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UNIVERSIDAD DE SONORA DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD LICENCIATURA EN MEDICINA FISIOLOGÍA I Título del trabajo o reporte: Nombre del Alumno Jose Manuel Miranda Resumen de Fisiología General Martínez Fecha 18 de agosto de 2016 Texto: Organización Funcional del Cuerpo Humano y Control del Medio Interno Ficha No. 1 Autores: John E. Hall et all. Editorial: Elsevier Edición: 12 ed. No. Páginas: 1092 El objetivo de la fisiología es explicar los factores físicos y químicos responsables del origen, desarrollo y progresión de la vida. En la fisiología humana se intenta explicar las características y mecanismos específicos Las células como unidades vivas del cuerpo La unidad viva básica del cuerpo es la célula. Cada órgano es un agregado de muchas células diferentes que se mantienen unidas mediante estructuras de soporte intercelulares. Cada tipo de célula está especialmente adaptada para realizar una a más funciones concretas. Aunque las múltiples células del cuerpo son muy diferentes entre sí, todas ellas tienen determinadas características básicas que son similares. Además, prácticamente todas las células tienen la capacidad de reproducirse formando más células de su propia estirpe. Por fortuna cuando se destruyen de un tipo en particular, el resto de las células de este tipo genera nuevas células hasta rellenar el cupo. Líquido extracelular: el “medio interno” El 60% del cuerpo humano del adulto es líquido, principalmente una solución acuosa de iones y otras sustancias. Casi todo este líquido queda dentro de las células y se conoce como líquido intracelular. Aproximadamente una tercera parte se encuentra en los espacios exteriores a las células y se denomina líquido extracelular, el cual está en movimiento constante. En el líquido extracelular están los iones y nutrientes que necesitan las células para mantenerse vivas, por lo que también se denomina medio interno del organismo

Extracelular -

-

Intracelular

Grandes cantidades de - Contiene grandes iones sodio, cloruro y cantidades de iones potasio, bicarbonato. magnesio y fosfato. Oxígeno, glucosa, ácidos grasos y aminoácidos Dióxido de carbono Diferencias entre los líquido extracelular e intracelular

Mecanismos homeostáticos de los principales sistemas funcionales Homeostasis: Mantenimiento de unas condiciones casi constantes del medio interno. Esencialmente todos los órganos y tejidos del organismo realizan funciones que colaboran en el mantenimiento de condiciones relativamente constante. Transporte en el líquido extracelular y sistema de mezcla: el aparato circulatorio. El líquido extracelular se transporta por todo el organismo en dos etapas: 1. La primera consiste en el movimiento de la sangre por el cuerpo dentro de los vasos sanguíneos 2. La segunda es el movimiento del líquido entre los capilares sanguíneos y los espacios intercelulares entre las células tisulares. Sistemas de control del organismo El cuerpo humano contiene miles de sistemas de control. Los más intrincados son los sistemas de control genético que actúan en las células para mantener el control de la función intracelular y extracelular.

Hay muchos otros sistemas de control que actúan dentro de los órganos para regular las funciones de cada componente de los mismos, otros actúan a través de todo el organismo para controlar las interrelaciones entre los órganos.

Características de los sistemas de control Si algún factor se vuelve excesivo o deficiente, un sistema de control inicia una retroalimentación negativa, que consiste en una serie de cambios que devuelven ese factor hacia un determinado valor medio con lo que se mantiene la homeostasis. En la retroalimentación positiva por medio del estimula inicial provoca más reacciones del mismo tipo. Puede llegar a convertirse en un círculo vicioso y provocar la muerte.

