FISIOLOGÍA
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA
1. Concepto de Fisiología
-Definición: Es la ciencia que estudia las funciones de los seres vivos y su regulación.
-Enfoque: Se centra en la integración de funciones a través de múltiples niveles de organización, desde el
nivel molecular hasta el organismo completo.
2. Organización de los Seres Vivos
-El estudio de la vida se organiza en una jerarquía de niveles:
-Niveles químicos y celulares: Átomos, moléculas, células y tejidos.
-Niveles orgánicos: Órganos, sistemas/aparatos y organismos.
-Niveles superiores: Poblaciones, ecosistemas y la biosfera (estudiados principalmente por la ecología).
Los principales sistemas del cuerpo humano incluyen el circulatorio, digestivo, endocrino, inmunitario,
tegumentario, musculoesquelético, nervioso, reproductor, respiratorio y urinario.
3. Medios Interno y Externo del Cuerpo
-Medio Interno: En animales multicelulares, es el líquido extracelular (LEC) que rodea a las células.
-Función: Sirve como zona de transición entre el medio externo del organismo y el líquido intracelular (LIC).
-Regulación: El cuerpo regula el intercambio de nutrientes y desechos metabólicos entre estos
compartimentos para mantener la estabilidad.
4. Homeostasis
-Concepto: Es el conjunto de fenómenos de autorregulación que mantienen una constancia relativa en la
composición y propiedades del medio interno.
-Importancia: Las células del cuerpo no toleran cambios bruscos en sus condiciones ambientales.
-Salud vs. Enfermedad: Si el organismo logra compensar un desequilibrio (causado por factores internos o
externos), se mantiene el bienestar; si la compensación fracasa, se produce la enfermedad o patología.
5. Mecanismos de Control
-Todos los sistemas de control fisiológico poseen tres componentes fundamentales:
-Señal aferente: La información de entrada hacia el controlador.
-Centro integrador (Controlador): Analiza la información e inicia la respuesta adecuada.
-Señal eferente: Genera la respuesta en el tejido u órgano diana.
-Tipos de Retroalimentación:
-Retroalimentación Negativa: Es el mecanismo más común; la respuesta contrarresta el estímulo
inicial, devolviendo la variable al punto de ajuste (setpoint) y deteniendo el asa de respuesta. Ejemplo:
regulación de la glucosa o la temperatura.
-Retroalimentación Positiva: La respuesta refuerza el estímulo, alejando la variable aún más del
punto de regulación. Se requiere un factor externo para interrumpir el ciclo. Ejemplo: las contracciones
durante el parto por la liberación de oxitocina.
6. Biomoléculas Esenciales
El tema también introduce los componentes químicos fundamentales:
-Carbohidratos: Incluyen monosacáridos (glucosa, fructosa, ribosa) y disacáridos (sacarosa, maltosa,
lactosa).
-Lípidos: Ácidos grasos que pueden ser saturados (sólidos a temperatura ambiente), monoinsaturados o
poliinsaturados.
-Proteínas: Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Existen 20 aminoácidos diferentes,
algunos de los cuales son esenciales y deben obtenerse de la dieta.
-Ácidos Nucleicos: Polímeros de nucleótidos (DNA y RNA) responsables del almacenamiento y transmisión
de la información genética.
7. Comunicación Celular
Las células se comunican mediante dos tipos de señales:
-Eléctricas: Cambios en el potencial de membrana de la célula.
-Químicas: Moléculas secretadas al líquido extracelular para actuar sobre células diana.
,TEMA 2: MEMBRANAS Y TRANSPORTE CELULAR
1. Introducción a la Fisiología Celular
-Organización: El estudio se integra desde el nivel de sistema hasta el órgano, tejido y, finalmente, la
célula.
-La Célula: Está compuesta por el núcleo y el citoplasma (citol, orgánulos membranosos como
mitocondrias y retículo endoplasmático, inclusiones y fibras proteicas).
-Síntesis de Proteínas: Proceso coordinado que involucra al núcleo (transcripción de mRNA), los
ribosomas, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi para la modificación y empaquetamiento final.
2. Estructura de la Membrana Celular
-Modelo de Mosaico Fluido: La membrana es una bicapa fosfolipídica con cabezas hidrófilas hacia el
exterior y colas de ácidos grasos hidrófobas hacia el interior.
