Tema 2: Compartimentos Líquidos y Homeostasis (PDF)

FISIOLOGÍA Grado en Fisioterapia Curso académico: 2024-2025 TEMA 2 COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS Y HOMEOSTASIS Ismael Pérez Suárez, PhD Facultad de Ciencias de la Salud Universidad Europea de Canarias...

FISIOLOGÍA Grado en Fisioterapia Curso académico: 2024-2025 TEMA 2 COMPARTIMENTOS LÍQUIDOS Y HOMEOSTASIS Ismael Pérez Suárez, PhD Facultad de Ciencias de la Salud Universidad Europea de Canarias [email protected]  CONTENIDOS Compartimentos funcionales del cuerpo Membranas biológicas del cuerpo Compartimentos intracelulares Tejidos del cuerpo Remodelado tisular Órganos  COMPARTIMENTOS FUNCIONALES DEL CUERPO.  COMPARTIMENTOS FUNCIONALES DEL CUERPO La célula es la unidad funcional de los organismos. Célula, unidad estructural más pequeña capaz de llevar a cabo las funciones vitales Procariota Eucariota vegetal Eucariota animal COMPARTIMENTOS FUNCIONALES DEL CUERPO ¿QUÉ ES UNA CÉLULA? DEFINICIÓN DE CÉLULA SEGÚN LA TEORÍA CELULAR Conjunto de estructuras interrelacionadas morfológica y fisiológicamente que integran la menor unidad viva con garantía de supervivencia en su medio ambiente, conteniendo además toda la información necesaria para el control de su propio ciclo y desarrollo, así como la capacidad de transmitir esa información a la siguiente generación celular. 1) Todo organismo está compuesto por células y sus productos de secreción. 2) La célula es la unidad estructural y funcional de la materia viva. 3) Toda célula proviene de otra preexistente.  COMPARTIMENTOS FUNCIONALES DEL CUERPO La célula es la unidad funcional de los organismos. Las principales cavidades del cuerpo humano son: Cavidad craneal (cráneo) Cavidad torácica (tórax) Cavidad abdominopélvica La luz de algunos órganos huecos forman parte del medio externo del cuerpo.  COMPARTIMENTOS FUNCIONALES DEL CUERPO Los compartimentos líquidos del cuerpo son el líquido extracelular (LEC) fuera de las células y el líquido intracelular (LIC) en el interior de las células. El LEC se puede dividir en líquido intersticial (que baña a las células) y plasma (porción líquida de la sangre). MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEL CUERPO  MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEL CUERPO La palabra membrana se utiliza tanto para la membrana celular como para las membranas tisulares que revisten una cavidad o separan dos compartimentos. La membrana celular actúa como una barrera entre los líquidos intracelular y extracelular, brinda soporte estructural y regula el intercambio y la comunicación entre la célula y su ambiente.  MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEL CUERPO El modelo de mosaico de líquido de una membrana biológica la muestra como una bicapa fosfolipídica con proteínas insertadas en la bicapa.  MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEL CUERPO Los lípidos de la membrana comprenden fosfolípidos, esfingolípidos, y colesterol. Las proteínas ancladas a lípidos se unen a lípidos de membrana. Las proteínas de transmembrana son proteínas integrales firmemente unidas a la bicapa lipídica. Las proteínas periféricas se unen con menos firmeza a uno u otro lado de la membrana.  MEMBRANAS BIOLÓGICAS DEL CUERPO Los hidratos de carbono se unen a la superficie extracelular de las membranas celulares.  COMPARTIMENTOS INTRACELULARES FISIOLOGÍA CELULAR BÁSICA. COMPONENTES CELULARES.  FISIOLOGÍA CELULAR BÁSICA LA CÉLULA, UNIDAD FUNCIONAL BÁSICA 75-100 billones de células y 200 tipos diferentes (con funciones especializadas). Realizan las distintas funciones vitales: nutrición, relación, reproducción. Contienen el material hereditario. COMPOSICIÓN BIOQUÍMICA 70-85% agua. 10-12% proteínas (estructurales y globulares). 2% lípidos (salvo adipocitos, hasta el 95%). 1% carbohidratos (glucógeno).  FISIOLOGÍA CELULAR BÁSICA COMPONENTES CELULARES Membrana plasmática. Citosol o citoplasma. Orgánulos membranosos: ✓ Retículo endoplasmático. ✓ Aparato de Golgi. ✓ Mitocondrias. ✓ Peroxisomas. ✓ Lisosomas. ✓ Núcleo. Inclusiones/orgánulos no membranosos: ✓ Ribosomas. ✓ Gránulos de glucógeno. ✓ Fibras proteicas.  