“ HOMEOSTASIS Y CONSTANTES FISIOLÓGICAS”

Fisiología – Salud Individual Biolog.

Elaborado por:

Departamento Ciencias Fisiológicas.

Actualizado y Revisado por: Dra. Awilda Peña Jiménez, MD

Enero 2004.

Santiago, Rep. Dominicana Área Ciencias Fisiológicas.

Departamento de Medicina. PUCMM

HOMEOSTASIS FISIOLOGÍA La fisiología tiene por objeto explicar los factores físicos y químicos que son responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. Cada tipo de vida, desde un virus hasta los seres humanos poseen sus propias características, por los que la Fisiología puede dividirse en Fisiología viral, bacteriana, molecular, vegetal , humana. Históricamente, esta ciencia se fundamenta en la anatomía, que nos enseña la macro y micro estructura de los organismos vivos. En este siglo se separó la bioquímica ( “ Química fisiológica” ) de la fisiología y ésta redujo su estudio a los procesos físicos del organismo. La fisiología estudia, por ejemplo, los procesos que hacen conservar al cuerpo su identidad a pesar del intercambio con el medio ambiente y asegura su reproducción para las generaciones posteriores, o describe la captación de información del medio y su traducción en reacciones adecuadas por las que el organismo influye sobre ese medio. La Fisiología Humana se preocupa con las características específicas y los mecanismos por los cuales el cuerpo humano permanece con vida, esto va más allá de nuestro control. Por ejemplo, la búsqueda de alimento cuando se tiene hambre, búsqueda de refugio cuando hay miedo, otras fuerzas causan que nos relacionemos para así reproducirnos, etc. Por esto el ser humano se considera un autómata, con características especiales que le permite existir en una amplia variedad de situaciones que de otra forma su vida no fuera posible.

La Fisiología Humana comienza con el estudio de las funciones celulares. La célula es la unidad básica de la vida y cada órgano es un agregado de diferentes células, las cuales están especialmente adaptadas para la realización de funciones particulares. Nuestro cuerpo consta de aproximadamente 100 trillones de células. Las células se diferencian unas de otras, aunque comparten muchas características similares, como su forma de obtención de energía, reproducción, etc. AMBIENTE INTERNO: LIQUIDO EXTRACELULAR: El líquido corporal total (LCT) está distribuido en 2 principales compartimientos: Líquido extracelular ( LEC) e intracelular (LIC) . A su vez el LEC se divide en el líquido intersticial y el plasma. Existe otro compartimiento pequeño llamado transcelular, que incluye el líquido en los espacios ocular, sinovial, pericárdico, peritoneal, cerebroespinal, los cuales son considerados parte del LEC aunque muestran composición diferente al plasma y al intersticio.

En un adulto normal de aproximadamente 70 Kg., el LCT representa el 60% de su peso o alrededor de 42 litros. De esa cantidad 2/3 ( 28 litros) se encuentra dentro de la célula, Líquido intracelular (LIC), lo que representa el 40 % del peso corporal ; y 1/3 ( 14 litros )

representa el líquido fuera de las células o Líquido extracelular (LEC), constituyendo el 20 % del peso corporal. El LEC se encuentra en constante movimiento a través del organismo y en el se localizan distintos iones y nutrientes necesarios para el mantenimiento de la vida celular. Todas las células están bañadas por el mismo ambiente, y a éste se le ha llamado “Medio Interno o Mileu Interiur” , término introducido hace más de cien años por un gran fisiólogo francés del S. XIX, Claude Bernard. La célula es capaz de vivir, crecer y desarrollar sus funciones mientras reciba las concentraciones de oxígeno, glucosa, iones, aminoácidos, sustancias grasas y otros constituyentes necesarios provistos por “El medio interno”, por lo que este debe conservarse en un estado de equilibrio, ya que cualquier cambio que perturbe su funcionamiento normal puede desencadenar Patologías.

• Liquido Intracelular 28 litros *Plasma: 3 litros.

• Liquido Extracelular 14 litros * Líquido intersticial: 11 litros.

Liquido corporal total (LCT) 42 litros * Transcelular: 1 -2 litros. El líquido extracelular se mueve en todas las partes del cuerpo en dos etapas. La primera consiste en el movimiento de la sangre a través del sistema circulatorio, y la segunda , en el movimiento de fluidos entre los capilares sanguíneos y las células. Toda la sangre cruza por todo el circuito por lo menos una vez cada minuto en situaciones de reposo y aproximadamente unas seis veces por minuto cuando la persona está en actividad. A medida que la sangre pasa por los capilares, ocurre intercambio entre el Líquido intersticial y el plasma por el proceso de difusión, el cual es causado por el movimiento cinético de las moléculas del plasma y el Líquido intersticial. Por esto el LEC continuamente se está mezclando y mantiene casi una completa homogeneidad en todo el cuerpo. ORIGEN DE NUTRIENTES EN EL LÍQUIDO EXTRACELULAR:

1. SISTEMA RESPIRATORIO: proporciona el oxígeno necesitado por las células, así como también elimina el dióxido de carbono producto del metabolismo celular.