-Componentes: Contiene colesterol (insertado en la bicapa), glucolípidos, glucoproteínas y una gran
variedad de proteínas.
-Proteínas de Membrana:
-Estructurales: Pueden ser integrales o periféricas; ayudan a mantener la forma celular y forman
uniones celulares.
-Enzimas: Catalizan reacciones químicas en la superficie o el interior de la membrana.
-Receptores: Fundamentales para la transferencia de señales y la comunicación química.
-Transportadores: Facilitan el movimiento de sustancias a través de la barrera lipídica.
3. Permeabilidad y Gradientes
-Selectividad: La membrana es permeable a gases (O2, CO2, N2) y moléculas polares pequeñas no
cargadas (etanol); es ligeramente permeable al agua y la urea.
-Impermeabilidad: Es impermeable a iones (Na+, K+, Cl-, Ca2+), moléculas polares grandes (glucosa,
fructosa) y moléculas polares cargadas (aminoácidos, ATP, proteínas).
-Gradientes Iónicos Transmembrana:
-Sodio (Na+): Alta concentración extracelular (145 mM) y baja intracelular (12 mM).
-Potasio (K+): Baja concentración extracelular (5 mM) y muy alta intracelular (150 mM).
-Cloro (Cl-): Alta concentración extracelular (125 mM) y baja intracelular (9 mM).
-Calcio (Ca2+): Mucho más abundante en el líquido extracelular (2.5 mM) que en el citoplasma (0.0001
mM).
4. Mecanismos de Transporte
El movimiento de sustancias se clasifica según sus requerimientos energéticos:
-A) Transporte Pasivo (No requiere ATP)
-Difusión Simple: Movimiento a favor de gradiente de concentración directamente a través de la
bicapa lipídica o mediante canales abiertos.
-Difusión Facilitada: Utiliza proteínas transportadoras (carriers) para mover moléculas como la
glucosa a favor de su gradiente hasta alcanzar la saturación.
-Ósmosis: Movimiento neto de agua a través de acuaporinas. La presión osmótica es la fuerza
necesaria para oponerse a este movimiento.
-B) Transporte Activo (Requiere ATP)
-Transporte Activo Primario: La energía se obtiene directamente de la hidrólisis del ATP. El ejemplo
principal es la Bomba de Sodio-Potasio (Na+-K+-ATPasa), que expulsa 3 Na+ e introduce 2 K+ contra sus
gradientes.
-Transporte Activo Secundario: Utiliza la energía cinética de un ion que se mueve a favor de su
gradiente (creado previamente por transporte activo primario) para mover otra sustancia.
-Transporte Vesicular: Para moléculas grandes; incluye exocitosis (salida de la célula), endocitosis
(entrada) y fagocitosis.
, 5. Comunicación Intercelular
Las células utilizan diversos métodos para transferir información:
-Contacto Directo: Mediante uniones comunicantes (gap junctions) que conectan citoplasmas adyacentes o
señales dependientes del contacto (comunicación yuxtacrina).
-Señales Químicas Locales: Señales autocrinas (actúan sobre la misma célula) y paracrinas (difunden a
células vecinas).
-Comunicación a Larga Distancia: El sistema endocrino usa hormonas vertidas a la sangre; el sistema
nervioso usa neurotransmisores (en la sinapsis) y neurohormonas.
-Transducción de Señales: La unión de un ligando (primer mensajero) a un receptor de membrana activa
un sistema de segundos mensajeros (como el cAMP) que altera proteínas diana para generar una
respuesta celular. Los receptores pueden estar acoplados a canales iónicos, proteínas G o ser receptores
catalíticos.
TEMA 3: POTENCIALES CELULARES - SINAPSIS.
1. La Neurona: Unidad Funcional
-Concepto: La neurona es la unidad funcional del sistema nervioso, especializada en la captación,
procesamiento y transmisión de información.
-Descubrimientos de Ramón y Cajal: El padre de la neurociencia demostró que las células nerviosas son
unidades individuales que se comunican por contacto (sinapsis) y no por continuidad física.
-Estructura fundamental:
-Dendritas: Captan las señales de entrada.
-Cuerpo celular (Soma): Centro de integración de la información.
-Axón: Transmite la señal eléctrica (potencial de acción) hacia las terminales.