COMPONENTES CELULARES MEMBRANAS CELULARES La célula y sus orgánulos están rodeados por membranas microscópicas formadas principalmente por bicapas de lípidos y proteínas. Los lípidos por su naturaleza anfipática forman una barrera entre los dos compartimentos acuosos que delimitan: ✓ Exterior o interior celular: MEMBRANA PLASMÁTICA. ✓ RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO: entre el interior de las Hidrófilo Hidrófobo cisternas y el citosol. ✓ APARATO DE GOLGI ✓ MEMBRANAS DE LISOSOMAS Y PEROXISOMAS: que aíslan su contenido del citosol. ✓ MEMBRANA NUCLEAR  COMPONENTES CELULARES MEMBRANA PLASMÁTICA Sus principales características son que se trata de una barrera: SEMIPERMEABLE, ASIMÉTRICA Y FLUIDA.  COMPONENTES CELULARES MEMBRANA PLASMÁTICA, COMPOSICIÓN Fosfolípidos (algunos esfingolípidos) y colesterol forman la bicapa lipídica (barrera física). Proteínas: integrales, periféricas, asociadas a lípidos Estabilidad estructural, transporte, señalización…  COMPONENTES CELULARES MEMBRANA PLASMÁTICA, COMPOSICIÓN Hidratos de carbono (solo en la membrana externa) Asociados a proteínas (glucoproteínas) Asociados a lípidos (glucolípidos) Estabilidad estructural, reconocimiento celular, respuesta inmune.  COMPONENTES CELULARES MEMBRANA PLASMÁTICA FUNCIONES: 1) Aislamiento físico. 2) Regulación de intercambio con el ambiente (proteínas de membrana). 3) Soporte estructural: proteínas que sostienen el citoesqueleto celular y proteínas de unión: intracelulares y célula-matrix extracelular. 4) Incluye los marcadores de identidad de la célula: glicolípidos y glicoproteínas: En muchas células, como las epiteliales se forman cubiertas externas de glucoproteínas y glucolípidos deniminada glicocáliz.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS 1) RETÍCULO ENDOPLÁSMICO: Se encarga de la síntesis de sustancias celulares: ✓ RER (rodeado por ribosomas): síntesis, plegamiento y glicosilación proteica. ✓ REL: síntesis de lípidos, metabolismo de lípidos y carbohidratos, detoxificación, almacenamiento de calcio.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS 2) APARATO DE GOLGI: ✓ Proveedor de carbohidratos para el procesamiento y modificación de proteínas y lípidos en la vía secretora ✓ Centro de transporte y direccionamiento de proteínas (desde el RER a la membrana u otros lugares). ✓ Andamiaje membranoso donde se anclan proteínas del citoesqueleto. ✓ Formación de membranas: plasmática, del retículo y de la envoltura nuclear. ✓ Formación de lisosomas.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS 3) MITOCONDRIAS ✓ Orgánulo con doble membrana y con ADN mitocondrial. ✓ Proporciona energía a las células (ATP) y por tanto su número en la célula dependerá de los requerimientos energéticos.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS Peroxisomas 4) LISOSOMAS Sistema de digestión de las células 5) PEROXISOMAS Lisosomas Los LISOSOMAS son orgánulos membranosos que pueden tener diversas formas, proceden del aparato de Golgi y contienen enzimas digestivas como las hidrolasas ácidas para ejercer su acción (en el interior, pH 5). Los PEROXISOMAS son orgánulos membranosos ricos en enzimas oxidativas que hacen que en ocasiones se vean ilusiones cristalinas en su interior. En ellos se produce peróxido de hidrógeno, al que la catalasa transforma en H2O y O2.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS MEMBRANOSOS 6) EL NÚCLEO: Centro de control celular Orgánulo más grande de la célula. Almacena la mayor parte del material genético. Formado por la envoltura nuclear de doble membrana y con poros, por la cromatina (ADN en interfase), el nucleoplasma (con múltiples proteínas) y el nucléolo (en el que se lleva a cabo la síntesis de ARN ribosomal).  COMPONENTES CELULARES CITOSOL, LÍQUIDO INTRACELULAR O CITOPLASMA Contenido citoplasmático sin orgánulos en el que se dan múltiples reacciones biosintéticas como la síntesis de proteínas. En el se encuentran los nutrientes y los desechos celulares: proteínas, hidratos de carbono, iones… Además de múltiples orgánulos no membranosos. Destaca en él el CITOESQUELETO, entramado tridimensional proteico que da soporte estructural a las células.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS FIBRAS PROTEICAS ✓ Soporte estructural para el movimiento celular: forman el citoesqueleto.  COMPONENTES CELULARES OTROS ORGÁNULOS NO MEMBRANOSOS PROTEÍNAS MOTORAS ✓ Transforman la energía en movimiento: Miosina (se une a las fibras de actina). Cinesinas y dineínas (movimiento vesicular). INCLUSIONES ✓ Orgánulos no membranosos, ribosomas. ✓ Gránulos de glucógeno. ✓ Gotas lipídicas. TEJIDOS DEL CUERPO  TEJIDOS DEL CUERPO Hay 4 tipos principales de tejido en el cuerpo humano: 1) Tejido epitelial 2) Tejido conectivo 3) Tejido muscular 4) Tejido nervioso La matriz extracelular secretada por las células proporciona sostén y un medio de comunicación intercelular. Está compuesta por proteoglucanos y fibras proteicas insolubles.  