2. TRACTO GASTROINTESTINAL: los nutrientes disueltos, Carbohidratos, proteínas, lípidos y micronuntrientes son absorbidos desde los alimentos al LEC.

3. HÍGADO Y DEMÁS ÓRGANOS METABÓLICOS (Adipocitos, Mucosa

gastrointestinal, riñones, glándulas endocrinas): Ciertos nutrientes deben ser cambiados en su composición química para poder ser utilizados o almacenados hasta que los tejidos lo requieran.

4. SISTEMA MÚSCULOESQUELÉTICO: permite la locomoción del cuerpo para

poder obtener los alimentos, defenderse de situaciones adversas del medio ambiente que podría destruir espontáneamente los demás sistemas homeostáticos.

HOMEOSTASIS: Este término es utilizado por los fisiólogos para referirse al mantenimiento estático o en equilibrio del Medio interno. Esto se logra por la interacción de todos los órganos y tejidos del organismo que participan en mantener constantes esas condiciones, Por ejemplo, los pulmones constantemente proporciona el oxígeno necesario que será utilizado por las células y expulsa el dióxido de carbono, producto del metabolismo celular ; los riñones mantienen las concentraciones adecuadas de iones; el tracto gastrointestinal provee los nutrientes proveniente de la dieta. Cada órgano de nuestro cuerpo cumple con un rol específico para mantener la homeostasis. Aspectos históricos: El origen del término HOMEOSTASIS probablemente se encuentra en Hipócrates. Este creía que la enfermedad se curaba con poderes naturales, lo que implica que dentro del organismo existen mecanismos que tienden a ajustar los procesos cuando éstos ha sido trastornados y devuelven su estado de salud a la normalidad. En 1877, Pfluger, filósofo alemán, estableció que “la causa de todas las necesidades de un ser vivo es también la causa de la satisfacción de esa necesidad”. En 1885, Frederico, un filósofo belga, declaró : “ El ser vivo es una organización de tal tipo que cada influencia perturbadora induce por sí misma el incremento de la actividad compensadora para neutralizar o reparar el disturbio. Cuanto más nos elevamos en la escala de los seres vivos, más perfectos y complicados se hacen estos agentes reguladores; y tienden a liberar al organismo completamente de las influencias desfavorables y de los cambios producidos por el medio ambiente”. Charles Richet, filósofo francés, dijo: “ El ser vivo es estable. Debe ser así para no ser destruido, disuelto, desintegrado por colosales fuerzas, con frecuencia adversas, que le rodean. Por una aparente contradicción mantiene su estabilidad sólo si es excitable y capaz de modificarse él mismo de acuerdo con los estímulos externos y acomodando su respuesta al estímulo. En cierto sentido es estable por que es modificable: una ligera inestabilidad es la condición necesaria para la verdadera estabilidad del organismo”.

Ya en el año 1857, Claude Bernard decía: “ Todos los mecanismos vitales, por diferentes que sean, no tienen sino un solo fin, el preservar la constancia de las condiciones de la vida en el medio interno”. Bernard es considerado el abuelo de la homeostasis ya que fue él quien señaló el papel del medio interno en el establecimiento de la estabilidad del organismo. Walter Cannon, filósofo y científico norteamericano, fue el primero en utilizar el término Homeostasis hacia el año 1929. El ser humano cada día se perfecciona más y esto ha traído por consecuencia que sus mecanismos adaptadores homeostáticos sean cada vez más perfectos y dinámicamente reajustados. A esta evolución de los mecanismos Homeostáticos en los seres humano se le ha llamado Ontogenia. DEFINICIONES: El término HOMEOSTASIS, etimológicamente, viene de Homeo que significa semejante o similar; y Stasis que significa posición. Se deduce que este término implica los mecanismos que previenen o bloquean el cambio. Pero su definición va más allá, ya que los mecanismos envueltos en el proceso distan de ser constantes o fijos, sino que son procesos dinámicos de autorregulación que mantienen o devuelven al medio interno la normalidad de que fue separado. Los Procesos Homeostáticos pueden definirse como aquellas reacciones fisiológicas que tienden a restaurar el medio interno a un estado de equilibrio o de reposo. REGULACIÓN DE LAS FUNCIONES CORPORALES: La regulación de las funciones corporales está dada principalmente por el SISTEMA NERVIOSO y EL SISTEMA ENDOCRINO. Los cuales están a su vez interrelacionados entre ellos mismos y otros órganos y sistemas del cuerpo. El sistema nervioso se compone de tres partes:

• Entrada sensorial • Sistema nervioso central o porción integradora. • Salida motora.

La entrada sensorial está dada por los RECEPTORES o sensores, los cuales pueden definir como una célula o parte de la membrana de una célula que genera potenciales de sensor para así convertirse en las aferencias correspondientes de un potenciales de acción que llevará la información a otra parte de este sistema, El Sistema Nervioso Central (SNC).. Estos receptores detectan cambios en el medio ambiente como tacto, sonido, luz, calor, frío, dolor; siendo altamente sensitivo para el tipo estímulo designado. Con poca o ninguna respuesta para los demás. Por ejemplo, los receptores de la visión ( conos y bastones) responden a la luz, pero son insensibles al calor frío presión u otra modalidad. El SNC está formado por el cerebro y médula espinal. Este recibe la señal generada desde los receptores y procesa esta información, para así enviar la respuesta apropiada de la señal a través de la porción motora, quien controla la contracción del los músculos esqueléticos y liso; y las secreciones de glándulas exocrinas y endocrinas.