-Vaina de mielina: Aísla el axón para aumentar la velocidad de conducción.
2. Potencial de Membrana en Reposo
-Definición: Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre el interior y el exterior de una célula
cuando no está excitada.
-Determinantes: Se establece principalmente por el gradiente de concentración de potasio (K+) y la
permeabilidad selectiva de la membrana al K+, sodio (Na+) y cloro (Cl-).
-Gradientes electroquímicos: Los iones se mueven buscando un equilibrio entre su concentración química
y la carga eléctrica. El potencial de equilibrio es aquel donde el gradiente eléctrico contrarresta
exactamente al gradiente de concentración.
3. El Potencial de Acción (PA)
-Umbral (Threshold): Para que se genere un PA, un estímulo despolarizante debe alcanzar un valor crítico,
generalmente -55 mV.
-Fases del PA:
-Despolarización: La llegada del estímulo abre los canales de Na+ con compuerta de voltaje; el Na+
ingresa masivamente a la célula, haciendo el interior más positivo.
-Pico: Se alcanza el máximo de despolarización y los canales de Na+ comienzan a inactivarse.
-Repolarización: Los canales de Na+ se cierran y los canales de K+ se abren, permitiendo que el K+
salga de la célula, devolviendo el potencial a valores negativos.
-Hiperpolarización: La salida prolongada de K+ hace que el potencial sea temporalmente más
negativo que el de reposo.
-Periodo Refractario: Tiempo tras un PA donde la célula no puede producir otro (absoluto) o requiere
un estímulo mucho más fuerte (relativo).
4. Integración de Señales (Sumación)
-Las neuronas reciben múltiples estímulos que pueden sumarse en la zona de gatillo:
-Sumación Temporal: Ocurre cuando dos potenciales graduados de una misma neurona presináptica
llegan muy seguidos en el tiempo.
-Sumación Espacial: Se produce por la combinación de corrientes de potenciales graduados que
llegan casi simultáneamente de múltiples neuronas presinápticas.
-Inhibición Sináptica: Los potenciales inhibidores (PPSI) pueden restarse de los excitadores (PPSE),
impidiendo que se alcance el umbral
.
TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA
1. Concepto de Fisiología
-Definición: Es la ciencia que estudia las funciones de los seres vivos y su regulación.
-Enfoque: Se centra en la integración de funciones a través de múltiples niveles de organización, desde el
nivel molecular hasta el organismo completo.
2. Organización de los Seres Vivos
-El estudio de la vida se organiza en una jerarquía de niveles:
-Niveles químicos y celulares: Átomos, moléculas, células y tejidos.
-Niveles orgánicos: Órganos, sistemas/aparatos y organismos.
-Niveles superiores: Poblaciones, ecosistemas y la biosfera (estudiados principalmente por la ecología).
Los principales sistemas del cuerpo humano incluyen el circulatorio, digestivo, endocrino, inmunitario,
tegumentario, musculoesquelético, nervioso, reproductor, respiratorio y urinario.
3. Medios Interno y Externo del Cuerpo
-Medio Interno: En animales multicelulares, es el líquido extracelular (LEC) que rodea a las células.
-Función: Sirve como zona de transición entre el medio externo del organismo y el líquido intracelular (LIC).
-Regulación: El cuerpo regula el intercambio de nutrientes y desechos metabólicos entre estos
compartimentos para mantener la estabilidad.
4. Homeostasis
-Concepto: Es el conjunto de fenómenos de autorregulación que mantienen una constancia relativa en la
composición y propiedades del medio interno.
-Importancia: Las células del cuerpo no toleran cambios bruscos en sus condiciones ambientales.
-Salud vs. Enfermedad: Si el organismo logra compensar un desequilibrio (causado por factores internos o
externos), se mantiene el bienestar; si la compensación fracasa, se produce la enfermedad o patología.
5. Mecanismos de Control
-Todos los sistemas de control fisiológico poseen tres componentes fundamentales:
-Señal aferente: La información de entrada hacia el controlador.
-Centro integrador (Controlador): Analiza la información e inicia la respuesta adecuada.
-Señal eferente: Genera la respuesta en el tejido u órgano diana.
-Tipos de Retroalimentación:
-Retroalimentación Negativa: Es el mecanismo más común; la respuesta contrarresta el estímulo
inicial, devolviendo la variable al punto de ajuste (setpoint) y deteniendo el asa de respuesta. Ejemplo:
regulación de la glucosa o la temperatura.
