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Facultad de Ciencias Biológicas Departamento de Ciencias Biológicas Área de Fisiología

SEMINARIOS Y LABORATORIOS FISIOLOGÍA GENERAL BIOL 178 Carrera: ENFERMERÍA

- I SEMESTRE 2016 -

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SEMINARIO 1: TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA Y EXCITABILIDAD. Las células del organismo constan de un medio intracelular y a la vez están bañadas en medio extracelular. Ambos medios son líquidos y tienen como solvente al agua; en estos medios se disuelven una serie de electrolitos y moléculas orgánicas. Por lo tanto ambos medios pueden ser considerados como una solución. Las propiedades coligativas de las soluciones son aquéllas que dependen del NÚMERO de partículas presentes en la solución, independiente de la naturaleza de las partículas. La principal propiedad es la presión osmótica (mm Hg), que también se puede expresar como la osmolaridad de la solución (mOsmoles/L). La presión osmótica es la presión que se aplica en un compartimiento y que permite detener un flujo de agua generado por una gradiente o diferencia de concentración de solutos que son impermeables a la membrana. La osmolaridad de una solución se calcula como: mOsmoles/L = [mmoles/L] x n

1.

n= número de partículas que se generan en solución. Ejemplo: NaCl (s) →Na+ (aq) + Cl- (aq); por cada molécula de NaCl que se disuelve se generan 2 partículas en solución. 1. a. Calcule las osmolaridades de las siguientes soluciones de NaCl (Peso molecular NaCl = 58,5 gr/mol ) Solución Soluto A B C

NaCl NaCl NaCl

R: Solucion A NaCl=58,5 gr/mol

Concentración peso/volumen) 0,9 1,8 0,45

%P/V=0.9

0,9 g ← 100 X ← 1000 X = 1000 x 0,9 / 100 X = 9 gr moles = gr/PM = 9 gr/58 gr mol = 0,154mol 0,154 → moles 0.154 x 1000 = 154 moles

n=2

(% Osmolaridad (mOsm/L) 308 mOsm/L 616 mOsm/L 154 mOsm/L

3

Osmoles/L = [mmoles/L] x n = 154/L x 2 = 308 Osmoles/L Solución B NaCl=58,5 gr/mol %P/V=1,8 n=2 1,8 g ← 100 X ← 1000 X = 1000 x 1,8 / 100 X = 18 gr moles = gr/PM = 18 gr/58 gr mol = 0,308mol x 1000 = 308 mol Osmoles/L = [mmoles/L] x n = 308/L x 2 = 616 osmoles/L Solución C NaCl=58,5 gr/mol 0.45 g ← 100 X ← 1000 X = 1000 x 0,45 / 100 X = 4,5 gr

%P/V=0,45 n=2

moles = gr/PM = 4,5 gr/58 gr mol = 0,077mol x 1000 = 77 mol Osmoles/L = [mmoles/L] x n = 77/L x 2 = 154 osmoles/L b. El cloruro de sodio (NaCl) es la sal más abundante en el medio extracelular y la membrana plasmática es poco permeable a ambos iones (Na+ y Cl-), quedando ambos restringidos al espacio extracelular. Los solutos que quedan restringidos a un compartimiento son osmóticamente activos porque son capaces de generar flujos de agua a través de la membrana. Por otra parte, cuando la membrana es permeable a un soluto, éste puede moverse siguiendo su gradiente de concentración. Este flujo de soluto será acompañado por un flujo de agua en el mismo sentido y provocará un aumento en el volumen celular. Señale cuál de las soluciones es isotónica, hipertónica o hipotónica. R: Solucion A = 308 mOsm/L → Isotonica Solucion B = 616 mOsm/L → Hipertonica Solucion C = 154 mOsm/L → Hipotonica 2. Un sujeto sufre una hemorragia y pierde 1 litro de sangre. En el instante

en que se produce esta situación, explique: a. ¿Qué sucede con la osmolaridad del medio extracelular?

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R: Se mantiene (isomolar) ya que la osmolaridad es el número de partículas por litro de solución. Y al perderse un litro de sangre se pierde no solo agua sino que iones, proteínas, etc. b. ¿Qué sucede con la concentración y la cantidad de Na+ del líquido

extracelular? R: La concentración se mantiene por que M=n/L y al perderse 1L de sangre se pierde 1L de solución. La cantidad total de Na+ baja ya que hay una cantidad “x” que se va en el L de sangre. c. ¿Qué sucede con el volumen extracelular?

R: Se produce una hipovolemia en el instante en que se produce la hemorragia ya que se pierde 1L de sangre la cual contiene agua, elementos fomes, proteínas y electrolitos. 3. Un paciente ha perdido volumen extracelular a causa de una infección

gastrointestinal. A usted le corresponde reponer este volumen. a. ¿Qué

características debería tener la solución que le va a administrar? R: Suero fisiológico o una solución isotónica, es decir una solución que no solo contenga líquido (agua) sino también partículas como electrolitos. b. ¿La administración debería ser oral o intravenosa? ¿Por qué?

R: debería ser vía intravenosa que ya si la administramos vía oral el intestino no absorberá producto de la infección. c. Analice qué sucedería si le administrara sólo agua.

R: Sus células experimentarían el fenómeno de hemolisis ya que al ser agua pura el medio se diluye, ingresa agua a las células para mantener la concentración y osmolaridad produciendo la lisis de las partículas (explotarían). 4. El sistema de la figura siguiente, está formado por los compartimientos A y B

separados por una membrana. La solución en A es dos veces más concentrada que en B. Se define como flujo al movimiento de moléculas en la unidad de tiempo; se define como flujo neto a la diferencia entre los flujos unidireccionales (A→B; B→A)

5

Si la membrana en esta figura, es permeable al soluto y al agua indique: a. ¿Cuál es el factor determinante del flujo neto de moléculas de

soluto? R: El gradiente de concentración (diferencia de concentraciones de soluto entre 2 soluciones o medios) al existir, habrá flujo neto de las mismas. b. Suponga que transcurrió un tiempo infinitamente largo y usted mide

la concentración de la solución en los dos compartimientos, ¿qué debiera encontrar? Explique su respuesta. R: Medios isotónicos, ya que a medida que transcurre el tiempo el agua y el soluto se van a movilizar para que los 2 compartimentos contengan la misma concentración. c. Suponga que se reduce el área disponible para que ocurra el flujo,

¿qué ocurrirá con el flujo neto? R: Disminuirá ya que según la ley de Fick (Ji=Di x A/x x AC) entonces si disminuimos el área disminuye el flujo neto. d. Si este mismo sistema tuviera una membrana con un espesor

mayor, ¿cómo sería el flujo de moléculas comparado con un sistema con una membrana de menor grosor? R: Si disminuye el grosor, el flujo será mayor. Si aumentamos el grosor el flujo será menor. e. Grafique la relación existente entre el flujo neto (eje y) y la

diferencia de concentración entre los compartimientos (eje x). R: A medida que aumentamos la diferencia de concentración en los medios aumenta el flujo. No pasa Na+ x difusión facilitada. AC, gradiente me define el flujo. 5. Basándose en la siguiente figura:

6

a. Nombre los tipos de transporte de calcio.

R: - Transporte Activo Primario - Transporte facilitado por canal iónico - Transporte Activo Secundario b. Explique a qué se deben estas diferencias.

R: Se deben a si el Ca +2 va a favor o en contra del gradiente de concentración. Si va a favor del gradiente es facilitado (por canal iónico o transportadores) o difusión simple. Si va en contra del gradiente de concentración (de menor a mayor concentración) el transporte es activo primario o secundario. 6. Observe la siguiente figura que muestra el transporte de glucosa en

células como las fibras musculares o las células hepáticas.

7

a.

Explique si la entrada de glucosa es un fenómeno pasivo o activo e indique a qué tipo de transporte pertenece este ejemplo. R: Es un fenómeno pasivo. Es un transporte mediado por estructuras, específicamente “transporte facilitado por transportadores” Ej.: Glut

b.

Suponga que a esta célula usted le administra un inhibidor de la síntesis de glicógeno y de la glicólisis; en estas condiciones, ¿qué sucederá con el transporte de glucosa? R: Disminuye hasta igualarse las concentraciones intra y extra celular para quedar en equilibrio.

c.

Grafique la entrada de glucosa (eje y) versus la concentración de glucosa extracelular y explique la forma del gráfico. R: Como la glucosa utiliza transportadores glut para ingresar a la celula si hay mucha glucosa extracelular va a llegar un momento en que el transportador se va a saturar y no entrará más glucosa.

7. Observe la siguiente figura:

8

el papel de la bomba Na+-K+/ATPasa e investigue su importancia a nivel fisiológico. R: El papel de esta bomba es mantener los gradientes de concentración de sodio y potasio a través de la membrana celular. El transportador bombea 3 sodios al exterior de la celular y 2 potasios al interior por cada ATP consumido. Mantiene el potencial de membrana, la osmolaridad y el volumen celular. También mantiene el sodio fuera de la célula ya que el sodio tiene como propiedad atraer el agua, entonces si se quedara dentro de la célula esta se llenaría de agua y podría experimentar hemolisis.

a. Explique

b. La ouabaína es un inhibidor específico de la Na+-K+/ATPasa. ¿Qué

sucederá con las concentraciones intracelulares de K+ y Na+ si se inhibe la bomba? R: Se movería a favor del gradiente de concentración, es decir, el sodio entraría y el potasio saldría, mediante canales iónicos. c. Suponga que la célula de la figura se incuba en un medio extracelular

con cianuro, ¿qué sucederá con la actividad de la bomba y con las concentraciones intracelulares de Na+ y K+? R: El cianuro impide el paso de los electrones hacia el oxígeno bloqueando la producción de ATP. Al no haber ATP la bomba Na +/K+ no puede funcionar y aumentaría el sodio intracelular, el potasio saldría de la célula y la célula se reventaría (hemolisis). Los siguientes gráficos corresponden a un registro de un potencial de acción obtenido desde un axón.

8.

9

a.

Asocie los números que aparecen en el gráfico superior, con eventos típicos del potencial de acción y anótelos en la siguiente tabla:

Número Estado o fenómeno asociado 1

Potencial de membrana en reposo: canales de fuga de potasio abierto

2

Umbral: los canales de sodio se abren y entra sodio a la célula. Los canales de potasio comienzan a abrirse lentamente. Despolarización: provocado por la entrada rápida de sodio.

3 4

Potencial de equilibrio de sodio: máxima permeabilidad de sodio. Los canales de sodio se cierran. Los canales de potasio se abren. Se comienzan a inactivar los canales de sodio. Repolarización: potasio sale al LEC. Se cierran los canales de sodio.

5

¿Por qué el potencial de membrana se vuelve más negativo después de la repolarización?

b.

10

R: Porque los canales de potasio se cierran muy lento, entonces la cantidad de potasio que sale es mayor a la que se necesitaba para reestableces la bomba y esto permite ganar una hiperpolarización. Durante el periodo refractario absoluto, ningún tipo de estímulo es capaz de generar un nuevo potencial de acción. ¿Con cuál etapa o evento del potencial de acción se asocia este fenómeno? R: Se asocia con la despolarización. c.

En el gráfico inferior se muestran los cambios en la permeabilidad iónica asociados con el potencial de acción. Explique los cambios en la permeabilidad al Na+ y K+ en cada uno de los estados. R: Reposo: canales sodio y potasio cerrados. No hay permeabilidad. Crecimiento: aumento de la permeabilidad de sodio rápidamente y la del potasio aumenta lentamente. Caída: baja rápidamente la permeabilidad del sodio y la del potasio baja lentamente. Post Hiperpolarización: permeabilidad del sodio y potasio bajan lentamente retomando al reposo. d.

-

Si el axón se encontrara en periodo refractario relativo, ¿qué magnitud de estímulo debiera aplicar para generar un potencial de acción? ¿Por qué? R: Se tiene que aplicar un estímulo supra umbral, pero el potencial de acción será más pequeño. Todo esto porque en este periodo aún hay canales de sodio abiertos y un estímulo supra umbral los abrirá. Aunque el sodio puede entrar por los canales de sodio recién abiertos, la despolarización será superada por la pérdida de potasio, en consecuencia cualquier potencial de acción que se dispare tendrá una amplitud menor de lo normal. e.

f. ¿De qué factores depende la velocidad de conducción del potencial

-

de acción? R: Diámetro del nervio: a mayor tamaño de una fibra nerviosa, mayor velocidad de conducción. Mielinización: Temperatura: a mayor temperatura, mayor velocidad de conducción.

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Investigue qué ocurre con la velocidad de conducción nerviosa en los pacientes con esclerosis múltiple y por qué sucede este cambio en la velocidad. R: La esclerosis múltiple es la enfermedad desmielinizante más habitual. La pérdida de la vaina de mielina alrededor de los nervios provoca el descenso de la resistencia de membrana, lo que significa que la corriente “se filtra” a través de la membrana durante la transmisión de los corrientes locales. Por esta razón, las corrientes locales disminuyen más rápidamente a medida que fluyen por el axón y a causa de ese descenso, pueden ser insuficientes para generar un potencial de acción cuando llegan al siguiente nódulo de Ranvier.

9.

¿Por qué cuando un paciente requiere hacerse una extracción dental se aplica anestesia local? ¿Qué relación existe entre los anestésicos locales y los canales de sodio voltaje dependientes? R: Se aplica anestesia local bloquea la sensibilidad. Los anestésicos locales como la procaina se unen a los canales de sodio y los bloquean. Si los canales de sodio no son funcionales, el sodio no puede entrar en el axón. En consecuencia, una despolarización que comienza en la zona gatillo pierde intensidad a medida que desciende por el axón. Si la onda de despolarización alcanza la terminal axónica, puede llegar demasiado débil para liberar neurotransmisores. En consecuencia, el mensaje de la neurona pre sináptica no pasa a la célula post sináptica.

10.

Explique los efectos de la concentración plasmática de potasio sobre el potencial de membrana en reposo. R: En las concentraciones normales de potasio, los potenciales escalonados sub umbral no disparan potenciales de acción y los potenciales escalonados sub umbral si lo hacen. Un aumento en la concentración sanguínea de potasio (hiperkalemia) aproxima el potencial de membrana en reposo de una neurona al valor umbral, ahora un estímulo que normalmente seria sub umbral puede disparar un potencial de acción. Más excitable. Una disminución en la concentración sanguínea de potasio (hipokalemia) hiperpolariza la membrana y reduce la probabilidad de que la neurona dispare un potencial de acción en respuesta a un estímulo que normalmente estaría por encima del umbral. Menos excitable. 11.

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SEMINARIO 2: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Y NEUROMUSCULAR. 1. La figura siguiente muestra los componentes elementales de la estructura

de una neurona indicados con números. Estos componentes están asociados a funciones representadas por figuras geométricas designadas con letras.

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Complete la tabla con los nombres de los componentes y la función. Asocie la letra con la función.

Número 1 2 3

4 5

Componente de neurona Dendrita Cono axónico Vaina de mielina

la

Nodo de Ranvier Terminación axónica pre sináptica.

Letra

Función asociada

A B C

Reciben señales entrantes. Inician el impulso nervioso. Aumenta la resistencia de la membrana axónica y así también aumenta la velocidad de conducción del impulso nerviosos Acelerar el impulso nervioso Libera los neurotransmisores

C D

14 2. La siguiente figura muestra una comparación entre una sinapsis eléctrica

y una química:

a) Compare las propiedades de las sinapsis químicas y eléctricas.

R: Química Muy común Más lenta En todo el cuerpo Hay espacio sináptico Libera neurotransmisores Señal unidireccional

Eléctrica Poco común Más rápida Restringido a ciertas zonas No hay espacio sináptico No necesita neurotransmisores Señal bidireccional

b) Las sinapsis eléctricas permiten la sincronización de células

vecinas. ¿Qué tipos de sincronía podrían producir? Dé al menos un ejemplo de células que requieran de esta sincronía. R: Pueden sincronizar la actividad eléctrica, por ejemplo: algunas neuronas secretan tés de hormonas en el interior del hipotálamo están conectadas por sinapsis eléctrica. Esta disposición asegura que todas las células disparen potenciales de acción aproximadamente al mismo tiempo para aumentar al máximo una descarga de secreción hormonal en la sangre.

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También pueden sincronizar el señalamiento intracelular y el metabolismo de las neuronas acopladas. 3. En términos generales, ¿cuáles son los mecanismos a través de los cuales se termina la acción de un neurotransmisor? R: - Recapacitación en la terminación pre sináptica: se libera el neurotransmisor al espacio sináptico, después es recapturado por la misma neurona pre sináptica. - Captación por células gliales circundantes. - Degradación enzimática: inglesa una parte del neurotransmisor a la neurona pre sináptica para después volver a restituirse - Transportadores 4. ¿Cuáles son los dos tipos de receptores para neurotransmisores? ¿Cómo

funcionan para producir una respuesta en la célula post-sináptica? Mencione al menos dos ejemplos de cada tipo de receptor. R: - Receptores inotrópicos: forman canales iónicos y permiten el paso de ciertos iones a través de la membrana plasmática. ● Acetilcolina: receptor nicotínico, tipo iónico, localizado en músculos esqueléticos, neuronas y sistema nervioso central. ● Glutamato: receptor AMPA, tipo iónico, localizado en el sistema nerviosos central - Receptor metabotrópico: se encuentran asociados a proteínas G. Se activan variar enzimas. Estas respuestas tardan más en activarse pero el efecto dura más. Se activa la vía de segundos mensajeros. Pueden: ● Modificar las proteínas existen o regulan la síntesis de nuevas proteínas, lo que genera una respuesta intracelular coordinada. ● Modificar el estado abierto de los canales iónicos. o Acetilcolina o Adenosina 5. Explique a qué corresponde un potencial post sináptico excitatorios o

inhibitorio. R: Potencial Post sináptico Excitatorios (PPSE): aumenta la probabilidad de que la a célula dispare un potencial de acción. Potencial Post sináptico Inhibitorios (PPSI): el potencial sináptico es hiperpolarizante, porque la hiperpolarización alejo el potencial de membrana del umbral y reduce la probabilidad de que la célula dispare un potencial de acción.

16 6. ¿Cuál es el principal neurotransmisor excitatorios del sistema nervioso

central (SNC)? ¿Cuáles son sus receptores? ¿Cuál es el principal neurotransmisor inhibitorio del SNC? ¿Qué tipo de receptores posee? R: - Glutamato: principal neurotransmisor excitatorios del SNC ● Receptor ionotrópico glutaminérgico o Receptor AMPA o Receptor NMDA ● Receptor metabotrópico glutaminérgico o Tipo GPCR (Receptor Asociado a Proteína G) - GABA: es el principal neurotransmisor inhibitorio ● Receptor GABA (GABAA,B,C) o Tipo ICR (Receptor de Canal Iónico) o Tipo GPCR (Receptor Asociado a Proteína G 2. 3.