Una parte importante del sistema nervioso es el Sistema Autónomo, quien opera a un nivel inconsciente y controla muchas funciones de los órganos internos, como el corazón, secreción glandular, movimientos intestinales y otros. El sistema hormonal está formado por glándulas endocrinas localizadas en nuestro cuerpo, las cuales sintetizan sustancias químicas llamadas hormonas, las cuales se secretan al LEC y llegan a todas las partes del cuerpo donde ayudad a regular funciones corporales. Por ejemplo, las hormonas tiroideas ayudad a regular muchas de las funciones celulares al influir en la velocidad de las reacciones químicas y otros aspectos; la insulina ayuda a controlar los niveles de glucosa en sangre. Estos dos sistemas se complementan, siendo el sistema nervioso regulador de las actividades musculares y secretorias; y el sistema endocrino de las funciones metabólicas.

SISTEMAS HOMEOSTÁTICOS O DE CONTROL: Se define Sistema como la función cooperativa de todas las células diferenciadas de un organismo. El ser humano posee literalmente miles de sistemas de control, como el Sistema de control genético que opera en todas las células, sistemas de controles que operan en los diferentes órganos y tejidos para controlar cada una de sus funciones y sistemas que operan en todo el cuerpo para la interacción de los diferentes órganos y sistemas. Por ejemplo El Sistema Respiratorio asociado al Sistema Nervioso para regular las concentraciones de dióxido de carbono, oxígeno en el LEC; El hígado y el páncreas asociados para regular las concentraciones de glucosa en el LEC. COMPONENTES DEL SISTEMA DE CONTROL: Un sistema homeostático o de control es un conjunto de componentes interconectados y que funcionan para mantener relativamente constante un parámetro físico o químico del cuerpo. Estos sistemas funcionan a base de mensajes:

• El primer mensaje es el Estímulo, definido como una variación detectable en el ambiente. Por ejemplo: Cambio de temperatura. Ese mensaje llega al Receptor.

• El Receptor (Rc.) detecta el estado del cuerpo o del medio ambiente. El receptor funciona como “Transformador Biológico” que transmite la energía de un sistema energético a otro. Esta energía puede ser del mismo tipo que la que activa al receptor o de otro tipo. Por ejemplo: La luz estimula los fotorreceptores del ojo los cuales generan un impulso eléctrico a través del nervio Óptico hasta llegar a la corteza cerebral produciendo la percepción de la luz. La información recibida por el receptor viaja a través de una vía de entrada, sensitiva o aferente hasta llegar al centro integrador.

• El centro Integrador procesa la información y genera una reacción apropiada para el determinado estímulo. El centro integrador puede recibir la entrada de muchos estímulos, permitiendo así la integración de varios segmentos del cuerpo. La respuesta procesada por el centro integrador viajará entonces a través de una vía eferente o de salida hasta el último componente del sistema, El efector.

• El Efector producirá un cambio de actividad que constituirá la respuesta general del sistema.

ESQUEMA: Estímulo Vía Aferente (Entrada) (Salida). Vía Eferente TIPOS DE SISTEMAS HOMEOSTÁTICOS O DE CONTROL: Los sistemas de control pueden ser abiertos o cerrados.

Cuando la entrada produce una respuesta o salida y ésta última no tiene efecto sobre la primera se considera que el sistema es abierto. Con la respuesta se termina el estímulo que dio origen al sistema.. Con este sistema se puede subsanar una alteración que se conoce de antemano ( Por ejemplo, la pérdida constante de calor se puede prevenir manteniendo una determinada temperatura exterior); pero no así situaciones cambiantes, no previsibles ( Por ejemplo: pérdidas de calor con temperaturas exteriores diversas ). Esquema:

Se considera cerrado, cuando la entrada genera una salida o respuesta que a su vez afecta la entrada, ya sea aumentando la entrada o disminuyéndola. En este sistema la variable controlada puede ser modificada automáticamente. Por ejemplo:

Rc.

Centro Integrador.

Efecto

Entrada Salida

Entrada Salida

1. ESTIMULO – RESPUESTA: un estímulo condicionado puede causar una respuesta fisiológica dada. Es un sistema abierto, la salida no afecta la entrada .Por ejemplo: Reflejos condicionados de Paulov, respuestas a estímulos nocivos ( golpes).

El estímulo condicionado, Hambre, genera una respuesta fisiológica: Salivar.

