Curso de Fisiología 2000/2001

Tema 1: Introducción y breve conceptualización.

• Fisiología Humana: Ciencia que se ocupa del estudio del funcionamiento de nuestro cuerpo y de sus sistemas.

• Anatomía sistemática. Ciencia que se ocupa de estudiar los sistemas corporales.

En resumen, estas dos categorías engloban el estudio de la forma y la función de los sistemas que componen el ser humano.

El Término fisiología aparece por primera vez en el siglo XVI, concretamente en el año 1554, de la mano de Jean Fernel.

I). El ser humano en el medio ambiente.

El funcionamiento del ser humano depende estrechamente de su relación con el medio exterior. El medio ambiente es el conjunto de elementos vivos o bióticos e inertes o abióticos.

II). El medio interno y la homeostasis.

Existen en nuestro organismo diferentes niveles de complejidad:

a).Químico, compuesto por átomos, moléculas, etc. Se estudia en Bioquímica.

b).Organelas, en el que aparecen las mitocondrias, retículos endoplasmáticos, etc. Se trata en Citología.

c).Celular, que engloba a las células.

d).Tisular, que estudia los tejidos. Se profundiza en la Histología, y diferencia diferentes tipos de tejidos: epitelial, conjuntivo, muscular y nervioso.

e).Órganos. Los tejidos se agrupan siguiendo su patrón de actuación.

f).Aparatos o sistemas. Asociaciones de órganos.

g).Organismos.

II.a) Sistemas.

Dentro del cuerpo existen diferentes sistemas que llevan a cabo funciones especificas.

Muscular

Esquelético

Genito - urinario

Cardiovascular

Respiratorio

Inmunitario

Nervioso

Endocrino

Tegumentario

El agua existente en los organismos puede ser intracelular o extracelular. Dentro del agua extracelular aparecen diversas variantes, como son el plasma sanguíneo, el líquido cefalorraquídeo o el líquido intersticial, que es el que nosotros denominaremos medio interno.

• Medio Interno. Es el medio que rodea a las células, el cual debe mantenerse constante para lograr un equilibrio en el organismo. La primera persona que utilizó este término fue Claude Bernard, padre de la fisiología moderna. Fue el primer hombre que puso en marcha la investigación, tratando de encontrar relaciones causa - efecto. Uno de sus principales descubrimientos fue el de descifrar que si las células de los tejidos se mantenían en sus niveles constantes sobrevivían sin mayores problemas, mientras que si se variaban esas condiciones la célula sufría con los cambios.

• Homeostasis. Aparece como término en 1932 de la mano de Cannon. Se define como la situación en la que se mantienen constantes las funciones de nuestro organismo. De este modo, si se producen grandes oscilaciones en el medio ambiente, estas pasan a ser pequeños cambios mediante los sistemas de control del organismo. Estos mecanismos de control se denominan mecanismos homeostáticos o sistemas de retroalimentación, que podrán tener carácter positivo o negativo. Veamos algún ejemplo:

- Retroalimentación negativa. Mecanismo de control de glucosa en sangre mediante la hormona insulina.

- Retroalimentación positiva. Durante la coagulación sanguínea se producen una serie de reacciones simultáneas hasta formar un compuesto coagulante, que es la fibrina. Otro mecanismo de retroalimentación positiva es el de secreción de oxitocina durante el parto.

En los sistemas de retroalimentación habrá siempre unos receptores que captarán la información, que será enviada a unos centros de control, y que a su vez mandarán la orden de actuar a los efectores.

Tema 2: Estructura y composición de la membrana plasmática.

La membrana plasmática, tal y como se conoce hoy en día, fue estudiada en profundidad por los científicos Singer y Nicholson, que en 1972 elaboraron la teoría descriptiva actual, denominada “Modelo del mosaico fluido”.

Según esta teoría, la membrana es un mosaico compuesto básicamente por lípidos y proteínas. Se denomina mosaico por la capacidad que poseen estas moléculas para desplazarse y variar su posición espacial. No se trata de una estructura rígida que funcione de barrera de separación entre el interior y el exterior celular, sino que se puede atravesar, permitiendo intercambio de sustancias.

• Composición Molecular.

I). Lípidos.

Aparecen tres tipos diferentes de lípidos:

- Fosfolípidos y esfingolípidos, que representan un 75% del total.

- Esteroides. Aparecen en un 20%.

- Glucolípidos y proterolípidos. Representan un 5% del total.

1). Los fosfolípidos son grasas que contienen en su molécula ácido fosfórico. Son moléculas anfipáticas, con dos partes bien diferenciadas. Una parte es polar (con carga eléctrica), dotada de carácter hidrófilo, mientras la otra porción son dos ácidos grasos, con carácter hidrófobo.

CH2 OH - Ácido Graso

CH OH - Ácido Graso

CH2 hjtryu5tOH - Ácido Fosfórico - Compuesto Polar

Ácido fosfatídico

El compuesto polar suele ser de dos tipos:

a).Colina, que formará junto al ácido fosfatídico la lecitina o fosfatidil colina, un potente sulfatante pulmonar.

b).Inositol, que unido al ácido fosfatídico compone el fosfatidil inositol, molécula que funciona como segundo mensajero en procesos hormonales.

2). Los esteroides tienen como base de su molécula al ciclopentanoperhidrofenantreno, que posee en cada vértice un átomo de carbono.

CICLOPENTANOPERHIDROFENANTRENO

Ejemplos conocidos de esteroides son el colesterol, las hormonas sexuales y la aldosterona. El colesterol es el responsable de la mayor o menor rigidez de la membrana. Ésta deformidad es la que permitirá el intercambio de sustancias con el exterior.

c). Los glucolípidos son uniones de lípidos a glúcidos, que sirven de mecanismo de reconocimiento celular, es decir, que diferencian células amigas de las células extrañas para el organismo, y que podrían causar algún perjuicio. Esta es una razón por la que los glóbulos rojos lleven glucolípidos adosados.

II). Proteínas.

a). Tipos de proteínas.

- Transmembranosas. Son mecanismos de transporte de sustancias de un lado a otro de la membrana. Atraviesan toda la membrana.

- Perimembranosas. Sirven de mecanismos de transporte pero se diferencian de las transmembranosas en que no atraviesan la membrana en su totalidad.

b). Estructura de las proteínas.

- Estructura primaria. Determina la secuencia de aminoácidos que componen la cadena. Cuántos y cuáles son los aminoácidos que hay y cuál es el orden de colocación.

- Estructura secundaria. La estructura primaria puede adoptar dos formas diferentes:

• De -hélice, por la disposición en forma de hélice que adoptan.

• De - hoja plegada o de dientes.

- Estructura terciaria. La estructura secundaria se orienta formando dos tipos de estructuras:

• Estructuras globulares. Son muy funcionales, y las utilizaremos para realizar diversas tareas, aunque destacan por posibilitar el transporte de sustancias de un lugar a otro de la membrana.

• Estructuras fibrilares. Se utilizarán para construir estructuras.

- Estructura cuaternaria. Se produce el enlace de varias estructuras terciarias. Un claro ejemplo es el de la hemoglobina, que varias estructuras globulares.

III). Mecanismos de transporte a través de la membrana.

a). Generalidades.

• El Potasio (K+) es el catión intracelular más importante.

• El Sodio (Na+) está en mayor concentración en el exterior que en el interior de la célula.

• Las proteínas están en mayor concentración dentro que fuera de la célula.

• El Calcio (Ca++) no existe prácticamente dentro de la célula, ya que resulta nocivo y podría incluso destruirla. En el exterior, sin embargo, si que hay calcio.

• El Cloruro (Cl-) y el Calcio (Ca++) aparecen en mayor concentración fuera que dentro de la célula.

• En el interior de las células va a haber proteínas necesarias para la célula a la hora de realizar sus funciones.

• La membrana no permite el paso por igual a todos los iones. Estos e denomina permeabilidad selectiva.

b). Conceptos Clave.

1.- Potencial de membrana. Diferencia de potencial eléctrico que existe entre el interior y el exterior de la membrana. El potencial de membrana estándar tiene un nivel medio de -70 mv.

2.- Gradiente. Diferencia.

• Gradiente químico o de concentración. Diferencia de concentración de una sustancia entre dentro y fuera.

• Gradiente eléctrico. Diferencia eléctrica en la membrana.

3.- Permeabilidad de la membrana plasmática.

• Permeabilidad. Se define como la velocidad de penetración de una sustancia en relación a su gradiente de concentración. Siempre se tenderá a igualar las concentraciones, es decir, pasar de donde hay más a donde hay menos.

 Factores que influyen en la permeabilidad.

a). Liposolubilidad. Cuanto más soluble en grasas o lípidos es la partícula más fácilmente atraviesan la membrana.

b). Carga eléctrica. Una sustancia con carga eléctrica (positiva o negativa) va a tener problemas para atravesar la membrana, ya que va a ser imposible que sobrepase la bicapa lipídica. De este modo, las partículas polares (con carga eléctrica) entrarán o saldrán por las proteínas destinadas a esa función (transmembranosas o perimembranosas).

c). El tamaño molecular. Cuanto menos tamaño tengan las partículas más fácil les resultará atravesar la membrana:

• Pesos moleculares inferiores a 200 pasan fácilmente.

• Pesos moleculares superiores a 200 atraviesan con mucha dificultad.

 Sustancias que atraviesan fácilmente la membrana plasmática.

1.- Moléculas muy pequeñas sin carga, tales como el Oxígeno (O2) o el Nitrógeno (N2).

2.- Moléculas pequeñas con polaridad, como el Agua (H2O), la urea y el dióxido de carbono (CO2).

3.- Todas las sustancias disolventes en lípidos, como por ejemplo el Alcohol o Vitaminas que se disuelven en grasas.

 Sustancias que tienen dificultades para atravesar la membrana.

1.- Iones y moléculas con carga.

2.- Aquellas que tengan gran tamaño, como macromoléculas o complejos moleculares.

 Mecanismos de transporte a través de la membrana.

a). Transporte pasivo. Son mecanismos que no requieren gasto alguno de energía. Existen dos tipos:

• Procesos de difusión simple. Pueden realizarse a través de la bicapa lipídica o pasando por canales iónicos.

• Procesos de difusión facilitada. Participando en el transporte las proteínas.

b). Transporte activo. Requieren la participación de energía en forma de ATP (adenosín trifosfato). Hay dos posibles opciones:

• Primario

• Secundario, que a su vez tiene dos tipos, el cotransporte y el contratransporte (llamados en algunos libros simporte y antiporte).

A). Mecanismos de transporte pasivo.

1.- Difusión simple.

El paso se produce a través de la bicapa lipídica. La difusión se realiza en una disolución cuyos haces se encuentran entremezclando continuamente debido a la energía cinética que poseen esas partículas. Esa difusión se dará en una mezcla aleatoria de iones y moléculas existentes en una solución, dependiendo de su energía cinética. Debido a esta energía cinética de las partículas, el reparto espacial se produce al azar.

Modo de actuación de la disolución. Tenemos una disolución con mayor concentración que otra. Pues bien, si están conectadas, la cantidad de partículas que se difundirán desde la región de alta concentración a la de baja concentración será mayor que la cantidad que se difunde en sentido opuesto. Esta diferencia de difusión entre las dos regiones de distinta concentración es lo que se conoce como difusión neta. Se dice que las sustancias que sufren una difusión neta (de una disolución de alta concentración a una de baja) se mueven a favor o según se gradiente de concentración. Al cabo de cierto tiempo la distribución se iguala, alcanzándose un estado en la concentración total llamado equilibrio. Si aumentáramos la concentración en el exterior de la célula, a medida que lo hiciésemos iría entrando más al interior de la célula.

 Difusión neta. El balance definitivo se produce de la zona que tiene una concentración mayor a la que posee menos concentración. Se intentan igualar ambas concentraciones, alcanzándose una vez conseguido un valor de 0 para la difusión neta.

! Factores que afectan a la difusión.

• Gradiente de concentración.

• La temperatura, dado que si se calientan las partículas acelerarán su movimiento facilitando la difusión, o viceversa.

• El tamaño de las partículas, ya que a mayor tamaño mayor dificultad a la hora de moverse.

! Sustancias que se aprovechan de la difusión.

• Ácidos grasos.

• Urea. Molécula pequeña que atraviesa la bicapa lipídica con gran velocidad.

• Gases respiratorios, como el Nitrógeno, el Oxígeno y el Dióxido de Carbono.

• El H20, debido a su pequeño tamaño.

• Paso a través de canales iónicos, atravesando las proteínas transmembrana. Las proteínas actúan como poros o canales de paso para el transporte de moléculas.

Canal Iónico. Paso creado a través de una proteína. La estructura proteica alberga en su interior el espacio para que se cree un canal de transporte molecular.

Tipos de canales iónicos:

a). De rezumamiento. Se encuentran continuamente abiertos. Si un ión tiene un tamaño menor al de los poros de las proteínas podrán entrar por estos canales. Para el Potasio tenemos que aparecen multitud de canales por los que fluye este ión, mientras que por ejemplo, para el Sodio, observamos que fluye poco por estos canales.

b). Canales con puerta. Se produce un control de la permeabilidad. Son extensiones de las moléculas proteicas. Distinguimos, por ejemplo, que los canales de Sodio se abren y se cierran Sobre la superficie externa de la célula, mientras que los de Potasio se abren y se cierran dependiendo de los estímulos que lleguen. Tenemos varios tipos:

• Regulados por voltaje. Van a abrirse o cerrarse dependiendo del voltaje de la membrana. Son muy importantes.

• Regulados por ligando. Para que puedan abrirse va a tener que unirse a la proteína una determinada molécula, que se denominará ligado.

• Canal por estímulo mecánico. Un estímulo mecánico como puede ser la presión, vibraciones sonoras, etc., es el factor que permite abrir las proteínas.

• Canal de puente luminoso. Receptores de la visión.

2.- Difusión facilitada.

En este tipo de mecanismos de transporte de sustancias adoptan una gran importancia unas proteínas que denominaremos transportadoras, cuyo nombre específico es el de permeasas. Gracias a ellas será posible el paso de sustancias de un lado a otro de la membrana sin gasto de energía, necesitando únicamente un gradiente de concentración.

La proteína varía su configuración: en un primer momento se abre hacia fuera o hacia dentro dependiendo de la concentración, engloba la partícula, gira y se abre hacia el otro lado liberándola.

 La glucosa y los aminoácidos precisan transportadores para atravesar la membrana.

 La insulina es una hormona que sirve para acelerar la entrada de glucosa en la célula, consiguiendo una aceleración en el funcionamiento de las permeasas.

 Hay proteínas permeasas específicas, es decir, que sólo transportan determinados tipos de sustancias.

& Ósmosis. En los procesos osmóticos el agua se mueve por las disoluciones con el objetivo de igualar las concentraciones, “escapando” de las menos concentradas para suavizar, por así decirlo, las que tienen un mayor grado de concentración.

Conceptos relacionados:

! Presión osmótica. Presión que se debe ejercer para que no se produzca la ósmosis, con la consiguiente vuelta la punto de partida.

LEC

Presión osmótica de 285 - 295 mM / Kg.

LIC

! Retracción osmótica.

a). Líquidos isotónicos. Las presiones osmóticas son iguales. Un ejemplo es el glóbulo rojo introducido en agua.

b). Solución hipertónica. En el caso del glóbulo rojo, el agua abandona a éste y sale al recipiente, quedándose el hematíe completamente “chupado”. Esto se da porque el agua se va a favor de la concentración. Este proceso se llama crenación.

c). Solución hipotónica. Se produce la explosión del glóbulo rojo al llegar a la hemólisis.

• Plasmolisis. Proceso de destrucción de una célula por lisis de su protoplasma, por un mecanismo de deshidratación, al pasar el líquido intracelular a un medio exterior hipertónico.

• Hemólisis. Acción de ciertas sustancias (hemolisinas), excretadas por algunas bacterias (por ejemplo, ciertos estreptococos), que provocan la lisis de los glóbulos rojos.

B). Mecanismos de transporte activo.

1.- Primario.

Son mecanismos que requieren un elevado gasto energético en forma de ATP al tener que transportar la sustancia en contra del gradiente. Van a requerir también proteínas transportadoras (transmembrana).

a). Bomba de Sodio - Potasio o Bomba de Na+ - K+ ATP-asas.