Sinapsis neuromuscular y contracción

Haga un esquema que incluya los eventos que ocurren desde que se genera y propaga el potencial de acción en una motoneurona hasta que finaliza la contracción de una fibra muscular esquelética. R: LA NEURONA MOTORA SOMATICA LIBERTA ACh EN LA UNION NEUROMUSCULAR Receptor nicotínico, abren canales de sodio y potasio I LA ENTRADA NETA DE SODIO A TRAVÉS DEL CANAL RECEPTOR DE ACh INICIA UN POTENCIAL DE ACCION MUSCULAR I EL POTENCIAL DE ACCION EN EL TUBULO T ALTERA LA CONFORMACION DEL RECEPTOR DHP I EL RECEPTOR DPH ABRE LOS CANALES DE LIBERACION DE CALCIO EN EL RETICULO PLASMATICO Y EL CALCIO ENTRA EN EL CITOSOL I EL CALCIO SE UNE A TROPONINA C I EL COMPLEJO TROPONINA C – Ca+2 TIRA DE LA TROPONINCA LEJOS DEL SITIO DE UNION DE LA ACTINA G I LA MIOSINA SE UNE A LA ACTINA Y COMPLETA EL GOLPE DE FUERZA I

7.

17

EL FILAMENTO DE ACTINA SE DESPLAZA HACIA EL METRO DEL SARCOMERO I RELAJACION: EL RETICULO SARCOPLASMATICO BOMBEA CALCIO NUEVAMENTE HACIA SU LUZ UTILIZANDO LA Ca+2ATPasa. EL Ca+2 SE LIBERA DE LA TROPONINA, LA TROPOMIOSINA SE DESLIZA HACIA SU POSICION ANTERIOR PARA BLOQUEAR EL SITIO DE UNION DE LA MIOSINA Y LA FIBRA SE RELAJA. El curare es un antagonista competitivo de la acetilcolina, mientras que la neostigmina es un inhibidor de la acetilcolinesterasa. 8.

a) Si en una sinapsis neuromuscular se aplica curare y enseguida

seestimula el axón de la motoneurona, ¿qué sucederá con la generación de fuerza por parte del músculo? R: El curare compite con la ACh por los receptores en las células musculares. Cuando el curare se une en vez de la ACh los receptores no se activa y hay perdida de la función muscular, parálisis y posiblemente la muerte en casos extremos. b) Si en vez de curare se aplica neostigmina, ¿cuál será el resultado?

R: La neustigmina produce una inhibición de la acetilcolinoosterasa (enzima que hidroliza la acetilcolina en colina y ácido acético) Esto aumenta los niveles de acetilcolina en la sangre favoreciendo la interacción entre la acetil colina y el receptor consecutivamente, revirtiendo el bloqueo neuromuscular.

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SEMINARIO 3: DOLOR, REFLEJOS Y FUNCIONES CEREBRALES SUPERIORES. 4.

Dolor

1. ¿Cuál es el principal mecanismo de acción de los anestésicos locales (por

ejemplo, lidocaína)? R: Bloquear a los canales de sodio voltaje dependiente evitando la despolarización de membrana (reversible). La lidocaína no es específica. 2. Explique el fenómeno de hiperalgesia. Mencione los agentes químicos

involucrados en la misma. R: La hiperalgesia es una respuesta aumentada a un estímulo que normalmente provoca dolor, tales como agentes químicos que se producen en el sitio de la lesión: - Sustancia P - Bradiquimina - Prostaglandina - K+ y H+ - Histamina - Serotonina - Lípidos de las membranas La piel dañada libera diversas sustancias químicas, que inician la respuesta inflamatoria. Los vasos sanguíneos se vuelven permeables y en consecuencia, aparecen edemas locales y enrojecimiento de la piel. Las células mastoides próximas al lugar de la lesión liberan histamina que activa directamente los nocireceptores. Además, los axones de los nocireceptores liberan sustancias que los sensibilizan a estímulos que antes no eran nocivos no dolorosos. 3. Mediante la teoría de la compuerta explique la disminución del dolor que

percibe un sujeto al frotarse la región afectada. R: En la teoría del control por compuestos de modulación del dolor, las fibras A beta (que transmiten información sustantiva sobre los estímulos mecánicos) ayudan a bloquear la transmisión del dolor. Las fibras A beta hacen sinapsis con las interneuronas inhibitorias y aumentaran la actividad inhibitoria de la interneurona. Si estímulos simultáneos alcanzan la neurona inhibitoria desde las fibras A beta (tacto o estimulo no doloroso) y C (estimulo doloroso), la respuesta integrada es la inhibición parcial de la vía ascendente para el dolor, de modo que disminuye el dolor percibido por el encéfalo.

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¿En qué puntos de la vía del dolor intervienen los antiinflamatorios y analgésicos de tipo opioide como la morfina? ¿Cuáles son sus mecanismos de acción? R: Los agentes opiáceos actúan directamente sobre los receptores opioides en el SNC. La activación de los receptores de opioides bloquea la aparición del dolor al disminuir la liberación de neurotransmisores desde las neuronas sensitivas primarias y a través de la inhibición post sináptica de las neuronas sensitivas secundarias. Los opioides no alteran el umbral del dolor de las terminaciones de los nervios aferentes a los estímulos nocireceptivos, ni afectan la transmisión de los impulsos a lo largo de los nervios periféricos. La analgesia se debe a los cambios en la percepción del dolor a nivel espinal que ocasionan al unirse a los receptores. Los opioides cierran los canales de potasio y abren los canales de calcio dependientes, lo que ocasiona una hiperpolarización y una reducción de la excitabilidad de la neurona. 4.

5. ¿Cuál es el mecanismo de acción analgésica y antiinflamatoria principal

de los AINEs como el ibuprofeno o la aspirina? R: La aspirina inhibe la prostaglandina y presumiblemente hace más lenta la trasmisión de las señales del dolor desde el sitio de la lesión. La acción principal de todos los AINEs es la inhibición de la enzima ciclooxigenasa, lo cual convierte el ácido eicosanoide en endoperoxidos cíclicos, los cuales se transforman en prostaglandinas y tramboxanos previniéndose la activación de los nocireceptores terminales. De modo que los AINEs alivian el dolor asociado con la inflamación. Esta inhibición puede ocurrir por distintos mecanismos: - Inhibición irreversible (aspirina) - Inhibición competitiva (ibuprofeno) - Inhibición reversible no competitiva (paracetamol) 6. Investigue el significado de los siguientes conceptos:

R: a) Analgesia: ausencia de dolor en respuesta a estímulos que normalmente

provocarían dolor. b) Alodinia: dolor secundario a un estímulo que normalmente desencadena dolor. c) Hiperalgesia: respuesta aumentada a un estímulo que normalmente provoca dolor. d) Neuralgia: dolor intenso que sigue la ruta de un nervio y se debe a la irritación (sin un estímulo) o daño de dicho nervio. e) Nociceptor: receptores que responden a distintos estímulos nocivos intensos (químicos, mecánicos o termo químicos) que producen daño tisular o tienen el

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potencial para producirlo. Son 4: terminales, mecánicos, polimodales y silenciosos. f) Dolor referido: es de origen visceral. El dolor “se refiere” según la regla de los dermatomos, según la cual las zonas de la piel están inervadas por nervios que se originan en los mismo segmentos de la medula espinal que inervan los órganos viscerales. Ocurre porque múltiples neuronas sensitivas primarias convergen en un único tracto ascendente. g) Dolor fantasma: percepción de dolor o sensaciones en órganos que han sido amputados. 7. ¿Qué tipo de estímulo puede activar un receptor de dolor?

R: -

Mecánicos fuertes: mecanos receptores, presión excesiva. Térmicos fuertes: termos receptores, calor o frio extremo. Nocireceptores polimodales: mecánicos (Presión) térmicos (Temperatura) o químicos (pH)

8. Explique por qué un estímulo doloroso puede producir percepciones de

dolor rápido y lento. ¿Es posible modularlos? R: El dolor rápido, descrito como agudo y localizado es transmitido rápidamente al SNC por fibras delta mielínicas y pequeñas (12-30 m/s) No se puede modular. El dolor lento, descrito como sordo y más difuso o fijo, continuo y poco localizado, es transportado por fibras C amielínicos (0,5-2 m/s) Si es posible modularlos en varios niveles del sistema nervioso. Puede ser amplificado por las experiencias pasadas o suprimidos en las emergencias cuando la supervivencia depende de igualar la lesión. En la última situación vías decentes discurren a través del tálamo e inhiben las neuronas nociceptivas en la médula espinal. El dolor también puede ser perimido en el asta dorsal de la medula espinal, antes de que los estímulos sean enviados a los tractos espinales ascendentes. Normalmente las interneuronas inhibitorias con activación tónica en la médula espinal inhiben las vías ascendentes para el dolor. 9. ¿Por qué el dolor visceral se localiza mal y por qué es particularmente

molesto? R: El dolor en los órganos internos a menudo se detecta sobre la superficie del cuerpo, una sensación conocida como dolor referido. Una técnica del dolor referido dice que los nociceptores provenientes de varias localizaciones convergen sobre un único tracto ascendente en la médula espinal. Las señales para el dolor desde la piel son más frecuentes que el dolor proveniente de los órganos internos, y el cerebro asocia la activación de la vía con el dolor en la piel. Un hombre padece de cáncer de colon descendente. A medida que avanza la enfermedad, aparecen intensos dolores en la pelvis. Se

10.

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administra morfina en forma sistémica para contrarrestar el dolor. Sin embargo, si la dosis no llega a los niveles que originan somnolencia, el alivio del dolor es insuficiente. Claramente se necesita un método alternativo para neutralizar el dolor de este paciente. El tratamiento elegido es una bomba de morfina para su infusión epidural a través de un catéter situado sobre la médula espinal lumbosacra. En relación a este caso, investigue: a) ¿Por

qué razón hay probabilidades de que este método sea satisfactorio? R: Debido a que existen receptores para opiáceos en el asta posterior de la médula espinal y su activación reduciría la transmisión nociceptiva. b) ¿Por qué razón la morfina es más efectiva que un anestésico local?

R: Debido a que la morfina solo bloqueara el dolor, mientras que el analgésico local bloqueará todas las sensaciones somato sensoriales. 5.

Reflejos y regulación motora

11. Explique la diferencia entre Reflejo en masa y Choque espinal.

R: El choque espinal es una rara condición que puede ocurrir después de una lesión en la medula espinal, involucra un periodo de reflejos ausentes. Este periodo puede continuarse con un periodo de reflejos excesivos. Perdida del tono simpático, baja de la resistencia vascular, dilatación de vasos y colapso circulatorio. El reflejo en masa son reflejos masivos que se pueden observar en individuos con sección espinal (una vez superada la fase de shock). Se produce por estímulos en la piel por debajo del nivel de la sección y la respuesta afecta no solo a los músculos somáticos, sino también a los viscerales, (micción, defecación, etc.) además de una sudoración excesiva y un aumento de la presión arterial. No hay inhibición desde los centros superiores. 12. ¿Qué es el signo de Babinski? ¿Cuál es su significado fisiológico y

patológico? R: Es la extensión dorsal del dedo gordo del pie y generalmente acompañado de la apertura en abanico de los demás dedos en respuesta a la estimulación plantas del pie. Este signo es normal en niños pequeños, pero es anormal después de los 2 años. La persistencia del signo después de los 2 años es un signo de daño a las vías nerviosas motoras superiores, se produce la extensión del dedo gordo del pie. 13. Describa las alteraciones sensitivas que espera encontrar en:

22 a) Sección de la raíz posterior T3

R: No habría sensación de dolor, tacto grueso y temperatura. Sensibilidad de todo tipo ipsolateral se pierde la de ese segmento y solo del lado donde se corta. b) Hemisección medular derecha a nivel de T3

R: No siente tacto fino, presión, ni vibración ipsolateral desde T3 hacia abajo, pierde sensibilidad, dolor, temperatura, tacto grueso contralateral. Haga un esquema de las vías involucradas para explicar los resultados. 14. Una mujer percibe que sus movimientos son más lentos y que le

tiemblan las manos cuando está en reposo. Estos cambios se fueron desarrollando a lo largo de varios años. Su cara es inexpresiva. Cuando se desplazan sus articulaciones pasivamente, hay una resistencia al movimiento, que cede y después reaparece repetidamente a medida que se realiza el desplazamiento. Los reflejos miotáticos son normales igual que la fuerza muscular. a) Investigue cuáles son las estructuras del sistema nervioso central

que tienen una mayor probabilidad de estar afectadas en esta paciente. R: Sustancia negra ubicada en el mesencéfalo, forma parte de los ganglios basales y tiene una función importante en adición e movimientos motores. b) ¿Qué sustancia administraría para aliviar parte de los síntomas en

un tratamiento restituido? Fundamente su respuesta. R: Dopamina ya que participa en diversas funciones como el control del movimiento y porque no pasa la barrera hematoencefalica. L dopa que se transforma en dopamina. 6.

Funciones superiores del cerebro

15. Si un paciente no puede mantener sus signos vitales, ¿cuál es la

ubicación más probable de su lesión? R: Tracto encefálico: ya que sus núcleos participan en muchos procesos básicos que incluyen estados de vigilia y sueño, tono muscular, coordinación de respiración, regulación de presión arterial y modulación del dolor. 16. Paree las funciones siguientes con las estructuras que correspondan: Lóbulo frontal Lóbulo parietal

Funciones vitales Coordinación motora

23 Cerebro Tronco encefálico Lóbulo occipital Hipotálamo Lóbulo temporal Tálamo

Fundamente su elección.

Plantear y coordinar movimientos Procesamiento del tacto Comportamiento alimenticio Visión Entrada de información a corteza Audición

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TRABAJO PRÁCTICO 1: ACTIVIDAD REFLEJA Y SENSIBILIDAD SOMÁTICA. 1. ACTIVIDAD REFLEJA

La respuesta refleja del sistema nervioso es una manifestación directamente observable de la actividad de un reducido grupo de neuronas. Este pequeño grupo de neuronas está interconectado en forma relativamente sencilla, de modo que responde de la misma manera frente a un mismo estímulo. Otro hecho importante es que dichos grupos de neuronas se encuentran "empaquetados" dentro de regiones (segmentos en el caso de la médula espinal) claramente definidas del neuroeje. Esta particular forma de organización neuronal, proporciona una herramienta de incalculable valor para el análisis de la integridad, segmento a segmento, del sistema nervioso. En efecto, dado un estímulo estandarizado, obtendremos siempre una respuesta invariable y estereotipada. Dicha respuesta refleja es un elemento muy útil ya que permite preguntarnos: ¿Está funcionando aquel sector del neuro eje que estoy estimulando? En la interpretación de las respuestas obtenidas, dos patrones de comparación pueden ser utilizados: a) la comparación con exámenes previos realizados en sujetos normales. b) la comparación con la misma respuesta obtenida en el lado opuesto del sujeto que se está examinando. Esto último es particularmente importante, ya que la simetría bilateral del ser humano se manifiesta también a nivel de los reflejos, de modo que cualquier asimetría en una respuesta dada tiene gran valor en el diagnóstico de un proceso patológico. Desde el punto de vista clínico los reflejos pueden dividirse en tres grupos: a) Reflejos superficiales: evocados por la estimulación de la piel y de las

mucosas. b) Reflejos profundos: evocados por la estimulación del aparato locomotor. c) Reflejos viscerales: evocados por la estimulación de las vísceras.

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Cualquiera de estos tres tipos de reflejos puede verse modificado por un proceso patológico. En estas condiciones pueden observarse las siguientes alteraciones de un reflejo dado: a) Exaltación del reflejo: se produce generalmente por ausencia del efecto

inhibidor de centros altos del neuroeje sobre el segmento que se examina, debido a algún daño en dichos centros. b) Disminución o ausencia del reflejo: muchas veces debido a algún proceso patológico asentado en el mismo segmento del sistema nervioso que elabora la respuesta. c) Aparición de reflejos no existentes en el sujeto adulto normal: muchos de estos reflejos son habitualmente normales en etapas precoces de la vida; traducen una "inmadurez" del neuroeje, por ejemplo: el reflejo de Babinski. Desaparecen en el adulto cuando los niveles más complejos del sistema nervioso asumen el control de niveles comparativamente más simples. Este tipo de reflejos aparece entonces cuando se instala alguna patología en los niveles complejos del neuroeje, liberando el control "superior" a niveles más "primitivos" del mismo. En base a lo descrito, es fácil comprender por qué el análisis de los reflejos es valioso para el diagnóstico y la localización de procesos patológicos en el sistema nervioso. 7.

Preguntas

Usted debe traer desarrolladas las siguientes preguntas porque le serán de gran utilidad para entender las respuestas que observará en cada una de las actividades de este práctico: ¿Qué estructuras están involucradas en las respuestas reflejas oculares? Describa: receptores sensoriales, vías aferentes, estructuras centrales, vías eferentes y efectores. R: - Receptor sensorial: foto receptores (conos y bastones) - Vías aferentes: nervio óptico - Estructuras centrales: mesencéfalo, nucleos de Edinger – Westphal - Efectores: musculos de ojo (ciliar) 1.

¿Por qué al estimular el tendón del cuádriceps la pierna se extiende? En una persona sana, ¿cuántos milisegundos transcurren desde que se aplica el estímulo hasta que se produce un reflejo mono sináptico? ¿Qué estructuras están involucradas en este tipo de reflejos? R: Cuando se golpea el tendón del cuádriceps por debajo de la rótula, el golpe estira el musculo cuádriceps en la parte anterior del muslo. Este estiramiento

2.

26

activa los huesos musculares y envía potenciales de acción a través de fibras sensitivas a la medula espinal. Las neuronas hacen sinapsis directamente en las neuronas motoras que controlan la contracción del musculo cuádriceps. Los potenciales de acción en las neuronas motoras hacen que las unidades motoras del cuádriceps se contraiga y la pierna se extiende. Para que la contracción muscular extienda la pierna, los músculos flexores antagonistas deben relajarse por lo tanto los músculos isquiotibiales en la parte posterior del musculo deben relajarse. Entonces algunas de las ramas activan neuronas motoras que inervan el cuádriceps mientras que otras hacen sinapsis sobre interneuronas inhibitorias, las cuales, suprimen la actividad en las neuronas motoras que controlan a los isquiotibiales. - Se demora 30 milisegundos. - Musculo, tendones, vía aferente y eferente, neuronas sensitivas y motoras, médula espinal. ¿A qué nivel de la vía refleja habría lesión si el reflejo pupilar a la luz (directo) está conservado pero el consensual está abolido? R: Es una respuesta de función del sistema nervioso parasimpático que controla la entrada de luz al interior del ojo, esto se debe a las vías aferentes del nervio óptico y vías eferentes de nervio oculomotor. El reflejo foto motor directo contrae la pupila del ojo (miosis) que recibe el estímulo visual, muscular que el consensual es aquel que contrae la pupila del ojo contrario. El impulso eléctrico viaja al núcleo prefecta la cual proyectará sus fibras hacia los núcleos para sinápticos del nervio oculomotor de cada ojo; estos núcleos se llaman núcleos de Edinger Westphal; y estas fibras se comunicaran con la neurona del ganglio ciliar. En la órbita craneana de este ganglio saldrían las fibras post ganglionares que conformaran los nervios ciliares cortos los que inervaron los músculos constrictores de la pupila. Podría haber una lesión en la vía eferente del ojo que no se estimuló con la luz o en la neurona de asociación que conecta el área prefectal con el núcleo Edinger – Westphal.