2. RETROALIMENTACIÓN: es cuando la salida o respuesta está condicionada por

la entrada o el estímulo, que a su vez es afectada por la salida o respuesta. Es un sistema de control cerrado y puede ser de dos tipos:

a. Retroalimentación Negativa: Consiste en una serie de cambios

que regresan al factor hacia cierto valor intermedio de la normalidad, manteniendo así la homeostasis. Se produce porque el efecto de la salida modifica la entrada produciendo una disminución posterior de esa salida, o sea, se reduce el estímulo por la respuesta del efector. La mayoría de los sistemas de control del organismo son de este tipo , ejemplos: liberación de hormonas, regulación de la presión arterial, regulación de la temperatura, etc.

Esquema

1 2 3

b. Retroalimentación Positiva: esta no lleva a la estabilidad, sino a la inestabilidad, creando un círculo vicioso que puede llevar a la muerte, ya que el estímulo inicial produce una respuesta que aumenta aún más el estímulo. O sea, la salida es capaz de estimular la entrada y así al efector. En muchas situaciones la retroalimentación positiva es contrarrestada por una negativa que detendrá el proceso y previene la inestabilidad. Otras situaciones fisiológicas utilizan la retroalimentación positiva para pode ejecutarse, por ejemplo:

Hambre Salivación.

Glucosa Glucosa

Insulina Insulina

� El parto: donde las contracciones uterinas producen el descenso del bebé, haciendo que la cabeza de este contacte con el cerviz, el cual es estirado y produce una señal que causa más contracciones, esto sucede consecutivamente hasta lograr la expulsión del bebé , proceso que detiene las contracciones.

� Proceso de coagulación: la activación de los factores de

coagulación genera una reacción en cadena donde cada vez más factores son activados hasta producir el coágulo que detendrá la hemorragia. Esto es contrabalanceado con una retroalimentación negativa que detendrá el proceso para evitar que toda la sangre se coagule.

� Generación de Señales nerviosas: Cuando la membrana

nerviosa es estimulada se produce una señal que produce apertura de los canales de sodio, la entrada de este ión hace que más canales abran facilitando la entra de más iones sodio hasta generar el potencial de acción.

Esquema:

3. Sistema intermitente ( apagado – encendido): Es un sistema cerrado donde la variable es controlada por un censor o detector de error. Ejemplo Control de la temperatura de un refrigerador por un termostato.

4. Control Proporcional: también es cerrado. Ajusta el rendimiento o salida en

proporción a la variable controlada o entrada. Ej. La respiración: Variable controlada : concentración de CO2; salida: FR.

5. Control adaptativo: Es cualquier control que cambia al ponerse en contacto con las

necesidades del medio. Todos los sistemas reguladores satisfacen esta necesidad.

Herida cortante

Activación de factores de coagulación.

Factores activados

Coagulo

+

CONSTANTES FISIOLÓGICAS Durante el proceso de formación del médico, así como también en su práctica profesional, enfrenta cada día una serie de problemas clínicos que le son planteados en términos cuanti-cualitativos ( signos y síntomas) para los cuales No existen valores universales de normalidad. Por el contrario, existen un sin número de factores, como la edad, sexo, peso, clima, alimentación que pueden modificar en alguna medida estas cifras. El médico debe ser capaz de analizar todos estos factores y obtener un valor promedio esperable en un paciente determinado y luego compararlo con datos reales y de esta forma determinar el grado de salud o enfermedad del individuo en cuestión. Los valores mencionados se utilizan como punto de referencia para diagnosticar el grado de normalidad o anormalidad de un individuo y han sido denominados Constantes Biológicas, las cuales ha sido divididas en Constantes bioquímicas, anatómicas, fisiológicas, etc. Las constantes fisiológicas representan los mecanismos fisiológicos del organismos para mantener el equilibrio del medio interno. Verdaski, geólogo ruso, introdujo por primera vez el término Biosfera o esfera

de la vida, para designar la zona del planeta donde se desarrolla la vida. Durante muchos años el hombre sólo ejerció una reducida influencia sobre el medio ambiente y se veía sometido a los cambios derivados del ambiente, que le obligaba a adaptarse o a buscar en otro lugar los elementos fundamentales para su supervivencia. Actualmente el hombre ha podido ejercer cierto grado de control sobre el medio ambiente, lo cual ha permitido su desarrollo y conservación de su equilibrio fisiológico. Sin embargo los denominados ecosistemas ejercen una influencia determinante el ser humano. Las constantes fisiológicas sufren variaciones acordes las diferentes

etapas de la vida y con las características externas con las que el hombre se encuentra en contacto; el hombre no es un ser aislado, vive dentro de un universo donde se establecen relaciones complejas entre ellos. Así el hombre puede modificar el medio ambiente atendiendo sus necesidades, pero también el medio ambiente puede influir en sus procesos biológicos. Las constantes fisiológicas son parámetros sujetas a variaciones

multifactoriales que reflejan mecanismos homeostáticos. Algunas constantes fisiológicas vistas por órganos y sistemas son:

1. Sistema Nervioso : Temperatura, sueño, vigilia, reflejos, peso. 2. Aparto Respiratorio: Frecuencia Respiratoria.

3. Aparto cardiovascular: Tensión Arterial, Frecuencia Cardiaca, pulso,

gasto cardíaco.

