Jimena Torres - 2021
F I S I O L O G Í A
Lic. En Producción de Bioimágenes
ETM - UNC
2021
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¿Qué es Fisiología?
La fisiología (del griego physiologia, conocimiento de la naturaleza) es la ciencia que se encarga de
conocer y analizar las funciones de los seres vivos y los fenómenos que les ocurren, tanto en salud como en
enfermedad. A partir de la reunión de los principios que proponen las otras ciencias exactas (física, química,
biología), esta disciplina otorga sentido a las relaciones entre los elementos que dan vida al ser vivo.
La unidad básica de los seres vivientes es la célula dentro de ella se encuentra los componentes que
determinan sus características y funciones.
A medida que se complejiza la estructura celular, las funciones se van expandiendo.
La fisiología es fundamental en su relación con todas las partes de la medicina, especialmente con la
anatomía.
Bases de la Fisiología
La estructura y la vida de los seres vivos es más compleja que la suma de sus partes por
separado (células, tejidos, órganos, etc). Por este motivo, la fisiología se apoya en las bases de otras
disciplinas relacionadas con la biología:
Anatomía: Estudia los huesos, músculos, articulaciones, etc.
Biofísica: Se centra en el estudio de principios físicos que están presentes en los procesos
de los seres vivos.
Genética: Hace referencia al estudio de los fenómenos hereditarios que se transmiten de una
generación a otra.
Bioquímica: Esta ciencia se encarga del estudio de la composición química de los organismos
vivos.
Biomecánica: Estudia las fuerzas y estructuras mecánicas que actúan y están presentes en
los seres vivos.
Tipos de Fisiología
Dado la cantidad de campos que la Fisiología abarca, es posible clasificar esta disciplina en
distintas especialidades:
1. Fisiología vegetal: Estudio de aquellos componentes fisiológicos que afectan a las plantas y
vegetales, como pueden ser la fotosíntesis, la nutrición y reproducción vegetal o las funciones
de las hormonas vegetales.
2. Fisiología animal: Es la rama de la Fisiología se encarga del estudio biológico de las especies
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animales.
3. Fisiología humana o médica: Esta rama de la Fisiología pertenece a la Fisiología animal, pero
se centra en el estudio del cuerpo humano y sus distintas partes y funciones. Se puede
subdividir en otras ramas como la del aparato respiratorio, del aparato cardiovascular, etc.
4. Fisiología general: El estudio tanto de la Fisiología vegetal como la Fisiología animal es lo que
se conoce como Fisiología general.
5. Fisiología comparada: Tiene como objetivo la comparación del funcionamiento y las
estructuras de los animales y el hombre.
6. Fisiología celular: Centrada en estudiar las funciones y la Anatomía de las células y cómo
estas captan estímulos y procesan información, se reproducen y crecen, se alimentan, etc.
7. Psicología fisiológica. Se encarga del estudio de las estructuras, elementos y procesos
biológicos que se relacionan con la vida mental y la conducta normal o patológica.
8. Fisiología especial: estudia un órgano o sistema en particular.
9. Fisiología patológica: estudia cambios fisiológicos que sufre el cuerpo humano para que se
produzca determinada enfermedad.
10. Fisiología comparativa: compara órganos/sistemas de una especia con otra.
11. Fisiología ecológica: estudia la adaptación del cuerpo humano a las variaciones climáticas.
12. Fisiología del trabajo: estudia como la actividad laboral influye o modifica nuestro organismo.
13. Fisiología del deporte: estudia como el deporte influye en nuestro organismo.
14. Fisiología del buceo: estudia al hombre sometido a ciertas presiones.
Otros tipos de Fisiología
La clasificación anterior es la más importante, no obstante, existen otros tipos de Fisiología
según diferentes autores.
Fisiología embrionaria: como su nombre indica, su estudio gira en torno a la comparación de
diferentes tipos de embriones de los animales en general.
Fisiología de la audición: Es necesaria para estudiar la Anatomía y Fisiología del aparato
auditivo.
Fisiología cardiaca: Es la encargada del estudio de la Anatomía y el funcionamiento del
corazón.
Fisiología renal: Estudia el funcionamiento y estructura de los riñones y en especial de la
nefrona, la unidad funcional básica de este órgano.
Fisiología de los tejidos: Está relacionado con la Fisiología celular pues los tejidos son uniones
de células que funcionan conjuntamente para realizar una tarea específica
Fisiología de la visión: Estudia la Anatomía y las funciones del ojo.
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Fisiología de la reproducción: Se encarga de estudiar los mecanismos relacionados con la
reproducción de los seres vivos.
Fisiología vascular: Estudia las estructuras y funciones que realizan venas, arterias y
capilares.
