El organismo vivo depende de un gran número de procesos para mantener constante las condiciones de su medio interno “o milieu intérieur” de Claude Bernard.
L铆quido extracelular (medio interno)
-Presi贸n -Volumen -Osmolaridad -pH -Concentraci贸n i贸nica
Estas propiedades, en su conjunto, son denominadas de Homeostasis, y definen las condiciones normales de vida de un determinado organismo.
Los procesos encargados de mantener esta homeostasis son mecanismos de regulaci贸n, y su estudio constituye uno de los principales objetivos de la fisiolog铆a. La mayor parte de los sistemas de 贸rganos de un organismo, est谩n destinados a mantener la homeostasis.
Sistema Digestivo: mantiene la constitución de medio interno a través de la ingestión, digestión y absorción de alimentos como hidratos de carbono, proteínas y lípidos, importantes para la conservación de los niveles extracelulares de glucosa, aa y ácidos grasos. Sistema Endocrino: contribuye para la mantención de la disponibilidad de sustratos energéticos (por ej. Glucosa, ácidos grasos) y del equilibrio hidroelectrolito, entre otras muchas funciones.
Sistema respiratorio: mantiene la homeostasis de los gases oxígeno y gas carbónico en el medio interno.
Riñones: es un órgano homeostático por excelencia manteniendo el nivel interno de un gran número de componentes, incluyendo concentración de iones, osmolaridade, pH, etc.
PRINCIPIOS GENERALES DE MECANISMOS DE REGULACIÓN
Un proceso de regulación puede ser representado por un mecanismo básico denominado “Sistema”, el que consiste en un grupo de de componentes que interactúan entre si.
Caja Negra Se puede analizar o estudiar la caja negra en funci贸n de la salida (respuesta) con respecto a la entrada (est铆mulo).
Hiperglicemia
Porqu茅 el sistema no est谩 regulando el nivel de glucosa de manera correcta? Se trata de una alteraci贸n en la entrada o del propio mecanismo de regulaci贸n?
Test de sobrecarga de glucosa
Entrada conocida y diferente a la normal
?
CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS
Sistemas pasivos: la energ铆a dirigida hacia el sistema no es regulada por el propio sistema.
Crecimiento poblaci贸n de microorganismos
temperatura
Sistemas controlados: contiene variables con la función de regular la energía que entra al sistema. Un ejemplo más simple sería un baño calentado por una resistencia regulada por un termostato.
Sistema de asa abierta: Son sistemas en que la salida no tiene efecto sobre la entrada. Un sistema de medida de presión arterial, por ejemplo, es de ese tipo: la entrada es la presión arterial, el sistema consiste en un transductor, sistema de amplificación, y la salida es el registro de presión. -Transductor
Presión arterial
-Sistema de amplificación
Registro de presión
Sistemas de asa cerrada: son tambi茅n llamados de sistemas con retroalimentaci贸n (feed-back), donde la salida controla la entrada.
Entrada
Salida
Sistema
SISTEMAS DE CONTROL
Control continuo proporcional: se trata de un sistema de control en que existe una relación constante y continua entre el desvío del parámetro controlado y la salida del sistema. Ej. regulación de la glicemia por parte del riñón:
Reabsorci贸n de glucosa
GLUT1 GLUT2
SGLT1
Transporte de glucosa y Tm Tm= 375 mg/min 303 mg/min
Tm= 375 mg/min
(100-200 mg%)
Control integral: es un sistema de control que permite mantener un parĂĄmetro determinado, en su nivel deseado, con error o desvĂo prĂĄcticamente nulo. Este sistema es capaz de mantener una situaciĂłn estacionaria (steadystate), como por ejemplo, la glicemia (nivel de glucosa en la sangre).
NIVELES DE REGULACION
Enzimas alostĂŠricas: son aquellas que, ademĂĄs de presentar un sitio activo para su sustrato normal, presentan un sitio activo al cual se une una sustancia moduladora.