4. Aparato digestivo: Excreción de heces, peristalsis.

5. Aparato Urinario: Diuresis.

6. Sistema hematológico: Concentración de hemoglobina, hematócrito. 7. Sistema músculo esquelético: tono muscular.

Algunos factores ambientales asociados a cambios en las constantes fisiológicas:

� Presión arterial: Estrés. � Frecuencia Cardiaca: Temperatura, contaminación ambiental, altitud,

actividad física. � Frecuencia respiratoria: el clima, actividad física. � Diuresis: temperatura del ambiente, disponibilidad de agua. � Temperatura: hacinamiento, temperatura del medio ambiente. � Peso: vida sedentaria, ambiente de trabajo. � Sueño y vigilia: vivienda, altitud. � Hemoglobina: alimentación, altitud.

Temperatura: Un grupo de seres vivos, al que también pertenece el hombre, logra mantener una temperatura corporal constante a consecuencia de una intensa termogénesis ( taquimetabolismo) y a mecanismos adicionales de regulación muy por encima de la temperatura ambiental. Estos son los denominados Animales Homeotermos. Por otra parte, existen animales donde la termogénesis es mucho menor ( Bradimetabolismo), por lo que la temperatura está muy poco por encima de la temperatura ambiental y está sujeta a las oscilaciones de la misma. Estos son los llamados animales Poiquilotermos, en donde los peces y reptiles forman parte. Los seres vivos homeotermos pueden mantener una temperatura corporal uniforme y una actividad independiente de la temperatura exterior. Estos poseen múltiples ventajas frente a los poiquilotermos, pero estos últimos pueden tener ventajas cuando oscila la disponibilidad de la alimentación con las estaciones del año, por ejemplo las ranas pueden durar meses en carencia de alimentos. Otra diferencia importante es que los Poiquilotermos regulan su temperatura de forma conductual; ejemplo, los peces buscan aguas templadas, las lagartijas los baños de sol. En cambio los homeotermos tienen una regulación autónoma de la temperatura. La temperatura de la mayoría de los mamíferos homeotermos varía entre 36 - 39 grados centígrados. Para el mantenimiento de la temperatura corporal la termogénesis o producción de calor debe estar balanceada con la pérdida del calor. Termogénesis: La producción de calor es producida principalmente por los diferentes productos metabólicos. Diversos factores pueden determinar la producción de calor. El más importante es la tasa metabólica de las células; otros: la actividad muscular que puede ser involuntaria o también llamados temblor por frío o tiritamiento, el efecto de hormonas como la tiroxina,

hormonas de crecimiento, testosterona, el efecto de la adrenalina, noradrenalina y estimulación simpática. Pérdida de calor: La mayoría del calor del cuerpo es generado por órganos internos, como el hígado, cerebro, corazón, músculo esquelético en ejercicio), que luego será transferido a la piel donde se perderá hacia el aire o los alrededores. La piel, el tejido celular subcutáneo (especialmente la grasa) son los principales aislantes térmicos del cuerpo que mantiene en condiciones normales la temperatura central corporal, sin importar que la temperatura de la piel o periférica esté muy cercana a la del medio ambiente. Debido a que la velocidad del flujo sanguíneo de los plexos venosos de la piel pueden variar muy eficazmente, la piel sirve como un mecanismo de transferencia de calor desde el centro del cuerpo. Por ejemplo, si ocurre un aumento de flujo sanguíneo hacia los plexos venosos de la piel, el calor será conducido más rápido; en cambio una disminución del flujo produce disminución de la conducción del calor. Este proceso está regulado por el Sistema Nervioso Simpático ( parte del sistema nervioso autónomo), que modula el grado de Vasoconstricción de las arteriolas y las anastomosis arteriovenosas del plexo de la piel. Un cuerpo pierde calor desde la piel a los alrededores por Irradiación, conducción, convección, Evaporación.

� Irradiación: Es un fenómeno electromagnético, donde un objeto caliente irradia calor en ondas electromagnéticas, tipo rayos infrarrojos, a otro cuerpo de temperatura más baja. Todos los objetos que no están a cero grados irradian este tipo de ondas . El 60% del calor se pierde de esta forma.

� Conducción: La pérdida de calor ocurre cuando hay contacto entre los dos cuerpos u

objetos. Ocurre por la energía cinética de las moléculas de la piel que es transferida a otro objeto. Siempre y cuando haya un aumento de la energía cinética , esa transferencia de calor se detendrá cuando ambos cuerpos hayan alcanzado una misma temperatura. Un 15% de calor se pierde de esta forma.

� Convección: El calor del cuerpo se pierde a causa de del movimiento de agua o de aire

sobre la superficie del cuerpo. El calor primero debe ser conducido hacia el aire, para luego ser arrastrado por la corriente de convección. Poca cantidad de calor se pierde por este medio, solo un 3% del calor total.