Este mecanismo produce la expulsión de Na+ al exterior permitiendo la entrada de K+ al interior celular, realizando todos los procesos en contra del gradiente. El 40% de la energía que consume la célula se necesita para mantener en correcto funcionamiento la Bomba de Na+ - K+. El balance de entrada - salida es de 3 Na+ hacia el exterior y 2 K+ hacia el interior celular.

2.- Secundario.

Aprovechando el paso de Sodio se producirá el movimiento de otras sustancias.

a). Cotransporte. Al producirse la entrada de Na+ entrarán otras sustancias al interior celular, como por ejemplo glucosa y aminoácidos.

b). Contratransporte. Aprovechando la entrada de Na+ salen otras sustancias.

c). Transporte de volumen. La célula lo utiliza para transportar moléculas de gran tamaño. Tenemos dos posibles variantes:

• Endocitosis. Se produce la entrada de diferente material al interior celular. Puede ser de dos tipos dependiendo del tamaño de las partículas que entran.

• Fagocitosis. Es el proceso que se produce cuando las partículas son de gran tamaño (moléculas visibles al microscopio).

• Pinocitosis. Entran partículas de tamaño menor (no son visible al microscopio), generalmente líquidos.

• Exocitosis. La célula expulsa al exterior diferentes materiales.

• Transcitosis. Es una especie de combinación de los procesos anteriores. La sustancia procedente del exterior entra en la célula, la atraviesa y sale de la célula nuevamente. Claros ejemplos son los intercambios de partículas que se producen en el aparato digestivo y en los capilares sanguíneos.

Tema 3: Potencial de membrana.

I). Conceptos clave.

a). Irritabilidad o excitabilidad. Se define como una propiedad de las células para reaccionar y responder ante determinados estímulos. Se relaciona con el movimiento de iones que se genera, además de referirse a la inhibición de las células, y a las respuesta positivas o negativas que emite.

b). Propagación o conducción. Es la base de la transmisión de información de unas células a otras.

c). Potencial de membrana. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre el exterior y el interior de la superficie de la membrana de una célula. Si no hubiera obstáculos de ningún tipo los iones circulantes se moverían en función de la diferencia de potencial. Energía de potencial equivale a movimiento de cargas. El potencial de membrana se mide con un voltímetro.

Podemos decir que todas las células tienen potencial de membrana, pero no todas las células tendrán la capacidad de generar potencial de acción. Dentro del grupo de células que pueden generar potencial de acción podemos encontrar a las neuronas, las fibras musculares y a las células secretoras.

d). Polarización de la membrana. Debemos de tener en cuenta que la membrana celular se encuentra polarizada, es decir que posee dos polos con cargas diferentes.

• Polo positivo: Carga positiva.

• Polo negativo: Carga negativa.

e). Valores del potencial de membrana.

Los valores son siempre negativos, dado que hay más iones negativos en el lado interno y más iones positivos en el lado externo.

• Glóbulo rojo (eritrocito): -25 milivoltios.

• Neuronas: -70 milivoltios.

• Células musculares: -90 milivoltios.

! Los potenciales locales son cambios pequeños en el potencial de membrana que no se transmiten a otras células.

! El potencial de acción transmite información entre células.

f). Despolarización. Es una cambio en el potencial de membrana de una célula que lleva el valor celular hacia magnitudes más positivas. Ej.: El potencial de membrana de una neurona pasa de -70 (valor normal) a -20.

g). Hiperpolarización. El potencial de membrana adopta valores más negativos. Ej.: Una neurona pasa de -70 a -150.

h). Repolarización. Se trata de la vuelta a la normalidad después de una despolarización.

II). Causas del potencial de membrana.

a). Potencial de difusión de un ión. Es el potencial que se alcanzaría cuando un ión particular llegase a su equilibrio.

K+ 4 m Eq/l

• Membrana impermeable - para el potasio.

• No funciona la bomba Na+ - K+.

140 m Eq/l - +

- +

-70mv - +

Para conocer el potencial de difusión de un ión debemos dejar que un ión fluya hasta que alcance el equilibrio. En este caso, el potasio que sale tiende a ir hacia el interior, llegando a un momento en que el potasio que entra y el que sale. Si en este momento midiésemos con un voltímetro la diferencia de potencial existente, no ofrecería el potencial de equilibrio para ese ión.

Na+ • Sólo permeable al Sodio.

• El Sodio tiende a entrar.

140 m Eq/l

- +

- +

10 m Eq/l - +

+55/+61 mv

Si dejamos entrar al Sodio libremente el potencial de membrana llegará a 55/61 mv. Ésta es la situación de equilibrio, tanto eléctrica como química.

• Potencial de difusión.

ZF ( Vd - Vf ) = -RT · Ln [ x ]d / [ x ]f

- Vd = Diferencia de potencial dentro.

- Vf = Diferencia de potencial fuera.

- [ x ]d = Concentración del ión x dentro.

- [ x ]f = Concentración del ión x fuera.

- ZF ( Vd - Vf ) = Fuerza eléctrica a la que se ve sometido.

- -RT · Ln [ x ]d / [ x ]f = Fuerza química de gradiente.

• Ecuación de Nernst. Permite calcular el potencial de difusión de un ión específico.

( Vd - Vf ) = - RT / ZF · Ln [ x ]d / [ x ]f

- ( Vd - Vf ) = Em = Diferencia de potencial / Fuerza electromotriz.

- R = Constante de los gases ideales.

- T = Temperatura en grados Kelvin ( +173 )

- Z = Valencia del ión.

Cl = -1

Na = +1

K = +1

Ca = +2

- F = Constante de Faraday.

- Ln = Logaritmo neperiano.

- [ x ] = Concentraciones del ión dentro y fuera de la célula.

• Ecuación de Goldman.

Permite calcular el potencial de membrana teniendo en cuenta a todos los iones permeables capaces de atravesar la membrana.

Pk [ Kout+ ] + PNa [ Naout+ ] + PCl [ Clin- ]

Em = Vm = RT / F · Ln

Pk [ Kin+ ] + PNa [ Nain+ ] + PCl [ Clout- ]

- Vm = Diferencia del potencial de membrana.

- R = Constante de los gases ideales.

- T = Temperatura en grados Kelvin.

- F = Constante de Faraday.

- P = Permeabilidades para cada ión.

- [ x ] = Concentraciones del ión dentro (in) o fuera (out) de la célula.

® Debemos tener clarísimo que el ión más importante en el establecimiento del potencial de membrana es el Potasio ( K+ ).

® La ecuación de Goldman nos da el potencial de membrana cuando están en acción todos los iones que la atraviesan.

• Equilibrio de Donnan o Gibbs - Donnan.

En el interior celular existe un grupo de moléculas que no pueden atravesar la membrana y que deben quedarse en el interior. Claros ejemplos son los ácidos nucleicos, los fosfatos, las proteínas de gran tamaño, etc.

Ahora es donde aparece el concepto de aniones ( A- ), que poseen carga negativa.

El equilibrio de Gibbs - Donnan es el equilibrio que se produce entre los iones que pueden atravesar la membrana y los que no son capaces de hacerlo. Se juega con los iones y con las cargas.

[ K ]f · [ Cl ]f = [ K ]d · [ Cl ]d Ecuación de Gibbs - Donnan

3A- 2Cl-

4K+ 2K+

H2O

1Cl- 4X-

H2O (De la - concentrada a la + concentrada)

Hay más concentración dentro que de la célula que en el exterior, con lo que el agua tiende a ir hacia dentro. La célula, en casos extremos, puede llegar a explotar si entra demasiada agua.

La Bomba de Na+ - K+ es un elemento imprescindible para mantener Na+ fuera de la célula y así equilibrar la entrada de agua, ya que el Na+ no penetrará.

® Factores que determinan el potencial de membrana. Pregunta de examen.

a). La permeabilidad selectiva de la membrana con los diferentes iones.

b). La Bomba de Na+ - K+, que contribuye a mantener bajas concentraciones.

c). El equilibrio de Gibbs - Donnan.

Recordar asimismo que el Potasio ( K+ ) es el ión esencial que determina el potencial de membrana.

b). Principio de la neutralidad eléctrica.

Este principio dice que muy pequeñas cantidades de iones mantienen la diferencia de potencial sin que se altere el equilibrio general de la célula.

Debemos tener bien claro que las cargas han de quedar equilibradas, por lo que si tenemos un número determinado de cargas positivas debe haber el mismo número de cargas negativas. Este pequeño número de iones está basado en una economía.

- +

- +

- +

Tema 4: Potencial de acción.

El potencial de acción se define como la transmisión de información que se produce entre las membranas celulares, de unas células a otras. El potencial de acción sólo aparece en determinados tipos de células, que, como ya hemos comentado, son las neuronas, las fibras musculares y las células secretoras.

Más específicamente, el potencial de acción es un cambio brusco del potencial de membrana con una fase de despolarización seguida de una repolarización rápida, que obedece a la ley del “todo o nada” y que es capaz de propagarse de unas células a otras.

1.- Fase de reposo.

2.- Despolarización.

3.- Repolarización.

4.- Hiperpolarización.

El sistema nervioso recibe exclusivamente para ejecutar acciones los potenciales de acción, y no intensidades, sino las frecuencias de éstos.

I). Fases del potencial de acción.

a). Fase de reposo.

Es la fase previa al potencial de acción. La membrana tiene un valor normal, llamado potencial de reposo.

b). Etapa de despolarización.

El potencial de la membrana cambia hacia valores positivos, debido a la entrada brusca de iones Na+ al interior de la célula. Este ión va a buscar adoptar su potencial de difusión específico, y, aunque normalmente no va a llegar a él, se quedará muy cerca. Ese valor será su potencial de equilibrio.

c). Etapa de repolarización.

El potencial de la membrana vuelve a cambiar hacia valores normales, al detenerse la entrada de Na+ y comenzar la salida de iones K+ al exterior celular. El cambio de potencial ha producido que ahora haya más Na+ en el interior y más K+ en el exterior de la célula. Las Bombas de Na+- K+ llevan a la célula de nuevo al equilibrio, sacando Na+ e introduciendo K+.

• Valores del potencial de acción.

• Neuronas: 0,5 - 2 milisegundos.

• Músculo esquelético: 1 - 5 milisegundos.

• Músculo cardíaco: 100 - 300 milisegundos.

II). Mecanismo del potencial de acción.

Para empezar a estudiar el funcionamiento del potencial de acción debemos tener muy en cuenta que existen canales específicos de salida y entrada tanto para el Na+ como para el K+. Son canales dependientes de voltaje.

A). Canal de Sodio.

Poseen dos compuertas:

• Una exterior, de activación (M)

• Una interior, de inhibición (H)

• Proceso de funcionamiento.

a). Estado de reposo. El canal está cerrado, dado que la compuerta M está cerrada. Mientras, la compuerta H está abierta.

b). Estado de activación. Cuando el voltaje llega al potencial umbral (-50/-60 mv), la compuerta M se abre rapidísimo y la H se cierra lentamente. En conjunto, le canal de sodio está abierto durante un pequeño instante, entrando iones de Na+ al interior.

c). Estado de inactivación. El Na+ no puede entrar. Esta etapa termina cuando el potencial de membrana llega a los valores del estado de reposo. La compuerta M está cerrada y la H abierta.

B). Canal de potasio.

Se encuentra formado sólo por una compuerta, y es una canal activado por voltaje, que se abrirá con un potencial de más o menos -50/-60 milivoltios.

El funcionamiento es parecido al del canal de sodio. La compuerta se abrirá y responderá muy lentamente, cerrándose muy lentamente. Durante el período que está abierta esta compuerta sale K+ al exterior. Esta fase coincide con el período de repolarización. La compuerta se cerrará al llegar al potencial de membrana, con cierto retraso respecto a su llegada.

III. Características del potencial de acción.

a). Es disparado por una despolarización.

b). La despolarización ha de alcanzar un nivel umbral para que se produzca el potencial de acción. Este “umbral” se da cuando la entrada de sodio supere a la salida de potasio, llevando el potencial hasta niveles más negativos.

c).Los potenciales de acción son respuestas “todo o nada”, ya que una vez que se llega a un determinado nivel ya no hay vuelta atrás y el potencial de acción se disparará, dado que una vez que se abra una canal de Na+ se abren todos, entrando éste y repartiendo el impulso por toda la membrana.

d). El potencial de acción, en su cúspide, se hace positivo, cambiando de signo el potencial de la membrana.

e). Tras un potencial de acción, existe un período refractario absoluto (se produce por acción de la compuerta de inactivación del canal de Na+), durante el cual es imposible disparar otro potencial de acción. El potencial refractario absoluto dura alrededor de 0,4 milisegundos. El potencial refractario relativo (que dura algo menos) sí tiene posibilidad de producir otro potencial de acción, pero dando estímulos superiores. Se produce como respuesta al comportamiento lento del canal de K+.

IV. Preguntas de examen.

• Diferencias entre potencial de membrana y potencial de acción. Células donde aparece.

• Valores del potencial de membrana.

• Despolarización, Hiperpolarización, Repolarización.

• Concepto y valores del potencial de difusión.

• Concepto y utilidad de la ecuación de Nernst.

• Factores que determinan el potencial de membrana. Factor más importante. Ión más importante.

• Factores y concepto del Equilibrio de Gibbs - Donnan.

Tema 5: La neurona.

Las neuronas son las células nobles del sistema nervioso. Son células aisladas, independientes, con un principio y un fin , tal y como afirma la teoría pericelular.

La neurona es una unidad morfológica y trópica, porque su nutrición depende de sí misma.

I). Características generales.

a). Número de neuronas. Hay cientos de miles de millones repartidas a lo largo de todo el organismo. En la corteza cerebral se calcula que existen entre 10 y 14 mil millones.

b). Forma. Es variada, y viene determinada por el número de prolongaciones nerviosas.

Pueden ser esféricas, ovoideas, piramidales o en cesta.

c). Capacidad de división. No poseen, dado que se encuentran tremendamente especializadas. Se destruyen por muchos factores, como drogas, alcohol, falta de sueño, etc.

d). Tamaño. Es variable, y suele oscilar entre las 5 y 8 micras de diámetro de los granos del cerebelo y las 140 micras de las células de Purkinje del cerebelo (también llamadas células piramidales), que son las células motoras de la médula espinal.

e). Situación. La sustancia gris contiene los cuerpos de las neuronas y la blanca las prolongaciones. Las prolongaciones poseen una vaina de mielina, que es la que les da ese color blanquecino.

• En la médula la sustancia gris se coloca en el interior de la estructura, rodeada por la sustancia blanca.

• La sustancia gris forma la corteza cerebral, acumulándose en núcleos, montones de sustancia gris.

• En los ganglios nerviosos y vegetativos también hay acúmulos de células neuronales.

f). Función. Tienen varias funciones:

• Reciben estímulos y emiten respuestas. Esto se traduce en la aparición de un potencial de acción que posibilitará la transmisión.

• Producen neurotransmisores para llevarlos a las células de sinapsis y transmitir estímulos.

• Función de secreción, como por ejemplo la hormona ADH segregada en el hipotálamo, o la oxitocina, encargada de regular las contracciones durante el parto.

II. Clasificación de las neuronas.

a). Según el número de prolongaciones que poseen.

• Unipolares. Tienen una prolongación, que se bifurcará en otras dos más adelante. Se encuentran en los ganglios raquídeos, en la salida de los nervios de la médula espinal.

• Bipolares. Poseen dos prolongaciones. El cuerpo tiene aspecto fusiforme y de cada extremo surge una prolongación. Aparecen en la retina.

• Multipolares. Tienen más de dos prolongaciones. La variabilidad es enorme (un axón y X dendritas, siempre más de una), y son las más abundantes.

b). Según el tamaño del axón.

• Golgi Tipo I. Axón muy largo. Se da en las células piramidales.

• Golgi Tipo II. Axón corto. Aparece en la mayor parte de las neuronas.

III). Estudio microscópico.

a). Las neuronas poseen membrana, citoplasma, también denominado pericarion, y un núcleo.

b). Poseen prolongaciones, que pueden ser axones o dendritas.

I). El núcleo.

Está siempre presente y es único. En su interior suele haber un nucleolo, que elaborará el ARNr. Los ribosomas de este ácido nucleico realizarán la síntesis de proteínas.

Tiene una elevada proporción de eucromatina, ADN que se está utilizando.