-Retroalimentación Positiva: La respuesta refuerza el estímulo, alejando la variable aún más del
punto de regulación. Se requiere un factor externo para interrumpir el ciclo. Ejemplo: las contracciones
durante el parto por la liberación de oxitocina.
6. Biomoléculas Esenciales
El tema también introduce los componentes químicos fundamentales:
-Carbohidratos: Incluyen monosacáridos (glucosa, fructosa, ribosa) y disacáridos (sacarosa, maltosa,
lactosa).
-Lípidos: Ácidos grasos que pueden ser saturados (sólidos a temperatura ambiente), monoinsaturados o
poliinsaturados.
-Proteínas: Polímeros de aminoácidos unidos por enlaces peptídicos. Existen 20 aminoácidos diferentes,
algunos de los cuales son esenciales y deben obtenerse de la dieta.
-Ácidos Nucleicos: Polímeros de nucleótidos (DNA y RNA) responsables del almacenamiento y transmisión
de la información genética.
7. Comunicación Celular
Las células se comunican mediante dos tipos de señales:
-Eléctricas: Cambios en el potencial de membrana de la célula.
-Químicas: Moléculas secretadas al líquido extracelular para actuar sobre células diana.
,TEMA 2: MEMBRANAS Y TRANSPORTE CELULAR
1. Introducción a la Fisiología Celular
-Organización: El estudio se integra desde el nivel de sistema hasta el órgano, tejido y, finalmente, la
célula.
-La Célula: Está compuesta por el núcleo y el citoplasma (citol, orgánulos membranosos como
mitocondrias y retículo endoplasmático, inclusiones y fibras proteicas).
-Síntesis de Proteínas: Proceso coordinado que involucra al núcleo (transcripción de mRNA), los
ribosomas, el retículo endoplasmático y el aparato de Golgi para la modificación y empaquetamiento final.
2. Estructura de la Membrana Celular
-Modelo de Mosaico Fluido: La membrana es una bicapa fosfolipídica con cabezas hidrófilas hacia el
exterior y colas de ácidos grasos hidrófobas hacia el interior.
-Componentes: Contiene colesterol (insertado en la bicapa), glucolípidos, glucoproteínas y una gran
variedad de proteínas.
-Proteínas de Membrana:
-Estructurales: Pueden ser integrales o periféricas; ayudan a mantener la forma celular y forman
uniones celulares.
-Enzimas: Catalizan reacciones químicas en la superficie o el interior de la membrana.
-Receptores: Fundamentales para la transferencia de señales y la comunicación química.
-Transportadores: Facilitan el movimiento de sustancias a través de la barrera lipídica.
3. Permeabilidad y Gradientes
-Selectividad: La membrana es permeable a gases (O2, CO2, N2) y moléculas polares pequeñas no
cargadas (etanol); es ligeramente permeable al agua y la urea.
-Impermeabilidad: Es impermeable a iones (Na+, K+, Cl-, Ca2+), moléculas polares grandes (glucosa,
fructosa) y moléculas polares cargadas (aminoácidos, ATP, proteínas).
-Gradientes Iónicos Transmembrana:
-Sodio (Na+): Alta concentración extracelular (145 mM) y baja intracelular (12 mM).
-Potasio (K+): Baja concentración extracelular (5 mM) y muy alta intracelular (150 mM).
-Cloro (Cl-): Alta concentración extracelular (125 mM) y baja intracelular (9 mM).
-Calcio (Ca2+): Mucho más abundante en el líquido extracelular (2.5 mM) que en el citoplasma (0.0001
mM).
4. Mecanismos de Transporte
El movimiento de sustancias se clasifica según sus requerimientos energéticos:
-A) Transporte Pasivo (No requiere ATP)
-Difusión Simple: Movimiento a favor de gradiente de concentración directamente a través de la
bicapa lipídica o mediante canales abiertos.
-Difusión Facilitada: Utiliza proteínas transportadoras (carriers) para mover moléculas como la
glucosa a favor de su gradiente hasta alcanzar la saturación.
-Ósmosis: Movimiento neto de agua a través de acuaporinas. La presión osmótica es la fuerza
necesaria para oponerse a este movimiento.