� Evaporación: cuando el agua se evapora, absorbe calor. Por cada gramo de agua

evaporada se pierde 0.58 kilocalorías de calor. Constantemente el agua está siendo evaporada a través de la piel aún en ausencia de calor, esto se conoce como Pérdida insensible, que ocurre a través de la piel y de la superficie de los pulmones. Este tipo de pérdida de calor no puede ser utilizada para la regulación de la temperatura. En cambio, cuando la temperatura aumenta a 30 0 C se produce la Transpiración y la pérdida de calor se hace por la evaporación de agua. Mientras el animal suda el calor se continua perdiendo por la evaporación del agua, permitiendo que sea capaz de soportar altas temperaturas como los 115 0 C, pero a estas altas temperaturas puede producirse una deshidratación severa que produciría disminución en la transpiración y por consiguiente la temperatura podría elevarse hasta niveles que resultarían fatales. Lo que determina realmente la pérdida de calor es la tasa de evaporación, no la transpiración. Por este es que un individuo se encuentra más cómodo en un ambiente

caluroso con bajos niveles de humedad, ya que esto hace más rápida la evaporación y así la pérdida de calor.

CONSERVACIÓN DE CALOR: Los animales homeostermos protegen el interior del organismo reduciendo al mínimo la pérdida de calor por la superficie del cuerpo. La sangre fluye hacia los órganos manteniendo constante la temperatura de éstos. Para cumplir con esta demanda, el riego sanguíneo sigue un principio de contracorriente, donde la sangre arterial desciende a través de las extremidades y lleva una temperatura próxima a los 37 grados celsius. Mientras que la sangre venosa asciende paralelamente a la arterial y se produce un intercambio de calor por mecanismo de contracorriente, donde la sangre más caliente (arterial) se transmite a la más fría ( venosa) por irradiación. Esto permite que la sangre enfriada en las extremidades sea calentada hasta la temperatura corporal antes de llegar al corazón. Otros mecanismos por los que se conserva calor son:

1. Piloerección: proceso que en el ser humano no juega papel importante en la conservación de calor, en cambio en los animales inferiores funciona como un tipo de aislante térmico.

2. Vasoconstricción: cuando el cuerpo se

somete a temperatura frías se produce una reducción del flujo a través de los vasos cutáneos reduciendo el flujo sanguíneo a través de la piel, previniendo así la pérdida del calor.

3. Tiritamiento. 4. Secreción de adrenalina por glándulas

suprarrenales.

5. Aumento del apetito.

6. Aumento de las hormonas tiroideas. SISTEMA DE CONTROL DE LA TEMPERATURA: Existen receptores termorreguladores los cuales se localizan en la piel y órganos del cuerpo ( Receptores periféricos), así como además en el hipotálamo ( Receptores centrales). Estos son específicos para las temperaturas frías o calientes, existiendo más receptores para el frío que para el calor.

Los cambios de temperaturas del medio ambiente son detectados por los receptores periféricos, los cuales a su vez mandan señales al hipotálamo posterior, a nivel de los cuerpos mamilares, de donde se envía las señales para la ejecución de la producción o pérdida de calor.

Esquema Aumento

de Temp.. CONSTANTES CARDIOVASCULARES:

• PRESIÓN SANGUÍNEA:

Presión es cualquier fuerza que actúa contra una fuerza opuesta. Es un empuje, tensión o esfuerzo entre dos masa opuestas uniformemente distribuidas sobre la superficie de contacto.

El corazón proporciona la fuerza impulsora para que la sangre circule a través de los vasos sanguíneos, los cuales representan la fuerza opuesta para que esta circule. Esa fuerza se distribuye por igual en la superficie de los vasos sanguíneos.

La circulación sanguínea se produce a través de dos circuitos: una Circulación pulmonar o menor y una Circulación sistémica o mayor. Esta última es la que se determina con el Esfigmomanómetro. Circuito pulmonar Circuito sistémico La presión sanguínea puede ser definida como la fuerza por unidad de superficie que ejerce la sangre sobre las paredes vasculares. Esta es expresada usualmente en mmHg. P1 P2 Flujo Resistencia Poiseuille, fisiólogo francés, hizo una relación entre la presión, el flujo , la viscosidad, la longitud del vaso y su radio. Esta relación queda expresada en la siguiente ecuación, conocida como Ecuación de Poiseuille:

Rc. Hipotálamo Activación mecanismos de pérdida del calor.

Corazón derecho.

Corazón izquiedo.

Donde: L = longitud del vaso n = viscosidad de la sangre. r = radio del vaso a la cuarta potencia. R = Resistencia. El flujo de la sangre depende del corazón, y es la cantidad de sangre que pasa por un segmento del vaso en un tiempo determinado , se expresa en ml / seg. o L/ min.

La viscosidad, la cual es una característica física de la sangre dada por los elementos formes de la misma y que limita su paso por los vasos sanguíneos (“ fricción interna” ). Se relaciona de forma directa con la resistencia, a mayor viscosidad mayor resistencia; El principal determinante de esta variable es el hematocrito. En condiciones fisiológicas esta se mantiene, por lo general, sin cambios. En patologías, como la anemia y Policitemia, disminuye y aumenta, respectivamente. La longitud de los vasos sanguíneos también es constante, y se relaciona también directamente con la resistencia, a mayor longitud, mayor resistencia.