3.

8. 9.

PRÁCTICO ACIVIDAD REFLEJA

Objetivos: 1. Estudiar algunos reflejos profundos y superficiales en el hombre. 2. Familiarizar al alumno con algunos reflejos de uso clínico. 3. Conocer los estímulos, vías aferentes, estructuras centrales, vías eferentes

y efectores de la respuesta refleja. Material por grupo de trabajo:

27 1. 1 martillo de percusión 2. 2 tórulas de algodón estériles 3. 1 linterna

Método: RECUERDE QUE DEBE LAVARSE LAS MANOS ANTES DE REALIZAR LOS SIGUIENTES ENSAYOS. 1.- Reflejo corneal: estimule suave y brevemente la superficie de la córnea con una tórula estéril de algodón y observe la respuesta. 2.- Reflejo fotomotor: aplique un haz de luz sobre el ojo de un compañero y observe las variaciones del diámetro pupilar. 3.- Reflejo consensual: repita la misma operación sobre un ojo y observe la pupila del ojo del otro lado. 4.- Reflejo pupilar de acomodación: Observe el diámetro pupilar en un compañero que mira primeramente un lápiz que se coloca en la proximidad de la cara (a 10 o 15 cm de distancia de los ojos) y luego observa un objeto colocado a gran distancia (infinito). Compare el diámetro pupilar en ambas circunstancias. 5.- Reflejo tricipital: con el martillo de reflejos, percuta el tendón del músculo tríceps, en su inserción distal, en tanto que el brazo se mantiene en posición flectada y los demás músculos del brazo en estado de completa relajación. 6.- Reflejo rotuliano o patelar: percuta el tendón del cuadriceps de un compañero que permanezca sentado con las piernas colgando libremente, sin tocar el suelo. Es esencial que la musculatura del muslo respectivo se encuentre en total relajación. 7.- Maniobra de Jendrassik: pídale al mismo sujeto que enganche ambas manos con los dedos flectados, tratando de separarlas con el máximo de fuerza. Durante esta maniobra repita Ud. la percusión del tendón del cuadriceps. 8.- Reflejo aquiliano: con el sujeto de rodillas sobre una silla y con los pies pendiendo libremente, percuta el tendón de Aquiles. 2. SENSIBILIDAD SOMÁTICA

Los seres vivientes desarrollan sus actividades en un medio ambiente que es, en general, cambiante. A estos cambios del medio los denominaremos estímulos. Un estímulo puede implicar, para una especie en particular, la necesidad de dar una respuesta adecuada a él, con el objeto de sobrevivir, es decir, es una forma

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de adaptación del organismo a su medio ambiente. Así, existen al menos dos aspectos que se deben considerar dentro del proceso de adaptación: a) el conocimiento del cambio energético. b) la capacidad de dar una respuesta adecuada a él.

Para conocer el cambio energético existen estructuras denominadas receptores sensoriales cuya finalidad es transducir el cambio energético medio-ambiental a energía eléctrica (potenciales generadores), la que debidamente codificada, integrada y procesada puede dar origen a una respuesta adecuada. Los receptores han sido clasificados desde varios puntos de vista. Así, Sherrington los dividió en: -

Exteroceptores: receptores de los cambios que ocurren en el medio externo. Interoceptores: receptores que captan las modificaciones internas de un organismo. Propioceptores: receptores de los músculos, articulaciones y tendones.

Otra clasificación se basa en las características físicas o químicas del estímulo. El estímulo pertinente aplicado al receptor para obtener una respuesta debe poseer el mínimo de energía y se le denomina estímulo adecuado. Así se tienen: 10.

Mecano receptores: cuyo estímulo adecuado es una deformación provocada por un agente mecánico Quimio receptores: estimulados por sustancias químicas. Termo receptores: el estímulo adecuado son las variaciones de temperatura. Receptores de ondas magnéticas: vale decir el receptor visual. Preguntas

Usted debe traer desarrolladas las siguientes preguntas porque le serán de gran utilidad para entender las respuestas que observará en cada una de las actividades de este práctico. Localización de un estímulo táctil y sensación táctil: ¿A qué se debe la diferencia en el error de localización al explorar las diferentes zonas del cuerpo? ¿Por qué al practicar una punción venosa en el dorso de la mano, un paciente siente más intensamente que si lo puncionan en el brazo? 11.

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R: Se debe a que los campos perceptivos se superponen con campos perceptivos vecinos. Porque en la mano hay campos perceptivos más pequeños que en el brazo lo que hace que la región sea más sensible a los estímulos. Discriminación con el compás de Weber: ¿Qué influencia puede tener el tamaño de los campos receptivos y la convergencia cortical en los resultados obtenidos? R: En las regiones menos sensibles 2 estímulos separados por 20 min. No pueden percibirse como separados. Esto ocurre porque muchas neuronas sensitivas primarias que convergen en una neurona secundaria única y crean un campo perceptivo secundario muy grande. Por lo tanto los 2 estímulos serán percibidos como un único punto ya que ambos caen dentro de un mismo campo perceptivo. En las regiones más sensibles, 2 estímulos separados por 2 mm serán percibidos como 2 estímulos distintos. Esto ocurre porque convergen menos neuronas primarias, por lo tanto, los campos perceptivos secundarios son mucho más pequeños. Entonces los 2 estímulos activan vías separadas y son percibidos como estímulos. 12.

Señale las características de los receptores de calor y de frío y cuál es su importancia en los mecanismos adaptativos a diferentes temperaturas ambientales. R: Los receptores de temperatura son terminaciones nerviosas libres. Los receptores de frio son sensibles principalmente a temperaturas inferiores a la temperatura corporal. Los receptores de calor son estimulados por temperatura en el rango que se extiende desde la temperatura corporal normal (37°C) hasta unos 45°C. por encima de esa temperatura, se activan los receptores para el dolor, lo que crea una sensación de calor doloroso. En campo perceptivo para un termo receptor tiene aproximadamente 1mm de diámetro y los receptores están dispersos en todo el cuerpo. Existen más receptores de frio que de calor. Los receptores de temperatura se adoptan lentamente entre los 20 y 40°C, los cambios iniciales informan cambios en la temperatura y una respuesta sostenida comunica la temperatura ambiental. Fuera del rango de 20-40°C, donde la probabilidad de daño tisular es mayor, los receptores no se adaptan. Son muy importantes ya que gracias a ellos podemos regular la temperatura corporal. 13.

30

14.

PRÁCTICO SENSIBILIDAD SOMÁTICA

Objetivos: 1. Estudiar las sensaciones que se originan a nivel de la piel: tacto, calor y

frío. 2. Analizar las relaciones que existen entre la magnitud del estímulo y la

intensidad de la sensación evocada (tacto y presión). Material: -

Agua a 40°C Agua a temperatura ambiente (20°C) Agua con hielo (4°C) 1 Compás de Weber por grupo 1 Regla graduada en milímetros por grupo Método: 1.- Discriminación de distancia: mediante las dos puntas de un compás toque al sujeto y pídale que diga si siente dos puntos o uno. Si dice sentir dos, acerque las puntas del compás, hasta que el sujeto vacile entre uno o dos puntos, mida la distancia entre ellos. En caso de que al tocarlo con ambas puntas del compás, diga que siente sólo un punto, hay que separar las puntas del compás hasta que se obtenga la distancia mínima de separación entre dos puntos. Explore en diversas regiones del cuerpo: pulpejo de los dedos, dorso y palma de la mano, antebrazo, brazo, cara, labios, espalda. 2.- Sensibilidad térmica:

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Efecto da la superficie: introduzca un dedo e inmediatamente después, toda la mano en agua a 40°C y compare la intensidad de ambas sensaciones. Repita el mismo experimento, utilizando agua con hielo (4°C).

a)

Relatividad de las sensaciones térmicas: en tres recipientes con agua a diversas temperaturas (4, 20 y 40°C) y dispuestos en ese orden, sumerja la mano derecha en el agua a 40°C, la mano izquierda en el agua con hielo y a continuación ambas manos en el recipiente con agua a aproximadamente 20°C (temperatura ambiente). Anote las sensaciones percibidas.

b)

SEMINARIO 4: FISIOLOGÍA ENDOCRINA I. 15.

Generalidades

1. Las hormonas actúan uniéndose a receptores localizados en la membrana celular o en el interior de la célula. a. Señale qué es una hormona y cómo se clasifican desde un punto de vista

químico. R: Son moléculas o sustancias químicas reguladoras secretadas hacia la sangre por glándulas endocrinas. Se clasifican en: - Aminas: derivan de los aminoácidos tirosina y triptófano. Incluye las hormonas secretadas por la médula suprarrenal, la tiroides y la glándula pineal. - Polipéptidos y proteínas: por ejemplo la hormona antidiurética (8 aa.), hormona del crecimiento (191 aa.) e insulina (2 cadenas polipeptídicas). - Esteroides: derivan del colesterol. Son ejemplos: testosterona, estradiol, progesterona, cortisol. - Glucoproteínas: consisten en una amina unida a 1 o más grupos de carbohidratos. Por ejemplo: FSH (hormona folículo estimulante) y LH (hormona luteinizante). b. ¿Cuáles hormonas tienen receptores en la membrana celular?

R: las hormonas hidrosolubles (catecolaminas, polipéptidos y glucoproteínas) no pueden pasar a través de la membrana plasmática, de modo que sus receptores están ubicados sobre la superficie externa de la membrana. - Catecolaminas: (hormonas derivadas del aminoácido tirosina) adrenalina,

noradrenalina y dopamina

32

- Polipéptidos: ADH (hormona antidiurética o vasopresina), OXT (oxitocina), GH

(hormona del crecimiento), PRL (Prolactina), GHRH (hormona liberadora de GH), Insulina, Glucagón, Hormona paratiroidea, Calcitonina, ACTH (hormona andenocorticotropina), MSH (Melanocitoestimulante), Hormona liberadora de tirotropina y Gonadotropina coriónica. - Glucoproteínas:

FSH (Hormona folículo estimulante), LH luteinizante), TSH (Hormona tiroideo estimulante) y HGC gonadotropina coriónica).

(Hormona (Hormona

c. ¿Cuáles hormonas tienen receptores intracelulares?

R: Todas las hormonas lipofílicas (esteroides y tiroxina) ya que pueden pasar a través de la membrana plasmática. - Esteroideas: cortisol (hidrocortisona), aldosterona, estrógeno, progesterona y testosterona. d. ¿Qué puede decir del mecanismo de acción de ambos grupos de

hormonas? R: Mecanismo de acción de hormonas lipofílicas (receptores intracelulares: las hormonas esteroideas y tiroideas lipofílicas son transportadas a sus células blanco fijas a proteínas transportadoras en el plasma. Los receptores de hormonas nucleares funcionan dentro del núcleo de la célula para activar la transcripción genética. Mecanismo de acción de hormonas que son catecolaminas, polipetidos y glucoproteínas (receptores de membrana): al tener sus receptores con la membrana ejercen sus efectos sin entrar a las células blanco, las acciones de estas hormonas deben estar mediadas por otras moléculas dentro de dichas células, es decir segundos mensajeros. De este modo los segundos mensajeros son un componente de mecanismos de transducción de señales porque traducen las señales extracelulares (hormonas) hacia señales intracelulares (2do mensajero). 16.

Hipotálamo- Adenohipófisis

La síntesis y secreción de hormonas adenohipofisiarias está controlada por hormonas hipotalámicas. La gran mayoría de ellas tiene una función liberadora (RH=releasing hormone). Usando esquemas, indique las hormonas o factores liberadores según corresponda, para cada hormona adenohipofisiaria, órganos blanco y hormonas secretadas por éstos. R: 2.

HIPOTÁLAMO I TRH I

I CRH I

I GnRH I

I GHRH I

33

I Prolactina I Glándula mamaria

I TSH I Tiroides I T3 T4 Calcitonina

I ACTH I Corteza suprarrenal I Cortisol Andrógenos Aldosterona

ADENOHIPOFISIS I FSH I I Células de Ovarios Sertolli en I testículos Estrógenos

I LH I Células de Leyding I Testosterona

I Ovarios I Estrógeno Testosterona

I GH I Tejido adiposo Músculos Huesos I IGF (Higado)

¿Cómo se regula el mecanismo de secreción a nivel hipofisiario? En los mismos esquemas anteriores, indique los mecanismos de regulación para cada hormona adenohipofisiaria. 3.

a.

Suponga una insuficiencia en la función endocrina de la glándula periférica (hiposecreción), ¿qué pasará con los niveles plasmáticos de la hormona hipotalámica y de la hormona adenohipofisiaria? R: Los niveles plasmáticos de las hormonas hipotalámicas y adenohipofisiarias aumentarían por la retroalimentación negativa, entonces al haber hiposecreción en las glándulas periféricas el hipotálamo va a aumentar su secreción de hormonas lo que a su vez estimulará a la adenohipófisis para que secrete sus hormonas, estas hormonas irán al órgano blanco y al haber una hiposecreción por parte de él, seguirá pasando lo mismo.

b.

Suponga ahora una hiperfunción de la glándula periférica (hipersecreción), ¿qué ocurrirá con los niveles de la hormona adenohipofisiarias? R: Los niveles de hormona adenohipofisiarias estarían bajos ya que por retroalimentación negativa, al haber alta concentración de hormonas secretadas por el órgano blanco inhibirían la secreción de hormonas en la adenohipófisis.

Suponga que se secciona completamente el tallo hipofisario en un animal de experimentación. ¿Qué sucederá con los niveles plasmáticos de cada una de las hormonas adenohipofisiarias? Justifique su respuesta. R: La adenohipófisis produce y libera hormonas bajo el control del hipotálamo, también por medio de hormonas o factores estimulantes e inhibitorios. Por ello, si se seccionará el tallo hipofisario, se verán afectadas las concentraciones de la hormona del crecimiento (GH), prolactina (PRL), de hormona adenocorticotropica (ACTH), hormona tiroideo estimulante (TSH), hormona folículo estimulante (FSH). 4.

17.

Hipotálamo-Neurohipófisis

34 5. Explique mediante esquemas la síntesis y la secreción de la ADH

(también llamada arginina vasopresina=AVP) y la oxitocina. R: Núcleo supra óptico I Periodo precursor ADH PREPROPRESOFISINA (péptido señal, ADH, neurofisina II, glucoproteína)

Núcleo para ventricular I Precursor oxcitocina PREPROPRESOFISINA (péptido señal, oxitocina, neurofisina I)

I Aparato de Golgi (los péptidos señal se eliminan de las pre hormonas para formar las prohormonas)

I Prohormona: propresofina

I Prohormona: pro proxifisina

I Vesícula con prohormona I Viajan las vesículas a lo largo del axón de la neurona (a través del tracto hipotalámico-hipofisiario) I Neurohipofisis I Se transmite un potencial de acción desde el cuerpo celular del hipotálamo, por el axón hasta el terminal nervioso en la neurohipofisis. I Se despolariza el terminal nervioso I Entra Ca+2 I I Exocitosis de gránulos que Exocitosis de gránulos que contienen ADH y sus contienen oxitocina y sus neurohipofisinas. neurofisinas. I I ADH Oxitocina I Capilares fenestradas vecinas I Circulación sitemica I Tejido diana

35 6. ¿Qué relación existe entre la ADH y la oxitocina?

R: Son de estructura similar, difieren solo en dos aminoácidos: Neuropéptidos. - Estas hormonas son las únicas liberadas por la neurohipófisis. - No estimulan a otras glándulas endocrinas. 7. ¿Cuáles son las funciones de la ADH y la oxitocina? R: ADH: tiene 2 acciones, una sobre el riñón y otra sobre el musculo liso. Aumento de la permeabilidad al agua: la principal función de la ADH es aumentar la permeabilidad al agua de las células principales del túbulo distal tardío y del conducto colector. La mayor permeabilidad al agua de las células principales permite que el agua sea reabsorbida por los túbulos colectores y fabrica una orina concentrada o hiperosmótica. Contracción del musculo liso vascular: la 2da acción de la ADH es producir la contracción del musculo liso vascular, la contracción de las arteriolas y el aumento de la resistencia periférica total. Oxitocina Eyección de leche: la principal acción de la oxitocina es producir la eyección de la leche. Cuando se secreta oxitocina en respuesta a la secreción produce la contracción de las células mioepiteliales que revisten estos pequeños conductos, lo que 8. En el mismo procedimiento experimental de la pregunta 4, ¿qué sucederá con los niveles plasmáticos de ADH y oxitocina? Explique. R: Si se secciona el tallo hipofisario por encima de la hipófisis pero se mantiene intacto todo el hipotálamo, la secreción de hormonas neurohipofisarias disminuirá de forma transitoria y unos días después recuperara la normalidad; las hormonas se secretan entonces por las terminaciones seccionadas de las fibras del hipotálamo y no por las que se encuentran en la neurohipófisis. Este efecto obedece a que las hormonas se sintetizan inicialmente en los cuerpos celulares de los núcleos supra ópticos y para ventricular y después se transporta en combinación con proteínas “transportadoras” denominadas neurofisinas, a las terminaciones nerviosas de la neurohipófisis, a las que tardan varios días en llegar. 9. El control de la secreción de oxitocina durante el parto es un buen

ejemplo de retroalimentación positiva. a. Usando la figura, explique cómo se realiza el estímulo para la secreción

de oxitocina.

36

R: Cuando el bebé está listo para nacer, se mueve hacia una posición más inferior en el útero y comienza a presionar sobre el cérvix o cuello uterino. Las señales sensoriales del cuello uterino llegan al hipotálamo el cual hace que se libere la hormona oxitocina, la cual hace que el útero se contraiga y presione la cabeza del bebé contra el cuello uterino estirándolo aún más. Esto hace que se libere más oxitocina, lo que causa contracciones que presionan con más fuerza al bebé contra el cuello uterino. Este ciclo continua hasta que finalmente el bebé es expulsado, liberando la presión sobre el cuello uterino y deteniendo el bucle de retroalimentación positiva. b. Investigue cómo este estímulo logra llegar al hipotálamo.

