Termodinámica Clase 07/02/2024

Termodinámica

• Relaciona la energía térmica con otras formas de energía dentro de un sistema y con su entorno.
• Temperatura: Mide la energía cinética media de las moléculas individuales.
• Calor: Transferencia de energía térmica de un objeto a otro debido a diferencias de temperatura.

Tipos de Sistemas Termodinámicos

• Aislados: No intercambian materia ni energía; están en equilibrio total con su medio.
• Cerrados: Intercambian energía pero no materia con el exterior.
• Abiertos: Intercambian tanto energía como materia con el entorno.

Principios Termodinámicos

• Primer principio: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
• La entropía siempre tiende a aumentar, reflejando un estado de desorden máximo.

Teoría de los Fractales

• Describe cómo a partir de algo simple y repetido se genera toda la complejidad del universo.

Organismos y Obtención de Energía

• Autótrofos: Obtienen energía de elementos no vivos, generando su propia energía.
• Heterótrofos: Necesitan consumir otros seres vivos para obtener energía que ya fue generada.

Agua como Nutriente Esencial

• Constituye aproximadamente el 60% del peso corporal en animales, más del 70-75% en jóvenes.
• Distribución del agua:
  • Intracelular: Mayor parte del agua total.
  • Extracelular: Incluye fluidos intersticiales e intravasculares.

Fluidos Corporales que Contienen Agua

• Sangre, linfa, sinovia, orina, heces, lágrimas, sudor, moco, jugos gástricos, jugos pancreáticos, bilis, leche, calostro, semen, líquido cerebroespinal.

Funciones del Agua en el Organismo

• Transporte de nutrientes y desechos.
• Facilita reacciones químicas, siendo crucial para procesos bioquímicos.
• Actúa como solvente para minerales, vitaminas, aminoácidos y glucosa.### Regulación de la presión arterial y la temperatura corporal
• La presión arterial se regula a través de barorreceptores que detectan cambios en las paredes de los vasos sanguíneos.
• La temperatura corporal se mantiene por mecanismos homeostáticos que ajustan el calor producido y perdido.

Fluidoterapia y compartimientos de agua

• El agua corporal se balancea entre consumo y eliminación, fundamental para la homeostasis.
• La deshidratación ocurre cuando las pérdidas de agua exceden su ingesta, afectando todos los compartimentos: intracelular, intersticial e intravascular.
• La intoxicación hídrica es una condición rara causada por el consumo excesivo de agua y disfunción renal.

Mecanismos de transporte y homeostasis

• Existen varios mecanismos para mantener la homeostasis: bomba de sodio/potasio, canales de transporte, y osmosis.
• La osmolaridad se regula mediante la presión osmótica, que atrae agua según la concentración de solutos.
• El transporte activo requiere ATP y permite el movimiento de sustancias contra su gradiente de concentración.

Tipos de difusiones

• La difusión simple sucede sin asistencia de mecanismos, mientras que la difusión facilitada utiliza canales específicos.
• El transporte de macromoléculas se logra a través de exocitosis (expulsión) y endocitosis (internalización).

Estructura y función de la membrana celular

• La membrana celular está compuesta por fosfolípidos y proteínas, y actúa como un fluido facilitando el intercambio intra y extracelular.
• La permeabilidad selectiva permite el paso de ciertas sustancias y es esencial para la regulación del medio interno.

Regulación del consumo y excreción de agua

• La deshidratación activa el mecanismo de la sed, mientras que la hemoconcentración y hipotensión regulan la excreción de agua a través de la liberación de ADH.
• El aparato yuxtaglomerular en los riñones monitorea la presión para regular la filtración y excreción de agua.

Composición de fluidos corporales

• La mayoría de fluidos corporales reside intracelularmente (2/3) mientras que el 1/3 es extracelular, compuesto por líquido intersticial y plasma.
• El plasma tiene mayor cantidad de proteínas aniónicas y variaciones en concentración de electrolitos comparado con fluido intersticial.

Funciones de los electrolitos

• Los electrolitos regulan la osmosis del agua, el equilibrio ácido-base, y actúan como cofactores enzimáticos.
• La regulación de sodio, potasio, cloro y calcio es fundamental para la función celular y la homeostasis general.