Por lo que el factor más determinante para la modificación de la presión es el diámetro de los vasos, así pues, el radio del mismo. La contracción de un vaso sanguíneo produce gran variación en su resistencia. Por lo que la disminución del diámetro de un vaso a la mitad, aumenta unas dieciséis veces la resistencia; y si el radio se duplica, la resistencia disminuye 1/16 del valor original.

Con la finalidad de mantener constante la presión sanguínea, el corazón debe ser “informado” de los cambios que ocurren en ella. En el sistema circulatorio existen mecanismos sensitivos que responden a los cambios de presión sanguínea, denominados presoreceptores o Baroreceptores. Los Baroreceptores están localizados en las paredes de las arterias sistémicas grandes. Son terminaciones nerviosas libres que descansan en las paredes de los arterias y son estimulados por el estiramiento de los mismos. Ejemplo, cuando ocurre un aumento en la PA, las arterias son estiradas, y se inicia la transmisión de señales al Sistema Nervioso, de donde se produce una respuesta a través del Sistema Nervioso Autónomo que tenderá a llevar la presión a niveles normales. Los Baroreceptores son extremadamente abundantes a nivel de la pared interna de la Arteria Carótida interna, a nivel del seno carotídeo, situado ligeramente por encima de su bifurcación; También se localizan a nivel del Arco Aórtico. El sistema Nervioso controla el sistema circulatorio a través del Sistema Nervioso Autónomo, que a su vez se divide en Sistema Nervioso Simpático y Parasimpático; y afecta principalmente las funciones globales como : la redistribución del volumen de la sangre a los diferentes áreas del cuerpo, modificación de la actividad del corazón y el control a corto plazo de la presión Arterial.

El sistema Nervioso Simpático (SNS) inerva tanto el corazón como los vasos sanguíneos , su estimulación produce aumento de la actividad cardíaca, aumentando la cantidad de sangre que sale del corazón en cada latido y la frecuencia cardíaca. Además produce una vasoconstricción que modifica la distribución del volumen sanguíneo hacia las arterias. De esta forma produce aumento de la PA. Por su parte, el sistema Nervioso Parasimpático (SNP) inerva al corazón a través del nervio Vago y actúa como desacelerador de la actividad cardiaca.

8 (L) (n) R = Pi( r4 )

Existe un Centro Vasomotor, localizado en el 1/3 inferior del puente cerebral, este integra tanto las señales del SNP y SNS. En condiciones normales este centro modula la constricción vascular, produciendo descargas intermitentes del SNS, manteniendo así el tono de los vasos sanguíneos.

Sistema de control de la Presión Arterial: Cuando la Presión arterial disminuye, el estiramiento de los vasos también

disminuye, lo que hace que los Baroreceptores actúen sobre el centro vasomotor para que éste aumente la actividad simpática, por que se produce aumento de la actividad cardíaca y Vasoconstricción; al mismo tiempo que las señales del SNP es inhibida. El efecto neto:

1. Constricción de las arteriolas, que trae como consecuencia aumento de la Resistencia

Vascular Periférica, impidiendo que la sangre salga de las arterias y aumenta PA. 2. Constricción de las venas que trae por consecuencia el desplazamiento de sangre desde

la periferia hacia el corazón, aumenta la sangre contenida en él, aumenta la fuerza de contracción del corazón y aumenta PA.

3. El corazón es estimulado por fibras simpáticas de forma directa, aumentando su

contracción, aumenta FC.

PA

Baroreceptor Flujo Simpático:

FC,Contractilidad,

* constricción de Arteríolas. * Constricción venosa: retorno venoso.

Flujo parasimpático: FC

PA Un aumento de la PA produce los eventos contrarios, por predominio de la actividad del

SNP. Esto produce disminución de la fuerza de contracción, disminución de la FC.

Rc. Centro Vasomotor.

• Frecuencia cardiaca:

El corazón en estado de reposo late aproximadamente 60 - 100 veces por minuto (FC) ( Normocardia). Esto varia considerablemente, dependiendo del tipo del individuo y de las condiciones a que esté sometido, cuando aumenta por encima de 100 latidos por minuto se llama Taquicardia; su disminución por debajo de 60 latidos por minuto es Bradicardia. En cada latido el corazón bombea aproximadamente 80 ml de sangre. La frecuencia cardiaca depende en gran medida a la inervación autonómica que recibe el corazón, tanto del sistema parasimpático, el cual disminuye la actividad cardiaca ( Cardiodesacelerador); y el Sistema simpático, que aumenta ( cardioacelerador ). Situaciones que produzcan aumento o disminución de uno de estos sistemas afectaría, pues, la FC. Por ejemplo en situaciones estresantes ( susto) , donde hay aumento del sistema simpático ocurre aumento de la FC.

Además de la innervación autonómica, la FC está determinada por la cantidad de sangre que entra al corazón (Retorno Venoso). Cuando aumenta el retorno venoso, las paredes del corazón se estiran, lo que provoca mayor fuerza de la capacidad contráctil del éste órgano.