R: La distención progresiva del útero estimula los receptores locales que por vía neuronal estimulan el núcleo para ventricular que libera oxitocina. c. ¿Qué otras hormonas actúan sinérgicamente con la oxitocina en la

estimulación de las contracciones del músculo liso uterino? R: Estrógeno aumenta contractibilidad del útero. Glándulas suprarrenales secretan grandes cantidades de cortisol que estimula el útero. Membranas ferales liberan progesterona. Relaxina, relaja el útero. CRH: Hormona liberadora de ACTH 10. ¿Por qué un aumento de la secreción de oxitocina puede causar hiponatremia? R: Debido a su similitud con la vasopresina, puede reducir ligeramente la excreción de orina. En algunas especies, la oxitocina puede estimular la excreción de sodio por los riñones. La hiponatremia es la baja de sodio en sangre que también lo hace la vasopresina.

37 18. 19.

GH

11. Utilizando la figura siguiente, explique cómo se regula la secreción de

GH.

R: El ritmo del sueño, el estrés y el ejercicio son factores estimuladores del crecimiento; estimulan al hipotálamo, éste controla por 2 vías la secreción de la GH en la hipófisis anterior. Una estimuladora (GHRH: Hormona liberadora de la GH) y otra inhibitoria (somatostatina). La GHRH actúa sobre los somatotrofos de la adenohipófisis, estimula la síntesis y secreción de GH. La somatostatina se une al somtotrofa y la adenohipófisis. La GH al actuar en el hígado produce somatomedinas (IGF) que actúa inhibiendo a la adenohipófisis y estimulando al hipotálamo. 12. Explique de qué manera actúa la GH sobre el crecimiento y el

metabolismo. R: La GH reduce la captación y la utilización de glucosa por los tejidos diana, como el musculo y tejido adiposo, por ende aumenta la glicemia. Esta hormona aumenta también la lipolisis. Como consecuencia de estos eventos metabólicos, dicha hormona hace aumentar las concentraciones de insulina en sangre. Aumento de síntesis de proteína y crecimiento de órganos: la GH aumenta la captación de aminoácidos y estimula la síntesis de ADN, ARN y proteínas. Estos efectos explican las acciones promotoras del crecimiento de la hormona como aumento de la masa corporal magna y del tamaño de los órganos. Aumento del crecimiento longitudinal: mediado por las somatomedinas, la GH altero todos los aspectos del metabolismo del cartílago, estimulación de la síntesis de ADN, ARN y proteínas. En los huesos en crecimiento, las placas epifisiarias se ensancha y deposita más hueso en las extremidades de los huesos largos.

38 20.

Prolactina

13. ¿Cómo se regula la secreción de prolactina? ¿Qué factores estimulan su

secreción? R: Hay 2 vías reguladoras procedentes del hipotálamo, una inhibitoria por medio de la dopamina y otra estimuladora por medio de la TRH. El embarazo y la lactancia son los estímulos más importantes para la secreción de prolactina. 14. ¿Qué manifestaciones clínicas tendrá una mujer con altos niveles de

prolactina séricos (hiperprolactinemia)? Explique. R: Puede estar causado por la distribución del hipotálamo, por la interrupción del tracto hipotalámico-hipofisario o por prolactinomas (tumores secretores de prolactina). En los casos de destrucción hipotalámica o de interrupción del tracto hipotalámica-hipofisarias, aumenta la secreción de prolactina por la pérdida de la inhibición tónica por la dopamina. Los síntomas principales serian galactorrea y la infertilidad (causada por la inhibición de la secreción de GnHR por las elevadas concentraciones de prolactina).

SEMINARIO 5: FISIOLOGÍA ENDOCRINA II. 21.

Tiroides

1. La siguiente figura muestra un esquema de la regulación del eje hipotálamoadenohipófisis-tiroides.

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¿Cuáles son los efectos de la TSH sobre la tiroides y la síntesis de las hormonas tiroideas? R: - Eleva la proteólisis de la tiroglobulina que se encuentra almacenada en los folículos, con lo que se liberan hormonas tiroideas a la sangre circulante y disminuye la sustancia folicular. - Incrementa la actividad de la bomba de yoduro que favorece el “atrapamiento de yoduro por las células granulares”. - Intensifica la yodación de la tirosina para formar hormonas tiroideas. - Aumenta el tamaño y la actividad secretora de las células tiroideas. - Incrementa el número de células tiroideas. - Estimula la síntesis de hormonas tiroideas. Se une la TSH a sus receptores específicos de la membrana basal de la célula tiroidea. Se activa la adenilato ciclasa de la membrana, lo que incrementa la formación de AMP cíclico en la célula. AMPc actúa como 2do mensajero y activa a la proteína Kinasa, que produce múltiples fosforilaciones en toda la célula. El resultado es un aumento inmediato de la secreción de hormonas tiroideas y un crecimiento prolongado del tejido glandular. a.

¿Cuáles son las diferencias entre el hipo e hipertiroidismo primario y el hipo e hipertiroidismo secundario? ¿Cómo son los valores plasmáticos de las hormonas TSH, T3 y T4 en cada caso? R: Hipotiroidismo primario: disminución de la síntesis hormonal en la tiroides por daño intrínseco de ella, es decir, la propia tiroides es la que no puede producir suficiente cantidad de hormonas. Enfermedad de Hashimoto: autoinmunidad contra la glándula. Aumenta TSH y aumenta T3 y T4. Hipotiroidismo secundario: disminución de la síntesis hormonal a nivel hipotalámico o adenohipofisiarias. Disminuye TSH, T3 y T4. b.

Hipertiroidismo primario: aumento de la síntesis hormonal en la tiroides. Enfermedades autoinmunes, tumores. Disminuye TSH y aumenta T3 y T4. Enfermedad de Graves: enfermedad autoinmune en la que se producen inmunoglobulinas contra el receptor de la TSH que estimula la producción de HT y el crecimiento de la tiroides. Adenoma Tiroideo Toxico: tumor benigno de la tiroides que se manifiesta como un nódulo púnico que produce HT en exceso. Hipertiroidismo secundario: exceso de TSH por adenomas hipofisarios productores de TSH. Aumenta TSH, T3 y T4. Suponga que un sujeto ingiere por varios días algún compuesto que tiene perclorato o tiocianato, ¿qué sucederá con los niveles plasmáticos de TSH y de hormonas tiroideas? Fundamente su respuesta.

c.

40

R: El perclorato compite con el yoduro para ser transportados activamente por la tiroides, por lo tanto inhiben la captación de yoduro. Al inhibir la captación de yoduro no se podrá formar hormonas tiroideas, por lo tanto, los niveles plasmáticos serán bajos. Los niveles plasmáticos de TSH estarán altos, ya que al haber baja concentración de hormonas tiroideas, se estimulará a la adenohipófisis a que produzca más TSH. En la enfermedad de Graves, el sistema inmune sintetiza anticuerpos capaces de unirse al receptor de TSH y activarlo. ¿Qué sucederá con los niveles de TSH, T3 y T4 en un sujeto que presenta esta enfermedad? Fundamente su respuesta. R: Como estos anticuerpos se unen al receptor de TSH inducen una activación continua de AMPc lo que se traduce en una elevada producción de T3 y T4; la elevada secreción de T3 y T4 suprime la formación adenohipofisiaria de TSH, por tanto las concentraciones de TSH son menores de lo normal. d.

En un sujeto que presenta tiroiditis de Hashimoto, ¿qué espera usted que suceda con los niveles plasmáticos de TSH, T3 y T4? R: La tiroiditis de Hashimoto se caracteriza por la destrucción de la glándula tiroides mediado por anticuerpos, causa hipotiroidismo. Entonces obviamente los niveles de T3 y T4 estarán bajos y los niveles de TSH estarán altos. e.

2. La siguiente figura muestra las acciones fisiológicas de las hormonas tiroideas.

41

22.

BMR: metabolismo basal; CNS: sistema nervioso central a) Explique cómo realizan sus funciones las hormonas tiroideas en cada

uno de los 5 cuadros mostrados en la figura. R: La 1ra etapa en la acción de las hormonas tiroideas es la conversión de T4 en T3 por la enzima 5-yodinasa. La T3 se une al receptor nuclear, luego se estimula la transcripción del ADN, traducción de ARNm y se logra la sint4esis de nuevas proteínas proteínas que son responsables de las múltiples acciones de las hormonas tiroideas. - IMB (índice metabólico basal): las hormonas tiroideas aumentan el consumo de oxígeno en todos los tejidos excepto en el cerebro, en las gónadas y en el bazo al inducir la síntesis y aumentar la actividad de la bomba Na/K. - Metabolismo:

el mayor consumo de oxigeno depende de una mayor disponibilidad de sustratos para el metabolismo oxidativo. Las hormonas tiroideas aumentan la absorción de glucosa en el intestino y potencian los efectos de otras hormonas (ejemplo: catecolaminas, glucagón y GH) sobre la

42

gluconeogénesis, la lipolisis y la proteólisis. Las hormonas tiroideas aumentan la síntesis y la degradación de las proteínas, pero globalmente su efecto es catabólico, lo que da lugar a degradación de masa muscular. Estos efectos metabólicos se producen porque las hormonas tiroideas inducen la síntesis de enzimas metabólicas claves. - Cardiovascular y respiratorio: las hormonas tiroideas inducen la síntesis de los

receptores B1-adrenérgicos cardiacos. Los receptores B1 miden los efectos del SNS para aumentar la frecuencia cardiaca y la contractibilidad cardiaca. Las HT inducen también la síntesis de miosina cardiaca y de la bomba de calcio en el RE. - Crecimiento: las HT actúan sinérgicamente con la GH y las somatomedinas para

promover la formación ósea. - SNC: en el periodo perinatal la HT es esencial para la maduración normal del

sistema nervioso central. b) En base a las acciones fisiológicas de las hormonas tiroideas,

explique los síntomas que experimenta un sujeto que presenta hipertiroidismo. ¿Qué tratamiento le sugeriría al paciente? Explique. R: SINTOMAS: estado de gran excitabilidad, intolerancia al calor, aumento de la sudoración, adelgazamiento leve o extremo, diarrea, debilidad muscular, nerviosismo, fatiga o incapacidad de conciliar el sueño, temblor en las manos, etc. Muchos de estos efectos son similares a los producidos por las catecolaminas por medio de los receptores B-adrenérgicos. Le sugeriría como tratamiento bloqueantes B-adrenérgicos, por ejemplo: propanolol. 3. ¿Cuál es la importancia fisiológica de la deyodasa presente en los tejidos periféricos? R: En los tejidos periféricos la T4 (tiroxina) se convierte en T3 (con más afinidad) por acción de la enzima deyodasa. Tiene mucha importancia, ya que la T3 es 10 veces más activa que T4, y sin esta enzima no se podría llevar a cabo la conversión. 23.

Glándula Suprarrenal

Nombre las hormonas producidas por la glándula suprarrenal y señale cuáles son sus lugares de síntesis. R: Corteza Zona glomerulosa: producción de mineralcorticordes como la aldosterona. Zona fasciculata: producción cortisol (glucocorticoide). 4.

43

Zona reticular: andrógenos suprarrenales (DHEA). Medula: epinefrina o adrenalina, pequeña cantidad de norepinefrina y noradrenalina. 5. En relación a los glucocorticoides, ¿cómo es su secreción y cuál estímulo es el más importante para su liberación? ¿Qué etapa de su síntesis es estimulada por la ACTH? ¿Cómo se transporta el cortisol en la sangre? ¿Por qué? R: La secreción de estas células está controlada por el eje hipotálamoadenohipófisis a través de corticotropina (ACTH). La ACTH estimula la síntesis de esteroides suprarrenales, incrementa el número de receptores de LDL de la célula cortico-suprarrenales y la actividad de las enzimas que liberan el cortisol a partir de las LDL. Es estimulada por el estrés, traumatismo, hipoglicemia, fiebre, más un pic de cortisol, aumento de ACTH y ritmo circadiano. La ACTH activa a las células cortico suprarrenales para que produzcan esteroides a través del aumento del AMPc. Estimula síntesis de esteroides suprarrenales. Se transporta unido a proteínas, sobre todo a una globulina fijadora del cortisol y en menor grado a la albumina. -

Dado que una gran cantidad de células sintetizan el receptor para glucocorticoides, sus efectos son multisistémicos. ¿Cuáles son sus efectos sobre el sistema nervioso central, metabolismo y sistema inmune? R: - Metabólicos: lipolisis, proteólisis, gluconeogénesis. - Sistema inmune: es inmuno supresor. - SNC: disminuye la duración del sueño, REM, aumenta el sueño de ondas lentas y el tiempo de vigilia. Aumenta simpática. 6.

A diferencia de los glucocorticoides, cuya síntesis está bajo regulación neuroendocrina, ¿cuáles son los estímulos para la secreción de la aldosterona? ¿Cómo se transporta la aldosterona en la sangre? ¿Por qué? ¿Dónde se ubica su receptor? R: Aumenta angiotensina II (producto de disminución de presión sanguínea), aumenta potasio y adenocorticotropina (ACTH). Se transportan unidas a proteínas (60%) 40% libre, porque la unión de los esteroides suprarrenales a las proteínas podría actuar como reservorio para reducir las fluctuaciones rápidas de las concentraciones de la hormona libre. La aldosterona se une a receptores citoplasmáticos, lo que va a generar un aumento de la traducción y síntesis de proteínas.

7.

Como los glucocorticoides y los mineralocorticoides presentan una gran homología, el receptor para mineralocorticoides también es activado por cortisol. ¿Cómo se regula este proceso en condiciones normales, para

8.

44

que el cortisol no active a estos receptores? ¿Cuáles son las consecuencias de un hipercortisolismo sobre las funciones de la aldosterona? R: Se regula mediante la enzima 11 B-hidroxiesteroide deshidrogenasa tipo 2 que convierte normalmente la mayoría del cortisol en cortisona que no se une fácilmente a los receptores para mineralocorticoides. 9. ¿Cuál es el andrógeno secretado por la glándula adrenal más abundante en la sangre? ¿Cuál es su efecto fisiológico? R: La DHEA y la androstenedima son esteroides androgénicos. La actividad androgénica de estos compuestos es débil pero en los testículos se convierten en testosterona.

45

SEMINARIO 6: FISIOLOGÍA ENDOCRINA III. 24.

Gónadas

1. Complete los gráficos, dibujando las curvas correspondientes a las

variaciones que experimentan los niveles plasmáticos de LH, FSH, progesterona y estradiol durante el ciclo menstrual. Describa y explique los cambios que se producen en los niveles hormonales.

Explique las variaciones que ocurren en el endometrio durante el ciclo. R: Al comienzo la FSH estimula la maduración del folículo, luego el peak de FSH y LH promueven la ovulación en el día 14; también hay un peak de estrógeno porque el folículo se rompe y se libera el estrógeno que había acumulado en la cavidad central - En la 2da fase (fase lútea) el cuerpo lúteo genera grandes cantidades de progesterona, por ende las gonadotrofinas FSH y LH se mantienen bajas.

46 - Fase proliferativa (fase estrogénica): al comienzo de cada ciclo menstrual la

mayor parte del endometrio se descama con la menstruación. Luego, bajo la influencia de los estrógenos, el endometrio prolifera con rapidez. - Fase secretora (fase progestacional): después de la ovulación el cuerpo

lúteo genera grandes cantidades de estrógenos y progesterona. los Estrógenos producen una ligera proliferación adicional y la progesterona provoca una notable tumefacción y desarrollo secretor del endometrio. - Fase menstrual: se debe a la caída de estrógenos y progesterona. 2. Describa la regulación global de la función testicular.

R: Diferentes estímulos pueden estimular la secreción de la hormona estimulante de las gonadotropinas (GnRH); esta estimula a la adenohipófisis para que produzca LH y FSH. La FSH va a estimular a las células de Sertolli para producir la espermatogénesis. La LH estimula la secreción de testosterona por las células de Leyding. 3. Describa las acciones de las hormonas folículo estimulante y luteinizante

en los testículos. R: La acción de LH estimula la secreción de testosterona por parte de las células de Leyding. La FSH estimula el trabajo de las células de Sertolli para llevar a cabo el proceso de espermatogénesis. La testosterona también estimula la espermatogénesis. 4. ¿Cuáles son las principales acciones de los andrógenos en el hombre?

R: La testosterona, de naturaleza esteroidea genera: - Aumenta el espesor y la mielinización ósea. - Anabolismo proteico. - Caracteres sexuales secundarios. - Desarrollo del aparato reproductor. 25.

Regulación de la calcemia

El modelo siguiente esquematiza el metabolismo del calcio en un individuo adulto, cuya ingestión es de 1 gramo diario.

5.

47

En este modelo: a. Señale la hormona (1) que media la absorción de calcio. ¿En qué

parte del tracto gastrointestinal ocurre este proceso? R: El calcitriol o 1,25 dihidroxicolacalciferol. Ocurre en el intestino delgado, duodeno y yeyuno. b. La concentración de calcio total en el líquido extracelular es de 10

-

mg/dL. ¿Cómo se encuentra el calcio en el plasma? R: 60% de calcio es de tipo no difusible. Unido a albuminas. Unido a globulinas. c. ¿Cómo afecta el pH a la concentración de calcio plasmático?

R: pH alcalino aumenta el calcio unido a proteína, disminuyendo el calcio iónico. Por el contrario, pH ácido disminuye el calcio unido a proteínas, aumentando el calcio iónico. d. Los

procesos marcados como 2 y 3 corresponden a la estimulación (2) e inhibición (3) de la resorción ósea. ¿Qué hormonas median estos procesos? R: (2) Calcitriol, pH / (3) Calcitonina, estrógenos. e. ¿Qué hormona estimula la reabsorción renal de calcio (4)?

R: Calcitriol y pH. f. ¿Qué relación existe entre la PTH y el calcitriol? R: Para que la 25 hidroxivitamina D3 llegue a su 1,25 dihidroxivitamina D3 requiere de un aumento de PTH. Cuando la PTH se encuentra baja, la 25 hidroxivitamina D3 será hidroxilada en la posición 24 generando una forma inactiva de la hormona (24, 25 dihidroxicelacalcitriol).

48

Explique por qué un paciente con aumento de la hormona paratiroidea tiene hipercalciuria, si dicha hormona aumenta la reabsorción renal de calcio. R: El hiper paratiroidismo induce una actividad osteoclástica extrema en los huesos, con la consiguiente elevación de la concentración de calcio en el LEC, incluso la concentración de fosfato en el LEC experimenta un marcado ascenso en lugar de descender como suele ser habitualmente. Esto ocurre porque los riñones no pueden excretar con suficiente prisa todo el fosfato que se está reabsorbiendo desde los huesos.