También aparece el corpúsculo de Barr, un cromosoma X inactivado (acúmulo de heterocromatina adherido a la membrana), pero sólo en las células femeninas.

II). El pericarion.

En el citoplasma neuronal se encuentra la sustancia de Nissl, que equivale a lo que en otras células es denominado retículo endoplasmático rugoso, y que tiene como función la síntesis de proteínas. Esta sustancia se encuentra en el citoplasma y en el origen de las dendritas, y no presenta siempre el mismo aspecto, sino que a veces aparece desestructurado, lo que se denomina cromatolisis o tigrolisis. Esto se da en situaciones de agresión neuronal y durante ejercicios intensos o esfuerzos intelectuales.

En el pericarion también aparecen otros orgánulos, como son:

• El complejo de Golgi. Su función es coger las proteínas que provienen de los retículos endoplasmáticos rugosos y sintetizarlas. Para ello las pasa por su cara cis, los empaqueta, los pasa por su cara trans y los saca hacia la membrana celular. Más concretamente las funciones que realiza son las de glicosilar proteínas y detoxificar la célula.

• Las mitocondrias. Producen energía descomponiendo ATP en presencia de O2. Hay mitocondrias repartidas por cada rincón de la neurona.

• Los centríolos. Se ocupan de la creación del huso acromático, aunque en las neuronas este no tiene ninguna utilidad dado que estas células no se reproducen.

• El retículo endoplasmático liso. Produce lípidos complejos que formarán la membrana.

• Los lisosomas. Combaten a agentes externos de la célula. Para ello utilizan las enzimas hidrolíticas que poseen en su interior, que serán las responsables de destruir esas partículas ajenas. Los lisosomas son capaces de degradar hidratos de carbono, proteínas y ácidos nucleicos, pero no pueden con los lípidos, que se acumulan y forman gránulos de lipofucsina (sirven de indicadores de la edad de la membrana).

• Glucógeno. Se almacena en forma de rosetones y sirve de reservorio energético, ya que está formado por millones de moléculas de glucosa (C6H12O6). En las neuronas no va a aparecer el glucógeno, lo que conlleva que la entrada de glucosa dependa totalmente del riego sanguíneo y de las células de la Glía.

• Pigmentos. En las neuronas aparecerán pigmentos como la melanina (en la sustancia nigra) o dopamina (en las células dopaminérgicas).

III). Las prolongaciones.

a). Las dendritas. Las neuronas suelen poseer un gran número de dendritas. A su vez éstas se prolongarán con otras, adelgazando al acercarse a su final.

En el citoplasma de las dendritas aparecerán todos los orgánulos del cuerpo general de la neurona salvo el complejo de Golgi.

Aparecerán unos pequeños salientes, las espinas dendríticas, que suelen contener mitocondrias y partículas de transmisión, por lo que serán zonas de contacto sináptico. Esta transmisión de la información se realizará en sentido centrípeto, es decir, hacia el cuerpo celular.

b). El axón. Suele haber un solo axón, que puede tener longitudes variables. Dentro del axón distinguimos las siguiente partes:

• Cono axónico (o de emergencia), que es el origen del axón. Desde ahí recorre su trayecto y puede contar con prolongaciones, normalmente en forma de ángulo recto, que tendrán en su zona final botones sinápticos, lugares donde se produce el contacto sináptico.

• Axolema, denominación específica de la membrana del axón.

• Axoplasma, como se conoce al citoplasma del axón. En su interior encontraremos mitocondrias, elementos de transmisión y partículas del citoesqueleto.

Citoesqueleto. Está formado por tres tipos de elementos:

• Microfilamentos. Están formados por actina, son muy delgados y se unirán para formar haces.

• Filamentos intermedios.

• Microtúbulos. Son estructuras tubulares de mayor tamaño que los microfilamentos y que se disponen espacialmente formando largas fibras, con una unidad básica llamada tubulina. Son esenciales dado que son las vías a través de las que se transportan sustancias de un lado a otro del axón. Este transporte puede producirse de dos maneras:

• Anterógrado: Del cuerpo celular al extremo del axón.

• Retrógrado: Del extremo del axón al cuerpo celular.

Existen unas proteínas específicas, que denominaremos MAP (proteínas asociadas a microtúbulos), que, colocadas sobre éstos, sirven como vagones de carga de partículas. Distinguiremos una MAP anterógrada, la quinesina, y una MAP retrógrada, la dineína.

La dirección de transmisión a través del axón es centrífuga, ya que la información entra por la dendrita y sale por el axón.

IV). Las células de la Glia.

La glia son un conjunto de células del Sistema Nervioso, diferentes de las neuronas, y que suponen un 50% del número total de células nerviosas. Podría decirse que su número es algo mayor que el de neuronas. Su función es la de relleno y unión interneuronal.

I). Clasificación celular.

A). Astroglía. Tiene diferentes grupos celulares:

• ASTROCITOS. Tienen aspecto estrellado y aparecen por todo el sistema nervioso, distinguiéndose dos tipos:

• Astrocitos fibrosos, que aparecen en la sustancia blanca.

• Astrocitos protoplasmáticos, que se sitúan en la sustancia gris entre las somas de las neuronas.

Funciones de los astrocitos.

1.- Formación de los pies perivasculares, que se disponen rodeando a los vasos sanguíneos.

Barrera hematoencefálica. En los capilares, es el epitelio formado por una única capa de células aplanadas, que permitirán el intercambio celular. Los capilares del Sistema Nervioso tienen sus células unidas estrechamente.

Alrededor de este capilar (su capa más próxima es el endotelio), y separándolo de otros tejidos, habrá una membrana basal (grupo de proteínas), y por fuera de esta membrana estarán los pies de los astrocitos.

Pies Perivasculares

Membrana Basal

Endotelio

2.- Forman las células limitantes del Sistema Nervioso, fronteras de éstas con otras estructuras. En conjunto se denominan glia limitans.

3.- Glia radial. Participan e intervienen en el desarrollo del sistema nervioso.

Esta función la desarrollan sirviendo de radios o guías para la colocación de las neuronas. Una vez que estas se acomodan, los astrocitos retraen sus prolongaciones y se quedarán con una forma más pequeña.

4.- Gliosis de reemplazo. Se denomina así a la función que realizan células de la glia al ocupar espacios que quedan libres en el Sistema Nervioso. Asimismo realizan una importante función de reparación y cicatrización en el Sistema Nervioso, ya que sirven de relleno cuando alguna parte es atacada y mueren neuronas.

5.- Eliminan el potasio extracelular, incorporándolo a su citoplasma para evitar el exceso fuera.

6.- Eliminan neurotransmisores, una vez que hayan hecho su función en la neurona correspondiente.

7.- Almacenan glucógeno para alimentar a las neuronas, dado que ellas no tienen reserva alguna de energía.

• EPENDIMOCITOS. Tienen aspecto cilíndrico, con cilios mirando hacia la cavidad que recubrirán y en contacto con el líquido cefalorraquídeo, contribuyendo a su adecuado movimiento.

Función de los ependimocitos.

1.- Tapizan el interior de algunas cavidades de los órganos del sistema nervioso, como la médula y el cerebro.

• TANICITOS. Son un grupo de células que se encuentran en la pared del tercer ventrículo, donde están estructuras del hipotálamo.

Funciones de los tanicitos.

1.- Regulan funciones de supervivencia, como la sed, el apetito, los reflejos, etc.

2.- Intervienen en el paso de información para actuar el Sistema Nervioso.

B). Oligodendroglía. Su célula básica es el oligodendrocito, que posee escasas prolongaciones.

- Oligo < pequeñas cantidades, escaso.

- Dendro < prolongaciones.

- Cito < célula.

Clasificación:

a). En función del color:

• Claros: Tienen el citoplasma claro y un núcleo donde se distingue mucha eucromatina. Son células muy jóvenes.

• Intermedios.

• Oscuros: Tienen el citoplasma denso, un núcleo con cromatina densa y se caracterizan por ser células viejas.

b). En función de la posición:

• Interfascicular. Se sitúan entre las prolongaciones de las fibras nerviosas. Los oligodendrocitos forman bandas de mielina que recubren a los axones en el Sistema Nervioso Central. Un solo oligodendrocito tiene la capacidad de envolver gran cantidad de axones.

• Satélites. Se disponen alrededor de la neurona, y tienen función de aislamiento y separación, evitando que no haya contactos sinápticos innecesarios con otras neuronas.

C). Microglía. Son las células más pequeñas de la glia. Tienen dos posibles aspectos:

• En reposo, que es cuando realmente son las células más pequeñas de la glia.

• Reactiva o ameboide, adquiriendo un aspecto enorme.

La transformación se produce como medio para mejorar su capacidad defensiva frente a los virus que atacan el sistema nervioso y para eliminar desechos. Las principales consecuencias de la transformación son que se hace más ovoide, eleva su número de prolongaciones, adquiriendo unas características semejantes las de un monocito sanguíneo.

V). Las fibras nerviosas.

Al referirnos a las fibras nerviosas estamos hablando de las prolongaciones de las neuronas, axones y dendritas, aunque sobre todo trataremos todo lo relacionado con el axón.

• Epineurio. Es la capa que rodea al nervio exterior.

• Perineurio. Es la capa que envuelve a los fascículos de haces nerviosos.

• Endoneurio. Envuelve a las fibras nerviosas. Estas fibras son de dos tipos: amielínicas y mielínicas.

A.- Fibras Mielínicas.

Vainas de mielina. Es una espiral formada por una serie de vueltas de la membrana plasmática de las Células de Schwan que se enrolla alrededor del axón dando más o menos 40 - 50 vueltas.

En el sistema nervioso periférico las vainas de mielina no están formadas por los oligodendrocitos, sino que están formadas por las células de Schwan.

La vaina de mielina no es una estructura continua, sino que existen segmentos en los que sí hay mielina, llamados segmentos internodales, y otros en los que no hay, denominados nodos o estrangulamientos de Raunier.

Normalmente las vainas de mielina se enrollarán alrededor de las células de Schwan como si se tratase de papel de liar porros.

Vainas de Mielina

Células de Schwan

Icónicas de Schmidt. Son vías residuales para que los metabólicos se puedan mover. Son los restos de los hilillos de citoplasma que quedan sin exprimir.

Las líneas densas intraperiódicas están entre las líneas densas oscuras (principales). Aposición de las capas internas.

La mielina da mayor velocidad a la conducción de datos. El inicio de la mielinización tiene lugar desde el momento en que se desarrolla el feto y durante los primeros años de vida, sobre todo hasta los 4 años, alcanzando el Sistema Nervioso poco a poco su madurez definitiva. Un ejemplo de enfermedad desmielinizante, día a día más extendida en la población, es el mal de Alzheimer.

B.- Fibras Amielínicas.

- No tienen mielina.

- No hay vueltas de la membrana.

- Una sóla célula de Schwan puede englobar a los axones de multitud de fibras amielínicas.

Tema 6: Propagación del potencial de acción.

Mirar la propagación del potencial de acción

II). La Sinapsis Química.

Es la sustancia química responsable del paso de la información de una neurona a otra. Entre la neurona que posee la información y a la que queremos pasarla existe un espacio, denominado hendidura sináptica, que la información deberá “saltar”, lo que ocasionará un leve retraso en la transmisión de la información.

a). Estructura de la sinapsis.

Porción presináptica. Elemento previo a la sinapsis. Es la neurona por la que llega la información.

Hendidura sináptica.

Porción postsináptica. Receptor al que llegará la información procedente de la otra neurona.

1.- Porción presináptica.

Antes de nada, debemos saber que si se trata de una fibra mielínica la vaina de mielina se interrumpirá antes de llegar al terminal presináptico. En la porción presináptica encontraremos:

- Cisternas del Retículo Endoplasmático Liso, que sintetizan y liberan lípidos, por si hay que reponer fragmentos de membrana.

- Mitocondrias, para producir energía.

- Vesículas sinápticas, partículas rodeadas de membrana que albergan determinados neurotransmisores.

Hay unos emplazamientos específicos donde se va a liberar el neurotransmisor. Estas zonas se encuentran en la parte final del elemento presináptico; las vesículas sinápticas atravesarán esta zona, se pegarán a la membrana y liberarán el neurotransmisor.

2.- Hendidura sináptica.

Es la zona que debe pasar la información antes de llegar al elem. postsináptico.

 Clasificación de las sinapsis en función de la hendidura sináptica.

- Gray Tipo I. La hendidura es mayor de 30 nanómetros. Son sinapsis asimétricas, con una mayor densidad, que es la que le da ese aspecto, y suelen ser excitadoras.

- Gray Tipo II. La hendidura sináptica es menor de 30 nanómetros. Son simétricas e inhibidoras.

b). Velocidad de transmisión de la información en el Sistema Nervioso y factores que la determinan.

Tipos de fibras. Pueden ser mielínicas o amielínicas.

- En igualdad de condiciones, las fibras mielínicas conducen a mucha mayor velocidad la información que las amielínicas.

- El factor principal a la hora de determinar la conducción es el diámetro. Las fibras que posean un mayor diámetro tendrán mayor velocidad de transmisión que las más finas.

- La temperatura también influye en la conducción. Cuanto mayor sea la temperatura más velocidad se alcanzará en la transmisión.

Tipos de sinapsis.

- La sinapsis eléctrica, debido a que no tiene retardo sináptico, conduce más rápido la información que la sinapsis química.

c). Tipos de fibras nerviosas de nuestro organismo.

Tipos de Fibras	Fibras A	Fibras B	Fibras C (Lentas)
Velocidad de Conducción	5/130 m/s	3/15 m/s	0,5/2 m/s
Diámetro de las Fibras	5-20 micras	1-3 micras	+/- 1 micra
Presencia de Mielina	SI	SI	NO
Información transportada	Respuestas rápidas (sobrevivir)	Respuestas más lentas

c). Tipos de sinapsis química.

- Axodendrítica. La sinapsis se produce entre un axón y una dendrita.

- Axosomática. La transmisión se da entre un axón y un cuerpo neuronal.

- Axoaxónica. La sinapsis se establece entre dos axones.

- Sinapsis en serie. La neurona a actúa sobre la neurona b, ejerciendo esta a su vez el efecto sobre la neurona c.

- Sinapsis al paso. Se produce en los botones sinápticos del cuerpo del axón (no necesariamente al final), que establecen conexiones con otras estructuras.

Mecanismos:

Potencial de Acción

Apertura de los canales de Ca++

Exorcitosis de vesículas

Liberación del Neurotransmisor

Unión del Neurotransmisor a los Neuroreceptores

I). Llegada del potencial de acción.

Elemento Presináptico

T

T Neurotransmisores

T T T

Elemento Postsináptico

a). En primer lugar debe llegar un potencial de acción (cambio en la polaridad de la membrana), produciéndose a continuación una activación de los canales de Ca++ dependientes de voltaje.

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ +

+ T T +

+ T + T T

Ca++

T

b). El Ca++ favorece la exocitosis de las vesículas que contienen neurotransmisores. Éstos se liberan a la hendidura sináptica, que irán a unirse a proteínas dependientes de ligando, que actúan de receptores del neurotransmisor. Mientras no se una el neurotransmisor al receptor correspondiente no se liberará el ión necesario, que poco después dará lugar a:

• PPSE: Potencial postsináptico excitador.

• PPSI: Potencial postsináptico inhibidor.

Estos son potenciales locales (también llamados graduados), que están en función del estímulo que le demos.

+

PPSE (Valores más positivos)

PPSI (Valores más negativos)

-

Tiempo

II). Factores que determinan el tipo de potencial.

• Na+: se producen PPSE (valores más positivos)

• Ca++: su entrada produce un PPSE

El valor del potencial vendrá determinado por la entrada de iones Na+ y Ca++.

• Los PPSI vienen determinados por la entrada de iones Cl- y por la salida de iones K+.

III). ¿Qué ocurre con el Neurotransmisor?

a). Se fuga hacia zonas vecinas mediante la acción del astrosito, que los eliminará.

b). Una enzima específica propiciará la degradación del Neurotransmisor. En todas las sinapsis hay una enzima para cada neurotransmisor. Un ejemplo es la acetilcolinesterasa que degradará la acetilcolina.

c). Recaptación hacia el interior del elemento presináptico mediante transportadores específicos de neurotransmisores.