TEJIDOS DEL CUERPO Las uniones celulares animales pertenecen a 3 categorías: 1) Uniones en hendidura: permiten que las señales químicas y eléctricas pasen directamente de célula a célula. 2) Uniones estrechas: restringen el movimiento de material entre células. 3) Uniones de anclaje: sujetan las células entre sí o a la matriz extracelular.  TEJIDOS DEL CUERPO Las proteínas de membrana denominadas moléculas de adhesión celular (MAC) son esenciales en la adhesión celular y en las uniones de anclaje. TEJIDOS DEL CUERPO Los desmosomas y las uniones adherentes anclan las células entre sí. Las adhesiones focales y los hemidesmosomas anclan las células a la matriz.  TEJIDOS DEL CUERPO Los tejidos epiteliales protegen el medio interno, regulan el intercambio de material o producen y secretan sustancias químicas. Existen 5 tipos funcionales en el cuerpo: 1) De intercambio 2) De transporte 3) Ciliado 4) Protector 5) Secretor  TEJIDOS DEL CUERPO Los epitelios de intercambio permiten el rápido intercambio de materiales, en particular gases. Los epitelios de transporte regulan activamente el intercambio de materiales no gaseosos entre los medios interno y externo. Los epitelios ciliados mueven líquido y partículas por la superficie del tejido.  TEJIDOS DEL CUERPO Los epitelios protectores evitan el intercambio entre los medios interno y externo. Los epitelios secretores liberan los productos secretados al medio externo o a la sangre. TEJIDOS DEL CUERPO Las glándulas exocrinas liberan sus secreciones al medio externo a través de conductos. Las glándulas endocrinas son glándulas sin conductos que liberan sus secreciones, denominadas hormonas, directamente al LEC.  TEJIDOS DEL CUERPO Los tejidos conectivos tienen una abundante matriz extracelular que brinda soporte estructural y forma una barrera física.  TEJIDOS DEL CUERPO Los tejidos conectivos laxos son los tejidos elásticos subyacentes en la piel. Los tejidos conectivos densos, incluido tendones y ligamentos tienen resistencias o flexibilidad porque están compuestos por colágeno.  TEJIDOS DEL CUERPO El tejido adiposo almacena grasa. El tejido conectivo que llamamos sangre se caracteriza por una matriz acuosa. El cartílago es sólido y flexible y no tiene irrigación sanguínea. La matriz fibrosa del hueso está endurecida por depósitos de sales de calcio.  TEJIDOS DEL CUERPO Los tejidos muscular y nervioso se denominan tejidos excitables por su capacidad para generar y propagar señales eléctricas denominados potenciales de acción. El tejido muscular tiene la capacidad de contraerse y generar fuerza y movimiento. Hay 3 tipos de músculo: cardíaco, liso y esquelético. El tejido nervioso incluye neuronas, que emplean señales eléctricas y químicas para transmitir información de una parte del cuerpo a otra, y células de sostén conocidas como células gliales (neuroglia). REMODELADO TISULAR  REMODELADO TISULAR La muerte celular se produce por necrosis, que afecta de manera adversa a las células vecinas, y por apoptosis, muerte celular programada que no afecta al tejido. Las células madre son células capaces de reproducirse y diferenciarse a células especializadas. Las células madre son muy abundantes en los embriones, pero también se encuentran en el cuerpo del adulto. ÓRGANOS  ÓRGANOS Los órganos están formados por grupos de tejido que llevan a cabo funciones relacionadas. Los órganos del cuerpo contienen los 4 tipos de tejidos en diversas proporciones. Ej.: la piel es, en gran medida, tejido conectivo. BIBLIOGRAFÍA  BIBLIOGRAFÍA SILVERTHORN, D.U. Fisiología Humana, Un enfoque integrado, 8a edición. Ed. Médica Panamericana. 2019. TORTORA GJ, DERRICKSON B.: Principios de Anatomía y Fisiología. Ed. Panamericana. 15o edición. 2018. GANONG, Fisiología Médica, 25a ed. Mc Graw Hill education, 2016. GUYTON Y HALL, Tratado de Fisiología Médica, 13a ed. Editorial Elsevier Castellano, 2016. LINDA S. COSTANZO. Fisiología. Ed. Elsevier. 7 aEdición. 2019 MULRONEY, S. Netter. Fundamentos de fisiología. Ed. Elsevier. 2a Edición. 2016 KATCH, MCARDLE Y KATCH. Fisiología del ejercicio. Editorial Médica Panamericana. Madrid. 2015 THIBODEAU, G.A. Y PATTON, K.T. Estructura y función del cuerpo humano. Editorial Elsevier. Barcelona. 2012