-B) Transporte Activo (Requiere ATP)
-Transporte Activo Primario: La energía se obtiene directamente de la hidrólisis del ATP. El ejemplo
principal es la Bomba de Sodio-Potasio (Na+-K+-ATPasa), que expulsa 3 Na+ e introduce 2 K+ contra sus
gradientes.
-Transporte Activo Secundario: Utiliza la energía cinética de un ion que se mueve a favor de su
gradiente (creado previamente por transporte activo primario) para mover otra sustancia.
-Transporte Vesicular: Para moléculas grandes; incluye exocitosis (salida de la célula), endocitosis
(entrada) y fagocitosis.
, 5. Comunicación Intercelular
Las células utilizan diversos métodos para transferir información:
-Contacto Directo: Mediante uniones comunicantes (gap junctions) que conectan citoplasmas adyacentes o
señales dependientes del contacto (comunicación yuxtacrina).
-Señales Químicas Locales: Señales autocrinas (actúan sobre la misma célula) y paracrinas (difunden a
células vecinas).
-Comunicación a Larga Distancia: El sistema endocrino usa hormonas vertidas a la sangre; el sistema
nervioso usa neurotransmisores (en la sinapsis) y neurohormonas.
-Transducción de Señales: La unión de un ligando (primer mensajero) a un receptor de membrana activa
un sistema de segundos mensajeros (como el cAMP) que altera proteínas diana para generar una
respuesta celular. Los receptores pueden estar acoplados a canales iónicos, proteínas G o ser receptores
catalíticos.
TEMA 3: POTENCIALES CELULARES - SINAPSIS.
1. La Neurona: Unidad Funcional
-Concepto: La neurona es la unidad funcional del sistema nervioso, especializada en la captación,
procesamiento y transmisión de información.
-Descubrimientos de Ramón y Cajal: El padre de la neurociencia demostró que las células nerviosas son
unidades individuales que se comunican por contacto (sinapsis) y no por continuidad física.
-Estructura fundamental:
-Dendritas: Captan las señales de entrada.
-Cuerpo celular (Soma): Centro de integración de la información.
-Axón: Transmite la señal eléctrica (potencial de acción) hacia las terminales.
-Vaina de mielina: Aísla el axón para aumentar la velocidad de conducción.
2. Potencial de Membrana en Reposo
-Definición: Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre el interior y el exterior de una célula
cuando no está excitada.
-Determinantes: Se establece principalmente por el gradiente de concentración de potasio (K+) y la
permeabilidad selectiva de la membrana al K+, sodio (Na+) y cloro (Cl-).
-Gradientes electroquímicos: Los iones se mueven buscando un equilibrio entre su concentración química
y la carga eléctrica. El potencial de equilibrio es aquel donde el gradiente eléctrico contrarresta
exactamente al gradiente de concentración.
3. El Potencial de Acción (PA)
-Umbral (Threshold): Para que se genere un PA, un estímulo despolarizante debe alcanzar un valor crítico,
generalmente -55 mV.
-Fases del PA:
-Despolarización: La llegada del estímulo abre los canales de Na+ con compuerta de voltaje; el Na+
ingresa masivamente a la célula, haciendo el interior más positivo.
-Pico: Se alcanza el máximo de despolarización y los canales de Na+ comienzan a inactivarse.
-Repolarización: Los canales de Na+ se cierran y los canales de K+ se abren, permitiendo que el K+
salga de la célula, devolviendo el potencial a valores negativos.
-Hiperpolarización: La salida prolongada de K+ hace que el potencial sea temporalmente más
negativo que el de reposo.
-Periodo Refractario: Tiempo tras un PA donde la célula no puede producir otro (absoluto) o requiere
un estímulo mucho más fuerte (relativo).
4. Integración de Señales (Sumación)
-Las neuronas reciben múltiples estímulos que pueden sumarse en la zona de gatillo:
-Sumación Temporal: Ocurre cuando dos potenciales graduados de una misma neurona presináptica
llegan muy seguidos en el tiempo.
-Sumación Espacial: Se produce por la combinación de corrientes de potenciales graduados que
llegan casi simultáneamente de múltiples neuronas presinápticas.
-Inhibición Sináptica: Los potenciales inhibidores (PPSI) pueden restarse de los excitadores (PPSE),
impidiendo que se alcance el umbral
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