IV). Facilitación sináptica e inhibición sináptica.

Cada neurona recibe impulsos de muchas neuronas vecinas.

. . .

. .

Facilitación sináptica. La descarga que produce una neurona que acaba de recibir un impulso excitador es mucho más intenso que si la descarga fuese sola.

Inhibición sináptica. Si la neurona 2 ha recibido un neurotransmisor que produce una inhibición, la 2 emitirá a la 3 una respuesta menor.

Los impulsos que van llegando se van sumando y restando, obteniendo al final una respuesta más o menos excitadora o inhibidora.

V). Sumación espacial y temporal de estímulos.

• Sumación temporal.

Si los potenciales llegan muy pronto en el tiempo, se suman los efectos y, rebasando el umbral, se puede llegar a disparar el potencial de acción. Efectos pequeños pueden dar lugar a la sumación.

A través de un mismo axón llegan diferentes potenciales de acción, pero separados en el tiempo. El resultado sobre la neurona se notaría si el primero fuese excitador, después volviese a la normalidad, y el siguiente también fuese excitador.

Los potenciales postsinápticos pueden sumarse unos a otros cuando van muy seguidos. El potencial de membrana se desplazará, debido a esto, hacia valores más positivos.

• Sumación espacial.

En un espacio pequeño se cuentan los efectos de 2 axones, sumándose estos efectos y pudiendo llegar al potencial de acción. Los potenciales postsinápticos se suman y puede llegarse al umbral, produciéndose un potencial de acción.

VI). Organización de los circuitos de neuronas.

a). Circuito divergente: la información se transmite de una a varias neuronas, produciéndose la divergencia de la información.

b). Circuito convergente: la información llega a una neurona procedente de otras muchas neuronas. Se produce una convergencia de la información.

c). Circuito reverberante: la información puede volver sobre la neurona que la ha emitido en primer lugar.

d). Circuito paralelo postdescarga: una neurona recibe información a distintas velocidades, con intervalos temporales y espaciales diferentes para poder sumarlos en el tiempo y en el espacio.

VII). Neurotransmisores más importantes.

• Aminoácidos.

- Gaba: ácido gamma - amino gustídico. Genera potencial sináptico inhibidor.

- Glicina: ácido glutámico. Generará potencial sináptico inhibidor.

- Ácido aspártico. Genera potencial sináptico excitador.

• Aminas.

- Acetilcolina. Funciona como inhibidor del músculo cardíaco y como excitador del músculo esquelético.

- La adrenalina, noradrenalina y dopamina son catecolaminas, y fincionarán siempre como excitadores.

- En otro grupo aparecerían la serotonina y la histamina.

• Péptidos.

- Las encefalinas, dinorfinas y endorfinas son péptidos opiáceos, que se van a dedicar a inhibir la secreción de la sustancia P.

- Sustancia P: transmite los impulsos dolorosos.

- Neuropéptidos.

- Péptido intestinal vasoactivo (PIV o VIP)

- Colecistocinina: estimula las secreciones del páncreas.

- ADH: hormona antidiurética.

- Angiotensina II

- Oxitocina: estimula las contracciones del útero durante el parto.

Tenemos que tener en cuenta que para conseguir el potencial de acción debemos sumar los potenciales excitadores e inhibidores que llegan a la neurona.

Preguntas de examen.

a). Neurotransmisores. ¿Cuáles son excitadores y cuáles inhibidores?

b). Nombres de los segundos mensajeros. Necesidad de las proteínas G.

Tema 7: El músculo.

I). Tipos de fibras musculares.

La fibra muscular es, vista al microscopio, multinucleada. Distinguiremos:

• Epimisio

• Endomisio

• Perimisio

El túbulo T es una prolongación de la membrana hacia el interior, que rodea a las miofibrillas.

A). Filamentos gruesos.

Se encuentran constituidos en su mayor parte por miosina, en un número que oscila entre las 100 y 300 moléculas. Cada filamento grueso está rodeado por 6 filamentos finos.

• Estructura de la miosina.

La forma de la miosina recuerda a la de 2 palos de golf enrollados, aunque la denominación válida sea la de dos moléculas proteicas enrolladas en una hélice.

Titina

Miosina

Molécula de miosina

• Partes de la miosina.

a). Cola, que tiene forma de espiral.

b). Cuello; situado al final de la cola, la une con la cabeza.

c). Cabeza. Es la parte más importante desde el punto de vista funcional. Tiene dos zonas:

- Parte que puede unirse a la actina.

- Lugar de unión de la cabeza de miosina al ATP. Esta es la porción ATP-asa, encargada de la degradación del ATP.

• Características de la molécula de miosina.

Las colas de las miosinas se disponen paralelas unas con otras.

Las cabezas sobresalen del eje central del filamento. La orientación de estas cabezas es bipolar.

La parte central del filamento grueso no tiene cabezas de miosina.

Las cabezas de miosina se orientan hacia fuera siguiendo una disposición en espiral, colocadas con 120 grados de separación con respecto a la cabeza adyacente.

B). Filamentos finos.

Están formados por varias proteínas, aunque en su mayor parte estén compuestos de actina. Además de esta proteína aparecen otras proteínas reguladoras, como la troponina y la tropomiosina.

Actina. Es una proteína filamentosa, compuesta por unidades de monómeros de actina G (globular). Cada actina G tiene un lugar de unión para las cabezas de miosina. Si unimos las actinas G nos dará la actina F (filamentosa). Es una única cadena de unidades enrollada y con forma arriñonada.

Tropomiosina. Es una proteína filamentosa formada por una doble cadena arrollada en espiral. En el músculo relajado se dispone a lo largo de la cadena de actina F, ocupando los lugares de unión que la actina tiene para la miosina. Durante la contracción la tropomiosina se separará dejando libre esa zona de unión.

Troponina. Tiene 3 subunidades:

a). Tr - T: se une al extremo de la tropomiosina.

b). Tr - C: tiene la capacidad de unirse hasta a cuatro iones de Ca++.

c). Tr - I: tiene la capacidad para inhibir la zona ATP-asa de la miosina.

C). Otras proteínas del músculo.

•  - Actinina: une los filamentos finos a las líneas Z.

• Titina: une los filamentos gruesos a las líneas C.

• Filamina

• Zeugmatina

II). Unión neuromuscular.

Denominamos unión neuromuscular a la conexión existente entre las neuronas motoras y las fibras musculares a las que innervan.

Las neuronas motoras se encuentran situadas en la región anterior de la médula espinal. Emiten larguísimos axones que llegan hasta los músculos que innervan. Cada bulto axónico establece contacto con una fibra muscular específica.

En el interior de las vesículas sinápticas que intervienen aparece la acetilcolina, que cae a la hendidura sináptica (situada entre la neurona motora y la fibra muscular), llegando a los receptores (en número de 30-40 millones) destinados para el neurotransmisor que existen en las fibras. La placa motora es la porción postsináptica de la fibra muscular.

Unidad motora: Conjunto formado por la neurona motora y el conjunto de las fibras musculares a las que innerva. Este número de fibras innervadas es variable. La precisión del movimiento depende del número de fibras que innerve cada neurona, con lo que a más fibras, menos sensibilidad tendrá el músculo.

Para que un músculo funcione adecuadamente, la innervación debe ser correcta. Sino se produce esta innervación, el músculo puede derivar en atrofia.

Cuando una neurona motora descarga, el potencial de acción hará que todas las fibras que esta neurona innerva se contraigan. Esta acción responde a la ley del todo o nada, con lo que un potencial de acción siempre provoca contracción, en parte debido a la gran liberación de acetilcolina que se produce.

¿Cómo puede fallar la unión neuromuscular?

- Toxina botulínica. Inhibe la liberación del neurotransmisor, con lo que los músculos se paralizarán. Esto tiene especial relevancia en los músculos respiratorios.

- Curare. Se une a los receptores de la acetilcolina, evitando que actúe.

- Neostigmina y fisostigmina. Actúan sobre la acetilcolinesterasa, propiciando que la contracción muscular sea muy persistente. Sirve para tratar la miastenia.

- Gas Nervioso (disopropil fluorofosfato). Tiene el mismo efecto que los anteriores.

III). La contracción muscular.

En la acción muscular influye decisivamente el momento en que el potencial de acción llega al músculo, dado que con casi toda seguridad se producirá una respuesta muscular.

Acoplamiento excitación - contracción.

Es un fenómeno que tiene lugar entre un potencial de acción y la respuesta de la fibra muscular.

Proceso.

a). Llega un potencial de acción a través de la neurona motora. Ésta genera un potencial de acción en la fibra muscular.

b). Se produce el pase a las cisternas del retículo sarcoplasmático (la perforación).

c).

d). Cuando llega la información al retículo sarcoplasmático se liberan iones Ca++ en grandes cantidades. El Calcio es imprescindible para la contracción muscular.

e). Se producen cambios en los filamentos finos y gruesos, que producen el deslizamiento.

f). El Ca++ vuelve a ser captado por el retículo sarcoplasmático. En este momento adquiere bastante importancia la calsecuestrina, dado que su existencia determinará la retención del Ca++ en el retículo.

Debemos tener en cuenta que la existencia de Ca++ en la célula es perjudicial (si sobrepasa el tiempo establecido de permanencia), ya que si estuviese demasiado tiempo fuera del retículo habría muchísima contracción muscular durante mucho tiempo.

Importante: Papel del Calcio

A). Ca++ < 10-9 M Músculo en reposo.

Miosina

Tropomiosina

Actina

La tropomiosina se interpone entre la actina y la miosina, evitando que sus zonas de unión se junten, con lo que no existe contacto. En este momento el músculo está en reposo.

B). Ca++ > 10-5 M Músculo en contracción.

Tropomiosina

Actina

Miosina

El Ca++ se une a la troponina C, permitiendo la separación de la tropomiosina.

Teoría del deslizamiento.

El deslizamiento de unos filamentos sobre otros permite que los sarcómeros se acorten.

• Proceso.

La actina y la miosina están en reposo y no están unidas. La miosina está en contacto con el ATP (se dice que está cargado).

Se produce una hidrólisis y se rompe el ATP.

Se produce la unión entre la actina y la miosina gracias a la salida del calcio.

El ATP se rompe y produce energía, que cambia la configuración de la miosina. La cabeza de miosina se unirá a la actina, produciendo el desplazamiento de la actina, debido a un cambio en la disposición de las cabezas de miosina.

Para que la unión entre actina y miosina se relaje se necesita ATP, que producirá la separación entre ambas. Al mismo tiempo se vuelve a cargar a la miosina con el ATP, para posibilitar que se vuelva a realizar el ciclo.

Examen: En los cadáveres aparece el “rigor mortis” (contracción y rigidez de todos los grupos musculares) porque no existe ATP que devuelva a los músculos a la normalidad.

III.1. Contracción muscular espasmódica.

La contracción espasmódica tiene lugar cuando en todas las fibras musculares de la unidad motora se produce la contracción al unísono.

Fases de la contracción muscular espasmódica.

a). Fase de latencia. No se produce nada. Dura 10 mseg. y se inicia cuando salta la información.

b). Fase de contracción. Dura entre 10 y 50 mseg. y se da por la liberación de Ca++.

c). Fase de relajación. Dura alrededor de 10 - 50 mseg., cuando entre el ATP y se vuelve a la relajación.

Si estimulamos un músculo en intervalos de pocos segundos, se observa que no todas las contracciones espasmódicas son iguales, si no que van aumentando con el número de contracciones (se denomina escalera). Esto es lo que se hace durante el período de calentamiento. La causa es el aumento progresivo de Ca++ que se produce. Queda más cantidad de Ca++ fuera del retículo sarcoplasmático porque se recupera todo, y esto se va sumando y hace que suba la fuerza de la contracción.

Tétanos incompleto o tetania.

Cuando se aumenta la frecuencia de estimulación y hace que no se capte otra vez todo el Ca++, se produce una contracción durante más tiempo. Se originan alrededor de 20 - 30 estímulos por segundo, produciéndose la tetanización incompleta.

Tetania completa: contracción firme y sostenida a lo largo del tiempo. Se dan órdenes a las neuronas motoras para que estén descargando en períodos muy cortos.

III.2. Mecanismo de contracción del músculo en conjunto.

Cuando un potencial de acción llega a través de una unidad motora, se contraen todas las fibras que esa unidad motora innerva. Este proceso obedece a la ley del “todo o nada”.

El músculo, en conjunto, obedece a esta ley, pero va a haber partes que se contraigan y otras que no dependiendo de la fuerza que tengan que vencer (ley del esfuerzo gradual).

Reclutamiento: Puesta en acción de un mayor o menor número de unidades motoras que hay que reclutar para vencer la resistencia.

¿Cómo ajustamos la fuerza muscular?

La frecuencia de estimulación.

Número de fibras musculares que se contraen al mismo tiempo. Si queremos que la contracción sea más intensa tenemos que contraer más unidades motoras, en un proceso denominado reclutamiento de unidades motoras.

Longitud que tienen las fibras musculares antes de la contracción (relación longitud - tensión).

• La máxima fuerza de contracción de la sarcómera oscila entre 2,2 y 1,5 Nm. Si se pasara por encima o por debajo aparecería menos fuerza muscular.

• Cuanto mayor número de uniones actina - miosina existan habrá una mayor fuerza muscular. La posición óptima se da cuando todas las cabezas de miosina se pueden unir a la actina.

Resistencia que ha de vencer el músculo: reflejo de distensión.

1ª Vía: La energía para hacer un movimiento rápido (movimiento de corta duración) se obtiene de una pequeña reserva de ATP que tiene el músculo. Por lo tanto el ATP tiene que aparecer en el músculo en pequeñas cantidades para que este pueda afrontar esfuerzos cortos y rápidos.

2ª Vía: Para movimientos más largos (100m, 200m, 400m) la energía se obtiene a través de la vía glucolítica (glucólisis anaeróbica), degradando la glucosa sin la presencia de O2. Por cada molécula de glucosa que se rompe se producen 2 ATP y se genera ácido láctico, que circulará por la sangre.

3ª Vía: En el caso de las carreras de fondo la energía proviene de la vía oxidativa, generada mediante el Ciclo de Krebs. En este proceso, por cada molécula de glucosa que rompemos se producirán 33 ATP. Al finalizar el ciclo de Krebs se producirá ácido pirúvico.

Tipos de fibras musculares.

Tipo I. Fibras oxidativas lentas.

• Fibras de contracción y relajación lenta.

• Resistentes a la fatiga.

• Color rojo por la gran cantidad de vasos sanguíneos que presentan.

• Fibras aeróbicas, que usan la tercera vía (oxidativa) para la producción de ATP.

• Gran cantidad de mitocondrias.

• Altas cantidades de enzimas oxidativas.

• Poca capacidad ATP-asa, porque esta actividad es la que permite la mayor o menor velocidad de unión actina - miosina.

• Grandes cantidades de mioglobina (proteína que hay en el músculo), que almacenan O2.

Tipo IIb.

• Actividad glicolítica.

• Contracción y relajación lentas.

• Se fatigan con rapidez.

• Son fibras blancas, con pocos capilares sanguíneos.

• Son anaeróbicas.

• Tienen pocas mitocondrias.

• Poseen pocas enzimas oxidativas.

• Tienen mucha capacidad ATP-asa.

• No albergan demasiada mioglobina.

Tipo IIa. Tienen características de las dos anteriores.

• Son rápidas.

• Resistentes a la fatiga.

• Son rojas.

• Aeróbicas.

• Poseen mitocondrias y mioglobina en abundancia.

• Tienen una función ATP-asa considerable.

Colocación de las diversas fibras en el sistema muscular.

En los miembros superiores, preparados para realizar movimientos rápidos, hay una mayor propagación de fibras rápidas (IIa).

En los músculos posturales aparecen mayoritariamente las fibras tipo I.

Los gemelos tienen un mayor número de fibras IIa.

Términos de obligado conocimiento.

Tono muscular: firmeza que adoptan los músculos cuando están relajados. Esta firmeza está provocada por la contracción de algunas unidades motoras.

Nota: Si hay 10000 unidades motoras en el músculo, no se contraen todas a la vez, sino, por ejemplo, 10 en un segundo, 10 en otro segundo, etc. En definitiva, el músculo se reparte el trabajo, evitando así que se fatiguen siempre las mismas unidades motoras.

Hipotonía: flaccidez muscular.