Genética
Es una rama de la biología que estudia como los caracteres hereditarios se transmiten de
generación en generación a través del ADN. Los genes son las unidades mínimas de información
biológica contenida en los cromosomas que emplean los organismos para transferir un carácter a la
descendencia.
Herencia: proceso por el cual se transmiten, de generación en generación, las características
fisiológicas, morfológicas y bioquímicas de los seres vivos. Dicha transmisión se da gracias a los
genes.
Genotipo: es el código genético de las células de un organismo, lo que determina las
características de un individuo, en otras palabras, es la constitución genética del individuo.
Fenotipo: es el rasgo que podemos observar, bien como una característica física o como un
comportamiento. Manifestación externa del genotipo.
Clonación: copia idéntica de un organismo a partir de su ADN) se puede definir como el
proceso por el que se consiguen, de forma asexual, copias idénticas de un organismo, célula o
molécula ya desarrollado.
Mutación: es un cambio estable (permanente) y heredable en el material genético.
Cromosomas
La especie humana posee 46 cromosomas dispuestos en 23 pares, de los cuales 22 son
somáticos o autosomas (heredan caracteres no sexuales) y uno es una pareja de cromosomas
sexuales (llamados también heterocromosomas o gonosomas), identificados como XX en las
mujeres y como XY en los hombres.
Esta pareja de cromosomas sexuales no solo llevan los genes que determinan el sexo, sino
que también llevan otros que influyen sobre ciertos caracteres hereditarios no relacionados con el
sexo
Los cromosomas sexuales constituyen un par de homólogos (XX en la mujer y XY en el
hombre); sin embargo, en el par XY un segmento de cada cromosoma presenta genes particulares y
exclusivos (segmento heterólogo, llamado también diferencial o no homólogo), la porción restante de
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los cromosomas del par XY corresponde al sector homólogo, como se grafica en el esquema
siguiente:
Cariotipo: es el ordenamiento de los cromosomas metafásicos, de acuerdo con su tamaño y
morfología. Mediante el cariotipo se pueden analizar anomalías numéricas y estructurales.
Herencia ligada al sexo
Se llama ligado al sexo a un gen que se
encuentra en un cromosoma sexual. En los seres
humanos, el término generalmente se refiere a
los rasgos que se encuentran influidos por los
genes en el cromosoma X. En una enfermedad
ligada al sexo, por lo general los hombres son los
afectados porque tienen una sola copia del
cromosoma X.
Los genes ubicados en la porción no
homologa del cromosoma “X” puede ser:
A. Dominantes: Defecto del esmalte dental, raquitismo resistente a la vitamina D.
B. Recesivos: Hemofilia, miopía, daltonismo.
Normalmente las mujeres son portadoras de enfermedades ligadas al sexo y los hombres son
quienes la padecen.
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Herencia influenciada por el sexo
Existen caracteres determinados por genes que no se encuentran en los cromosomas
sexuales, sino en los autosomas, pero cuya manifestación depende del sexo del individuo,
comportándose de distinta manera si se encuentran en machos o en hembras.
Se dice herencia está influenciada por el sexo. El comportamiento diferente de estos genes se
suele deber al efecto de las hormonas masculinas.
Los ejemplos más comunes son:
Calvicie en humanos: El alelo que determina la calvicie es dominante en los hombres,
pero recesivo en las mujeres. La persona heterocigótica será calva, si es hombre, o con pelo,
si es mujer.
-Genotipo CC: hombres calvos y mujeres calvas.
-Genotipo Cc: hombres calvos, mujeres normales.
-Genotipo cc: hombres y mujeres normales.
Longitud del dedo índice y anular:
-En hombres, el gen dominante determina que el dedo índice sea más corto que el anular. El
recesivo, que el índice sea más largo.
-En mujeres, el gen dominante determina que el dedo índice sea más largo que el anular. El
recesivo, que el índice sea más corto.
Cornamenta en ganado ovino: Del mismo modo que el gen que determina la calvicie
en humanos, las hembras tienen que ser homocigóticas para tener cuernos.
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Genealogía
La genealogía o pedigrí es la representación genética de un árbol genealógico. Muestra como
los individuos dentro de una familia están relacionados e indica cuales son los individuos que tienen
un rasgo en particular o una condición genética. Con esta información se puede establecer la
probabilidad de que un determinado individuo tenga cierto rasgo o que lo pueda transmitir a sus hijos.
Las figuras que se usan son estándar para que con solo verlo podamos entenderlo.
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Disyunción
Es la separación o segregación de ambos miembros de un par de cromosomas homólogos
durante la meiosis (tanto sexuales como autosomas).