UNIVERSIDAD DE SONORA DIVISIÓN DE CIENCIAS BIOLÓGICAS Y DE LA SALUD LICENCIATURA EN MEDICINA FISIOLOGÍA I Título del trabajo o reporte: Nombre del Alumno Jose Manuel Miranda Resumen deMartínez Fisiología General Texto: La célula y sus funciones Fecha 18 de agosto de 2016 Autores: John E. Hall et all. Ficha No. 2 Editorial: Elsevier Edición: 12 ed. No. Páginas: 1092 Organización de la célula Una célula típica está formada por un núcleo y el citoplasma separados por la membrana nuclear. El citoplasma está separado del líquido intersticial por la membrana celular. Las sustancias que componen la célula se conocen como protoplasma, compuesto por:  Agua, representa el 70-85%.  Los electrólitos proporcionan las sustancias químicas inorgánicas de la célula. Los más importantes son el potasio, magnesio, fosfato, sulfato, bicarbonato, sodio, cloruro y calcio.  Las proteínas son el 10-20% de la masa celular. Se dividen en dos tipos: proteínas estructurales y proteínas globulares (funcionales).  Lípidos (2% de la masa celular) entre los principales se encuentran los fosfolípidos, colesterol, triglicéridos y grasas neutras.  Carbohidratos, importantes en la nutrición de la célula. Suponen 1% de la masa celular total, aunque llegan al 3% en las células musculares y 6% en las células hepáticas. Los carbohidratos se almacenan en forma de glucógeno. Estructura física de la célula La célula también tiene estructuras físicas muy bien organizadas (orgánulos). Los principales son la membrana celular, la membrana nuclear, el retículo endoplasmatico (RE), el aparato de Golgi, las mitocondrias, los lisosomas y los centriolos. La célula y sus orgánulos están rodeados por membranas formadas por lípidos y proteínas. Todas ellas forman barreras que impiden el libre movimiento de agua y sustancias hidrosolubles de un compartimiento celular a otro. Las moléculas proteicas atraviesan la membrana proporcionando canales que permiten el movimiento de sustancias específicas a través de la membrana. La membrana celular es una bicapa lipídica formada casi totalmente por fosfolípidos y colesterol. Los fosfolípidos poseen una porción hidrosoluble (hidrófila) y una porción hidrófoba. La membrana formada por la bicapa lipídica

es muy permeable a las sustancias liposolubles como el oxígeno, el dióxido de carbono y el alcohol, pero actúa como barrera sólida ante las sustancias hidrosolubles como los iones y la glucosa. Flotando en la bicapa lipídica se encuentran proteínas, la mayoría glicoproteínas. Hay dos tipos de proteínas de membrana: las proteínas integrales, que pueden hacer proteínas a través de la membrana y las proteínas periféricas, que se insertan en la superficie interna de la membrana y no la penetran. Muchas proteínas integrales proporcionan poros donde difunden sustancias hidrosolubles especialmente los iones. Otras actúan como proteínas transportadoras de varias sustancias. Las proteínas integrales también actúan como receptores de sustancias, como las hormonas peptídicas. Las proteínas periféricas se insertan en una proteína integral y funcionan como enzimas que catalizan las reacciones de químicas de la célula. Los hidratos de carbono se presentan en combinación con proteínas y lípidos en forma de glucoproteínas y glucolípidos. Toda la superficie externa de la célula presenta a menudo un recubrimiento débil de hidratos de carbono que se denomina glucocáliz, los cuales tienen varias funciones: 1) Tienen carga negativa, por tanto, repelen otras moléculas con carga negativa. 2) El glucocáliz de las células puede unirse al de otras células. 3) Actúan como receptores para la unión de hormonas. 4) Algunas estructuras de los carbohidratos participan en reacciones inmunitarias. Citoplasma y sus orgánulos Retículo Endoplásmico El RE sintetiza varias sustancias en la célula. La membrana del RE proporciona una extensa superficie para la fabricación de muchas sustancias utilizadas dentro de las células y que después son liberadas desde algunas de ellas. Entre ellas se encuentran proteínas, carbohidratos, lípidos, y otras estructuras como lisosomas, peroxisomas y gránulos secretores. Los lípidos se sintetizan dentro de la pared del RE. Para la síntesis de proteínas los ribosomas se unen a la superficie externa del RE granular o rugoso y actúan en colaboración con el ARN mensajero para sintetizar muchas proteínas que entran en el aparato de Golgi, donde las moléculas son de nuevo modificadas antes de ser liberadas o utilizadas por la célula. El RE liso participa en la síntesis de sustancias lipídicas y en otros procesos celulares promovidos por las enzimas intrarreticulares. Aparato de Golgi El aparato de Golgi funciona en colaboración con el RE. Las sustancias atrapadas en las vesículas de Re se transportan desde el RE hasta el aparato