Hipertonía: elevada firmeza de los grupos musculares.

Espasticidad: hipertonía de carácter patológico.

Calambre: contracción muscular espasmódica leve, involuntaria y dolorosa.

Contractura: contracción muscular duradera, involuntaria y muy dolorosa.

Fibrilación: contracción de una fibra muscular aislada, de forma anárquica y asincrónica. Es poco importante en un músculo esquelético, pero adquiere gran importancia en el corazón.

Fasciculación: los fascículos musculares se contraen de forma anárquica.

Características del músculo liso.

El músculo liso se denomina así porque no posee la estriación del músculo estriado visto al microscopio. Su principal característica es que se trata de un músculo involuntario. Aparece en todos nuestros órganos y en los tubos corporales (vasos sanguíneos, tubos respiratorios). Va a permitir que los vasos se dilaten, permitiendo la circulación de la sangre.

Diferencias músculo liso - músculo estriado.

• El liso no posee sarcómeros, aunque sí tiene actina y miosina.

• El músculo liso no tiene troponina, sino calmodulina, que regula la actuación del Ca++.

Regulación del músculo liso. Factores de influencia.

• Sistema Nervioso Autónomo (Simpático y Parasimpático).

• Simpático: actúa en situaciones de alerta.

• Parasimpático: recupera la energía gastada en situaciones de alerta.

• Hormonas. Las secreciones hormonales actúan sobre las células diana, que provocarán la contracción muscular. Ej.: Oxitocina - parto, adrenalina ...

• El músculo liso tiene un mecanismo autorregulador, denominado Efecto Bayliss. Ej.: ante una extensión provocada por un chorro de sangre, el vaso sanguíneo se contrae de nuevo.

Tema 8: Sistema cardiovascular.

I. Circulación de la sangre.

El sistema comienza en el ventrículo izquierdo, se contrae, y pasa a la arteria aorta (arteria elástica, rica en elastina) que lleva a la sangre por todo el organismo. De la aorta pasa a las arteriolas (vasos de resistencia). De las arteriolas va a los capilares (vasos de intercambio), intercambian sustancias entre la sangre y el organismo. De los capilares va a las vénulas, y de estas pasa a las venas; dentro de las venas distinguimos la cava superior e inferior, la cava inferior se sitúa en la región abdominal y en el miembro inferior. Después la sangre vuelve a la aurícula derecha, y pasa por el ventrículo derecho, y va a las arterias pulmonares, en el pulmón derecho y en el izquierdo (en los pulmones situamos cuatro venas pulmonares). Por último la sangre va a la aurícula izquierda, volviéndose a iniciar el proceso.

La válvula que separa el ventrículo derecho de la aurícula derecha se denomina tricúspide. La válvula que separa el ventrículo izquierdo de la aurícula izquierda se denomina mitrel.

II. La sangre.

II.1. Composición.

Es un líquido orgánico de color rojo, opaco, compuesto por:

- Plasma.

• Elementos formales: células.

II.2. Propiedades:

• Densidad mayor que el agua.

• Viscosidad: 5-6 veces mayor que el agua. Cuando más elementos celulares haya aumenta la viscosidad.

• Temperatura: 38º C.

• Volumen total (VOLEMIA) 5 o 6 litros. Un 6-8 % del peso total del adulto; un 8-9 % peso de niños y jóvenes.

III. El plasma.

Representa la sangre sin elementos celulares. Esto supone el 55% del volumen sanguíneo total.

III.1. Composición:

a).. 91,5 % de H2O.

b). 1,5 %: Electrocitos:

- Sodio y el Cloruro (+ importante).

- Calcio, Magnesio, Bicarbonato (transporte de CO2, actúa como una sustancia tampón para mantener el PH en sus límites normales).

c). Enzimas

- Amilasa (degrada el almidón, que es una fuente de energía

- Aminotransferasas (GOT / GPT). Proceden del hígado.

- LHD. Se encuentran en el músculo, y su gran abundancia es sinónimo de una elevadísima fatiga. También está en el músculo cardíaco, durante el infarto).

d). Hormonas y vitaminas: son producto de una glándula de secreción interna que las vierte en la sangre.

e). Catabolitos: sustancia finales de las sustancias de reciclaje de la destrucción.

- Urea.

- Ácido úrico (proceden de los ácidos nucleicos y de un desmesurado consumo de proteínas.

- Bilirrubina (producto final del metabolismo de la mioglobina. Se expulsa a través de la bilis; es el que tiñe las heces).

f). Glucosa: cantidad de glucosa en sangre = GLUCEMIA.

g). Lípidos: en el transporte de los lípidos por la sangre, hay el problema de que no son solubles, por lo que hay que unirlos a proteínas:

- Fosfolípidos.

- Colesterol

- Triglicéridos.

h). 7 % Proteínas plasmáticas:

• Albúmina: 5 %.

Alfa globulinas.

• Globulinas Beta globulinas.

Gamma globulinas (anticuerpos)

• Fibrinógeno: proteínas de coagulación.

IV. Elementos celulares que tiene la sangre.

a). Glóbulos rojos / hematíes / eritrocitos: se encargan del transporte del oxígeno y CO2 gracias a la hemoglobina.

b). Plaquetas: se encargan de la coagulación, taponan las fisuras de los vasos sanguíneos. No son células completas.

c). Glóbulos blancos / leucocitos: granulocitos y agranalucitos.

Neutrófilos procesos defensivos.

procesos alérgicos.

• Granulocitos Eosinófilos

procesos parasitaciones.

Basófilos: intervienen en reacciones de hipersensibilidad.

• Agranulocitos

Monocitos abandonan el torrente sanguíneo y van a los tejidos para fagocitar (macrófago). Se conoce como el “barrendero”, ya que limpian los restos de la “batalla” entre sustancias extrañas y los anticuerpos.

B . Producen anticuerpos.

Linfocitos

T . Se encargan de la defensa celular. Combate célula a célula.

Los granulocitos se caracterizan porque tienen granos en el interior del citoplasma.

Los agranulocitos se caracterizan por no tener granos en el interior del citoplasma.

El valor hematocrito es el volumen (porcentaje) que ocupan las células en una solución. Con un valor hematocrito muy elevado se corre el riesgo de sufrir problemas en el organismo como embolias, etc. En un tubo de ensayo el plasma sanguíneo se sitúa en la superficie de la solución, y es el 55% de las sangre; mientras que las células de la sangre se sitúan en el fondo de la solución y es el 45%.

V. El corazón.

El corazón es la bomba que impulsa la sangre en el sistema cardiovascular. Se sitúa en el mediastino anterior; en el mediastino posterior está el esófago. Su forma es igual a la de un cono con sus dos caras y base curvados, el vértice hacia delante tocando la pared torácica y la base hacia atrás. Se sitúa en el centro de la caja torácica, inclinado un poco hacia la parte izquierda. La orientación del corazón variará en función de la constitución de los sujetos: la orientación del corazón el sujetos “normales” será la oblicua; en sujetos sedentarias será horizontal; mientras que en grandes deportistas será longitudinal. Su tamaño es proporcional al puño de la persona en cuestión. Su peso no supera los 250 gramos. Su coloración es rojiza, marrón / rojiza, ya que es un órgano muscular. Posee grasas de deposito situadas en surcos que incrementará con el paso del tiempo, lo cual produce a largo plazo una coloración amarillenta del corazón; estas grasas de ninguna manera resultarán perjudiciales para el corazón ni para su normal funcionamiento.

En la pared del corazón podemos situar tres capas:

· Capa interna endocardio: fina capa de tejido conjuntivo que da un aspecto nacarado al interior de las cavidades del corazón.

· Capa intermedia miocardio: capa gruesa constituida por el músculo cardíaco.

· Capa externa epicardio: fina capa de tejido conjuntivo que destaca por la presencia de acúmulos de grasa por debajo de esta capa.

Por fuera de todas estas capas se sitúa el pericardio, saco que envuelve al corazón y que lo sujeta en la caja torácica.

Configuración externa del corazón: destaca la presencia de unos surcos en su superficie, que de alguna manera nos muestran como es su estructura interna. Estos surcos dividen al corazón en parte derecha y parte izquierda. Hay otros surcos que lo dividen en parte anterior y parte posterior, lo cuales destacan porque rodean por completo el corazón (forman una corona). El surco coronario es la zona donde se deposita la grasa, permite delimitar el territorio de cada aurícula. Todos los vasos sanguíneos entran y salen por su parte posterior.

Las orejuelas son los salientes que tienen las aurículas que sobresalen en la superficie del corazón.

Pregunta de examen: ¿Qué vaso “x” entra por la aurícula “x”?

Configuración interna del corazón: seccionando de arriba a abajo nos encontramos con cuatro cavidades. Las cámaras del corazón tienen diferente grosor; las aurículas tienen poco grosor porque no efectúan acciones fuertes, mientras que los ventrículos, al bombear sangre, presentan unas paredes gruesas. El ventrículo izquierdo tiene la pared más gruesa que el ventrículo derecho por diferencia de presiones, el ventrículo izquierdo manda sangre a todo el cuerpo mientras que el derecho la manda a un aparato cercano (los pulmones).

Aspecto de la superficie interior de las cámaras cardíacas: un aspecto a destacar son las distintas rugosidades de las aurículas y de los ventrículos; las aurículas presentan una superficie lisa mientras que los ventrículos presentan en su superficie muchas rugosidades perceptibles al tacto. La aurícula derecha presenta 3 orificios: en dos de ellos se desembocan las venas cava inferior y superior, y en otro de ellos desemboca el seno coronario (irrigación sanguínea del corazón). Las arterias coronarias nutren el corazón, llevan la sangre al propio corazón. El tabique de separación que tienen ambas aurículas se llama fosa oval la cual estaba cerrada impidiendo que se comunique la sangre (esto es un residuo que en la etapa fetal comunicaba ambas aurículas para nutrir al sujeto). En la parte derecha se sitúa una válvula, la tricúspide, que separa a la aurícula derecha del ventrículo derecho.

Importante: El Ca++ se necesita para la contracción, por lo que es ahora cuando ésta tiene lugar.

En la aurícula izquierda encontramos los 4 orificios respectivos de las 4 venas pulmonares; destaca la presencia de la válvula mitral, que separa a esta aurícula del ventrículo izquierdo. A esta aurícula llega la sangre oxigenada, procedente de los pulmones, que se pasará al ventrículo izquierdo para ser expandida al resto del organismo. El ventrículo derecho hay irregularidades en su pared.

Hay varias columnas o pilares:

De 1º orden: eminencias cilíndricas que surgen de la pared y el vértice está libre en el interior ventricular. De los pilares surgen cuerdas tendinosas que forman parte del aparato de la tricúspide.

De 2º orden: columnas en el interior ancladas en el suelo y en el techo.

De 3º orden: columnas adosadas a la pared ancladas por debajo, delante y arriba.

En el ventrículo izquierdo hay un orificio ocupado por la válvula mitral, y otro orificio para la arteria aorta. Existen pilares de 1º, 2º, 3º orden. Hay dos pilares de primer orden.

Ambos ventrículos están separados por un tabique interventricular. Las aurículas están separadas por un tabique interauricular: la fosa oval.

VI. Estudio del sistema cardionector.

Este sistema es el encargado de generar y conducir los impulsos cardíacos a todo el organismo. Está compuesto por diversas partes:

- Nodo sinusal: está en la pared de la A. D., debajo de la abertura de la cava superior. Es el marcapasos del corazón.

• Nodo aurículoventricular: está en el tabique interauricular.

• Haz auriculoventricular o haz de His: es la única conexión eléctrica entre las aurículas y los ventrículos.

• Ramas fasciculares derecha e izquierda: recorren el tabique interventricular hacia el vértice.

• Miofibrillas de conducción o fibras de Purkinje.

Funcionamiento:

La excitación se inicia en el nodo sinusal, a través de las fibras auriculares, y llega hasta el nodo aurículoventricular. Desde aquí, el impulso entra en el haz de His. Después de recorrer el haz de His, el impulso entra en las ramas fasciculares derecha e izquierda que recorren el tabique interventricular hacia el vértice. Finalmente, las fibras de Purkinje (miofibrillas de conducción), conducen rápidamente el impulso hacia la masa del tejido muscular ventricular.

No hay músculo cardíaco que una los ventrículos con las aurículas. El sistema cardionector no está formado por neuronas, sino por fibras cardíacas modificadas. Cuando se transmite se hace a través de fibras cardíacas especializadas. A veces, un lugar diferente del nodo sinusal se convierte en el marcapasos del corazón debido a que se desarrolla una autoexcitación anormal. Esta región recibe el nombre de marcapasos ectópico o foco ectópico.

VI. Vascularización del corazón.

Las paredes del corazón reciben sus propios vasos sanguíneos. El flujo de sangre a través de los numerosos vasos sanguíneos que atraviesan el corazón recibe el nombre de circulación coronaria (cardíaca).

De la aorta nacen dos arterias coronarias, la izquierda y la derecha. La arteria coronaria izquierda discurre bajo la aurícula izquierda y se divide en las ramas interventricular anterior y circunfleja. La arteria coronaria derecha emite pequeñas ramas para la aurícula derecha. Continúa bajo la aurícula derecha y se divide en ramas interventricular posterior y marginal.

El ventrículo izquierdo recibe un aporte de sangre mayor debido al enorme trabajo que debe realizar. A medida que la sangre discurre por la circulación coronaria libera oxígeno y nutrientes y capta dióxido de carbono y productos de deshecho. A continuación drena en una gran vena situada en la cara posterior del corazón, denominada seno coronario, que a su vez desemboca en la aurícula derecha. Los principales vasos que llevan la sangre al seno coronario son la vena coronaria mayor, que drena la cara anterior del corazón, y la vena interventricular posterior, que drena la carta posterior del corazón.

VII. La inervación del corazón.

El corazón tiene un sistema para generar sus propios impulsos, el sistema cardionector. También recibe ramificaciones nerviosas del sistema nervioso autónomo:

Simpático: Noradrenalina (Su neurotransmisor es el NORA). Esta funciona como un estimulador, un acelerador.

Parasimpático: Frenador (Su neurotransmisor es la ACETILCOLINA). Funciona como un ralentizador.

Entre estos dos sistemas existe +/- un equilibrio.

Si cortáramos todos los nervios que llegan al corazón, los latidos aumentarían a 110 latidos por minuto. En las situaciones de reposo hay un predominio del Parasimpático. Los nervios vagos son los que llevan la información parasimpática al corazón.

Estructura histológica del músculo miocardio: el miocardio es un músculo estriado, es involuntario (automatismo). Desde el nodo sinusal se extiende la información a todas las fibras cardíacas. Las fibras del miocardio están entrelazadas por eso la información va tan rápido. En la membrana celular de las células cardíacas existen unos discos intercalares (uniones GAP- en hendidura / sinapsis eléctrica) para que la información vaya más rápido. Los discos intercalares están en los laterales de unión entre las fibras.

En el músculo cardíaco las uniones celulares se conocen con el nombre de sincitios.

Los potenciales de acción cardíacos.

En función de la zona del corazón distinguimos dos potenciales de acción distintos: potenciales de acción rápidos y potenciales de acción lentos.

Los potenciales de acción rápidos (sodiodependientes) están en las fibras cardíacas, poco importante.

Los potenciales de acción lentos (calciodependientes) están situados en el nodo sinusal y en el nodo auriculoventricular, importante.

Fases de los potenciales de acción rápidos (en la fibras de las aurículas, ventrículo...):

· Fase “0”: se produce un cambio brusco del potencial de membrana que se dispara (desporaliza) muy bruscamente, causado por la apertura de los canales de sodio, canales dependientes.

· Fase “1”: empieza a caer el potencial de membrana debido al cierre de canales de sodio (la inactivación), a la apertura de canales de potasio (para fuera el potasio) y a la apertura de los canales de ión cloruro (para dentro el cloruro, el cual introduce cargas negativas.

· Fase “2”: zona en meseta debido ala apertura de canales de calcio (para dentro el calcio), contrarresta el escape de potasio. Aquí tiene lugar la contracción de la fibra cardíaca. Esta es la primera diferencia con los otros portenciales.

· Fase “3”: vuelta a la normalidad. Fase de repolarización, se abren los canales del potasio que sale y cae el valor del potencial de membrana.