Hemodinamia y sistema circulatorio

• La hemodinamia estudia el flujo sanguíneo, con presión, resistencia y flujo como factores claves.
• Diferenirentes tipos de circulación (abierta, cerrada) afectan el transporte de fluidos en diversos organismos.

Funcionamiento renal

• La función renal incluye filtración de plasma, reabsorción de sustancias útiles y secreción.
• La presión efectiva de filtración y el índice de filtración glomerular son cruciales para determinar la eficiencia del riñón.

Disfunciones y trastornos

• Un IFG elevado causa pérdida excesiva de agua y solutos, mientras que un IFG bajo provoca acumulación de desechos.
• Las enfermedades renales pueden llevar a condiciones como intoxicación hídrica o deshidratación severa.### Aparato Yuxtaglomerular
• La vaso relajación de la arteriola aferente y la vaso constricción de la arteriola eferente son cruciales para regular la presión.
• La renina actúa en la arteriola aferente, afectando la presión sistemática y, por ende, la presión hidrostática glomerular.

Procesos en la Nefrona

• Tres procesos primordiales: filtración, reabsorción y secreción de sustancias.
• La macula densa, ubicada en la nefrona, actúa como quimiorreceptor, detectando la osmolaridad del filtrado.

Filtrado Glomerular

• El filtrado glomerular es isotónico con la sangre, acumulándose dentro de los túbulos.
• La reabsorción de sodio es esencial, con un 65-70% absorbido en el túbulo proximal.

Mecanismos de Reabsorción de Sodio

• Cotransporte: El sodio se transporta junto a otras moléculas, como glucosa y aminoácidos.
• Contratransporte: Intercambio de protones y sodio, donde el sodio se transporta contra el gradiente usando energía.

Funciones del Túbulo Contorneado Proximal (TCP)

• Reabsorbe 100% de glucosa y aminoácidos, 85-90% de bicarbonato, ácido úrico y albúmina.
• También reabsorbe 40-60% de agua, sodio, potasio, calcio y magnesio.
• Secreta ácidos y bases orgánicos; activa la vitamina D y sintetiza eritropoyetina.

Asa de Henle

• Importante para el gradiente osmótico: reabsorción de agua en la rama descendente y de 30-50% de sodio, potasio y bicarbonato en la rama ascendente.
• La rama ascendente es impermeable al agua, enfocándose en el transporte activo de iones.

Túbulo Contorneado Distal (TCD)

• Reabsorbe 3-7% de sodio, agua, calcio y bicarbonato.
• Afecta la excreción de potasio y la acidificación de la orina mediante secreción de protones.

Hormonas Reguladoras

• ADH (hormona antidiurética): aumenta la reabsorción de agua y disminuye el volumen de orina.
• La aldosterona regula el sodio en el TCD y túbulos colectores corticales.
• Hormona natriurética atrial: opuesta a la aldosterona, promueve la excreción de sodio y agua aumentando la volemia.

Filtración Glomerular

• Se calcula en mililitros por minuto por metro cuadrado; valores varían en especies.
• Filtración depende de la presión efectiva, que considera presión hidrostática y oncótica, y la resistencia en las arteriolas aferentes y eferentes.

Disfunción Renal

• La hipertensión puede causar daño renal agudo, afectando la filtración glomerular.
• Índice de filtración glomerular se relaciona con la eficacia del proceso de filtración y es un indicativo de salud renal.

Mecanismos de Termorregulación

• Ectotermos no producen calor metabólicamente, ajustando su temperatura al ambiente.
• Endotermos generan calor a través del metabolismo, controlando el flujo sanguíneo para regular la temperatura.

Respuestas al Calor y Frío

• Vasodilatación y vasoconstricción regulan la pérdida y conservación de calor, respectivamente.
• Sudoración y jadeo son mecanismos de enfriamiento efectivos en endotermos.

Desviaciones de la Temperatura

• Hipertermia: aumento de temperatura por encima del rango fisiológico.
• Hipotermia: disminución de temperatura corporal por debajo de lo normal.
• La fiebre combina hipertermia, taquicardia y polipnea, actuando como respuesta inmunitaria.