6.

Si un paciente presenta niveles de calcio plasmático que están bajo los niveles considerados normales:

7.

a. ¿Qué sucederá con los niveles plasmáticos de PTH y de calcitriol?

R: PTH altos y Calcitriol altos. b. ¿Qué sucederá con la absorción intestinal y reabsorción renal de

calcio? R: Aumentará, ya que será estimulada por la PTH y calcitriol. c. ¿Cuáles células estarán más activas en el tejido óseo?

R: Los osteoclastos promueven la reabsorción ósea. 26.

Regulación de la glicemia

8. ¿Cuáles son las hormonas secretadas por el páncreas que participan en

la regulación de la glicemia? ¿Qué tipo de células las producen? R: - Células alfa: glucagón  por catecolaminas más R. B-adrenérgicos de células alfa - Células beta: insulina  sensible a ligando y son inactivados por canales K+ - Células delta: somatostatina  regula insulina y glucagón 9. ¿Cómo se regula la síntesis, almacenamiento y secreción de la insulina?

Nombre los factores que estimulan su secreción y los que la inhiben. R: Glicemia I I Inhibe células 2 I Glucagón I

I Inhibe células 3 I Insulina I

Glicemia I I Estimula células 2 I Glucagón I

I Estimula células 3 I Insulina I

49 I Glicemia

I Glicemia

La insulina se sintetiza, como todas las hormonas peptídicas, como pre hormona, posteriormente está pre hormona va a sufrir un proceso de transformación post traducción en donde se retira el péptido C o péptido señal, y se fabrica de forma definitiva la insulina. El aumento en el transporte de glucosa va a generar un incremento en el metabolismo, un aumento en la glicolisis y en el ciclo de Krebs, lo cual genera aumento en las concentraciones de ATP en la célula beta. Entonces existen canales de potasio sensibles al ATP, y cuando aumenta la secreción de ATP se cierra el canal de K+, esto genera la despolarización de la membrana de la célula beta. Posterior a esto se abren canales de calcio voltaje dependiente, se genera la entrada de calcio y este se une a las vesículas para promover la exocitosis de la insulina. La insulina es una hormona de tipo peptídica, y va a poder ser almacenada en vesículas. 10. Explique en qué consiste la secreción bifásica. Haga un gráfico.

R: Va a haber una primera oleada de insulina que se libera con la insulina preformada, y luego el mismo estimulo que gatillo la 1ra secreción (ejemplo: un aumento en el transporte de glucosa) va a activar un efecto más genómico de formación de nueva insulina para volver a llenar las vesículas y llevar así una segunda oleada. Entonces en la 1ra fase se liberan las vesículas que ya estaban en la periferia cargadas de insulina, y luego una 2da fase de expansión y posición de la insulina en la que en el fondo vamos a fabricar nueva insulina, llenar nuevamente las vesículas y seguir liberando insulina.

11. ¿Cuáles son los efectos de la insulina sobre los tejidos periféricos? R: Tejido adiposo ● Aumenta captación de glucosa. ● Síntesis de ácidos grasos. ● Aumenta actividad de bomba Na/K. ● Aumenta captación de ácidos grasos. Músculos ● Aumenta captación de glucosa

50

● Gluconeogénesis ● Aumenta actividad de bomba Na/K Hígado ● Sintetiza ácidos grasos. ● Gluconeogénesis Todos los tejidos ● Aumenta síntesis proteica. ● Captación de aminoácidos. ● Cambios en la expresión frénica. 12. La insulina juega un papel clave en la mantención de la homeostasis de

la glucosa. El aumento de la concentración de glucosa plasmática o glicemia es el principal estímulo de la secreción de insulina. A: Un sujeto normal recibe 75 gramos de glucosa por vía oral. B: Un sujeto normal recibe 0,5 gr glucosa/kg de peso, administrada por vía endovenosa. En los gráficos A y B se muestra la glicemia y la concentración de insulina plasmática en función del tiempo. A

B

a. ¿Cómo se explica la diferencia entre las dos curvas de secreción de

insulina? R: En el sujeto normal al aumentar la glucosa coincide con un peak de la secreción de insulina porque el principal estímulo para la liberación de insulina es un aumento de la concentración de glucosa. Va a ser bien importante la presencia de incretinas pancreáticas, como el péptido relacionado al glucagón, la COK, etc. Que estimulan la secreción pancreática; a medida que se está absorbiendo glucosa, las incretinas estimulan la secreción pancreática. Cuando se administra glucosa por vía endovenosa, no va a tener este comportamiento porque va a saltar la estimulación de las incretinas que son importantes para la secreción de insulina pancreática. b. Ambos sujetos tienen la misma glicemia basal. ¿Cómo se explica la

diferencia en las curvas de glicemia?

51

R: En el sujeto de administración de glucosa por vía oral, se secreta una cantidad normal de insulina, por lo tanto la glicemia tiende a bajar. En cambio, en el sujeto B no se secreta una cantidad normal de insulina por lo tanto la glicemia sube. 13. Haga un gráfico similar al A con las curvas de glicemia y concentración

de insulina que se obtendrían, al realizar el test de tolerancia a la glucosa, en un sujeto diabético. Compare ambas curvas con las del sujeto normal de la figura A y analícelas. R: 14. ¿Cuáles son las diferencias entre la diabetes tipo I y II? R: - Diabetes tipo I: tiene mayor incidencia entre jóvenes y niños. El propio sistema inmunitario produce una destrucción de las células beta del páncreas. - Diabetes tipo II: con mayor frecuencia en adultos. Causada generalmente por obesidad y vida sedentaria. El organismo produce insulina, pero no en las cantidades suficientes que el organismo necesita para su correcto funcionamiento. 15. ¿Cuál es la función del glucagon en la regulación de la glicemia?

¿Cuáles son los factores que afectan su secreción?

52

SEMINARIO 7: FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR Y SANGRE. Fisiología cardiovascular 27.

Ciclo cardiaco

1. ¿Qué se entiende por ciclo cardíaco y cuál es su duración en el hombre

en reposo? R: Se conoce como ciclo cardiaco a la sucesión de eventos cíclicos volumétricos y presiones que ocurren durante una sístole y otra. El tiempo promedio, en condiciones de reposo, de duración del ciclo cardiaco es 800 milisegundos o 0,8 segundos (de esos 800 milisegundos, 500 milisegundos son diástole y 300 de sístole). Con temperatura tiende a acelerarse. 2. ¿Cuál es el período de reposo del corazón y qué sucede con dicho

período cuando aumenta la frecuencia cardiaca (taquicardia)? R: Es la fase de llenado o diaresis, es la más lenta del ciclo. Taquicardia reduce el tiempo de llene diastólico → VSF no se modifica. La sístole auricular no disminuye Las válvulas son muy importantes ya que permiten el peso de sangre desde las aurículas hacia los ventrículos y desde los ventrículos hacia las arterias. También impiden el flujo nitrogenado de sangre. Se debe a las diferencias de presión. Las válvulas semilunares se abren cuando la presión dentro de los ventrículos supera la presión arterial, y las válvulas auriculo ventriculares se abren cuando el corazón entra en diástole. 3. Describa cómo se encuentran las válvulas del corazón en las siguientes

sub fases de los períodos de sístole y diástole ventricular: R:

53 a. contracción isovolumétrica: se encuentran cerradas ya que al estar en

contracción isovolumétrica (mismo volumen, no entra ni sale) en el ventrículo empieza a aumentar la presión producto de la contracción pero como es isovolumétrica la sangre no se mueve a ningún lado. b. expulsión rápida: si abren las válvulas semilunares y las auriculo ventriculares están cerradas. En este primer tercio se expulsó el 70% de la sangre que se expulsará. c. expulsión lenta: en este periodo se expulsa el 30% restante de sangre que tiene que ser expulsada. Por lo tanto, al igual que el anterior las válvulas semilunares están abiertas y las auriculo ventriculares cerradas. d. relajación isovolumétrica: las válvulas semilunares se cierran porque la

presión dentro de los ventrículos es levemente menor a la presión que hay en la arteria. Las auriculo ventriculares están cerradas porque la presión que hay en los ventrículos va a ser mayor a la presión que hay en las aurículas. e. llene rápido: se abren las válvulas auriculo ventriculares porque la presión dentro del ventrículo es inferior a la presión auricular entonces la caída por gravedad de la sangre va a generar una primera elevación del volumen. Las válvulas semilunares están cerradas. 75% (pasivo) f. llene lento: (o diastasis) Periodo de llenado pasivo, aun no involucrados la contracción auricular. Por lo tanto, las válvulas auriculo ventriculares están abiertas y las semilunares cerradas. 5% (contracción de la aurícula. Fin cierre de válvula auriculo ventricular). g. sístole auricular: las válvulas auriculo ventriculares siguen abiertas e ingresa un 20% más de sangre producto de la concentración auricular. Las válvulas semilunares siguen cerradas. 28.

Hemodinamia

4. ¿De qué factores depende la velocidad del flujo sanguíneo por un vaso? R: 𝐹𝑂 × 𝑉 × 𝐴 constante, directamente (𝐹𝑂 ): Flujo proporcional Área de sección (A): A mayor área, menor velocidad. A menor área, mayor velocidad. Velocidad del flujo (V): Volumen por unidad de tiempo. Caudal, gasto y flujo. 5. ¿Cuáles son los factores que determinan la resistencia al flujo?

R: 𝑅 =

8𝑛 ×𝐿 𝜋𝑟 4

R(radio): A mayor radio, menor resistencia A menor radio, mayor resistencia L(longitud de circuito): A mayor L, mayor resistencia

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A menor L, menor resistencia n(viscosidad): A mayor viscosidad, mayor resistencia A menor viscosidad, menor resistencia 6. ¿Cómo varía la presión dentro de un segmento de vena al ir aumentando

el volumen de sangre que contiene? ¿Y en el de una arteria? Haga los gráficos presión-volumen correspondientes a cada caso. R: A mayor volumen, mayor presión en el caso de venas y arterias. La diferencia radica que en las venas una pequeña o gran variación de volumen aumenta muy poco la presión; un cambio, en las arterias ante una pequeña variación de volumen la presión se dispara o disminuye abruptamente.

7. Compare la distensibilidad venosa con la arterial. R: La distensibilidad vascular es la capacidad de un vaso sanguíneo que permite el paso de sangre mando aumenta la presión. Las paredes de las arterias son bastante más fuerte que las venas, por lo que las venas son unas 8 veces más distendidas que las arterias. Es decir, un incremento dado de la presión provoca un incremento arteria de tamaño comparable. 29.

Microcirculación

¿Cuáles son los factores responsables del movimiento de solutos y de agua a través de las paredes del capilar? R: Depende principalmente de la diferencia de concentración entre el corporal y el intersticio. Cuanto mayor sea la diferencia de concentraciones de una sustancia dada en los 2 lados de la membrana, mayor será el movimiento neto de la sustancia en una dirección a través de la membrana. PHC Favorece POI Filtración PHI Favorece POC Reabsorción 8.

¿Qué pasa con la cantidad de líquido intersticial en la pierna de un individuo en los siguientes casos (suponiendo que en cada caso los demás factores están normales) R: a. contracción de las arteriolas: aumenta la absorción ya que existe una menor presión en el capilar. Por lo tanto disminuye el agua en el intersticio. b. contracción de las vénulas: aumenta la filtración desde el capilar ya que la presión del capilar aumenta. Por lo tanto, aumenta el agua en el intersticio.

9.

55 c. disminución de las proteínas plasmáticas: aumenta la filtración ya que

la disminución de las proteínas plasmáticas permite la salida del agua desde los capilares hacia el líquido intersticial. Por lo tanto, aumenta el agua en el intersticio. d. daño de la pared de los capilares: se altera la filtración y reabsorción del agua. Aumenta agua en el intersticio. 30.

Función Ventricular

10. ¿Qué se entiende por volumen expulsivo, de qué factores depende y

cómo lo afectan cada uno de ellos? R: También conocido como volumen sistólico o débito sistólico. Es la cantidad de sangre eyectada por el ventrículo en un ciclo durante una contracción.

Depende de:

Pre carga (VDF) Post carga (PA) Contractibilidad (Inotropismo)

Factores de acoplamiento Factores cardiacos

Precarga (VDF): cantidad de sangre que hay antes de la eyección. A mayor VDF, mayor es la precarga y si la precarga es mayor, hasta cierto punto va a generar aumento de la contractibilidad. Volumen de sangre con que se llena antes de eyectar. Post carga (PA): fuerza que el corazón debe realizar para vencer la resistencia que ofrece a la salida de la sangre. Presión que debe vencer el ventrículo para vencer la resistencia que ofrece a la salida la sangre. Contractibilidad (Inotropismo): a mayor presión, mayor contractibilidad. A mayor post carga, mayor contractibilidad. A mayor frecuencia cardiaca, mayor contractibilidad. A mayor precarga, mayor contractibilidad, mayor VSF y menor VDF. Ley de Frank Starling. 11. ¿Qué se entiende por gasto cardíaco y de qué factores depende? R: 𝐺𝐶 = 𝐹𝐶 × 𝑉𝑆 Gasto Cardiaco (GC): Gasto cardiaco es la cantidad de sangre que sale del corazón por el ventrículo por unidad de tiempo (1 min.). Frecuencia Cardiaca (FC): Número de contracciones del corazón por 1 minuto que genera un aumento del casto cardiaco hasta cierto punto. ⇑ FC ⇑ Inotropismo Volumen Sistólico (VS)

56 31.

Presión arterial

12. Discuta los efectos que tienen las siguientes maniobras sobre la presión

arterial R: •

• •

aumento de la resistencia periférica: aumentaría la PAM ya que es directamente proporcional a la RPT. La resistencia es la fuerza que se opone al flujo sanguíneo aumentando a medida que avanzamos hacia los vasos de menor calibre. Entonces aumenta la PA porque a la sangre le cuesta más fluir hacia los vasos de menor calibre. disminución de la frecuencia cardíaca: disminuye el gasto cardiaco y por ende la presión. aumento del volumen expulsivo: aumenta la frecuencia cardiaca y por ende la presión.

13. Cuando una persona que ha permanecido en posición decúbito dorsal

se pone de pié, unos 500 a 700 ml de sangre de las venas de la cavidad torácica se desplazan hacia las venas de las extremidades inferiores, las cuales se expanden para alojar este volumen extra de sangre. Este “encharcamiento” de sangre reduce el retorno venoso y el gasto cardiaco. La caída resultante en la presión sanguínea es inmediatamente compensada por el reflejo barorreceptor. Utilizando la figura adjunta explique cómo funciona este reflejo en el caso descrito anteriormente.

R: Los barorreceptores carotideos y aórticos responden al descenso de la PA disminuyendo su velocidad de descarga. La reducción de los estímulos aferentes que ingresan en el centro de control cardiovascular estimula la actividad simpática y disminuye la para simpática. Como consecuencia de estas modificaciones autónomas, la fumina cardiaca y la fuerza de contracción aumentan, a la ve que las arteriolas y venas se contraen. La combinación del aumento del

57

volumen/minuto y el incremento de la resistencia periférica provoca una elevación de la presión arterial media y se normaliza luego de 2 latidos. 32. 33.

Sangre

14. ¿Cuál es el volumen de sangre total en un adulto promedio y qué

porcentaje del peso corporal representa? R: 5L y corresponde al 7% del PTC. 15. ¿Cuáles son los componentes de la sangre? ¿En qué se diferencia el

plasma del suero? R: La sangre está compuesta por plasma, que contiene agua (92%), iones, moléculas orgánicas, oligoelementos, vitaminas, gases (1%) y proteínas (7%); y elementos formes o celulares que contienen glóbulos rojos, blancos y plaquetas. La sangre contiene factores de coagulación, entre ellos el fibrinógeno (proteína de coagulación), en cambio el suero no contiene factores de coagulación. 16. ¿Qué es la hematopoyesis y cómo varía a lo largo de la vida? R: Es la síntesis de células sanguíneas. Comienza en un momento temprano del desarrollo embrionario y continúa durante toda la vida. A medida que el embrión se desarrolla, la producción de células de la sangre se extiende del saco vitelino al hígado, bazo y medula ósea. En el momento del nacimiento hígado y el bazo ya no son capases de producir células de la sangre. La hematopoyesis continúa en la medula ósea de todos los huesos del esqueleto hasta los 5 años. A medida que el niño continuo creciendo, las regiones medulares activas se reduce, por lo que en los adultos solo la pelvis, columna vertebral, costillas, cráneo y los extremos proximales de los huesos largos producen células de la sangre. 17. Con respecto a los eritrocitos, indique: a. Reguladores de la eritropoyesis (Explique la importancia de la

eritropoyetina, el ácido fólico y la vitamina B12) R: La eritropoyetina regula la eritropoyesis a través de la estimulación de la síntesis de glóbulos rojos, eritropoyetina (EPO), envía una mayor cantidad de hemoglobina a la circulación para que transporte oxígeno. La vitamina B12 y el ácido fólico tiene como función la replicación de ADN, lo que es muy importante ya que los eritrocitos están en constante cambio. b. Factores que alteran la eritropoyesis

R: Anemia aplásica: se debe a algunos fármacos o radiación. Ingesta inadecuada de nutrientes esenciales en la dieta. Deficiencia de hierro. Deficiencia de ácido fólico. Deficiencia de vitamina B12.

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Producción inadecuada de eritropoyetina: exposición de altura. Función: facilita el transporte de oxigeno de los pulmones a las células y de dióxido de carbono de las células a los pulmones. Lugar de formación: medula ósea. Tiempo de vida: 90-120 días (aproximadamente 4 meses). Como se liberan a la sangre: como eritoblastos o reticulocito endotelio sinosoidal o glóbulos rojos inmaduros. Metabolismo: anaerobio, ya que no poseen mitocondrias ni núcleo y la glucolisis es su principal fuente de energía.

18. Los recuentos de células sanguíneas son una importante fuente de

información para valorar la salud de una persona. a. Un aumento anormal de eritrocitos recibe el nombre de R: Policitemia. b. A menudo, las infecciones van acompañadas de un recuento elevado

de leucocitos, denominado R: Leucocitosis. c. La presencia de un número elevado de leucocitos inmaduros en una

muestra de sangre es diagnóstica de la enfermedad llamada R: Leucemia. d. Un recuento bajo de glóbulos blancos se denomina

R: Leucopenia. 19. En la determinación del grupo sanguíneo de un paciente, se obtienen

los siguientes resultados: Con suero Anti A : positivo Con suero Anti AB : positivo

Con suero Anti B : positivo Con suero Anti D : positivo

Indique cuál es el grupo sanguíneo de este paciente. R: AB+ 20. Indique cuál de las siguientes transfusiones es posible y por qué.

