

VFG

PCB

Aumento de la presión intratubular por obstrucción de los túbulos o por factores extrarrenales

En condiciones normales, los factores que controlan la VFG están dirigidos a producir cambios

en la presión hidrostática capilar (PCG)

en menor grado sobre el coeficiente de filtración (Kf).

Sin embargo en condiciones patológicas, también se pueden ver afectadas la presión hidrostática en la cápsula de Bowman (PCB)

las presiones oncóticas en el

capilar glomerular (CG) y/o en la

cápsula de Bowman (CB)

.

EFECTOS CAMBIOS

VFG

Kf

Aumento del área de filtración (relajación de las células del mesangio)

VFG

PCG

-Aumento de la presión arterial media.

-Disminución de la resistencia de la arteriola aferente

-Aumento de la resistencia de la arteriola eferente.

RESUMEN FINAL

Cambios que afectan la tasa de filtración glomerular

Flujo sanguíneo renal (FSR)

• Determina indirectamente la VFG

• Modifica la reabsorción de H20 y solutos por el túbulo proximal

• Participa en el proceso de concentración y dilución de orina

• Aporta a las céls. renales: – O2, nutrientes, hormonas y sustratos para su excreción

• Recoge: – CO2, solutos y líq. reabsorbidos

Autorregulación del FSR y de la VFG

• FSR = Δ P/R

• PA <80 o PA >120 mm Hg

– R constante

– FSR y VFG varían linealmente con la presión

• PA =80-120 mm Hg

– resistencia (R) variable

– cambios en Δ P-cambios en R de los vasos renales

– FSR y VFG constantes

0 80 120

PRESIÓN ARTERIAL (mm Hg)

AUTORREGULACIÓN

FSR

VFG

¿Cómo se explica el fenómeno de autorregulación de la VFG y FSR?

Balance túbulo glomerular Mecanismo miogénico

Tema 27.

• Función del túbulo proximal

• Función del asa de Henle

• Función del túbulo distal y colector

Vía transcelular y vía paracelular

Fenómeno de bombeo-escape

Reabsorción tubular

Reabsorción tubular • Componentes filtrables del plasma:

– no se excretan o lo hacen en cantidad menor a la cantidad de sustancia filtrada

• Componentes no filtrables del plasma: – se excretan en cantidad menor al volumen de sustancia secretado

• Reabsorción de compuestos útiles para el organismo: – suele ser completa

• Reabsorción de catabolitos: – si ocurre, es incompleta

• Dos tipos de procesos de reabsorción:

1.Controlados fisiológicamente:

• Agua

• Na+

2.No controlados:

• Glucosa

• Aminoácidos

Mecanismos de reabsorción tubular

DIFUSIÓN

Simple •Sustancias liposolubles

•Iones a través de canales iónicos

•Agua a través de poros

TRANSPORTE ACTIVO

•Gasto energético

•Fenómenos de: •Saturación:

•Velocidad máxima de transporte

•Especificidad: •Singularidad o no de la utilización del transportador

•Competencia

•Bombas iónicas

•Cotransporte

Facilitada •Sustancias polares •Necesidad de transportadores •Fenómenos de:

•Saturación: •Velocidad máxima de transporte


•Competencia

ENDOCITOSIS

Secreción tubular

• Componentes filtrables del plasma: – se excretan en mayor cantidad que el volumen de

sustancia filtrado

• Componentes no filtrables del plasma: – muestran excreción urinaria

• Secreción de catabolitos: – si ocurre suele ser completa

• Dos tipos de procesos de secreción: 1. Controlados fisiológicamente 2. No regulados

Mecanismos de secreción tubular

DIFUSIÓN

Simple •Sustancias liposolubles

•Iones a través de canales iónicos

•Agua a través de poros

TRANSPORTE ACTIVO

•Gasto energético

•Fenómenos de:

•Saturación:

•Velocidad máxima de transporte

•Especificidad:

•Singularidad o no de la utilización del transportador

•Competencia

•Bombas iónicas

•Cotransporte

Facilitada •Sustancias polares •Necesidad de transportadores •Fenómenos de:

•Saturación: •Velocidad máxima de transporte


•Competencia

Aclaramiento renal de una sustancia

• Volumen de plasma que los riñones liberan de dicha sustancia en la unidad de tiempo

• Cada sustancia tiene un valor para su aclaramiento renal en función de: – Tasa de filtración

– Tasa de secreción

– Tasa de reabsorción

• Aclaramientox= masa x excretada/[x]plasma

• AclaramientoX = ([x]orina · Volorina)/[x]plasma

Para cualquier sustancia x: Ex=Fx-Rx+Sx

Ux.Vx=Cx.Px

Cantidad excretada/t mmol/min mEq/día

Cantidad filtrada/t mmol/min mEq/día

=

Cantidad reabsorbida/t mmol/min mEq/día

-

Cantidad secretada/t mmol/min mEq/día

+

.

Concentración en orina mmoL/mL

Volumen de orina excretado/t mL/min

x = Aclaramiento mL/min

Concentración plasmática mmol/mL

x

Determinación de la velocidad de filtración glomerular

• Sustancia “X” que cumpla las siguientes condiciones:

– Libremente filtrable

– No secretable

– No reabsorbible

– No síntesis tubular

– No metabolismo tubular

• VFG = AclaramientoX=([x]orina·Volorina)/[x]plasma

Determinación de la velocidad de filtración glomerular

• ¿Qué sustancias se utilizan normalmente?:

– Inulina

– Creatinina

• ¿Qué valor tiene en condiciones normales la VFG?:

– 180 L/día

Aclaramiento de Inulina

Aclaramiento de creatinina

Determinación del flujo sanguíneo renal

• Ácido para-amino-hipúrico:

– Libremente filtrable

– A baja [PAH] todo el PAH no filtrado se secreta

• Aclaramiento PAH = Flujo plasmático renal efectivo

• FSRE = FPRE · (1-Hematocrito)-1

Manejo tubular de PAH

Balance renal de un soluto

Manejo tubular de PAH

Manejo tubular de sustancias orgánicas

Manejo tubular de glucosa

Manejo tubular de glucosa Cx=Ux.Vx/Px

Manejo tubular de Aminoácidos

Mecanismos de reabsorción de AA en el túbulo proximal

Manejo tubular de oligopéptidos

Manejo tubular de proteínas

Manejo tubular de urea

Manejo tubular de ácidos y bases débiles

Manejo tubular Na+, Cl- y H2O

Manejo tubular Na+, Cl- y H2O

• Se filtran libremente

• Reabsorción tubular muy elevada (≈ 99%)

• Mecanismos:

– Na+: • Reabsorción activa

• Dependiente de ATPasa Na+/K+ en membrana basolateral

– Cl-: • Reabsorción activa/pasiva

• Acoplada directamente/indirectamente a la reabsorción de Na+

– H2O: • Reabsorción siempre pasiva

• Secundaria a la reabsorción de solutos

Balance tubular de sodio

Mecanismos de manejo tubular de Na+

Mecanismos de manejo tubular de Cl-

Reabsorción de H2O en la nefrona proximal

PNF= PPC- ∏PC+ (∏o -Po)

Túbulo proximal

• Lugar de mayor reabsorción de Na+, Cl- y H2O • Reabsorción del 65% del Na+ y H2O filtrados • Reabsorción del 55-60% del Cl- filtrado • Reabsorción de Na+:

– Acoplada a: • Glucosa • Aminoácidos • Lactato • Cotransporte antiparalelo con H+: • H+ impulsan la reabsorción activa secundaria de HCO3

-

• Reabsorción de Cl-: – Primera parte:

• la reabsorción pasiva de H2O incrementa [Cl-]luminal

– Segunda parte: • la reabsorción pasiva de Cl- por vía paracelular

Asa de Henle

• Reabsorción del 25% de Na+ y Cl- filtrados

• Reabsorción del 15% del H2O filtrada

– Rama descendente:

• Reabsorción de H2O

• No reabsorción de Na+ y Cl-

– Rama ascendente:

• Reabsorción de Na+ y Cl- (Na+ , K +, Cl-)

• No reabsorción de H2O

Túbulo contorneado distal

• Llega hasta un 10% del Na+ y Cl- filtrados

• Llega hasta 20% del H2O filtrada

• Reabsorción de Na+ :

– Activa de Na+ acoplada a Cl-

• Reabsorción de Cl- :

– Pasiva de Cl- por el potencial negativo del lumen

– Activa de Cl- acoplada a Na+

• Reabsorción de H2O :

– Muy baja y constante

Conductos corticales

• La reabsorción del Na+ y Cl- filtrados llega hasta >99% del filtrado

• La reabsorción de H2O llega a ser casi total

• Reguladas por aldosterona

• Reabsorción de Na+:

– A través de canales

• Reabsorción de Cl- :

– Pasiva por el potencial negativo del lumen

– Activa acoplada a HCO3-

Manejo tubular de K+

Tema 28-29 Tema 28.- Control de la actividad osmótica del organismo

Tema 29.- Regulación del volumen extracelular y del volumen de sangre

Table 19-1

La osmolaridad de los líquidos corporales se mantiene en aprox. 300 mOsm/L

El control del equilibrio hídrico se ejerce a la altura del túbulo distal final y los conductos colectores en presencia de ADH

Existe un gradiente en la osmolaridad del líquido intersticial renal desde la corteza hasta la médula

Osmorregulación

Hormona antidiurética (ADH)

• Secreción regulada por: –Osmolaridad plasmática

–Presión del sistema vascular

–Otros factores: • Estimuladores: – Nauseas

– Angiotensina-II

– Nicotina

• Inhibidores: – Péptido natriurético atrial

– Etanol

Control osmótico y hemodinámico de la secreción de ADH

Acciones de ADH sobre el riñón

• Aumenta: 1. Permeabilidad al H2O en los segmentos distales

de la nefrona

Acciones de ADH sobre el riñón

• Aumenta: 1. Permeabilidad al H2O en los segmentos distales

de la nefrona 2. Porción gruesa de la rama ascendente del asa de

Henle • Número de co-transportadores Na+/K+/2Cl-

3. Túbulo distal • Número de co-transportadores Na+/Cl-

4. Túbulos colectores medulares externos: • Número de canales ENa+

5. Túbulos colectores medulares internos • Permeabilidad a la urea

Control del equilibrio hídrico

RESTRICCIÓN DE

Estimula los osmorreceptores en el hipotálamo anterior

Secreción de ADH de la neurohipófisis Sed

Ingesta de H20

Sed

Ingesta de H20

Permeabilidad al H2O en los segmentos distales de la nefrona

HACIA LA NORMALIDAD HACIA LA NORMALIDAD

INGESTA DE

Inhibe los osmorreceptores en el hipotálamo anterior

Secreción de ADH de la neurohipófisis

Permeabilidad al H2O en los segmentos distales de la nefrona

Osmolaridad urinaria

• Las variaciones en la reabsorción de H2O alteran la osmolaridad de la orina: – Isosmótica=300mOsm/L

– Hiperosmótica • Mayor osmolaridad que el plasma

• Límite máximo 1200 mOsm/L

– Hiposmótica • Menor osmolaridad que el plasma

• Límite mínimo 50 mOsm/L

Gradiente osmótico corticopapilar

¿Qué solutos y mecanismos contribuyen al gradiente osmótico?