de Golgi, donde son procesadas para formar lisosomas, vesículas secretoras y otros componentes del citoplasma. Lisosomas Los lisosomas constituyen un sistema digestivo intracelular, son pequeñas vesículas rodeadas por una membrana que contiene enzimas digestivas; dichas enzimas permiten a los lisosomas degradar las sustancias intracelulares en sus componentes. Mitocondrias Las mitocondrias liberan energía en la célula. Esta energía se consigue de las reacciones químicas del oxígeno con los tres tipos de alimentos: la glucosa derivada de los hidratos de carbono, los ácidos grasos derivados de las grasas y los aminoácidos procedentes de las proteínas. Estructuras y orgánulos en el citoplasma Algunas células son rígidas y poseen un gran número de filamentos o estructuras tubulares formadas por proteínas fibrilares. Las funciones principales de estas estructuras es la de actuar como citoesqueleto, proporcionando estructuras físicas rígidas a algunas partes de las células. Núcleo El núcleo es el centro de control de la célula y contiene grandes cantidades de ADN, también conocido como genes. Los genes determinan las características de las proteínas de la célula, incluidas las enzimas. También controlan la reproducción. Primero se reproducen a sí mismos a través de un proceso de mitosis en el que se forman dos células hijas, cada una de las cuales recibe uno de los dos juegos de genes. Los núcleos de la mayor parte de las células contienen una o más estructuras denominadas nucléolos, los cuales no poseen membrana circundante. Nucléolos Los núcleos contienen grandes cantidades de ARN y proteínas de los tipos encontrados en los ribosomas. El ARN ribosómico se almacena en el núcleo y se transporta a través de los poros de la membrana nuclear hacia el citoplasma, donde se usa para producir ribosomas maduros que desempeñan un importante papel en la formación de proteínas.

Sistemas Funcionales de la Célula La célula obtiene los nutrientes y otras sustancias del líquido circundante a través de la membrana mediante difusión y transporte activo. Las partículas

muy grandes entran en la célula mediante endocitosis, cuya s principales formas son la pinocitosis y la fagocitosis. Pinocitosis. Es la ingestión de pequeños glóbulos de líquido extracelular que forman vesículas diminutas en el citoplasma celular. Es el único método por el cual las moléculas grandes, como las proteínas, pueden entran en las células. Fagocitosis. Es la ingestión de partículas grandes, como bacterias, células y porciones de tejido en degeneración. Las sustancias extrañas introducidas por pincitosis y fagocitosis se digieren en la célula por los lisosomas. Locomoción y movimientos ciliares de las células El tipo más importante de movimiento es el de las células musculares especializadas en el músculo esquelético, cardiaco y liso. En otras células se producen otros dos tipos de movimiento: locomoción amebiana y movimiento ciliar. Control genético de la síntesis proteica, las funciones de la célula y la reproducción celular. Los genes del núcleo celular controlan la síntesis de proteínas. Cada gen es una molécula de dos hebras helicoidales de ADN que controla la información del ARN. A su vez, el ARN se dispersa por las células para controlar la formación de una proteína específica. Todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo a la traducción del código de ARN y la formación de proteínas en el citoplasma celular, se conoce como expresión genética. Los nucleótidos se organizan para formar dos hebras de ADN laxamente unidas entre sí. Los genes utilizan una unión término-terminal formando moléculas helicoidales largas con una doble cadena de ADN que constan de tres bloques básicos: 1) ácido fosfórico; 2) desoxirribosa, y 3) cuatro bases nitrogenadas: dos purinas (adenina y guanina) y dos pirimidinas (timina y guanina). La primera etapa de la formación de ADN es la combinación de una molécula de ácido fosfórico, una molécula de desoxirribosa y una de las cuatro bases para formar un nucleótido. Después se unen dos varios nucleótidos para formar dos hebras de ADN y las dos hebras se unen laxamente entre sí. La base purínica adenina de una de las hebras siempre se une con la base pirmídica de la otra hebra, mientras que la guanina siempre se une con la citosina. El código genético consta de tripletes de bases. Cada grupo de tres bases sucesivas de la hebra de ADN constituye una palabra del código, y estas palabras controlan la secuencia de aminoácidos de la proteína que se va a