R: a. Dador Receptor b. Dador Receptor c. Dador

Grupo AB Grupo 0 Grupo A Grupo B Grupo 0

Antígeno A y B No tiene aglutinógeno Anti A No tiene antígenos

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Receptor Grupo AB No tiene anticuerpos d. Dador Grupo B Receptor Grupo AB No tiene aglutinógeno

AB recibe de todo

21. Cuando se lesiona un vaso sanguíneo, se activan varios mecanismos

fisiológicos que promueven la hemostasia o cese de la hemorragia. a. ¿Qué es la hemostasia?

R: Proceso que permite mantener la sangre dentro de un vaso sanguíneo lesionado. b. ¿En qué consiste la Hemostasia Primaria y Secundaria?

R: Hemostasia Primaria: bloqueo mecánico del vaso por un tapón plaquetario. El tampón se forma cuando las plaquetas se adhieren al colágeno expuesto y se activan liberando citosinas en el área alrededor de la lesión. Los factores plaquetarios acentúan la vasoconstricción y activan más plaquetas que se adhieren entre si formando un tapón plaquetario poco compacto. Hemostasia Secundaria: cascada de coagulación. Es una serie de reacciones enzimáticas que concluyen con la formación de una maya de fibras proteica de fibrina que estabiliza el tapón plaquetario. El tapón plaquetario reforzado se denomina coagulo. c. Mencione los 3 mecanismos principales involucrados en la hemostasia

y descríbalos brevemente. R: - Vasoconstricción: llevada a cabo por sustancias parcrinas vasoconstrictoras liberadas por el endotelio. La vasoconstricción reduce el flujo sanguíneo y la presión sobre una herida sangrante. - Bloqueo temporario de la ruptura con un tapón plaquetario. - Coagulación de la sangre o formación de un coagulo que cierra el orificio hasta

que se reparan los tejidos. 22. Investigue en qué consiste y cómo se previene la enfermedad

hemolítica del recién nacido. R: También llamada eritoblastosis fetal, es un trastorno sanguíneo en que una madre produce anticuerpos durante el embarazo que atacan los glóbulos rojos de su propio feto cuando la madre y él bebe tienen tipos de sangre diferente. La forma más común de esta enfermedad es la incompatibilidad ABO, que generalmente no es muy grave. Otros tipos menos comunes pueden causar problemas más graves. La forma menos común es la incompatibilidad RH que casi siempre se puede prevenir. Cuando en realidad se presenta esta forma puede causar una anemia muy grave en el bebé.

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SEMINARIO 8: FISIOLOGIA RESPIRATORIA. 1.

Si un adulto normal tiene un volumen corriente de 500 mL y una frecuencia respiratoria de 14/min, ¿cuál será su ventilación pulmonar y su ventilación alveolar? Calcule el volumen corriente y la ventilación alveolar por minuto de un sujeto que respira a una frecuencia respiratoria de 12/min y tiene una ventilación minuto de 6 L.

R: 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 𝐹𝑅 × 𝑉𝑐 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 14 × 500 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 7000 𝑚𝑙 𝑥´ 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 7 𝐿 𝑥´ 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 𝐹𝑅 × (𝑉𝑐 − 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑟𝑡𝑜) 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 14 × (500 − 150)→150 es el 30% (Intercambio) 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 4900 𝑚𝑙 𝑥´ 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 4,9 𝐿 𝑥´ 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 𝐹𝑅 × 𝑉𝑐 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑃𝑢𝑙𝑚𝑜𝑛𝑎𝑟 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 = 𝑉𝑐 𝐹𝑅 6𝐿 = 𝑉𝑐 12 𝑥´ 0.5 𝑥´ = 𝑉𝑐 500 𝑚𝑙 𝑥´ = 𝑉𝑐 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 𝐹𝑅 × (𝑉𝑐 − 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑚𝑢𝑒𝑟𝑡𝑜) 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 12 × (500 − 15) 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 4200 𝑚𝑙 𝑥´ 𝑉𝑒𝑛𝑡𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝐴𝑙𝑣𝑒𝑜𝑙𝑎𝑟 = 4,2 𝐿 𝑥´

2.

Describa todos los tipos celulares que se encuentran presentes en el alvéolo. ¿Cuál es la función de cada tipo celular?

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R: Cada alveolo está compuesto por una única capa de epitelio. Tiene 2 tipos de células epiteliales: células alveolares tipo I y II ● Células alveolares tipo I: son más grandes, muy delgada, de manera tal que los gases pueden difundir rápidamente a través de ellas. ● Células alveolares tipo II: son más pequeñas pero más gruesas, sintetizan y secretan la sustancia tensioactiva o surfactante (permite la tensión superficial). Esta sustancia se mezcla con la delgada capa de líquido que recubren a los alveolos para ayudar a los pulmones a expandirse durante la respiración. Estas células contribuyen también a minimizar la cantidad de líquido presente en los alveolos al transportar solutos, liquido de agua, fuera del espacio aéreo alveolar. ● Macrófagos ● Células endoteliales ● Fibroblastos 3. ¿Qué le sucederá a múltiples burbujas (cada una de ellas con una interfase aire líquido) de diferentes tamaños que se encuentran interconectadas? Explique de acuerdo a la ley de Laplace. Lleve este ejemplo al sistema respiratorio (zona respiratoria). ¿Cómo se resuelve esta situación? R: La ley de Laplace es una expresión de la presión que hay dentro de una burbuja. Establece que la presión dentro de una burbuja formada por una fina 2𝑇 película en función a 2 factores: 𝑃= 𝑟 - Tensión superficial del líquido (T) - Radio de la burbuja (r)

Si las burbujas tienen diámetros distintos pero están constituidos por líquidos que presentan la misma tensión superficial, la presión dentro de la burbuja más pequeña (menor r) es mayor que la presión dentro de la burbuja de mayor tamaño (mayor r). En el sistema respiratorio la burbuja se equipara con un alveolo recubierto de líquido. El líquido que recubre todos los alveolos crean la tensión superficial. Si la tensión superficial (T) del líquido fuera igual en los alveolos pequeños y grandes, los alveolos pequeños tendrían una mayor presión en su interior que los alveolos más grandes y por consiguiente mayor resistencia al estiramiento como resultado, sería necesario realizar más trabajo para expandir a los alveolos más pequeños. Esto se resuelve ya que nuestros pulmones secretan una sustancia tensioactiva o surfactante que reduce la tensión superficial (T) del líquido. Estas sustancias alteran las fuerzas colectivas entre las moléculas de aguas al ocupar su lugar en la superficie del líquido, por lo tanto disminuye la tensión superficial (T) del líquido alveolar y de esta manera reduce la resistencia del pulmón al estiramiento. El tensioactivo está más concentrado en los alveolos más pequeños, lo que permite que su tensión superficial (T) sea menor que la de los alveolos más

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grandes. La disminución de la tensión superficial (T) contribuye a igualar la presión (P) entre los alveolos de diferentes tamaños y hace más fácil la insuflación de los alveolos más pequeños. Con una menor tensión superficial (T), el trabajo necesario para expandir a los alveolos con cada respiración. En cada ciclo ventilatorio, el sistema respiratorio se encarga de optimizar los parámetros que favorecen la difusión. Explique de acuerdo a la ley de Fick. R: La difusión simple del oxígeno y dióxido de carbono a través de las capas celulares obedece a las reglas de la difusión simple a través de membranas, que se resume en la ley Fick. 4.

𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑓𝑢𝑠𝑖ó𝑛 =

𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒×𝑔𝑟𝑎𝑑𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛×𝑝𝑒𝑟𝑚𝑒𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑛𝑎 𝑔𝑟𝑜𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑚𝑏𝑟𝑎𝑛𝑎

Si damos por sentado que la permeabilidad de membrana es constante entonces 3 factores influyen en la difusión en los pulmones. 𝑉=

𝐴×𝐷×∆𝑃 𝑇

→ La principal limitante de la difusión es el gasto cardiaco o sea la cantidad de sangre que llega

Área de superficie: La velocidad de difusión es directamente proporcional a la superficie disponible. Gradiente de La velocidad de difusión es directamente proporcional concentración: al gradiente de concentración de la sustancia que esta difundiendo. Grosor de membrana: La velocidad de difusión es inversamente proporcional al grosor de la membrana. Distancia de difusión: Es más rápida cuando la distancia es más corta En la mayoría de las circunstancias, la distancia de difusión, el área y el grosor de la membrana son constante en el organismo, y están optimizados para facilitar la difusión. Por lo tanto, la variable más importante para el intercambio de gases en la filosofía normal es el gradiente de concentración. Para expresar las concentraciones de los ases en solución se utilizan generalmente las presiones parciales. 5.

Con respecto al O2 transportado por la Hemoglobina (Hb): a. Describa la estructura básica de la Hb, diga en qué componente

sanguíneo se localiza, indique su lugar de síntesis y eliminación. R: La hemoglobina es una proteína más grande y compleja cuya estructura cuaternaria tiene 4 cadenas globulares, cada uno de los cuales les rodea un grupo hemo que contiene hierro ferroso, los 4 grupos hemo de las moléculas

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son idénticas. Cada grupo hemo está formado por un anillo de porfireina que contiene C, H y N, con un átomo de hierro en el centro. La hemoglobina se localiza en el glóbulo rojo. Se sintetiza en la médula ósea y en el bazo. La hemoglobina se transforma en bilirrubina, luego el hígado metaboliza la bilirrubina y la excreta a través de la bilis. Los metabolitos de la bilirrubina se excreta a través de la orina y las heces. b. Explique a qué parte de la molécula de Hb se une el O 2, cuáles son las

características de esta unión y cómo se llama el compuesto que se forma. R: El oxígeno se une de manera reversible al átomo de fierro central de cada grupo hemo. Como hay 4 átomos de fierro por cada molécula, esta tiene la capacidad de unir 4 moléculas de oxígeno. La interacción entre el hierro y el oxígeno es un enlace débil que puede romperse fácilmente sin alterar a la hemoglobina ni al oxígeno. El compuesto que se forma se llama oxihemoglobina (Hb + O2) 4 ciclos. c. Explique los conceptos de saturación de la Hb por el O2 y la P50

R: La cantidad de oxigeno unido a la hemoglobina. A cualquier PO2 se expresa como un porcentaje. 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑂2 × 100 = 𝑃𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝐻𝑏 𝑀𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑞𝑢𝑒 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑖𝑟𝑠𝑒

El porcentaje de saturación de hemoglobina hace referencia a los sitios de unión disponibles que están ocupados por oxígeno. Si todos los sitios de unión de las moléculas de hemoglobina están ocupados por moléculas de oxígeno, la sangre esta oxigenada al 100% o saturada o con oxígeno. Si la mitad de los sitios de unión llevan oxigeno la hemoglobina está saturada en un 50% (aproximadamente 60 mmHg). Defina Metahemoglobina. ¿Qué implicancias puede tener su aumento en la sangre? ¿Cómo se regula su formación en el glóbulo rojo? R: La metahemoglobina es la hemoglobina con un grupo hemo con hierro férrico en estado gaseoso (Fe (III)) es decir oxidado. Este tipo de hemoglobina tiene una enorme afinidad por el oxígeno y no lo cede en los tejidos, es decir, impide la unión reversible con el oxígeno molecular. Si aumenta en la sangre da origen a una enfermedad llamada metahemoglobinemia pudiendo surgir hipoxia tisular. Esto produce que la curva de disociación de la hoxihemoglobina se desplace hacia la izquierda y a menos PO2 (tej) la metahemoglobina retendrá más oxigeno que la hemoglobina. La formación espontanea de metahemoglobina se reduce normalmente a través de la donación de electrones de los sistemas enzimáticos de protección (por 6.

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ejemplo la metahemoglobina reductasa, NADH, citocromo B5 reductasa, ácido ascórbico, sistemas enzimáticos glutatión) las interrupciones de estos sistemas enzimáticos pueden conducir a la enfermedad. 7.

La cantidad de O2 unido a la Hb no sólo depende de la PO2, pues existen algunos factores que afectan la afinidad de la Hb por el O2, como a. ¿Qué sucede con la curva de saturación de la Hb cuando aumentan y

cuando disminuyen estos factores y por lo tanto qué pasa con el transporte de O2 y con la P50? R: •

pH: Si disminuye el pH, se reduce la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y se desplaza la curva de saturación hacia la derecha. Por lo tanto, el transporte de oxígeno disminuye y la P50 aumenta. Si aumenta el pH aumenta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva se desplaza hacia la izquierda. Por lo tanto, el transporte de oxigeno aumenta y la P50 disminuye.

•

Temperatura: Si disminuye la temperatura, aumenta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva de saturación se desplaza hacia la izquierda. Por lo tanto, el transporte de oxígeno aumenta y la P 50 disminuye. Si aumenta la temperatura, disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno, y la curva se desplaza hacia la derecha. Por lo tanto el transporte de oxígeno disminuye y la P50 aumenta.

•

PCO2: Si disminuye la PCO2 aumenta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva se desplaza hacia la izquierda. Por lo tanto, el transporte de oxigeno aumenta y la P50 disminuye. Si aumenta la PCO2, disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva se desplaza hacia la derecha. Por lo tanto el transporte de oxigeno disminuye y la P 50 aumenta.

•

2,3 DPG: Si disminuye la 2,3 DPG (o sin ella), aumenta la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva se desplaza hacia la izquierda. Por lo tanto, el transporte de oxigeno aumenta y la P50 disminuye. Si aumenta la 2,3 DPG, disminuye la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno y la curva se desplaza hacia la derecha. Por lo tanto, el transporte de oxigeno disminuyey la P50 aumenta.

b. Fisiológicamente ¿qué significa que la curva de disociación del O 2 se

desplace hacia la derecha? R: Significa que disminuiría la afinidad de la hemoglobina por el oxígeno. Por lo tanto, el transporte de oxigeno disminuye y la P 50 aumenta. Tiende a liberar oxígeno a los tejidos.

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De acuerdo con la curva de disociación hemoglobina-oxígeno, ¿por qué la respuesta ventilatoria a la hipoxemia no es significativa sino hasta que la PaO2 disminuye bajo 60 mm Hg? R: Porque mientras la PO2 permanezca por sobre los 60 mmHg la hemoglobina tendrá una saturación superior al 90% y mantendrá los niveles de transporte de oxigeno cercano a los normales. Pero cuando la PO 2 cae a menos de 60 mmHg la pendiente de la curva se hace más pronunciada, lo que implicaría que una reducción pequeña de la Po2 genera una liberación de O2 relativamente grande y por ende necesitaríamos más O2 para contrarrestar la perdida. 8.

Si la proporción de oxígeno a nivel de mar y a 5500 msnm es de 21%, ¿por qué el ser humano experimenta “falta de aire” en la altitud? R: Esto se debe a que a medida que vamos alejándonos del centro de la Tierra la Patur va a ir bajando, entonces la Presión Parcial de O2 va a disminuir. 9.

Nivel del mar Altura 𝑃𝑔𝑎𝑠 𝑃𝑔𝑎𝑠 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 × %𝑔𝑎𝑠 𝑎𝑖𝑟𝑒 × %𝑔𝑎𝑠 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑃𝑂2 𝑃𝑂2 = 760 × 0,2003 = 228 × 0,2093 = 159,068 = 48 10. Defina los siguientes términos R: a. Eupnea: respiración en reposo normal. b. Hiperpnea: frecuencia respiratoria (FR) y/o volumen aumentados en

respuesta a un incremento del metabolismo (ejercicio). c. Taquipnea:

respiración

rápida

generalmente

FR

aumentada

con

profundidad reducida (jadeo). d. Hipopnea: disminución del flujo aéreo de magnitud superior al 50% del

flujo basal mantenida más de 10 segundos e. Bradipnea: descenso de la FR por debajo de los valores normales (bajo a

12 ventilaciones x’). f.

Apnea: cese de la respiración.

g. Apneusis: inspiración prolongada y dificultosa, seguida de una espiración

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muy breve e ineficaz. h. Hipercapnia: trastorno que consiste en el aumento de la presión arterial de

CO2 por sobre el límite superior normal (45 mmHg). i.

Hipoxemia: disminución anormal de la PPO2 en la sangre arterial por debajo de 80 mmHg (no confundir con hipoxia que es disminución de la difusión de O2 en los tejidos y en la célula).

11. Dibuje una curva normal de disociación O2 – hemoglobina, y superponga

la curva de disociación O2 – hemoglobina en presencia de monóxido de carbono (CO). Explique. R:

La curva de disociación O2-Hb demuestra un aumento progresivo de porcentaje de la hemoglobina unida al a O2 medida que aumenta la PO2 sanguínea (saturación porcentual de hemoglobina), por ejemplo la sangre que sale de los pulmones y entra en las arterias sistémicas habitualmente tiene una PO 2 de aproximadamente 95 mmHg, se puede ver en la curva de disociación que la saturación de O2 habitual de la sangre arterial sistémica es promedio del 97%. Por el contrario en la sangre venosa que vuelve desde los tejidos periféricos la PO 2 es de aproximadamente 40 mmHg y la saturación de la hemoglobina es en promedio del 74%. El CO o monóxido de carbono se combina con la hemoglobina en el mismo punto en la molécula de hemoglobina que ocupa el O2, por lo tanto, puede desplazar al O2 de la hemoglobina reduciendo de esta manera la capacidad de transporte de O2 de la sangre. Además se une con una afinidad aproximada de 250 veces mayor que el O2, lo que se demuestra por la curva de disociación CO-Hb. Esta curva es casi idéntica a la curva de disociación O 2-Hb excepto en los PPCO, que se muestra en el eje x que está a un nivel que es 1/250 de las de la curva de disociación O2-Hb. Por lo tanto una PP de CO de solo 0,4 mmHg en los alveolos, que es 1/250 de la del O2 alveolar normal (PO2) de 100 mmHg, permite que el CO compita en situación de igualdad con el O2 para combinarse con la hemoglobina y hace que la mitad de la hemoglobina de la sangre se una al CO en lugar de al O2.

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Por lo tanto una P de O2 de solo 0,6 mmHg (una concentración en volumen de menos de una parte por 100 en el aire) puede ser neutral. 12. ¿De qué manera se transporta el CO2 en la sangre?