• Multiplicación contracorriente: – Función del asa de Henle

– Deposita NaCl en las regiones medulares del riñón

• Reciclaje de urea: – Función de los túbulos colectores medulares

internos

– Deposita urea en las regiones medulares del riñón

Multiplicación por contracorriente

Los vasos rectos como sistema intercambiador contracorriente

Reciclaje de urea

Manejo tubular de urea

Reciclaje de urea

RESTRICCIÓN DE H2O (ANTIDIURESIS)

ELEVADA INGESTA DE H2O (DIURESIS)

15% de urea

60% de urea

Regulación del equilibrio del Na+

• Na+ y sus aniones asociados (Cl−, HCO3− ) son los

principales solutos del LEC

• El riñón asegura que su ingesta ≈ excreción

• La excreción renal de Na+ refleja los cambios en el VLEC

– Equilibrio positivo de Na+= Expansión del volumen del LEC

– Equilibrio negativo de Na+ =contracción del volumen del LEC


• Excepción situaciones patológicas: – Cirrosis hepática

– Insuficiencia cardiaca congestiva

– Edema

– Excreción renal de Na+ refleja los cambios en el volumen sanguíneo efectivo

• Volumen sanguíneo efectivo= VSAE – Porción de volumen de LEC contenido en las arterias que

perfunde efectivamente los tejidos

– Normalmente VLEC proporcional a VSAE

– Situaciones patológicas, ejemplo edema: • VLEC asociado a una VSAE

• Causa filtracion excesiva de liquido de los capilares al liquido intersticial

Volumen sanguíneo


Volumen del LEC

∏PC

P= (15+6) - (8+25)

P=-12

P= (PPC+0) – (P0+PC)

Deshidratación,

deficiencia de Na+

o hemorragia

Disminución de

volumen sanguíneo

Disminución de

Presión sanguínea

Angiotensinógeno

Aumento de renina

Aumento de

angiotensina I

Aumento de

angiotensina II

Hígado

Pulmones (ECA= enzima convertidora de angiotensina)

Aumento de

aldosterona

Aumento de

K+ en el

líquido

extracelular

En los riñones- aumento

de reabsorción de Na+ y

excreción de K+ en la orina

Aumento del

volumen sanguíneo

Cardiocitos-Péptido natriurético atrial

(PNA)

Células juxtaglomerulares

del riñón

Aumento de presión

arterial

HIPOTALÁMO (CRH)

HIPÓFISIS (ACTH)

Vasoconstricción

de

arteriolas

Control de la secreción de renina

Tema 30.- Función amortiguadora de la sangre y los líquidos.

Tema 31.- Control respiratorio y renal del pH de la sangre.

Equilibrio ácido-base

• Es de importancia vital para el normal funcionamiento celular

• pH plasmático debe mantenerse en un rango estrecho: 7.35-7.45

• Se mantiene gracias a la regulación de la concentración de H+ en los fluidos corporales especialmente el LEC

Equilibrio ácido-base

Ingreso EgresoH+

60 mEq/día

60 mEq/día40 nEq/l

0.000000040 Eq/l

Fuentes generadoras de H+

• Ácidos volátiles (CO2): 15-20.000 mmol/día CO2+H2O H2CO3 HCO3

-+H+ • Ácidos fijos (no volátiles):

– Exógena: dieta – Metabolismo endógeno:

• Catabolismo de proteínas y fosfolípidos • Ácidos inorgánicos:

– Sulfatos: proteínas con aa como metionina, cisteína, cistina – Fosfatos: fosfolípidos

• Ácidos orgánicos: – Ácido láctico – Cetoácidos: acetoacético y β-hidroxibutirico

Anhidrasa carbónica

Mecanismos de regulación del pH del medio interno

• Sistemas amortiguadores químicos (LIC y LEC)

• CO2 espirado (compensación respiratoria)

• Excreción renal de H+(sistema renal)