formar en el citoplasma. La secuencia de palabras sucesivas en la hebra de ADN es lo que se conoce como código genético. El código de ADN del núcleo celular se transfiere al código de ARN en el citoplasma celular: proceso de transcripción. Durante el proceso de transcripción, el código del ADN se transfiere al ARN. El ARN se difunde al núcleo a través de los poros nucleares al citoplasma, donde controla la síntesis de proteínas. La hebra de ADN se usa como plantilla para montar la molécula de ARN a partir de los nucleótidos. El montaje de ADN tiene lugar bajo la influencia de la enzima ARN polimerasa de la siguiente forma: 1. En la cadena de ADN contigua al gen hay una secuencia de nucleótidos que se denomina promotor. 2. La polimerasa provoca el desenrollamiento de dos vueltas de la hélice de ADN y la separación de las porciones abiertas. 3. La polimerasa se desplaza a lo largo de la hebra de ADN y comienza a formar la cadena de ARN al unir los nucleótidos del ARN complementario a la hebra de ARN. 4. Los nucleótidos sucesivos de ARN se unen entre sí para formar una hebra de ARN. 5. La polimerasa de ARN se une con la secuencia terminadora de la cadena, que hace que la polimerasa se separe de la cadena de ADN. Después la hebra de ARN se libera en el nucleoplasma. Hay cuatro tipos de ARN: 1) ARN mensajero que transporta el código genético al citoplasma para controlar la formación de proteínas. 2) ARN ribosómico que forma los ribosomas, las estructuras en las que se montan las moléculas proteícas. 3) ARN de transferencia, que transporta los aminoácidos activados a los ribosomas que se van a usar en el montaje de las proteínas 4) microARN que son moléculas de ARN monocatenario de 21 a 23 nucleótidos capaces de regular la transcripción y la traducción génicas. Hay 20 tipos de ARNt específicos para cada uno de los 20 aminoácidos. De esta forma, los aminoácidos respectivos se alinean en la cadena de ARNm y se establece la secuencia adecuada de aminoácidos en la molécula de proteína.

Control de la función génica y actividad bioquímica de las células.

La regulación de la expresión génica cubre todo el proceso, desde la transcripción del código genético en el núcleo hasta la formación de proteínas en el citoplasma. El gen promotor controla la expresión génica. La síntesis celular de proteínas comienza con la transcripción del ADN en el ARN. En los organismos eucariotas el promotor basal consiste en una secuencia de 7 bases (TATAAAA) denominada caja TATA lugar de unión para la proteína de unión TATA y otros importantes factores de transcripción que se conocen conjuntamente como complejo IID del factor de transcripción. En la transcripción de genes influyen también los reforzadores, que son regiones de ADN que pueden unirse a factores de transcripción. Cuando la célula produce una cantidad importante de sustancia provoca una inhibición mediante retroalimentación negativa del promotor que es responsable de su síntesis. El sistema genético de ADN también controla la reproducción celular Los genes y sus mecanismos reguladores determinan las características de crecimiento de las células y también si se dividen para formar nuevas células. La mitosis es el proceso por el cual la célula se divide en dos células hijas nuevas. Dos pares de centriolos que se encuentran cerca de uno de los poros del núcleo, comienzan a separarse el uno del otro, lo que se debe a la polimerización de las proteínas de los microtúbulos que crecen en cada par de centriolos. Al mismo tiempo, crecen radialmente otros microtúbulos que alejan los pares de centriolos, formando el áster. El complejo de microtúbulos que se extiende entre los pares de centriolos es el huso y todo el conjunto de microtúbulos mas los dos pares de centriolos se denomina aparato mitótico. Fases de la mitosis: - Profase. Es la etapa inicial de la mitosis. Mientras se forma el haz, los cromosomas del núcleo se condensan. - Prometafase. Las puntas de los microtúbulos en crecimiento del áster se fragmentan en la envoltura nuclear. Al mismo tiempo, los múltiples microtúbulos del áster se unen en las cromátidas. - Metafase. Los dos ásteres del aparato mitótico se separan cada vez más por efecto del crecimiento del huso mitótico. Los microtúbulos insertados en las cromátidas tiran fuertemente de ellas hasta el centro de la célula, alineándolas para formar el plano ecuatorial del huso mitótico. - Anafase. Las dos cromátidas de cada cromosoma son separadas en el centrómero. Así, se separan los 46 pares de cromosomas formando dos juegos independientes de 46 cromosomas hijos.

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Telofase. Dos juegos de cromosomas hijos se separan completamente. El aparato mitótico se disuelve y se desarrola una nueva membrana nuclear que rodea cada grupo de cromosomas.