A veces no se produce, generando alteraciones genéticas debido al número normal de
cromosomas sexuales (casi todos los embriones producto de la fusión de gametos anormales
abortan espontáneamente). Respecto a los cromosomas sexuales, el cromosoma X es indispensable
para la supervivencia del embrión, por lo tanto debe haber al menos 1.
Alteraciones genéticas debido al número anormal de cromosomas sexuales
Síndrome de Turner: X0
1 solo cromosoma sexual X. Son mujeres que no desarrollan caracteres sexuales secundarios
por deficiencia hormonal. Si bien pueden desarrollarlos con tratamiento hormonal, son infértiles.
Síndrome de Klinefelter: XXY
No es perceptible hasta la pubertad, algunos varones manifiestan caracteres sexuales
secundarios mixtos (por ejemplo desarrollo parcial de glándulas mamarias). Generalmente son
estériles.
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Trisomía x: XXX
Mujeres que no presentan síndromes perceptibles. Altas, inteligencia por debajo de lo normal,
fértiles (hijos normales).
Varones XYY:
Niveles altos de testosterona. Acné importante, altos, inteligencia por debajo de lo normal.
Líquidos corporales
El volumen total del agua corresponde
al 60% del peso corporal. Este volumen se
divide en dos grandes compartimentos, el
intracelular y el extracelular. El
compartimiento extracelular se subdivide a su
vez en plasma y líquido intersticial.
El volumen de agua total varía de forma
fisiológica según la edad (a menor edad,
mayor es la proporción de agua total en el
organismo), sexo (el porcentaje de agua
respecto al peso suele ser algo menor en el
sexo femenino, debido a la mayor proporción de tejido adiposo), constitución (a mayor proporción de
tejido adiposo, menor proporción de agua).
Todas las membranas celulares son libremente permeables para el agua. Esta difusión libre de
agua permite la redistribución neta de agua entre uno y otro compartimento ante cambios en la
osmolaridad de un componente. Dado que el sodio es el soluto extracelular principal, su
concentración se utiliza como índice de la osmolaridad (directamente para el líquido extracelular o
indirectamente para el intracelular).
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Intercambio de agua y solutos con el exterior
El agua y los solutos mayores no experimentan metabolismo importante (a excepción de las
proteínas). Por tanto, las concentraciones de agua y solutos dentro de los compartimentos corporales
representan el balance entre los ingresos y las pérdidas. Los valores normales de este balance se
muestran a continuación:
Hay grandes diferencias en la composición de los dos compartimentos mayores.
COMPARTIMENTO
EXTRACELULAR
COMPARTIMENTO
INTRACELULAR
NA
+
(MEQ/L)
135-145
9-11
K
+
(MEQ/L)
3,5-5
145-155
CA
2+
(MG/DL)
9-11
MG
2+
(MEQ/L)
1-2
38-42
CL
-
(MEQTR/L)
98-106
9-11
HCO
3
-
TABLE.(MEQ/L)
22-26
9-11
FOSFATO Y
SULFATO
2-5
145-155
ANIONES
ORGÁNICOS
3-6
PROTEÍNAS
15-20
38-42
El líquido intersticial tiene una composición muy parecida a la del plasma pero tiene una
concentración muy baja de proteínas.
El sodio, conjugado en su mayoría con el cloro, determina el 90 % de la osmolaridad
plasmática. En el compartimento intracelular es el potasio el ion catión más importante y el que
determina la osmolaridad del mismo.
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Balance Hídrico
El balance hídrico es
la relación entre la ingesta y
la perdida de líquidos en un
lapso de 24 hs. Un balance
adecuado es fundamental y
debe ser equilibrado, es
decir, que la cantidad de
líquido que entra debe ser
igual a la que sale.
Estos mecanismos
proporcionan un ingreso de
unos 2300 ml/día. Sin
embargo la ingesta de agua
es muy variable entre las diferentes personas e incluso en la misma persona en diferentes días en
función al clima, los hábitos e incluso el grado de actividad física.
Homeostasis
Se emplea el término homeostasis para referirse al mantenimiento de condiciones casi
constantes del medio interno (líquidos internos) a pesar de los cambios exteriores, para un
funcionamiento normal. Esto se logra gracias a un conjunto de mecanismos que deben ser regulados
y coordinados. Esencialmente todos los órganos y tejidos del organismo realizan funciones que
colaboran en el mantenimiento de estas
condiciones relativamente constantes, por
ejemplo, los pulmones aportan el oxígeno al
líquido extracelular para reponer el oxígeno que
utilizan las células, los riñones mantienen
constantes las concentraciones de iones y el
aparato digestivo aporta los nutrientes.