R: El CO2 es más soluble en los líquidos corporales que el O2, pero las células producen mucho más CO2 que el que puede disolverse en el plasma. Se transporta de 3 maneras: - Un 7% del CO2 transportado por la sangre venosa lo hace disuelto en ella. - El restante 93% difunde dentro de los eritrocitos El 70% se convierte en ion bicarbonato El 23% se une a la hemoglobina (Hb-CO2). 13. La siguiente figura muestra la relación ventilación-perfusión (V/Q) en un

pulmón de adulto en posición vertical (bipedestación).

a. Cuantitativamente ¿la relación V/Q es similar en la base y el vértice

pulmonar? R: La relación ventilación-perfusión en la base es aproximadamente 0,7 y en el vértice es superior a 3 por lo tanto no son similares. b. ¿Cómo será la PAO2 en la zona del vértice pulmonar (zona

independiente) comparada con la PAO2 en la zona de la base pulmonar (zona dependiente)? ¿Y la PACO2? R: La PAO2 en la zona del vértice pulmonar debería ser más alta y en la base del pulmón deberá ser más baja. La PACO2 en el vértice debiera ser más baja y en la base del pulmón debería ser más alta.

68

TRABAJO PRÁCTICO 2: ESPIROMETRÍA. Una importante aplicación práctica de la Fisiología Respiratoria son las pruebas de función pulmonar. La espirometría es una de las pruebas de función pulmonar más útil y más usada en todo el mundo. 34.

Introducción

La espirometría permite visualizar, medir y calcular muchos componentes de la función pulmonar (como se muestra en las Fig. 1 A y B). La respiración consiste en ciclos repetidos de inspiración seguidos por espiración. Durante el ciclo respiratorio, un volumen específico de aire es arrastrado al interior y luego espirado fuera de los pulmones; este volumen es el volumen corriente o tidal (V T). En la ventilación normal, la frecuencia respiratoria (ƒR) es aproximadamente 15 ciclos respiratorios por minuto. Este valor varía con el nivel de actividad. El producto de ƒR y VT corresponde a la ventilación pulmonar (VE). Este parámetro también cambia según el nivel de actividad. La capacidad total de los pulmones comprende cuatro volúmenes pulmonares funcionales: el volumen corriente (VT), volumen de reserva inspiratorio (IRV), volumen de reserva espiratorio (ERV) y el volumen residual (RV). Hay cinco capacidades pulmonares que son la suma de dos o más volúmenes pulmonares: capacidad inspiratoria (IC), capacidad espiratoria (EC), capacidad residual funcional (FRC), capacidad pulmonar total (TLC) y capacidad vital (VC). Observe que RV, FRC, y TLC no pueden ser medidos por el espirómetro. Sin embargo, estos valores pueden estimarse usando ecuaciones o bien utilizando otras técnicas como la pletismografía corporal o la técnica de dilución con helio.

69

Los parámetros forzados, los cuales evalúan la habilidad de ventilar los pulmones con un esfuerzo voluntario máximo, son a menudo de mayor valor clínico que las capacidades y los volúmenes pulmonares simples. El volumen espiratorio en un segundo (FEV1), el flujo inspiratorio máximo (PIF) y el flujo espiratorio máximo (PEF) son fuertemente afectados por la resistencia de la vía aérea y son importantes en la detección y monitoreo de desórdenes obstructivos (bronquitis, enfisema y asma). La capacidad vital forzada (FVC) o sea el máximo volumen de aire que se puede espirar en el menor tiempo posible después de una inspiración máxima, se encuentra reducida en los desórdenes restrictivos como la fibrosis pulmonar. En condiciones normales, el FEV1 representa alrededor del 80% de la FVC. En la Fig. 1 B, la FVC se representa gráficamente más grande que VC, pero en la práctica es, a menudo, más pequeña.

A

B Figura 1: Volúmenes y capacidades pulmonares

70

Equipos y materiales ● ● ● ● ●

Power-Lab con chart sofware Espirómetro – ML 140 Pinzas para la nariz Boquilla, filtro y tubo de respiración Cabezal de flujo 35.

Procedimientos Generales

Encienda el PowerLab y el transductor del volumétrico de presión (POD del espirómetro) por lo menos 15-min antes de utilizarlos. El transductor (pod) debe conectarse al canal 1 del PowerLab (conector de 8-pin). NOTA: todos los implementos que utilizarán los voluntarios, y que estarán en contacto con la boca y el aire espirado se han lavado con desinfectante. Si actualmente sufre de alguna infección respiratoria no es recomendable que sea voluntario para estos experimentos.

Figura 2: Configuración para el uso del neumotacómetro PowerLab.

El cabezal de flujo (pneumotacógrafo de malla) debe colocarse sobre el mesón, fijo con las pinzas dispuestas en el soporte universal y no debe moverse durante todo el práctico. En la ventana de “Setup” seleccione 2 canales. En el amplificador de espirometría “spirometer pod” de Channel 1, seleccione: Range, 500 mV; Low Pass, 10 Hz y pulse el botón “Zero”. Utilice compresión 10:1. (Fig. 3)

Click here to zero the Spirometer Pod

71

Figura 3: Configuración del transductor (pod) de espirometría.

Cuando la puesta a “cero” ha terminado, el voluntario debe espirar suavemente a través de la boquilla conectada al cabezal de flujo y observar la señal registrada en el área de despliegue de datos. Si el registro es descendente (es decir, negativo), usted no necesita invertirlo. Si la señal es positiva, inviértala presionando el botón “invert” una vez para cambiar su estado. Seleccione con el mouse todo el registro de volumen corriente, incluyendo las espiraciones forzadas. En la función menú del canal 1 escoja Spirometry Flow. En la opción Raw Flow Channel (Fig. 4 A) debe aparecer Ch1: Flow y MLT 1000L en la calibración Flow Head. Presione OK. Ahora debe aparecer (L/s) en la escala de flujo. En la función menú del canal 2 escoja Spirometry Volume. En la opción Spirometry Flow Channel debe aparecer Ch1: Flow (Spirometry Flow) y la corrección de volumen encendida ( ) de la Fig. 4 B. Presione OK. Ahora debe aparecer (L) en la escala de volumen. A

B

Figura 4: Ventanas de Spirometry Flow (A) y Spirometry Volume (B).

Pulse el botón de OK para cerrar la caja del diálogo y volver a la vista Chart. El voluntario debe poner la boca en la boquilla del neumotacómetro. Coloque el oclusor nasal, procurando que todo el aire respirado pase a través de la boquilla, filtro y, posteriormente, al neumotacómetro (Fig. 5).

72

Figura 5: Diseño experimental.

En el canal 1, ajuste la escala (set scale) entre 10 L/s y -10 L/s; en el canal 2, entre 5 L y -5 L. En ambos casos, presione OK al terminar.

Determinación de volúmenes y capacidades pulmonares 36. Objetivos - Medir volúmenes y capacidades pulmonares. - Examinar el ciclo respiratorio y medir flujo y cambios de volumen.

NOTA: es importante que el alumno voluntario no observe la pantalla del computador durante TODO el registro (para evitar el control voluntario de la respiración). SIEMPRE DEBE LLEVAR EL ESPIRÓMETRO A “CERO” PREVIO A CADA MEDICIÓN. 37.

Procedimiento

Todos los datos deben ser anotados en una tabla que indique el parámetro y el valor. El voluntario debe haber puesto previamente el espirómetro en “cero” tal como se indicó previamente (spirometer pod). 2. Pída al voluntario que se coloque el oclusor nasal y que respire normalmente a través del cabezal de flujo (Fig. 4). Presione Start para iniciar el registro y registre la ventilación pulmonar normal durante 20 segundos. Agregue el comentario “ventilación pulmonar normal” al registro de Chart. Pulse el botón Stop para finalizar la grabación. 3. Un miembro del grupo debe observar el número de veces que el voluntario respiró en el tiempo de 20 segundos. Calcule cuántas respiraciones habría en un período de un minuto (ƒR). El valor de ƒR (/min) debe ser registrado en la tabla que se encuentra al final de esta guía (Apéndice 1). También registre la 1.

73

frecuencia respiratoria en las unidades Hz (divida el número de respiraciones en un minuto por 60). 4. Pulse el botón Start de Chart para empezar a grabar y prepare el comentario “procedimiento de IRV”. 5. Al final de una inspiración corriente normal pida al voluntario que inspire tan profundamente como le sea posible y luego que respire normalmente. Presione ENTER para agregar el comentario al Chart. 6. Prepare el comentario “procedimiento de ERV”. Al final de una espiración corriente normal pida al voluntario que exhale tan profundamente como le sea posible y luego que respire normalmente. Presione ENTER para agregar el comentario al Chart. NOTA: puede ser útil ajustar el eje vertical para que la señal ocupe entre un medio a dos tercios del eje vertical o puede cambiar la compresión horizontal (se recomienda 5:1). 38.

Análisis

1. Coloque el Marcador (M) como se indica en la Fig. 6. Para obtener el valor

numérico del Volumen Corriente considere el volumen desplegado a la derecha del canal. El número tiene un símbolo delante de él, indicando que es la diferencia entre el volumen en la posición del indicador y el volumen en la posición del Marcador. Si usted tiene el Marcador y el indicador en los lugares correctos, el valor mostrado es el volumen corriente o tidal (VT) para esa respiración. Mida las amplitudes de 4 ondas. Ingrese el promedio en la tabla de resumen final que aparece en el apéndice 1.

Figura 6: Registro respiratorio típico, desplegando una compresión horizontal 5:1. El Marcador y el cursor de onda están colocados de manera de medir el volumen corriente de una respiración normal.

74 2. Retorne el Marcador a su posición en la esquina inferior izquierda

arrastrándolo o pulsando el botón del mouse. 3. Usando la frecuencia respiratoria ƒR (min-1), que observó en un período de un

minuto y el valor promedio para VT, calcule el Volumen minuto (VE) usando la Ecuación 1. Registre su valor para VE en la tabla. VE VT*ƒR (L/min)

Ecuación 1

4. Busque el comentario que contiene “procedimiento de IRV”. Coloque el

Marcador en el peak del volumen inspiratorio de la respiración anterior y el cursor de onda al peak del trazado de volumen de la inspiración profunda (Fig. 7). La diferencia desplegada a la derecha de la ventana es el volumen de reserva inspiratoria (IRV). Registre su valor sin considerar el signo delta ( ). Mida 3 amplitudes y considere el promedio de las mismas como valor final.

Figura 7: Registro del procedimiento IRV

5. Calcule la capacidad inspiratoria (IC) considerando el valor promedio de V T e

IRV. IC

VT IRV (L)

Ecuación

6. Retorne el Marcador a su lugar. 7. Busque el comentario que contiene “procedimiento de ERV”. Coloque el

Marcador como se indica en la Fig. 8. La diferencia que se desplegará a la derecha de la ventana es el volumen de reserva espiratorio (ERV). Mida 3 amplitudes y considere el promedio de las mismas como valor final.

75

Figura 8: Registro del procedimiento

ERV.

8. Calcule la capacidad espiratoria (EC) considerando el valor promedio de V T y

ERV. EC

VT

ERV (L)

Ecuación 3

9. Calcule la VC del voluntario usando los valores experimentalmente derivados

para IRV, ERV, y VT. VC VT

IRV

ERV(L)

Ecuación 4

10. Use la tabla adjunta al final de esta guía (Apéndice 2) para determinar la

capacidad vital predicha para el voluntario (VC). Este valor varía según el sexo, la altura y la edad del voluntario. 11. El volumen residual (RV) es el volumen de gas que permanece en los

pulmones después de una espiración máxima. El RV no se puede determinar mediante espirometría. Usando La Ecuación 5, determine el RV predicho para el voluntario. Esta ecuación predice RV para los sujetos entre 16-34 años de cualquier sexo. RV

VC*0.25(L)

Ecuación 5

12. La capacidad pulmonar total (TLC) es la suma de la capacidad vital y volumen

residual. Calcule la TLC para el voluntario usando los valores de VC y RV. TLC VC RV (L) Ecuación 6 13. La capacidad residual funcional (FRC) es el volumen de aire que permanece en los pulmones al final de una espiración normal. Calcule los valores de FRC. FRC

ERV

RV (L)

Ecuación 7

14. Seleccione un área de la ventana Chart que contiene la respiración normal

asegurándose de seleccionar los ciclos respiratorios completos. Escoja el

76

comando “Report” del menú de Spirometry. La ventana de Report contiene varios parámetros calculados por la extensión de Spirometry de los datos seleccionados (Fig. 9). Ingrese los resultados para el VE, V T, y ƒR en su Tabla y compare.

Figura 9: espirometría.

Ventana

Report

de

Prueba de función pulmonar 39.

NOTA: Recuerde llevar el espirómetro a “cero”

1.

Inicie el registro y pida al voluntario que se coloque el oclusor nasal y que respire normalmente a través del neumotacómetro. Al final de una inspiración corriente normal pida al voluntario que respire tan profundamente como le sea posible y luego que exhale tan rápida y profundamente como le sea posible, terminando con una respiración corriente normal. Detenga el registro y retire los equipos del voluntario. En el registro del flujo, mueva el cursor al valor máximo alcanzado durante la inspiración forzada. El valor absoluto desplegado a la derecha de la ventana corresponde al peak (máximo) de flujo inspiratorio (PIF). Multiplique el valor por 60 para convertir de L/s a L/min. Del mismo trazado de flujo, mida el peak de flujo espiratorio (PEF) para una espiración forzada. Multiplique el valor por 60 para convertir de L/s a L/min (no considere el signo negativo). Para calcular la capacidad vital forzada (FVC), ponga el Marcador en el valor máximo alcanzado durante la inspiración en el registro de volumen, y el cursor en la espiración máxima (Fig. 10) y obtenga el valor del despliegue a la derecha de la ventana (sin considerar el signo). Para medir el volumen espiratorio forzado durante 1 segundo (FEV1), ponga el Marcador en el valor máximo del volumen y el cursor a 1 s del peak. Lea el valor del volumen. Repita el procedimiento (1-5) tres veces e incluya los valores por separado en su tabla.

2.

3.

4.

5.

6.

77 7.

8.

Seleccione del registro anterior una zona que incluya por lo menos un par de ventilaciones corrientes normales, la ventilación forzada y unas pocas ventilaciones normales posteriores. En el menú de espirometría escoja Report y obtendrá los valores de PIF, PEF, FVC y FEV1 e inclúyalos en su tabla. Calcule la razón porcentual entre FEV1 y FVC. FEV1/FVC *100(%) Ecuación 8

Figura 10: Registro de ventilación forzada PREGUNTAS

¿Qué parámetros de la función pulmonar midió en este trabajo práctico? ¿Cuáles parámetros sólo se pueden estimar mediante la espirometría? R:

1.

En la ventilación en reposo, la mayoría del esfuerzo muscular se realiza durante la inspiración. La espiración es, en gran medida, pasiva debido al retroceso elástico de los pulmones y relajación del diafragma. ¿Puede usted correlacionar este hecho con la forma del trazado del volumen inspiratorio y espiratorio? R:

2.

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¿Cómo se comparan los valores obtenidos manualmente con respecto a los obtenidos mediante el comando “report” de espirometría. ¿Qué factores explicarían las diferencias (si las hubiera)? R:

3.

¿Coinciden los valores de VC obtenidos mediante espirometría con los obtenidos de la tabla final (Apéndice 2)? ¿Qué factores explicarían las diferencias (si las hubiera)? R:

4.

¿Qué es el volumen espiratorio forzado en un segundo y cuál es la utilidad diagnóstica de su determinación en clínica? R: 5.

Comparado con un sujeto que tiene valores espirométricos normales, ¿cuál será el patrón observado en CVF, FEV1 y FEV1/CVF en un paciente que tiene un cuadro respiratorio de tipo obstructivo? ¿Y en un paciente que tiene un cuadro restrictivo? 40. R: 6.

Apéndice 1. Tabla de parámetros respiratorios VOLUNTARIO 1 Parámetro Abreviatura Unidades Valor Report experimental o calculado 41.

VOLUNTARIO 2 Valor Report experiment al o

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calculado Frecuencia ƒR ƒ Volumen VT corriente Volumen espiratorio VE VT *ƒR minuto Volumen IRV de reserva inspiratoria Capacidad IC VT IRV inspiratoria Volumen ERV de reserva espiratoria Capacidad EC VT ERV espiratoria Capacidad VC VT IRV vital ERV

min-1 Hz L

Volumen residual Capacidad pulmonar total Capacidad residual funcional Flujo inspiratorio máximo Flujo espiratorio máximo Capacidad vital forzada

L

RV TLC

FRC RV PIF

PEF

FVC

Volumen FEV1 espiratorio

VC*0.25 VC

L/min L

L L

L L

RV L

ERV

L

L/min L/min L/min L/min L/min L/min L L L L L

80

forzado por 1 segundo

L

FEV1/FVC *1 % 00 Apéndice 2.

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NOTA: Para ver valores de referencia en población chilena consultar la siguiente bibliografía: “Ecuaciones de referencia espirométrica en población chilena”. Gutiérrez, M., Rioseco, F., Rojas, A. y Casanova, D. (1997). Rev. Chil. Enf. Respir., 13:165-17. SEMINARIO 9: FISIOLOGÍA RENAL. 1. Las fuerzas responsables de la filtración glomerular son las mismas que están involucradas en el intercambio de líquido en el lecho capilar. La ultrafiltración ocurre porque las fuerzas de Starling (presión hidrostática y oncótica) determinan el paso de líquido desde el lumen de los capilares glomerulares, a través de la barrera de filtración, hacia el espacio de Bowman. La figura muestra las arteriolas, un capilar glomerular idealizado y las fuerzas de Starling que gobiernan la ultra filtración glomerular:

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PU F: pre sió n net a de ultr afilt rac ión PG C: pre sió n hid ros táti ca cap ilar glo me rul ar PB S: presión hidrostática espacio de Bowman πGC: presión oncótica capilar glomerular πBS: presión oncótica espacio de Bowman

a) ¿Cuáles son las presiones que favorecen la filtración y cuáles se oponen a ella? R: ● Fuerzas que favorecen: o PGC: Presión hidrostática del capilar glomerular (60) o πBS: Presión oncótica espacio de Bowman (0) ● Fuerzas que se oponen: o PBS: Presión hidrostática del espacio de Bowman (18) o πGC: Presión oncótica del capilar glomerular (32)

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* En condiciones normales, la concentración de proteínas en el filtrado glomerular es tan bajo que la presión oncótica en el líquido de la capsula de Bowman se considera cero b) ¿Por qué cree Ud. que la tasa de filtración glomerular es considerablemente mayor en los capilares glomerulares que en los capilares sistémicos? R: La membrana capilar glomerular tiene 3 capas en lugar de 2 habituales, estas son: 1. Endotelio 2. Membrana basa 3. Capa de células epiteliales (podocitos) rodeando a la superficie externa de la membrana basal capilar. Se debe a sus especiales características, el endotelio capilar está perforado por cientos de pequeños agujeros, llamados fenestaciones. Aunque la fenestración es relativamente grande, las células endoteliales están dotadas de muchas cargas negativas fijas que dificultan el paso de las proteínas plasmáticas. c) Discuta cómo se verá afectada la tasa de filtración glomerular en las siguientes situaciones: R: • Disminución de la resistencia en la arteriola aferente: causaría una dilatación de la arteriola y eso lleva consigo el aumento de la presión hidrostática glomerular y la tasa de filtración glomerular. •

Aumento de la resistencia en la arteriola eferente: causaría una constricción de la arteriola y eso lleva consigo aumentos de la resistencia al flujo de la salida de los capilares glomerulares, esto aumenta la presión hidrostática glomerular, y la tasa de filtración glomerular aumenta ligeramente (constricción ligera) (contracción intensa, 3 veces mayor de la R, tiende a reducir la FG)

•

Disminución de la presión arterial por hemorragia intensa: causaría una disminución de la presión hidrostática del capilar glomerular y esto conlleva una disminución de la tasa de filtración.