La diferenciación celular permite que células distintas realicen funciones diferentes. Este proceso de diferenciación se produce como consecuencia de la inactivación de ciertos genes y a activación de otros durante las etapas sucesivas de la división celular. Este proceso de diferenciación hace que las distintas células del cuerpo realicen funciones diferentes. ¿Para qué es necesaria la energía?  Transporte activo de moléculas a través de membranas.  Contracción muscular  Síntesis de hormonas, membranas celulares, etc.  Conducción de impulsos nerviosos.  División y crecimiento celular La energía libre es la energía liberada por la oxidación completa de un alimento. Metabolismo de los hidratos de carbono Los productos finales de la digestión de hiadratos de carbono son: son glucosa (80%), fructosa y galactosa. La glucosa pasa al interior de la célula por difusión facilitada, la insulina aumenta la difusión facilitada de la glucosa, al entrar a la célula se fosforila por la enzima glucocinasa o exocinasa. Tras su absorción se utiliza o almacena en glucógeno. -

Glucogenolísis: Es la descomposición del glucógeno almacenado por la célula para formar glucosa de nuevo en su interior, que se puede utilizar entonces para dar energía. En condiciones normales está e reposo, se activa por adrenalina o glucagón.

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Glucolisis: Es la división de la glucosa para formar dos moléculas de ácido pirúvico, se da en el citosol. La reacción neta es: Glucosa + 2 ADP + 2Pi  2 ácido pirúvico + 2 ATP + 4H

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Ciclo de Krebs: También llamado ciclo del ácido cítrico, se da en la matriz de la mitocondria. La reacción neta es: 2 acetil CoA + 6H2O + 2 ADP  4CO2 + 2CoA + 2 ATP + 16H

Átomos de hidrogeno liberados durante las reacciones químicas: - 4 durante la glucólisis - 4 en la formación de de acetil – CoA - 16 en el ciclo de Krebs

= 24 H por cada molécula de glucosa 20 átomos de hidrógeno liberados se combinan con NAD + y 4 pasan directamente al proceso oxidativo. Cuando los depósitos corporales de hidratos de carbono disminuyen por debajo de lo normal, se pueden formar cantidades moderadas de glucosa a partir de lactato, aminoácidos y glicerol de las grasas. Este proceso es llamado gluconeogenésis. Este proceso evita el descenso exagerado de la concentración de glucosa sanguínea durante el ayuno. La glucosa sanguínea normal de una persona que no ha comido en las últimas 3-4 horas es de aproximadamente 90 mg/dL. Tras una comida copiosa, este valor rara vez se eleva por encima de 140 mg/dL. Metabolismo de las proteínas Veinte aminoácidos están presentes en las proteínas orgánicas de los cuales diez son esenciales. Los aminoácidos difunden al interior de la célula por transporte activo o facilitado, al entrar a la célula se combinan para formar proteínas celulares. Cuando disminuye la concentración plasmática de ciertos aminoácidos, estos son transportados fuera de la célula para reponer su valor en plasma, hay un intercambio constante entre aminoácidos plasmáticos y proteínas lábiles de las células. Cada tipo celular tiene un límite de almacenamiento de proteínas, llegado a ese límite el exceso de aa se degrada hacia otros productos para obtener energía o se convierte en grasa o glucógeno. Metabolismo de los lípidos Casi todas las grasas de la dieta se absorben desde el intestino a la linfa intestinal. Los TG se escinden en MG y ácidos grasos y al pasar por las células epiteliales intestinales se vuelven a juntar en TG, que entran a la linfa en forma de quilomicrones (triglicéridos, fosfolípidos, colesterol y apoproteína B) Los TG de los quilomicrones son hidrolizados por la lipoproteína lipasa, liberando ácidos grasos y glicerol. Los ácidos grasos son miscibles con las membranas celulares, difunden al interior de los adipocitos y células musculares. Aquí se utilizan como combustible o para formar TG de nuevo. Cuando la grasa almacenada se requiere para dar energía a otro tejido, se transporta en forma de AGL unidos a albúmina, el tejido adiposo y el hígado son los principales almacenes. Síntesis de ácidos grasos y triglicéridos a partir de hidratos de carbono Se da principalmente en el hígado, se transportan en VLDL hacia el tejido adiposo de almacenamiento.

1) Hidratos de carbono  acetil – CoA 2) Acetil – CoA  Malonil – CoA 3) Ya que las cadenas de ácidos grasos han crecido hasta 14-18 átomos de C, se unen al glicerol para formar triglicéridos.