Enzimas reguladoras de modulación covalente: precursores inactivos de enzimas, denominados zimógenos, son activados por mecanismos covalentes, esto es, por cambio de estructura debido a la acción de otras enzimas. Ej. Enzimas digestivas.
pepsinógeno
pepsina H+
Pepsina + péptidos
Regulaci贸n a distancia en organismos pluricelulares
RegulaciĂłn nerviosa: el sistema nervioso es un conjunto de cĂŠlulas distribuidas por todo el organismo, presentando aglomeraciones regionales y centrales de extrema complejidad, capaz de analizar y almacenar informaciones, como elaborar las respuestas adecuadas a estĂmulos externos e internos con el fin de mantener la homeostasis del organismo.
Regulación humoral: una parte importante de los sistemas de regulación, está compuesta por mecanismos humorales, en los cuales participan sustancias producidas por células especializadas. Estas sustancias luego alcanzarán las células (células alvo o blanco) en las que desencadenaran el efecto regulatorio. Este tipo de sustancia es denominada “hormona”.
ADH regula volumen y tonicidad de la orina
CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
CO2 CO2 + H2O
H2CO3
H+ + HCO3-
FLUIDO INTRACELULAR Y EXTRACELULAR
(40%) ≈ 17 liters
(75%) (20%)
(60%)
(5%)
(60% de 70 kg)
Total de H2O corporal: -Hombre: 60% del total del peso corporal -Mujer: 50% del total del peso corporal -Infante: 65 – 75 % del total del peso corporal
Factores que influyen en el total de H2O corporal: -Genero -Edad -Cantidad de tejido adiposo
Volumen Plasmático:
-3 litros corresponden al contenido que está dentro de las cámaras cardiacas y vasos sanguíneos (volumen plasmático) -2.5 litros corresponde a los elementos celulares sanguíneos -Total volumen sanguíneo: 5.5 litros
Fluido Intersticial (13 litros) -61.5% corresponde al volumen intersticial -23% corresponde al tejido conectivo denso (cartĂlagos, tendones) -15.4 % matriz de los huesos
Fluido Transcelular (1 litro) -5% corresponde al espacio que estĂĄ completamente rodeado de cĂŠlulas epiteliales. Ej. fluido cerebroespinal
Compartimentos y su Composici贸n
La mayor diferencia entre el plasma y el fluido intersticial es la ausencia de proteĂnas plasmĂĄticas en el intersticio
Las proteínas afectan la distribución de solutos a través de:
-Volumen que ellas ocupan -Carga eléctrica que transportan
Resultado de la composición iónica: [Na+]= 142 meq / litro de plasma
Corrección: [Na+]agua plasmática = 142 meq / litro de plasma 0.93 = 153 meq / litro de agua plasmática
Nota: el contenido de agua plasmática corresponde a 93%
Resultado de la composiciรณn iรณnica: [Cl-]= 102 meq / litro de plasma
Correcciรณn: [Cl-]agua plasmรกtica = 102 meq / litro de plasma 0.93 = 110 meq / litro de agua plasmรกtica
ÂżQue se esperarĂa si el paciente tiene una hiperproteinemia o una hiperlipemia?
¿Qué pasaría si la fracción de agua plasmática es de 80% y la concentración plasmática de sodio es de 122 meq / litro de plasma?
¿Cómo sería la concentración iónica expresada en meq / litro de agua plasmática?
Efecto de la Carga Eléctrica: Las proteínas presentan carga eléctrica negativa, por lo que atrapan cationes y repelen aniones. Su efecto sobre los iones es de ≈ 5%. [Na+]= 153 meq / litro agua plasmática x 0.95 = 145 meq / litro fluido intersticial [Cl-]= 110 meq / litro agua plasmática x 1.05 = 116 meq / litro fluido intersticial
“El flujo pasivo de sodio y potasio es contrabalanceado por el bombeamiento activo de esos iones�.