· Fase “4”: potencial de membrana en reposo, las bombas de sodio-potasio devuelven la normalidad al potencial de membrana (- 90mV).

El potencial de acción en el músculo cardíaco dura 300 milisegundos mientras que en el músculo esquelético dura 80 milisegundos. En el músculo cardíaco dura más para defenderse de posibles tetanias que dañen el normal funcionamiento de corazón.

Características de las fases de los potenciales de acción lentos:

- Tarda mucho más la fase de despolarización debido a la apertura de los canales de calcio, se acentúa la necesidad de calcio (hay pocos canales para suministrarlo) por lo que tarda más.

- Los potenciales se producen en el nodo sinusal y en el aurículoventricular.

- El potencial de reposo ( - 65/-60 ) es más positivo que el de una fibra miocárdica normal.

- La duración es menor ( 200 milisegundos ) que en una fibra miocárdica normal. Son más lentos porque se despolarizan más lentamente.

- Típicos del sistema cardionector.

- Duran menos tiempo que los normales.

La conducción de los impulsos:

Se originan en el nodo sinusal, en la zona de separación entre las aurículas y los ventrículos no existe músculo cardíaco, sino un tipo de tejido conjuntivo. Esto paralizaría el músculo cardíaco sino fuera por el nodo aurículoventricular (pocas uniones GAP). El nodo aurículoventricular ralentiza el impulso cardíaco para darle tiempo a las aurículas para que se despolaricen, es decir, produce un retardo. En definitiva, todo va muy rápido hasta que llega al nodo aurículoventricular.

VIII. Fenómenos mecánicos.

Ciclo cardíaco:

“conjunto de fenómenos que tienen lugar desde que se produce un impulso en el nodo sinusal, hasta que se produce el siguiente”.

Fenómenos mecánicos con traducción morfológica:

• sístole (fase de contracción - expulsamos sangre).

• diástole (relajar corazón - llenarse de sangre).

Fases del ciclo cardíaco:

1. Sístole aurícular: desde el nodo sinusal sale un impulso y se contraen ambas aurículas. Las válvulas aurículoventriculares están abiertas por lo que todo la sangre de las aurículas pasa a los ventrículos (se llenan en un 15%, más el 85% que estaba lleno de antes completando el llenado). Esta fase también es una fase de diástole ventricular, ya que se llenan los ventrículos. Fase de llenado ventricular activo.

Contracción isovolumétrica: se produce una contracción del ventrículo sin que cambie el volumen de su contenido. Las válvulas auriculoventricular se cierran, y no sale ni entra sangre debido a la contracción del ventrículo. Este cierre produce el primer ruido cardíaco. Las válvulas aurículoventricular y sigmoideas están cerradas. La propia presión de la aorta produce el cierre y cuando la presión del ventrículo es mayor se abren.

Fase de eyección: salida del contenido del ventrículo izquierdo a través de la aorta. La presión del ventrículo abre las válvulas y se expulsa la sangre. Las válvulas aurículoventriculares siguen cerradas. Las válvulas sigmoideas están abiertas. Esta fase tiene dos subfases:

- eyección rápida: dura 1/3 de toda la fase y se expulsa 2/3 del contenido sanguíneo total.

- eyección lenta: dura los 2/3 restantes y se expulsa el 1/3 restante del contenido.

En esta fase no se expulsa toda la sangre del ventrículo, sino que queda una poca que se llama volumen residual.

FRACCIÓN DE EYECCIÓN: volumen de sangre que expulsamos por el V.I. en relación con el llenado del mismo.

Fracción de eyección es igual al volumen sistólico de eyección entre volumen diastólico final = 60-75%.

Protodiástole: muy corta y a caballo entre la fase de eyección y la diástole. Se daría una situación en la que se expulsa un chorro de sangre por contracción del ventrículo. Es el momento en el que “va el chorro”. Acabaría con el cierre de la válvula sigmoidea correspondiente; comenzaría la fase de diástole. El cierre de la válvula sigmoidea daría lugar al segundo ruido.

2. Diástole: tiene dos subfases:

Relajación isovolumétrica: fase de estiramiento sin cambios en el volumen (el residual). Las válvulas están cerradas.

Llenado rápido ventricular: dura 1/3 de toda la fase, y se llena 2/3 del total. Se abren las válvulas aurículoventriculares. Se llenan a causa de la succión de la cavidad.

Llenado lento (diástasis): dura los 2/3 restantes, y se llena el 1/3 restante. Las válvulas siguen igual.

El 85% del ventrículo está lleno.

La sístole dura 310 milisegundos. La diástole dura 490 milisegundos. El ciclo cardíaco total dura 800milisegundos.

Diagrama de presión volumen:

eyección

relajación contracción

isovolumétrica isovolumétrica.

llenado

/ /

50 milivoltios 150 milivoltios

(volumen (ventrículo

residual) lleno)

IX: Gasto cardíaco.

“volumen de sangre que expulsa el corazón en un minuto”.

G. C. = FRECUENCIA CARDÍACA x V. S. E.

En condiciones de reposo se bombean 5 litros por minuto. Los hombres tienen una mayor frecuencia cardíaca que las mujeres, para que esto no influya en la medición del gasto cardíaco se mide el índice cardíaco.

“gasto cardíaco por m. de superficie corporal”

I.C. = G. C. / Superficie corporal = 3 litros por minuto.

Factores que influyen en el gasto cardíaco:

El sexo (mayor en los hombres que en las mujeres).

La edad (a partir de los 25 años se produce una degradación del corazón).

El stress y la ansiedad (aumenta el gasto cardíaco en demasía).

La temperatura (aumenta el gasto cardíaco).

El embarazo (aumento del gasto cardíaco).

La altitud (aumenta el gasto cardíaco).

El ejercicio (aumenta el gasto cardíaco).

El sistema nervioso vegetativo.

La precarga (regulación heterométrica): volumen que tenemos en el ventrículo una vez finalizado el llenado (V. D. F.). En relación con esto podemos hablar de la Ley de Frank-Starling: la energía mecánica que consume el músculo en pasar del estado de reposo al estado de contracción va a depender de la longitud inicial de la fibra muscular. El corazón se adapta a las diferentes crecientes del volumen de sangre siempre que no sobrepasen unos límites fisiológicos normales.

Presión

Precarga = V. D. F.

Volumen

La maniobra de Valsalba comprende el coger aire, cerrar la epiglotis y no dejar que salga el aire para hacer fuerza. Esto sería jugar con la precarga. El mero hecho de respirar es jugar con la precarga.

10. La postcarga (regulación heterométrica): “presión que encontramos en la aorta en el momento de la sístole”. Un ejemplo sería la resistencia que te encuentras fuera de la clase si quisieras expulsar hacia a fuera a 100 personas que están dentro de clase. Se expulsa menos sangre con más presión. No cambia la longitud de las fibras.

Más alto de lo normal

EXAMEN:

La disminución de la precarga disminuye el gasto cardíaco.

El aumento de la precarga aumenta el gasto cardíaco.

El aumento de la postcarga disminuye el gasto cardíaco.

La disminución de la postcarga aumento el gasto cardíaco.

11. Efecto inotrópico: fuerza de contracción. Hay agentes en nuestro organismo que actúan como una sustancia inotrópica, y hay distintos tipos: algunos aumentan la fuerza de contracción (produce un aumento del gasto cardíaco), y otros disminuyen la fuerza de contracción (produce una disminución del gasto cardíaco).

12. La frecuencia cardíaca. Se mide en latidos por minuto.

G. C. = Fc. x V. S. E.

Un aumento de la frecuencia cardíaca produciría un aumento del gasto cardíaco. El aumento de la frecuencia cardíaca se acompaña de un aumento de la fuerza de contracción (acompañado de la fuerza de eyección), por lo que se expulsa más sangre.

13. Influencia del sistema nervioso autónomo (está en la inervación del corazón).

X. Sistema circulatorio.

El sistema circulatorio se encarga de:

• Transporte de gases (oxígeno y dióxido de carbono).

• Transporte de nutrientes y recopilación de deshechos.

• Transporte de hormonas.

• Transporte de calor.

En el sistema circulatorio existen diversos tipos de vasos:

• Vasos elásticos (art. aorta / art. pulmonar).

• Vasos de resistencia arteriolas.

• Vasos de intercambio capilares (MICROCIRCULACIÓN).

• Venas de reservorio venas: tienen una gran capacidad de almacenar sangre y una pared muy delgada.

Volúmenes de sangre en el sistema circulatorio:

• Corazón pulmonar 9%

• Corazón 7%

- Venas, vénulas 64%

- Senos venosos

- Circulación sistémica 84%

- Arterias 13%

- Capilares

- Arteriolas 7%

EL PRINCIPIO DE CONTINUIDAD.

A V Q Superficie de la aorta:

2´5 - 3 - 4 cm2 A

flujo de sangre Q = A x V velocidad de la sangre

Superficie del vaso

Q = A´ x V´

Al disminuir el área, disminuye la velocidad; así da tiempo al intercambio de nutrientes con los tejidos.

La presión arterial.

P = F / S Aplicando perpendicularmente esa fuerza a la superficie del vaso sanguíneo.

La presión según Pascal:

P = p x g x h p densidad de una líquido (mercurio)

g gravedad

h altura

La presión puede ser:

Alta (presión sistólica): presión en el momento de la sístole del corazón.

Baja (presión diastólica): caída de la presión después de la sístole y en el momento del llenado del corazón (diástole).

Presión diferencial diferencia entre la P. S. y P. D.

P. Dif. = P.S. P. D.

Presión arterial media:

P. A. M. = P. D. + 1/3 x (P.S. P. D.)

MECANISMOS REGULADORES DE LA PRESIÓN ARTERIAL:

Existen tres grupos:

A corto plazo (actúan en cuestión de segundos o pocos minutos).

Acción intermedia (se ponen en marcha en 5 - 10 - 15 minutos y duran horas).

A largo plazo (se ponen en marcha en horas o días y perduran durante días, meses y años).

Las ventajas de los mecanismos a corto plazo son que actúan muy rápido por lo que se normaliza de igual manera la presión arterial.

Las desventajas son que dejan pronto de responder porque se acostumbran a esa situación y la entienden como normal.

Las ventajas de los mecanismos a largo plazo son que duran más tiempo de una manera controlada.

Las desventajas son que tardan mucho en ponerse en marcha.

Mecanismos reguladores a corto plazo:

• Barorreceptores (células especializadas en captar la presión). Se sitúan en el cayado carótido, curva de la carótida, y en la bifurcación de la carótida, sale del cayado de la aorta.

La información de estas células va a otros centros nerviosos (vasodilatador y vasoconstrictor) que están en el vulvo (a continuación de la médula espinal) y en la protuberancia. La información fluye por los pares craneales (nervios que salen del encéfalo) IX (glosofaríngeo, recoge la información de la carótida) y X (vago o neumogástrico).

• Quimiorreceptores , son células especializadas en captar cambios químicos, están en los mismos lugares que los barorreceptores.

Captan cambios en la presión de Oxígeno (PO2), en la presión de hidróxido de carbono (PCO2) y en la presión de los hidrogeniones ( H+).

Su mecanismo es igual al de los barorreceptores: llega el cambio de presión a esa zona, a través de los nervios se capta el cambio de presión que va al centro de control y actúan los Quimiorreceptores.

Dura el mismo periodo de tiempo que los baroreceptores; también se acostumbra a las bajas presiones si estas duran durante mucho tiempo de manera que dejan de actuar, igual que los baroreceptores.

• Receptores auriculares (cámaras de baja presión); se sitúan en las paredes de la aurícula derecha y responden a los aumentos de presión.

Su mecanismo actúa de la siguiente manera: se produce una aumento de presión en la aurícula derecha, lo cual produce una distensión de la cámara, después se estimulan los receptores auriculares; en cuestión de segundos, el corazón aumenta la frecuencia cardiaca y la fuerza de contracción. Esto es lo que se conoce como el reflejo de BAINBRIDGE. Este mecanismo se relaciona con la secreción del P.N.A.

• Respuesta isquémica (del sistema nervioso). Actúan ante la falta de riego sanguíneo, en los centros nerviosos, que controlan la circulación.

Su mecanismo actúa de la siguiente manera: frente a una caída de presión, se aumenta de manera desesperada la presión (250 mm de mercurio); este aumento dura unos 5-10 minutos. Esto representaría el doble de la presión en condiciones normales.

Mecanismos reguladores a medio plazo: ( generalidades del riñón )

El riñón controla los líquidos corporales y elimina líquidos de deshecho.

Glándula suprarrenal

Corteza (trescapas) - Mineralocorticoides (aldosterona).

Médula - Glucocorticoides (cortisol).

- Hormonas sexuales.

RIÑÓN

Produce hormonas como las catecolaminas

(adrenalina y noradrenalina).

Los mecanismos reguladores a medio plazo tardan unos minutos en ponerse en marcha y su acción continua durante horas.

• Renina - Angiotensina - Aldosterona: funcionan ante caídas de la presión arterial. La renina es una sustancia que se produce en las células yuxtaglomerulares, se almacena en el interior de estas válvulas en la prorrenina. La angiotensina es una sustancia que se deriva del angiotensinógeno (proteína que sale del hígado). Su mecanismo funciona de la siguiente manera: comienza la caída de la presión arterial, se produce la liberación de la renina (detecta la caída de la presión al estar cerca de las arterias), después el angiotensinógeno se transforma en angiotensina I (transformación mediada por la renina), esta llega al pulmón mediante la enzima ECA y se transforma en angiotensina II, que desencadena la parte final del proceso. La angiotensina II produce la vasoconstricción de las arteriolas (aumento de presión), estimula a la corteza suprarrenal para liberar aldosterona (aumenta la reabsorción de sodio y agua en los túbulos renales. Con esta reabsorción se aumenta la presión al llevar más agua a la sangre).

XI. La circulación coronaria.

El corazón tiene irrigación propia que se la da las arterias coronarias: derecha e izquierda. La vascularización del corazón no es constante, hay enormes variaciones entre la mitad derecha e izquierda. La derecha predomina sobre la izquierda. La derecha irriga la parte derecha y la fosa de separación, mientras que la izquierda irriga el resto.

El endocardio se nutre de la sangre de las cámaras cardíacas. El flujo coronario normal es de 200-250 milivoltios / minuto. Esto es un 4/5% del gasto cardíaco. Este porcentaje de llegada de sangre es altísimo si tenemos en cuenta el tamaño / peso del corazón.

El corazón se irriga en la diástole. Al estar la válvula sigmoidea cerrada, la sangre en la diástole es reabsorbida y se mete por las venas coronarias que salen de la aorta, a lado de la válvula sigmoidea.

Factores que se encargan de mantener la irrigación del corazón:

Autorregulación del flujo coronario (aunque se producen variaciones en la presión arterial llega el mismo flujo sanguíneo). En condiciones normales 70-150 milímetros de mercurio.

Mecanismo miogénico (contracción, cerrado del orificio debido a la acción del músculo liso).

Factores metabólicos:

Adenosina: adenina (base nitrogenada) + ribosa. Factor metabólico más importante en la regulación del flujo Coronario.

Oxígeno (20 mililitros de oxígeno por decilitro de sangre). Cuando la sangre llega al corazón le da casi todo el oxígeno: 15 mililitros de oxígeno

Óxido nítrico: factor regulador derivado del endotelio.

VISCOSIDAD SANGUÍNEA: efectos.

Según la Ley de Poiseville: el flujo es directamente proporcional a la diferencia de presiones multiplicado por ¶ y por el radio a la cuarta potencia.

Cuanta más presión más velocidad del líquido para salir. Cuanto más radio más flujo sanguíneo Cuanta más longitud menos flujo sanguíneo. Cuanta más viscosidad menos flujo sanguíneo

Y A LA INVERSA

Flujo laminar y turbulencias: flujo laminar es aquel en el que la sangre se mueve en capas concéntricas, permaneciendo cada capa a la misma distancia de la pared. Turbulento es aquel en el que la sangre se desplaza tanto a lo largo del vaso como transversalmente, originando corrientes de remolino o parásito.

D x P x V

R =

Donde R es el número de REYNOLDS.

Cuanto más ancho es el vaso menor resistencia se produce. Cuanto más largo es el vaso mayor resistencia se produce. Cuanto más viscosidad tiene el vaso mayor resistencia se produce.

Y A LA INVERSA.