•

Hipoalbuminemia: causaría una disminución de presión oncótica en el capital glomerular y esto conllevaría a un aumento de la tasa de filtración glomerular.

•

Obstrucción aguda del tracto urinario por litiasis renal: causaría un aumento de la presión hidrostática en la capsula de Bowman lo que conllevaría a una disminución de la tasa de filtración glomerular.

2. La velocidad de filtración glomerular es el único parámetro clínico medible para evaluar la integridad de la masa funcional renal. Para medir la

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VFG se usa el concepto de Clearance renal; este concepto alude a que el plasma “se limpia” de una molécula cuando la sangre que la contiene pasa por los riñones. a) ¿Cuáles son las razones por las cuales el clearance de inulina es un buen indicador de la VFG? R: La insulina es un polímero de fructosa que no se une a las proteínas plasmáticas, no está cargada y tiene un tamaño molecular que le permite filtrarse libremente por la parede del capilar glomerular. Una vez filtrada, la insulina es totalmenre inerte en el túbulo rena, no es reabsorbida ni segregada por las células tubulares renales. Por tanto, la cantidad de insulina filtrada por los capilares glomerulares es exactamente igual a la cantidad de insulina excretada por la orina. b) ¿Por qué el clearance de inulina NO se usa en la práctica clínica como indicador de la VFG? R: Porque es una sustancia exógena, por lo tanto, habría que infundirla por via venosa, en cambio la creatinina no, ya que es una sustancia endógena, porque ha generado reacción alérgica. c) En vez del clearance de inulina se usa el clearance de creatinina. Señale las diferencias entre el manejo renal de la inulina y de la creatinina. R: La insulina es filtrada libremente por los capilares glomerulares pero no es reabsorbida por los túbulos renales. Si inyecta insulina la concentración de insulina en el plasma es 1mg/ml, la concentración urinaria de insulina es de 125 mg/ml y el flujo de la orina es de 1ml/min. 3. Explique cuál es la utilidad fisiológica y en qué consiste el mecanismo miogénico y el feedback túbulo glomerular. R: ● Mecanismo miogénico: los aumentos de la presión arterial renal estiran las paredes de las arteriolas aferentes, que responden contrayéndose. La contracción arteriolar aferente aumenta la resistencia arteriolar aferente y el aumento de la resistencia compensa el aumento de la presión arterial, y el flujo sanguíneo renal se mantiene constante. ● Feedback túbulo glomerular: al aumentar la presión arterial renal, lo hacen también el flujo sanguíneo renal (FSR) y la tasa de filtración glomerular (TFG). El aumento de la TFG genera un incremento de la liberación de solutos y agua a la región de la mácula densa del túbulo distal inicial, que detecta alguno de los componentes de la carga aumentada liberada. La mácula densa, responde a la mayor carga liberada con la secreción de una sustancia vaso activa que contrae las arteriolas aferentes por medio de un mecanismo paracrino. La vasoconstricción local de las arteriolas aferentes normaliza el FSR y la TFG. 4. Describa el manejo renal de los siguientes elementos:

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R: •

Sodio: el sodio es filtrado libremente a través de los capilares glomerulares y después es reabsorbido por la nefrona. En el túbulo contoneado proximal se reduce el grueso de la reabsorción de Na+, se reabsorben las 2 terceras partes (67%) de ña carga filtrada. En este segmento la reabsorción de agua siempre está relacionada con la reabsorción de Na + (mecanismo isosmótico). La rama ascendente gruesa del asa de Henle reabsorbe el 25% de la carga filtrada de Na+. Este segmento es impermeable al agua. El túbulo contorneado distal final y los túbulos colectores reabsorben el 3% final de la carga filtrada que asegura el equilibrio de sodio.

•

Potasio: la excreción urinaria diaria de K+ es igual al K+ ingestado. El K+ no ser une a los capilares glomerulares. El túbulo contorneado proximal reabsorbe el 67% de la carga filtrada de K+. La rama ascendente gruesa reabsorbe un 20% (cotransportador Na – K – 2Cl). El túbulo distal y los túbulos colectores se encargan de ajustar la excreción de K+ que se produce cuando el K+ dietético varía. Estos segmentos reabsorben o segregan el K+ según convenga para mantener el equilibrio de potasio.

•

Protones: la excreción de orina acida reduce la cantidad de ácido en el LEC. Hacia los túbulos se filtran continuamente grandes cantidades de bicarbonato, y si pasan a la orina se atraen bases las luces tubulares grandes cantidades de H+, lo que elimina acido de la sangre. Si se secretan más H+ que bicarbonato, se producirá una pérdida neta de ácidos en los LEC.

•

Glucosa: la glucosa es filtrada a través de los capilares glomerulares y reabsorbida por las células epiteliales de túbulo contorneado proximal. La reabsorción de glucosa es un proceso en 2 pasos que incluye el cotransporte de Na+ - glucosa por la membrana luminal y el transporte facilitado de glucosa por la membrana pertubular. Dado que hay un número limitado de transportadores de glucosa, el mecanismo es saturable, es decir, tiene un transporte máximo.

•

Amino ácidos: Es similar a la reabsorción de la glucosa. Los aa se filtran libremente y en el túbulo proximal los reabsorbe en un 99% a través de los transportadores. Los aa ingresan a las células tubulares mediante un cotransporte con sodio

•

Agua: Para mantener el balance hídrico el organismo cuenta con los siguientes mecanismos: la sed, la regulación renal de la excreción de agua. Los riñones pueden producir una orina diluida en caso de excesiva ingesta de líquidos, o en situación contraria, preservar el agua en el organismo mediante la excreción de una orina muy concentrada. Este mecanismo es

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fundamental para el mantenimiento de la osmolaridad de los líquidos corporales Asa de Henle: Descendente, Reabsorción por AQP1 (aquoporina). Túbulo Colector: Reabsorción (con ADH, mediante ADH-R2, la que trasloca y activa los canales AQP2) Dato: El túbulo colector no es parte del nefrón. 5. El siguiente gráfico muestra el manejo renal de la glucosa. a) ¿Cómo se explica la relación entre la carga filtrada y la reabsorción cuando la glicemia es inferior a 200 mg/dL? R: Carga filtrada: La glucosa se filtra libremente a través de los capilares glomerulares y la carga filtrada es el producto de tfg por la concentración de glucosa en plasma. Así, a medida que se eleva la concentración de glucosa en plasma, la carga filtrada aumenta linealmente. Con una concentración plasmática de glucosa menor de 200 mg/100ml es posible resorber toda la glucosa filtrada puesto que hay un exceso de cotransportadores de Na+ glucosa, en este intervalo la curva de resorción es idéntica a la de filtración: es decir, resorción es igual a filtración. b) Cuando la glicemia supera los 200 mg/dL, ¿cómo se explica la estabilización de la reabsorción de glucosa? R: Con concentraciones plasmáticas mayores a 200 mg/ 100ml, la curva de resorción se inclina debido a que una parte de la glucosa filtrada no se reabsorbe . 6. En relación con el problema anterior, suponga un sujeto diabético cuya carga filtrada de glucosa supera los 375 mg/min. a) ¿Qué sucede con la glucosa que escapa a la reabsorción proximal? R: Hay una concentración elevada de glucosa en la sangre. En los diabéticos no tratados, cuando las concentraciones sanguíneas de glucosa exceden el umbral para la reabsorción de glucosa, se excreta glucosa en la orina b) Los diabéticos a menudo ingieren grandes cantidades de agua (polidipsia) debido a la sensación de sed. Explique por qué sienten tanta sed. R: Cualquier soluto no reabsorbido que permanezca en la luz fuerza a excretar agua adicional, lo que produce diuresis osmótica, si no se trata se produce poliuria (micción excesiva) y polidipsia (sed excesiva) como resultado de la deshidratación y la osmolaridad plasmática elevada

c) ¿Cómo se ve afectado el balance de agua en estas condiciones? R: El balance entre la cantidad de agua o líquido que se toma no corresponde con el volumen de excreción urinaria.

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7. Explique la relación entre la aldosterona y la función renal. Indique los lugares donde ésta actúa y sus mecanismos de acción. R: La aldosterona aumenta la secreción de K+ y aumenta la reabsorción de na al inducir la síntesis de los canales de Na+ de la membrana luminal y la bomba de Na+/ K+ de la membrana basolateral. Su mecanismo es: Primero la aldosterona induce la síntesis de más canales de Na+ en la célula y ofrece más Na+ a la bomba Na+/ K+. al bombear más Na+ al exterior de la célula, debe bombearse más K+ simultáneamente hace su interior. Segundo, la aldosterona aumenta la cantidad de bombas Na +/ K+, aumentando aún más la cantidad de K+ bombeado hacia el interior de la célula. Juntos los 2 efectos aumentan la concentración intracelular de K +, que hacen crecer la fuerza impulsora para la secreción de K+ desde la célula hacia el lumen. Por último la aldosterona aumenta el número de canales de K+ en la membrana luminal, efecto que se combina con la mayor fuerza impulsora para aumentar la secreción de K+. los lugares de acción son en el túbulo contorneado distal final y en el túbulo colector. 8. Explique la relación entre la ADH y la función renal. Indique los lugares donde ésta actúa y sus mecanismos de acción. R: La ADH tiene 3 acciones en el túbulo renal, que son: 1. Aumenta la permeabilidad al agua de las células principales del túbulo distal final y los túbulos colectores. 2. Aumenta la actividad de cotransportador de Na – K – 2Cl de la rama ascendente gruesa. 3. Aumenta la permeabilidad a la urea en los túbulos colectores moleculares internos potenciando el reciclaje de la urea. De estas acciones, el efecto sobre la permeabilidad al agua de las células principales es el más conocido y el más importante ya que en presencia de ADH, los canales de agua se insertan en la membrana luminal de las células principales haciéndolas permeables al agua. 9. Si a un paciente se le administra un diurético como furosemida: a) ¿En qué transportador y segmento del nefrón actúa este tipo de diuréticos? R: Actúa en la rama ascendente gruesa inhibiendo al cotransportador Na/K/Cl b) ¿Qué sucederá con la reabsorción de NaCl en este segmento? R: Reduce la reabsorción de NaCl c) ¿Cómo se verá afectada la reabsorción de agua en el túbulo colector medular? R: La reabsorción de agua disminuye, ya que el objetivo excretar líquido. 10. Un sujeto sano permanece por 24 horas sin acceso a agua como bebida. En relación a este sujeto explique:

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a) ¿Cuál será la señal que gatillará los mecanismos responsables de mantener el balance de agua? R: Continuamente se pierde agua del cuerpo a través del sudor y el vapor de agua por boca y nariz (llamada pérdida insensible de agua). Si no se sustituye esta pérdida ingiriendo agua, aumenta la osmolaridad del plasma. El incremento de la osmolaridad estimula osmoreceptores sumamente sensibles en el hipotálamo anterior, estimulados por aumentos menores de 1 mosm/L en la osmolaridad. b) ¿Qué sucederá con la sensación de sed y los niveles de ADH y aldosterona? R: La estimulación de los osmoreceptores tiene 2 efectos: Provoca sed, lo cual lleva a la persona a beber agua. Estimula la secreción de ADH en el lóbulo posterior de la hipófisis La parte posterior de la hipófisis secreta ADH a la sangre donde circula por los riñones. En los riñones la ADH incrementa la permeabilidad al agua en la parte terminal del túbulo distal y conductos colectores. Los niveles de aldosterona disminuyen, ya que esta aumenta la resorción de sodio, entonces estaría promoviendo el aumento de la osmolaridad. c) ¿Qué sucederá con el flujo urinario y la osmolaridad de la orina del sujeto? R: La mayor permeabilidad al agua aumenta la resorción de agua en la parte terminal del túbulo distal y conductos colectores. Conforme se resorbe más agua en esos segmentos aumenta la osmolaridad y disminuye el volumen de orina. La orina del sujeto será hiperosmotica, es decir concentrada, ya que tiene una osmolaridad mayor que la de la sangre. La orina hiperosmótica se produce cuando las concentraciones de ADH circulantes son altas como ocurre en la privación de agua. 11. Describa los mecanismos homeostáticos involucrados en la mantención de los niveles de K+ plasmático, después de la ingesta de una comida rica en K+. ¿Por qué es importante la regulación de la concentración plasmática de potasio? R: Gran parte del K filtrado se extrae del líquido tubular mediante reabsorción activa en los túbulos proximales y luego la células del túbulo distal lo secretan hacia el líquido tubular. El ritmo de secreción de K es proporcional a la velocidad del flujo del líquido tubular por las porciones distales de la nefrona porque con el flujo rápido hay menor oportunidad de que la concentración tubular de K se eleve hasta una cifra que detenga la secreción. En ausencia de factores que compliquen el proceso, la cantidad secretada es casi igual a la ingesta de K y de ese modo se mantiene el equilibrio del ion. En los túbulos distales, casi cierre se reabsorbe el NA y se secreta K. No hay un intercambio rígido de uno a uno y gran parte del movimiento del potasio es

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pasivo. Sin embargo, hay una coordinación eléctrica en el sentido de que la migración intracelular de sodio tiende a disminuir la diferencia de potencial a través de la célula tubular y esto favorece el movimiento del potasio hacia la luz tubular. Ya que el sodio también se reabsorbe durante la secreción de hidrógeno hay una competencia por el sodio en el líquido tubular. La excreción de K disminuye cuando la cantidad de sodio que llega al túbulo distal es pequeña, y también desciende cuando la secreción de H aumenta. Existen cinco factores fisiológicos mayores que estimulan la secreción distal de potasio en la célula principal del túbulo colector: Aldosterona: incrementa directamente la actividad de la Na-ATPasa en las células del túbulo colector estimulando la secreción de potasio al lumen tubular; abre canales para sodio en la membrana luminal y abre canales de potasio en la membrana luminal. 1. Alta carga distal de sodio. 2. Flujo urinario elevado. 3. Alta concentración de potasio en la célula tubular. 4. Alcalosis metabólica 12. En la siguiente tabla, indique la alteración ácido-base simple que existe en cada una de las situaciones, de acuerdo a los datos de laboratorio que se entregan. Compare con los valores normales que aparecen al final del seminario. pH Bicarbonato PCO2 Alteración 7,34 15 29 Acidosis metabólica compensada 7,49 35 48 Alcalosis metabólica compensada 7,47 14 20 Alcalosis respiratoria compensada 7,34 31 60 Acidosis respiratoria compensada 7,26 26 60 Acidosis respiratoria y metabólica 7,62 20 20 Alcalosis respiratoria y metabólica 7,09 15 50 Acidosis respiratoria y metabólica 7,4 15 25 Alcalosis respiratoria o acidosis metabólica totalmente compensada Si le parece útil, use el diagrama que se adjunta.

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13. La tabla siguiente muestra variables medidas en sangre arterial de pacientes con distintos trastornos ácido-base. Complete los espacios en blanco. Compare con los valores normales. Alteración pH PaCO2 (mm Hg) [HCO3-] plasma

Alteración pH PaCO2 (mm Hg) [HCO3-] plasma

Alteración pH PaCO2 (mm Hg) [HCO3-] plasma

Alteración pH PaCO2 (mm Hg) [HCO3-] Plasma

a. ¿Qué tipo de trastorno ácido-base desarrolla el sujeto que experimenta vómitos prolongados? R: Alcalosis metabólica con un aumento en los rangos normales de bicarbonato b. ¿Cómo debiera estar el sistema renina-angiotensina-aldosterona en este paciente? Justifique su respuesta. R: El sistema se encuentra suprimido, debido a que todos los rangos normales en el plasma se encuentran elevados y por tanto no se está realizando la acción de amortiguador c. En el mismo paciente ¿cómo debiera estar la diuresis? Justifique su respuesta.

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R: Disminuye la diuresis porque la excreción disminuye y por tanto la orina no se concentra. d. La ingesta de NH4Cl equivale a la adición de HCl al organismo. ¿Cómo explica el valor de la PaCO2 que tiene el paciente? R: El paciente está hiperventilando para compensar la acidosis e. ¿Por qué el paciente con diabetes mellitus desarrolla un trastorno ácidobase? R: Por la acumulación de cetoácidos Cetoacidosis diabética: Se le define como un síndrome causado por déficit de insulina y/o desenfreno de las hormonas catabólicas, caracterizado por hiperglicemia, deshidratación, desequilibrio electrolítico y acidosis metabólica. Afecta de preferencia a los diabéticos insulino dependientes, pero no es infrecuente en los no dependientes en condiciones de estrés metabólico f. ¿Cómo debiera estar la excreción neta de ácido en el paciente diabético? R: Aumentada g. ¿Cómo se explica el valor de la PaCO2? R: La alcalosis respiratoria está marcada por bajos niveles de dióxido de carbono en la sangre debido a la respiración excesiva. Lo que disminuye la PaCO2. h. ¿Cuál es el tratamiento? R: Inicialmente insulina y suero salino, seguido de glucosa y potasio para reponer los niveles de ambas cosas que se verán afectados por la acción de la insulina i. ¿Cómo se explica el trastorno ácido-base del paciente con bronquitis crónica? R: La acidosis respiratoria es un aumento de acidez de la sangre causada por una acumulación de anhídrido carbónico en la sangre como resultado de un escaso funcionamiento pulmonar o de una respiración lenta. La acidosis respiratoria se produce cuando los pulmones no expulsan el anhídrido carbónico de forma normal. Esta condición puede presentarse en las enfermedades que afectan a los pulmones, tales como el enfisema, la bronquitis crónica, la neumonía grave, el edema pulmonar y el asma. La mala ventilación explica el alto valor de PCO2 y el consiguiente pH ácido. Para un pH de 7,33 la concentración de bicarbonato debería ser más baja (25,75 mM) lo que indica que ha habido compensación por parte del riñón

Valores Normales en Sangre Arterial pH : 7,37 -7,42 Pa CO2 : 37 – 43 mmHg

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[HCO3- ] : 23 – 25 mM