Manejo de la carga ácida diaria

0

20

40

60

80

100

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46

HORAS

% D

E R

ES

PU

ES

TA

EC

IC

PULMONAR

RENAL

Amortiguación

• Amortiguador: Mezcla de un ácido débil con su base conjugada • Una solución amortiguada resiste cambios de pH • Ecuación de Henderson-Hasselbalch Se emplea para calcular el pH de una solución

amortiguada pH = pK + log [A-] / [HA] • Donde:

[A-] = forma base del amortiguador (meq/L) [HA] = forma ácida del amortiguador (meq/L)

Amortiguación

Amortiguadores químicos (LIC y LEC)

• Previenen cambios rápidos y pronunciados de pH

• Actúan en fracciones de segundo

• Convierten ácidos o bases fuertes en débiles

Principales sistemas amortiguadores Sistema amortiguador de proteínas

Ácido carbónico-bicarbonato

Sistema amortiguador de los fosfatos

Sistema amortiguador de proteínas

• Más abundante en el líquido intracelular

• 60-70% de la amortiguación de los líquidos corporales

• El grupo carboxilo actúa como un ácido liberando H+

• El grupo amino actúa como una base aceptando H+

• Algunas cadenas laterales pueden actuar como amortiguadores

• pK de la oxihemoglobina = 6.7

• pK de la desoxihemoglobina=7.9

Sistema amortiguador ácido carbónico-bicarbonato

• Primera línea de defensa frente a cambios en [H+] • HCO3

-/ H2CO3 =20/1 • CO2: eliminado por ventilación pulmonar de manera

rápida • HCO3

- : reabsorbido y sintetizado por los riñones

• No puede proteger al organismo de cambios en el pH causados por trastornos pulmonares

pH = 6.1 + log [HCO3-] / 0.03 PCO2

[H+]=24X PCO2/ [HCO3

-]

Compensación respiratoria

• pH sanguíneo puede ser ajustado por un cambio en el volumen minuto respiratorio – Aumento de volumen minuto respiratorio

• Mayor CO2 en el aire espirado

• Disminución de pCO2 en sangre

• Aumento del pH sanguíneo

– Disminución del volumen minuto respiratorio

• Disminución del pH sanguíneo

Compensación respiratoria

Sistema amortiguador fosfato

• A pH =7,4 HPO42- /H2PO4

- = 4

• Principal regulador del pH citosólico – Grandes cantidades de fosfato dentro de las

células corporales y en el hueso

• Menos efectivo que el HCO3- como tampón

del LEC – Concentración de fosfato en sangre baja (2 mEq/L)

• Participa en la excreción de exceso de H+ en la orina

H2PO4- HPO4

2- + H+ pK = 7.2

Excreción renal de H+

• Las reacciones metabólicas producen 1mEq/litro de ácidos no volátiles por cada kg de peso corporal

• La excreción de H+ en la orina es igual a la producción de ácidos no volátiles

• Las células del tubulares del riñón sintetizan HCO3

- además de reabsorber el filtrado:

– Carga de HCO3- filtrada= 4320 mEq/día

– Titulación de carga acida= 50-100 mEq/día

• Los H+ son excretados como ácidos titulables y NH4

+

Reabsorción de HCO3–

• Células del túbulo contorneado proximal y conducto colector reabsorben HCO3

– y secretan H+ al fluido tubular

• Túbulo contorneado proximal: – Intercambiadores Na+/H+ secretan H+ y

reabsorben Na+

• Tubulo colector (células intercaladas) – Membrana apical- bombas de H+ (ATPasas)

secretan H+ al fluido tubular

– Membrana basolateral- intercambiadores HCO3–

/Cl- que reabsorben HCO3–

TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL TUBULO COLECTOR (CÉLULAS INTERCALADAS)

TUBULO COLECTOR (CÉLULAS INTERCALADAS)

TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL

Excreción renal de H+ como H2PO4-

TUBULO COLECTOR (CÉLULAS INTERCALADAS)

TUBULO CONTORNEADO PROXIMAL

Excreción renal de H+ como NH4+

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