XII. Microcirculación.

Se refiere a la circulación en los capilares. El transporte de sangre a los tejidos se llevan a cabo gracias a las arteriolas. Los tejidos utilizan esa sangre y una vez utilizada pasa a las vénulas, que la hacen retornar a los pulmones para su oxigenación.

El fenómeno SHUNT es una comunicación arterio - venosa, que funciona como un camino de atajo. Esto se produce cuando algunos tejidos no necesitan sangre, por lo que esta sangre hace falta que vaya a esos tejidos, dirigiéndose a otros.

Existen distintos tipos de capilares (endotelio, células lisas):

• Continuos: las células de la pared están unidas, sin espacios de separación. Aparecen en el sistema nervioso central para formar la barrera hematoencefálica, que se encarga de la selección de sustancias.

• Fenestrados: presentan poros en su estructura. Se produce más rápido el intercambio de sustancias.

• Sinusoides: capilares muy curvados con una pared discontinua en todo su trayecto. Se disponen haciendo eses.

LEYES FÍSICAS QUE PERMITEN EL INTERCAMBIO DE SUSTANCIAS:

Tres tipos de mecanismos:

Pinocitosis: paso de líquido a través de la membrana. Una vesícula capta el líquido, se abre la membrana y sales.

Difusión: “Ley de Fick”

“La cantidad de sustancia (S) que atraviesa la membrana es directamente proporcional a la diferencia de concentración de un lado y al otro de la membrana, directamente proporcional al área de la superficie del vaso y inversamente proporcional

al grosor de la barrera”.

Filtración:

“Ley de Starling”

Presión hidrostática en el capilar. (PHc)
Presión hidrostática en el espacio intersticial. (PHi)

Presión oncótica del capilar (presión osmótica generada por las proteinas del plasma). (POc)

Presión oncótica intersticial (llevar hacia el espacio intersticial).(POi)

Extremo arterial:

PHc 35 mm/Hg

POi 3 mm/Hg PRESIÓN DE SALIDA = 38

POc 28 mm/Hg

Phi 0 mm/Hg PRESIÓN DE ENTRADA = 28

38 - 28 = 10 mm de Hg de presión a favor de la salida.

PREDOMINA LA SALIDA DE LÍQUIDO DEL CAPILAR AL ESPACIO INTERSTICIAL.

Extremo capilar:

PHc 16

POi 3 PRESIÓN DE SALIDA = 18

POc 28

PHi 0 PRESIÓN DE ENTRADA = 28

19 - 29 = - 9 mm de Hg de presión a favor de la entrada.

EL JUEGO DE PRESIONES METE AL LÍQUIDO EN EL INTERIOR DEL VASO.

Queda un resto de volumen de líquido entre la entrada y la salida. Para desembarazarlo se encarga el sistema linfático (lo canaliza) que drena el exceso de líquido que se centra en un extremo de un capilar. Desemboca en el sistema venoso.

XIII. Continuación de los mecanismos de regulación de la presión arterial.

REGULADORES HORMONALES:

- Péptido natriuvético auricular (PNA)

Este mecanismo se inicia cuando aumenta la presión arterial, lo que produce un aumento de la distensión auricular (mecanismo que libera el PNA). Este PNA sale y ejerce acciones sobre el riñón (disminuye la reabsorción de sodio y agua lo que produce una caída de la presión arterial) y sobre la hipófisis posterior (el PNA inhibe al ADH y así disminuye la presión arterial).

- Catecolaminas (adrenalina y noradrenalina).

Si cae la presión arterial se estimula el simpático que actuará sobre la médula suprarrenal y así aumentarán las catecolaminas. Producen una vasoconstricción generalizada que produce un aumento de la presión arterial.

Mecanismos de control de la presión arterial a largo plazo.

De estos tipos de mecanismos se encarga el riñón, órgano encargado de filtrar el plasma sanguíneo.

- Diuresis - natriuresis de presión.

Ante subidas de la presión arterial: se produce un aumento de la presión arteriola renal, lo cual producirá un aumento de la presión en la arteriola aferente, siguiéndole un aumento del filtrado glomerular. Esto va ha disminuir la reabsorción de sodio y agua (diuresis-natriuresis) lo que llevará hacia una caída de la presión arterial.

Ante bajadas de la presión arterial: se produce una disminución de la presión en la arteriola renal, lo cual producirá una disminución de la presión en la arteria aferente, siguiéndole una disminución del filtrado glomerular. Esto producirá una disminución de líquidos en los túbulos lo cual aumentará la reabsorción de sodio y agua lo que llevará hacia una aumento de la presión arterial (disminuye la cantidad de orina).

XIV. Factores que determinan el retorno venoso al corazón.

Bomba muscular: la contracción muscular esquelética impulsa la sangre hacia el corazón.

Bomba respiratoria: durante la inspiración se favorece el retorno venoso, y durante la espiración se dificulta el retorno venoso.

Bomba cardíaca: dilatación del ventrículo succionando la sangre hacia el corazón.

EL SISTEMA LINFÁTICO:

Sistema de drenaje pasivo del exceso de linfa. Sus vasos desembocan en la vena yugular y en la subclavia. El sistema linfático desemboca de nuevo en el sistema venoso. En los ganglios linfáticos tienen lugar la maduración de los linfocitos.

Curso de Fisiología 2000/2001 : 2º Cuatrimestre

Tema 10: El Aparato Circulatorio.

Tras haber estudiado la fisonomía celular, nos encontramos ahora con que las células van a necesitar oxígeno para llevar a cabo sus funciones. Aquí es donde surge la gran importancia del aparato respiratorio, que debe ir acompañado de un buen funcionamiento del aparato cardiocirculatorio para que todo el organismo actúe correctamente.

I. Conceptos a conocer.

a). Ventilación: procesos mecánicos que permiten llevar el aire al interior de los pulmones y expulsarlo al exterior. Se divide en dos fases: inspiración y espiración

b). Difusión de gases: pasar O2 a la sangre y recoger CO2.

c). Ventilación / Perfusión: equilibrio entre la ventilación del aire y el riego pulmonar.

d). Transporte de gases a través de la sangre, y desde las células a los pulmones.

e). Paso de gases a las células.

f). Regulación de la respiración.

II. Anatomía del aparato respiratorio.

División desde el punto de vista topográfico:

Tracto respiratorio superior: órganos situados por fuera de la caja torácica. Distinguiremos la nariz o pirámide nasal, las cavidades nasales, la faringe (que también compone parte del aparato digestivo) y la laringe.

Tracto respiratorio inferior: órganos colocados dentro de la caja torácica. Aparecerán la tráquea, los bronquios principales (cuyas ramificaciones reciben el nombre de árbol bronquial) y los pulmones.

División desde el punto de vista funcional:

Porción conductora o vías de conducción. Conjunto de estructuras que simplemente conducen el aire, sin participar en el intercambio de gases.

Porción respiratoria. Realiza el intercambio de gases. Dentro de esta parte distinguimos a los bronquiolos respiratorios, los conductos alveolares, los sacos alveolares y los alvéolos.

A). Porción Conductora.

A. 1. La nariz. (Mirar por Latarjet)

A. 2. Las cavidades nasales.

Las cavidades nasales son, básicamente, dos cavidades perforadas separadas por un tabique. La primera parte se denomina vestíbulo, y es lo que queda accesible al dedo. En esta zona aparecerán una serie de pelillos denominados vibrisas, que actúan de filtro mecánico al aire que respiramos, eliminando polvo o partículas extrañas. Desde ahí entraremos en la cavidad nasal, que se encuentra revestida por una mucosa.

La mucosa distingue dos partes, la mucosa respiratoria y la mucosa olfatoria. La respiratoria configura la mayor parte de las cavidades nasales, mientras la olfatoria se encarga de recoger el sentido del olfato.

A. 2. 1. Configuración de la mucosa respiratoria.

Presenta un epitelio, que se denomina pseudoestratificado (con núcleos colocados a diferentes alturas) cilíndrico y ciliado.

Además de las anteriores, en la mucosa respiratoria aparecen otras células, denominadas caliciformes (con forma de cáliz), en las que el núcleo se encuentra situado en la parte basal, contando en su parte superior con una serie de gránulos, que contienen moco. Este moco se libera y recubre toda la superficie de la mucosa. La dirección de los cilios de la cavidad nasal es siempre la misma, hacia la faringe, dirigiendo el moco hacia ésta para ser deglutido.

A. 2. 2. Paredes de las cavidades nasales.

El orificio de entrada, denominada narina, da paso al vestíbulo. Las paredes que aparecen son:

a). Pared Media: constituye el tabique de separación. La parte anterior es cartilaginosa, mientras que en la parte posterior aparecen la lámina perpendicular del etmoides y el vómer.

b). Techo: se encuentra constituida por dos huesos, la lámina cribosa del etmoides y el cuerpo del esfenoides. La lámina cribosa del etmoides está perforada por una serie de orificios, en los que se sitúan los axones provenientes de la mucosa olfatoria que irán a parar a la región del cerebro que regula el olfato.

c). Suelo: está formada totalmente por el paladar. Éste posee dos porciones, llamadas paladar largo y paladar óseo. El óseo, en el que nos centraremos, está formado en su parte anterior por el maxilar superior y en su zona posterior por el palatino.

d). Orificio de salida: entre la cavidad nasal y la faringe aparece la coana.

e). Pared lateral: estaría representado por tres salientes óseos denominados cornetes o conchas. Los cornetes superior y medio pertenecen al etmoides, mientras que el cornete inferior se estudia como un hueso independiente. Los pasillos situados entre cada cornete se llaman meatos.

Los cornetes y los meatos esconden orificios que comunican con un conjunto de cavidades situadas alrededor de las cavidades nasales, que llamaremos senos paranasales. Su principal función es la de servir de caja de resonancia a los sonidos que emitimos desde la faringe. Cuando se da una inflamación de los senos se conoce como sinusitis.

Uno de los orificios de las cavidades nasales conduce a las órbitas del ojo, lo que explica el goteo de la nariz al llorar.

Los senos del etmoides se denominan celdillas al ser más pequeños.

A. 2. 3. Funciones de las cavidades nasales.

Permitir el paso del aire.

Realizar la purificación de materias extrañas.

Humidificación del aire.

Calentamiento del aire, que llega a los pulmones caliente.

A. 3. La faringe.

La faringe es un tubo de 13 a 15 cm de altura, dividido en tres porciones, que reciben los siguientes nombres:

a). Nasofaringe o rinofaringe, situada por detrás de las cavidades nasales.

b). Orofaringe, colocada detrás de la cavidad bucal.

c). Larinofaringe o hipofaringe, dispuesta por la parte de atrás de la laringe.

a). Nasofaringe.

Debemos destacar la existencia de la amígdala faríngea o adenoides, colocada en el techo de la nasofaringe. Es un tejido de defensa situado en una zona de entrada respiratoria al organismo, y su función es controlar la entrada de partículas peligrosas que proceden del aire.

El conjunto de estructuras formado por las amígdalas faríngeas, de la boca, etc., constituye el anillo linfático de Valdel.

Vegetaciones: se denominan vegetaciones a una enfermedad que se produce por inflamación de las amígdalas faríngeas, que taponan la entrada de aire por la nariz, con el problema de tener que respirar por la boca, lo que conlleva más infecciones.

Debemos conocer también que existe un orificio de entrada desde la nasofaringe al oído medio, que comunica a la faringe con la trompa de Eustaquio. Si se atasca la trompa de Eustaquio por un catarro no oímos bien porque no circula el aire correctamente.

A. 4. La laringe.

Está dividida por diferentes cartílagos, recubriendo los espacios existentes una capa de tejido conjuntivo fibroso.

a). Cartílago tiroides. Tiene forma de libro abierto hacia atrás. COMPLETA

b). Cartílago cricoides. Forma el único anillo completo de la laringe, adoptando la forma de “anillo de sello”.

c). Epiglotis. Es un saliente hacia arriba, con forma de raqueta de tenis, colocado en la parte posterior de la lengua, que sirve de charnela de cierre a las vías respiratorias.

d). Cartílagos aritenoides. Son los únicos cartílagos pares de la laringe, tienen forma de pirámide triangular y están anclados encima del cricoides, pudiendo moverse sobre éste con el movimiento de las puertas del salón del oeste. Las cuerdas vocales se encuentran adosadas a estos cartílagos y a la tiroides.

A. 4. 1. Interior de la laringe.

Está revestida por una mucosa respiratoria típica, y no es un tubo uniforme, sino que posee ciertos estrechamientos, denominados “falsas cuerdas vocales” o bandas ventriculares. Una vez atravesado este estrechamiento se llega al ventrículo laríngeo, más amplio, y a continuación vendría otro estrechamiento, con dos cuerdas vocales verdaderas. Estas cuerdas vocales tienen un componente muscular, lo que las dota de cierto grado de movimiento.

En el borde libre de las cuerdas vocales verdaderas no existe el epitelio pseudoestratificado cilíndrico y ciliado, sino que aparece un epitelio estratificado, debido a las tensiones mecánicas que produce el aire.

Si un cuerpo de pequeño tamaño cae a la vía respiratoria se quedará atascado entre las cuerdas vocales, pudiendo ocasionar la asfixia de la persona. En estos casos se suele labrar un orificio en la membrana cricotiroidea, lo que facilitará la respiración.

El espacio glótico (por donde pasa el aire), se extiende a lo largo de las cuerdas vocales, de lado a lado.

Los músculos aritenoides son los encargados de mover las cuerdas vocales, proporcionando el espacio necesario para que salga el aire.

A. 5. La tráquea.

Es un largo tubo que se extiende desde la laringe (en su parte superior) hasta su bifurcación en los dos bronquios (por la parte inferior). Posee gran cantidad de anillos cartilaginosos, en forma de C, con lo que la parte posterior, la que no está conformada por anillos, está compuesta por fibras musculares. El interior de la tráquea se encuentra recubierto de mucosa respiratoria (con las células ya conocidas [pseudoestratificadas cilíndrico ciliadas y caliciformes]).

La principal diferencia entre el tubo digestivo y el respiratorio es que el primero tiene una composición mayoritariamente muscular (se abre y se cierra), mientras que el tubo respiratorio se mantiene siempre con la luz abierta, en parte gracias a que su armazón rígido se lo permite.

La parte final de la tráquea se bifurca en dos bronquios, que se dirigen a cada pulmón.

A. 6. Los pulmones.

Tienen forma de semicono, con una base, denominada cara diafragmática, un vértice, situado unos cm por encima de la clavícula, y dos caras, la cara mediastina, plana y dirigida hacia dentro, y la cara parietal, que se adapta a la pared del tórax.

El pulmón izquierdo es más pequeño que el derecho, ya que presenta una incisura cardíaca, que tiene la misión de albergar al corazón. En el pulmón derecho aparecen tres lóbulos, mientras que en el izquierdo sólo hay dos.

A. 7. Los bronquios.

Los bronquios principales se bifurcan en los bronquios lobales, que se dirigen a cada lóbulo pulmonar. A su vez éstos se dividen los bronquios segmentarios, que irán estrechándose y decreciendo hasta llegar a los bronquios terminales, que son la última porción de la vía respiratoria de conducción.

A medida que avanzamos en el árbol bronquial el cartílago se va dividiendo hasta aparecer en menor cantidad. En los bronquios terminales, al no haber cartílago se pueden llegar a cerrar por la acción de una membrana de músculo liso que poseen. Esta sintomatología es la que se conoce como asma.

B). Porción Respiratoria.

Esta vía comienza en los bronquiolos respiratorios. En estos bronquiolos aparecen ya una serie de alvéolos, en donde se producirá el intercambio de gases. Los bronquiolos respiratorios se dividen en ductos alveolares, que a su vez poseen sacos alveolares, que contendrán a los ya nombrados alvéolos.

B. 1. Los alvéolos.

En la parte exterior del alveolo aparecerán multitud de capilares sanguíneos. Estos capilares conforman una estructura con forma de “aparcamiento subterráneo”. En la pared alveolar distinguiremos a lo sumo tres tipos de células diferentes:

Pneumocitos Tipo I. Son unas células alargadas y aplanadas que forman un epitelio simple.

Pneumocitos Tipo II. Son células más redondeadas, y en el interior de su citoplasma aparecen los cuerpos laminares, elementos que poseen una sustancia sulfatante destinada a hacer disminuir la tensión superficial.