FRECUENCIA RESPIRATORIA La presión sanguínea es la fuerza que asegura un riego sanguíneo adecuado al cerebro y

otros órganos vitales. La sangre es un medio de transporte para diversas sustancias, entre ellas , los gases respiratorios ( Oxígeno y dióxido de carbono) son los más importantes. Cuando la presión arterial disminuye a un nivel crítico, también disminuye la cantidad de oxígeno que llega a las células.

Las exigencias de oxígeno requeridos por los tejidos pueden modificarse por las actividades del individuo. Un individuo en reposo utiliza aproximadamente 250 ml de oxígeno por minuto y al mismo tiempo produce 200 ml de dióxido de carbono.

Para suplir las demandas de las células la cantidad de oxígeno debe ser suministrada en una velocidad adecuada, para así éste pueda ser intercambiado con el dióxido de carbono proveniente del metabolismo celular. Estas actividades son satisfechas dentro de un amplio margen de actividades, por lo que mecanismos sensitivos deben estar presentes para detectar cambios ellos. Se han denominado Quimiorreceptores que son receptores sensibles a los cambios de la composición química de la sangre: cambios en pH, H+ , O2 .

Los quimiorreceptores pueden ser periféricos y centrales. Los periféricos están

localizados en mayor cantidad en los cuerpos carotideos, y en menor cantidad en el cuerpo Aórtico. Estos receptores están expuestos todo el tiempo a sangre arterial, por los que cambios en la concentración de oxígeno los estimulan. Estos receptores envían una señal al centro respiratorio , localizado en el tallo cerebral, de donde se controla los músculos de la respiración y el ciclo respiratorio. Se produce una respuesta que modifica el patrón de la Frecuencia respiratoria, ya sea aumentándola o disminuyéndola. Estos receptores son sensibles principalmente a disminuciones de PO2 , generando así el aumento de FR. Además de los

cambios en la concentración de oxígeno, estos son sensibles a aumento en pCO2 y disminución del pH.

Los quimiorreceptores centrales, localizados en la medula, son sensibles a cambios de

pH del líquido cefalorraquídeo. El aumento de la concentración de hidrogeniones estimula de forma directa los quimiorreceptores centrales, lo que genera el aumento de FR.

Esquema:

PO2

Quimiorreceptores FR

Rc Centro respirato-rio

“HOMEOSTASIS Y CONSTANTES FISIOLÓGICAS”

a. INTRODUCCIÓN:

La célula, unidad anatomo-funcional, lleva a cabo diversas funciones , las cuales dependen de la existencias de condiciones físico- químicas adecuadas del medio que las rodea o Medio Interno. El Medio Interno, término descrito por Claude Bernard, se mantiene en un estado de equilibrio dinámico por los diferentes procesos fisiológicos, que detectan cualquier cambio perturbador y reajustan hasta llevar a la normalidad nuevamente los parámetros necesarias para mantener invariable el medio interno y así preservar el buen funcionamiento de las células. Función que se describe como Homeostasis. Nuestro organismo está organizado de una forma tal que los órgano y tejidos trabajan de manera integrada y coordinada para mantener estas condiciones constantes. A lo largo del estudio de la fisiología se han determinado valores y caracteres en cada sistema que sirven de referencia para medir el grado de normalidad de la función de cada uno de ellos, estos se han llamado Constantes fisiológicas, y se mantienen dentro de los límites de la normalidad a través de los diferentes mecanismos homeostáticos.

b. OBJETIVOS: 1. Conocer los principales sistemas homeostáticos o de control. 2. Conocer las principales constantes fisiológicas. 3. Conocer los diferentes mecanismos de control que mantienen y regulan las

constantes PA, FC, Respiración, Temperatura, otros.

c. MATERIALES: • BIOLÓGICO: humano. • FÍSICO:

- Monitor HP. - Módulo y Cables de EKG. - Módulo y cable de presión Arterial no invasiva. - Módulo y cable de Saturación de oxígeno y pulsosímetro. - Reloj. - Camilla. - Electrodos. - Impresora. - Papel de registro. - Esfigmomanómetro. - Estetoscopio.

d. PROCEDIMIENTO: 1. Colocar los módulos correspondientes en el raque conectado al monitor. 2. Colocar los cables a los diferentes módulos.

3. Encender el monitor.

4. Coloque los electrodos para el registro de EKG , el brazalete de presión no

invasiva y el oxímetro de pulso al voluntario.

5. Espere 3 minutos en reposo e inicie el registro basal de los parámetros: FC, PA, FR, SO2. Anote los cambios en la tabla que se muestra a continuación.

6. Tome los registros de los parámetros anteriores ante y después de cada

estímulo que se presenta en la tabla siguiente: Parámetro Estímulo

PA Pre- Post- Estim. Estim.

FC Pre- Post- Estim. Estim.

FR Pre- Post- Estim. Estim.

SO2 Pre- Post- Estim. Estím.

Cambio de posición

Hipoventilación

Maniobra de Valsalva

Ejercicio

Situación estresante.

Notas: Cambio de posición: _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Hipoventilación: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Maniobra de valsalva: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Ejercicio: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________. Situación estresante: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.