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Componentes de los sistemas de control homeostáticos
En un sistema de control intervienen los siguientes componentes:
a) Sensores o receptores: capaces de detectar cambios en la variable a controlar. A estos
cambios se les denomina estímulos. La estructura y funcionamiento de los receptores es muy
distinta dependiendo de la variable a detectar. La clasificación de los receptores del
organismo puede hacerse según criterios muy diversos, así puede ser según su ubicación, la
naturaleza del estímulo que detecten, etc.
b) Vías aferentes: a través de las cuales, la información generada en los receptores llega
hasta los centros de procesamiento. Estos canales informativos pueden ser de naturaleza
eléctrica u hormonal.
c) Centros de procesamiento: son los que tras recibir la señal procedente del receptor
elaboran la respuesta homeostática adecuada para corregir la desviación producida en su
valor. Los centros de integración o procesamiento pueden localizarse en el sistema nervioso
central, en el sistema nervioso autónomo, o en las glándulas endocrinas.
d) Vías eferentes: a través de las cuales, la respuesta elaborada por los centros de
procesamiento llega a los órganos efectores.
e) Efectores: son las células, tejidos u órganos de los que depende la ejecución de la
respuesta al estímulo. Aunque todas las células del organismo pueden actuar como efectores,
los principales responsables de ejecutar las respuestas son el tejido muscular y los epitelios
glandulares.
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Sangre
La sangre es un tejido conectivo líquido, que circula por los capilares, venas y arterias. Su color
rojo característico es debido a la presencia de la hemoglobina contenido en los glóbulos rojos. Es un
tipo de tejido conectivo especializado y renovable, con una matriz coloidal liquida y una constitución
compleja. Tiene una fase sólida (elementos formes), que incluye a los eritrocitos (o glóbulos rojos),
los leucocitos (o glóbulos blancos) y las plaquetas, y una fase líquida, representada por el plasma
sanguíneo.
Es una suspensión: la fase sólida está suspendida en la fase líquida.
Una persona adulta tiene alrededor de 4-5 litros de sangre (7 % de peso corporal).
Ph entre 7,33 y 7,44.
Se encuentra en permanente movimiento (de lo contrario se coagula), es pulsátil.
El proceso de formación de sangre se llama hematopoyesis. Como todos los tejidos
del organismo la sangre cumple múltiples funciones necesarias para la vida. Dentro de
las funciones de la sangre podemos distinguir:
Participación en la defensa ante infecciones (inmunológica): inmunidad humoral y celular.
Participación en el transporte de nutrientes y oxígeno hacia las células.
Transporte de sustancias de desecho y dióxido de carbono (CO
2
)
desde las células.
Participación en la termorregulación corporal.
Transporte de hormonas, enzimas y otras sustancias reguladoras.
Participación en la coagulación y cicatrización.
Homeostasis en el transporte del líquido extracelular, es decir en el líquido intravascular.
Transporta mensajeros químicos, como las hormonas.
Transporta el oxígeno desde los pulmones al resto del organismo.
Equilibrio ácido-base.
Participa en la presión oncótica.
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Plasma
Fracción acelular de la sangre. Se obtiene al dejar a la sangre desprovista de células.
Porción liquida de la sangre antes de la coagulación: está constituido por suero y
fibrinógeno.
Fluido coloidal de composición compleja.
Tejido conectivo de fase liquida que se moviliza a través de capilares, venas y arterias.
El plasma es salado, arenoso y de color amarillento traslúcido, dado por: Porfirinas,
degradación de la hemoglobina y por la presencia de sales biliares.
La viscosidad del plasma sanguíneo es 1,5 veces la del agua.
Abarca el 55% del volumen sanguíneo.
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Componentes inorgánicos
1. H
2
O: 91.5% (3L).
2. Electrolitos y minerales: 10%
• Sodio:
- Equilibrio ácido-base.
- Mantiene la presión osmótica.
- Interviene en la contracción muscular.
- Participa generando y transmitiendo los impulsos nerviosos.
Potasio:
- Aumenta la excitabilidad nerviosa.
- Es antagonista (ayuda) del calcio.
- Conducción eléctrica del miocardio.
- Permeabilidad de la membrana.
- Participa en la síntesis muscular.
Calcio:
- Disminuye la excitabilidad del sistema nervioso vegetativo y neuromuscular.
- Formación de estructura ósea y dental.
- Retira el hueso en la osteoporosis.
- Permeabilidad de membrana.
- Actúa en mecanismos de coagulación de la sangre.
Hierro: forma parte de la hemoglobina para el transporte de oxígeno.
3. Gases respiratorios: O
2
y CO
2
.
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