Macrófagos. No aparecen en todas las células, y cuando lo hacen poseen la función de fagocitosis. Constituyen el último eslabón de defensa del aparato respiratorio.

® Barrera alveolo - capilar (hematogaseosa)

BM

Ec

PN1

Alveolo

PN1: pared formada por los pneumocitos Tipo I.

BM: membrana basal.

Ec: endotelio del capilar, muy fino para favorecer el intercambio.

B. 2. La pleura.

La pleura se define como una doble hoja que envuelve a los pulmones y que los separa de la pared torácica. Las dos hojas se denominan parietal (la que está en contacto con la pared torácica) y visceral (la que entra en contacto con los pulmones).

Entre ambas hojas existe un espacio, llamado cavidad pleural, que puede ser considerado como un espacio virtual, ya que el líquido pleural sólo aparecerá para favorecer el deslizamiento de las dos hojas.

Resulta de esencial importancia el hecho de que en la cavidad pleural exista presión negativa (menor que la presión atmosférica), lo que resultará clave para el funcionamiento de...

La presión pleural también puede ser positiva, en casos como una maniobra de Valsalba, de defecaciones potentes, etc.

B. 3. Propiedades elásticas de los pulmones.

a). Distensibilidad pulmonar. Hace referencia la facilidad que poseen los pulmones y la caja torácica para ser distendidos. Se calcula mediante la fórmula V/ P. Se define como el cambio de Volumen por unidad de Presión. El valor normal es de 200 ml de aire por cm de H2O. Cuando inspiramos un volumen corriente (de 500 cm) tendría que haber un cambio de presión de entre 2 y 3.

Factores que tienden a colapsar los pulmones.

Tensión superficial. Es el factor más importante en cuanto al posible colapso pulmonar. Ocupa las 2/3 partes.

La tensión superficial es un fenómeno que tiene lugar en la superficie de los líquidos, que se define como la fuerza por unidad de longitud, y se mide en Dinas por cm. Es una fuerza que tiende a producir la cohesión de las moléculas.

Superficies líquidas esféricas.

La tensión superficial de las pompas de jabón intenta cerrar las moléculas, con lo que se produce la rotura de las pompas. Con la presencia del jabón se reduce la tensión superficial, evitando que se “colapsen” las moléculas.

En los alvéolos existe una fina película de agua que los recubre, con lo que estas células tienden a colapsarse. El sulfatante existente en los Pneumocitos II es el encargado de evitar este posible colapso.

En los niños prematuros no aparece el sulfatante hasta el séptimo mes, con lo que necesitan un aporte suplementario de aire.

Presencia de elastina en las paredes pulmonares. Hace referencia a la aparición de fibras elásticas distendidas en el alvéolo. En condiciones normales el pulmón está distendido, pero cuando la presión pleural varía y se rompe el equilibrio, variando también las propiedades de las fibras, éstas tienden a colapsar los pulmones.

Factores que evitan el colapso pulmonar.

Presencia de sulfatante pulmonar. El sulfatante existente en los PnII se opone a la acción causada por la tensión superficial.

Tipos de sulfatante.

- Dipalmitoil lecitina (fosfatidil colina).

- Ca++

- Proteínas.

Fenómeno de interdependencia. Existen 5 “vecinos” de las fibras que aparecen en los alvéolos, que comparten paredes con ellas impidiendo que se produzcan colapsos.

C). Características del aire.

Mezcla de gases:

- 78% de N2

- 21% de O2

- 1% de CH4, CO2 y vapor de agua.

Presión atmosférica. Es el peso de la columna de aire que está situada por encima de nuestras cabezas. La presión normal a nivel de mar es de 760 mm de Mercurio (Hg).

Ley de Dalton.

La ley de Dalton dice que “en una mezcla de gases cada gas ejerce una presión que es proporcional a su presencia en la mezcla”. Veamos varios ejemplos:

a). Presión parcial de cada gas en el aire, a nivel de mar.

N2: 600 mm de Hg

O2: 160 mm de Hg

Resto de gases: 0,03 mm de Hg

b). Presión parcial de cada gas en el aire, en el Everest (255 mm de Hg).

N2: 200 mm de Hg

O2: 55 mm de Hg

c). Presión parcial de cada gas en el aire húmedo.

El vapor de agua también ejerce presión. Cuando el aire está saturado la presión de este vapor es de 47 mm de Hg, con lo que resta presencia a otros gases.

N2: 75% 564 mm de Hg

O2: 19% 149 mm de Hg

CO2: 0,02% 0,21 mm de Hg

H2O: 6% 47 mm de Hg

d). Aire alveolar.

Cuando entra aire en las vías respiratorias llega a los alvéolos a 37º gracias a la acción de la mucosa, que también produce que el aire, aunque entre seco, llegue a los alvéolos saturado de vapor de agua.

En el alvéolo se vuelca el O2 hacia los capilares pulmonares, recibiendo de éstos el CO2 de la sangre.

N2: 76% 564 mm de Hg

O2: 13,6% 100 mm de Hg

CO2: 5,3% 40 mm de Hg

H2O: 6,2% 47 mm de Hg

Alvéolo Capilar

Alvéolo

O2

CO2

O2 CO2

Capilar Pulmonar

PO2 = 100 mmHg PO2 = 40 mmHg

PCO2 = 40 mmHg PCO2 = 46 mmHg

FALTAN 2 DÍAS

Porciones de curvas de disociación del CO2.

PO2 = 40 mmHg

A PO2 = 100 mmHg

Contenido de

CO2 en 55

sangre

50

B

45

35 40 45 50

Presión de CO2

A: Sangre Venosa

B: Sangre Arterial

Efecto Haldare: La cantidad de CO2 que está presente en sangre viene determinada por la presión de O2 existente. Cuanta más presión de O2 haya, menos cantidad de CO2 aparecerá, y viceversa.

PREGUNTAS DE EXAMEN:

a). ¿Qué ocurre en el pulmón?

b). ¿Cómo se producen los cambios O2 - CO2?

Circulación Pulmonar.

A ambos pulmones llegan aportes sanguíneos procedentes de:

Arterias pulmonares.

Arterias bronquiales (1 - 3% del total).

Circulación Pulmonar

10

Arterias Venas

15

120/80

Venas Arterias

93

20

Capilares Sistémicos

La diferencia más apreciable es que la circulación pulmonar tiene una presión 6 veces más baja que la sistémica.

El flujo sanguíneo tiene que ser el mismo en la circulación pulmonar que en la circulación sistémica, en condiciones de reposo 5 l/min.

Q (flujo) = (Diferencia de presiones) P1 - P2 / R (Resistencia)

La presión es menor en la circulación pulmonar, pero, ya que el flujo debe ser el mismo, la resistencia debe ser también menor. Esta resistencia disminuye mediante la acción de ciertos mecanismos:

Normal Reclutamiento Distensión

Reclutamiento: se reclutan los capilares con el objetivo de posiblitar la cabida de una mayor cantidad de sangre.

Distensión: los capilares se dilatan para que pueda entrar más sangre.

Funciones de la circulación pulmonar.

Intercambio de gases entre el aire y la sangre.

Reservorio de sangre. La cantidad de sangre que circula por ambos pulmones es de medio litro, pero si los capilares están abiertos se podría desviar su sangre a otra parte del organismo.

Funciones metabólicas:

Convierte la Angiotensina I en Angiotensina II.

Las prostaglandinas se inactivan en los pulmones.

Ventilación / Perfusión.

Es la relación que existe entre el aire que ventilamos y la cantidad de sangre que circula por los pulmones.

• Ventilación Total.

12 x 500 (capacidad pulmonar) = 6000 ml = +/- 6 litros

Esta no es la cantidad real de aire que llega a los alvéolos, dado que existe un espacio muerto, de alrededor de 150 ml en el que se “pierde aire”.

12 x (500 - 150) = +/- 4 litros

• Perfusión pulmonar.

La perfusión pulmonar, en condiciones normales, es 5 l/min.

V (Vent. Por min.) / Q (flujo) = 0,8 Cociente de ventilación/perfusión en reposo.

Diferentes zonas en la circulación pulmonar.

Zona En condiciones normales Part > Pvénulas > Palv

Zona

Zona

Zona : es la también denominada parte alveolar. El modelo Palv > Part > Pvénula se podría producir por dos causas:

Que ascendiera mucho la Palv.

Que descendiera mucho la Part.

Es la zona en la que más problemas de riego va a haber si se produhese una pérdida de sangre, aunque en condiciones normales esto no ocurre.

Zona : se llama también parte arterial. Para que se produjese la situación en donde Part > Palv > P vénula y se tuviese que ampliar el flujo, al haber capilares todavía cerrados se potaría por el reclutamiento, aumentando la presión para abrir todos los capilares.

Zona : recibe el nombre de parte de vénulas. Las condiciones idóneas de presión se dan en esta zona, con lo que se distenderían los capilares ya que están todos abiertos.

FALTA 1 DÍA

Receptores. Tenemos dos subdivisiones:

a). Quimiorreceptores: reciben cambios químicos que se producen en la sangre.

b). Mecanorreceptores: distinguen cambios relacionados con la distensión, irritación...

a). Quimiorreceptores. Se dividen en dos porciones, según su colocación:

Centrales: son los que están situados en el Sistema Nervioso Central.

Periféricos: aparecen en el Sistema Nervioso Periférico.

1.- Centrales. Están situados en la región anterior del bulbo raquídeo, próximos a la superficie. Se componen de un conjunto de neuronas especializadas en captar cambios químicos, generalmente en torno al CO2.

Área

Inspiratoria Área quimiosensible

H+ + HCO3-

H2CO3

CO2 + H2O

Desde el área inspiratoria se dan todas las órdenes para que trabajen los músculos inspiratorios.

Si hubiese defecto de CO2, la orden sería la de no ventilar tan rápido.

2.- Periféricos. Se sitúan en el cayado aórtico y en la bifurcación de las carótidas. Van a responder a los cambios que se produzcan en la cantidad de CO2 y en la presión de O2.

b). Mecanorreceptores. Aparecen diversos tipos:

Mecanorreceptores de estiramiento. Se sitúan en las paredes del árbol bronquial y en las estructuras bronquiolares, concretamente entre las fibras musculares lisas. La distensión se produce cuando entra mucho aire, los receptores se estimulan, captando esta distensión, y mandan la información a los Centros Nerviosos, que provocarán una respuesta de detención de la inspiración y favorecimiento de la espiración. Esto se denomina reflejo de estiramiento o de Hering-Breuer.

Mecanorreceptores de irritación. Responden a sustancias que pueden irritar la mucosa respiratoria, en donde ellos están situados. Estos agentes son variados, como el polvo, gérmenes, etc. Los receptores captarían el estímulo, produciendo una respuesta de broncoconstricción, tras la que el tubo se estrecharía.

Mecanorreceptores de propiocepción. Están situados en músculos y articulaciones de nuestro organismo, enviando información acerca del estado de la postura corporal. Preparan a los centros nerviosos del organismo y de los músculos respiratorios para el ejercicio que se va a realizar.

Tema 15: El aparato urinario.

El aparato urinario, con el riñón como órgano estrella, tiene unas funciones especialmente importantes para el equilibrio del organismo. Estas son:

El riñón se ocupa del equilibro hidroelectrolítico del aparato urinario.

En el aparato yuxtaglomerular se produce eritropoyetina.

Síntesis de vitamina D.

A. Anatomía del aparato urinario.

Aparecen dos grupos de estructuras:

1.- Parénquima renal, en donde tienen lugar las funciones anteriores.

2.- Vías excretoras, conjunto de tubos que conducen la orina proviniente de los riñones al exterior. Tenemos:

Cálices menores.

Cálices mayores.

Pelvis renal.

Uréteres.

Vejiga.

Uretra.

A. 1. El riñón.

A. 1. 1. Forma:

Tiene forma de alubia, con una parte cóncava orientada hacia la línea media, y una convexa, orientada hacia fuera. Por la parte cóncava entran y salen las estructuras, concretamente por el hilio renal. Las estructuras que entran son la arteria renal y varios nervios, saliendo la vena renal, los uréteres y otros nervios.

A. 1. 2. Color:

Posee un color rojo violáceo, propiciado por la gran cantidad de sangre que albergan sus vasos sanguíneos. En este sentido cabe decir que en los riñones se recibe el 20% de sangre del organismo.

A. 1. 3. Posición:

Se sitúa en la región lumbar, en una posición retroperitoneal. El peritoneo es una lámina que reviste a las vísceras digestivas. Pus bien, el riñón está por fuera de este peritoneo.

Está protegido por las dos últimas costillas en su mitad superior, mientras la inferior sólo se protege con los músculos existentes. Se rodea de una cápsula adiposa muy gruesa, que lo protege de los golpes.

Los dos riñones no están a la misma altura, sino que el derecho suele estar algo más descendido que el izquierdo, dada la aparición del hígado en ese lado.

A. 1. 4. Partes:

El riñón se divide en dos regiones bien diferenciadas:

Corteza renal. Es la parte más periférica, compuesta, a su vez, por dos porciones:

Zona cortical externa,

Zona yuxtaglomerular o columnas renales.

Las líneas que aparecen en esta zona son largas y continuas, y se denominan rayos o radios.

Médula. Las estructuras más importantes que aparecen son las pirámides renales o de Malpighi. Aparecen entre 8 y 18, y, como su propio nombre indica, tienen forma piramidal, con una base orientada hacia la corteza y un vértice dirigido hacia el hilio renal. En este vértice, de forma redondeada, aparecen muchas perforaciones, lo que le otorga el nombre de área cribosa, zona de desembocadura de los conductos papilares de Bellini, conductos donde desemboca la orina proveniente de toda la pirámide.

En esta región de la médula no existe la misma osmolalidad en todas sus zonas, sino que aumenta desde la zona más próxima de la corteza hasta la papila. Esta diferencia viene producida por el fenómeno de contracorriente renal.

Los lóbulos renales corresponden a una pirámide renal y a toda la zona de corteza que queda por fuera.

El lobulillo renal es el territorio comprendido entre dos rayos / radios.

A. 2. Vías excretoras.

A. 2. 1. Cálices menores.

Es un conducto membranoso que recoge la orina de una pirámide renal. Cada cáliz se reúne con dos o más formando los siguientes conductos del aparato urinario.

A. 2. 2. Cálices mayores.

Resultan de la unión de dos o más cálices menores, y aparecen en torno a 2-5, aunque frecuentemente suelen ser tres, superior, medio e inferior.

A. 2. 3. Pelvis renal.

La pelvis renal es una estructura en forma de embudo a donde van a confluir los cálices mayores. La parte más estrecha del embudo es la zona de inicio de los uréteres, denominándose esta zona pieloureteral.

A. 2. 4. Uréteres.

Los uréteres son dos largos tubos que conducen la orina desde la pelvis renal hasta la vejiga. Tienen entre 25 y 30 cm de largo y recorren la cavidad abdominal hasta la cavidad pélvica siguiendo una trayectoria vertical, para luego ir hacia delante y haica dentro hasta desembocar en la vejiga.

No existe una verdadera válvula de desembocadura, sino que el uréter recorre parte de la pared de la vejiga para desembocar luego en el interior de la misma. Este recorrido se realiza con dos objetivos:

Evitar el reflujo de orina hacia el riñón.

Evitar este reflujo por el riesgo de infección existente si la orina volviese hacia atrás, pudiendo afectar a uréteres y riñones.

La distensión de la vejiga por su llenado comprime la entrada del uréter impidiendo su salida de retorno, con lo que a mayor presión en la vejiga menos cantidad de orina puede salir.

Las gamma globulinas forman parte del sistema inmunológico. Se enfrentan a elementos nuevos o extraños, ajenos a nuestro organismo. Al igual que el sistema inmunológico, existe el sistema de complemento; es el sistema de defensa más antiguo (lo poseían los animales más primitivos), consiste en una cadena de proteínas que reaccionan en cadena para neutralizar las sustancia ajenas.

Se divide en dos partes carótida interna (irriga el encéfalo) y carótida externa (irriga la cara).

El sistema nervioso periférico está compuesto por los nervios raquídeos y por los pares craneales, que son 12 (nerv. olfatorio, nerv. visual).

La hipófisis posterior segrega la hormona ADH, que es una hormona antidiurética (aumenta la reabsorción de sodio y agua).

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