ESCUELA DE ENFERMERIA IGNACIO CHAVEZ PLANTEL PLAYA DEL

ESCUELA DE ENFERMERIA IGNACIO CHAVEZ PLANTEL PLAYA DEL CARMEN INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA HUMANA UNIDAD 1: FISIOLOGIA CELULAR DR. PEDRO ALEJANDRO MALDONADO BE

TEMARIO 1. Introducción a la fisiología general. 2. Estructura física de la célula 3. Sistemas funcionales y locomoción celular 4. Bases de genética 5. División celular

1. INTRODUCCIÓN A LA FISIOLOGÍA GENERAL • El objetivo de la fisiología es explicar los factores físicos y químicos responsables del origen, el desarrollo y la progresión de la vida. • La unidad viva básica del cuerpo es la célula. Células Tejidos Órganos Aparatos y sistemas

INTERRELACIÓN DE LOS SISTEMAS CORPORALES

HOMEOSTASIS • Los fisiólogos emplean el término “Homeostasis” para designar al mantenimiento de las condiciones estáticas o constantes del medio interno.

Aparato respiratorio • Proporcionar aporte de energía a través del O 2 • Eliminar desechos de la circulación como el CO 2 Sistema cardiovascular • Promueve la distribución de la energía hacia los tejidos corporales. Aparato digestivo • Permite la captación y procesamiento de nutrientes que le permitan a los tejidos cumplir sus funciones en forma adecuada. • Permite eliminar residuos de dicho proceso. Sistema endocrino • Permite la adaptación del cuerpo al medio externo • Permite funciones regulatorias en diversos sistemas. Aparato excretor • Promueve la eliminación de desechos dañinos para el cuerpo. • Controla el equilibrio de los líquidos corporales del cuerpo. Sistema nervioso • Promueve acciones efectores conscientes para la supervivencia humana • Se adapta al medio externo • Permite la regulación de los sistemas corporales restantes.

* COMPARTIMIENTOS CORPORALES BÁSICOS*

SISTEMAS DE RETROALIMENTACIÓN • La mas común en el cuerpo de forma normal • Su efecto es benéfico Retroalimentación negativa Retroalimentación positiva • Control errático • El meno común en condiciones de normalidad. • Pueden originar la muerte • Estabilidad • Círculo vicioso ¿Homeostasis?

SEÑALIZACIÓN CELULAR

DEFINICIONES: SEÑALIZACIÓN CELULAR • PARACRINA: Cuando la señal es secretada por una célula afectando solo las células en un ambiente local. • AUTOCRINA: cuando la célula que secreta la señal puede autoestimularse, porque también posee el receptor para la señal. • ENDOCRINA: Se produce la señal endocrina porque libera una hormona y se dirige a la célula blanco por medio del torrente sanguíneo. • EXOCRINA: Señalización que se lleva a cabo mediante el uso de ductos o túbulos para el trasporte de las sustancias químicas hacia el sitio de acción.

TEMARIO 1. Introducción a la fisiología general. 2. Estructura física de la célula 3. Sistemas funcionales y locomoción celular 4. Bases de genética 5. División celular

2. ESTRUCTURA FISICA DE LA CELULA TEJIDO CÉLULA Músculo Miocitos Cardíaco Miocardiocitos Pulmonar Neumocitos Sangre Eritrocitos Inmune Leucocitos Nervioso Neuronas Intestinal Enterocitos Sexual/ Reproductivo Espermatozoide/ óvulo Graso Adipocitos

Membranas de las mitocondrias Filamentos de proteínas Citoplasma Membrana nuclear Citoesqueleto Membranas Membrana celular Citosol Organelos * Núcleo * Mitocondrias * Ribosomas * Retículo endoplásmico * Aparato de Golgi * Lisosomas y peroxisomas

• Las 2 partes mas importantes de la célula son el núcleo y el citoplasma. • Las diferentes sustancias que componen la célula se conocen colectivamente como PROTOPLASMA. • El protoplasma está compuesto principalmente por 5 sustancias: Agua, electrolitos, proteínas, lípidos y carbohidratos.

COMPOSICIÓN DEL PROTOPLASMA • Es el principal medio líquido de la célula. • Esta presente en la mayoría de las células en una concentración del 7085%. • Excepto en los adipocitos.

• Los iones más importantes de la célula son el potasio, magnesio, fosfato, sulfatos, bicarbonato y cantidades pequeñas de sodio, cloruro y calcio. • Los iones son los productos químicos inorgánicos de las reacciones celulares y son necesarios para el funcionamiento de algunos de los mecanismos de control celulares.

• Después del agua, son la sustancia más abundante de la célula y constituyen entre el 10 – 20% de la masa celular. Proteínas Estructurales Funcionales

TIPOS DE PROTEÍNAS CELULARES Estructurales Funcionales • Se encuentran en forma de filamentos largos que proporcionan el sostén y la estructura de la célula (Citoesqueleto). • En el compartimiento extracelular se encuentran en las fibras de colágeno y elastina, las paredes de los vasos sanguíneos, tendones, ligamentos etc. • Se componen de pocas moléculas proteicas. • Estos son principalmente las enzimas de la célula, las cuales permiten catalizar reacciones químicas específicas.

• Suponen el 2% de la masa total de la célula. • Su importancia radica en que al ser insolubles en agua, se usan para formar barreras de la membrana celular y de la membrana intracelular que separan los distintos compartimientos celulares. • Los más importantes son los fosfolípidos, colesterol y triglicéridos.

• Tienen escasas funciones estructurales en la célula. • Estructuralmente forman parte de la membrana celular en forma de glucoproteínas. • Sin embargo tienen papel muy importante en la nutrición celular. • La célula no almacena mas de 3% de glucosa en su interior, sin embargo la glucosa se puede convertir en glucógeno para almacenarse en el hígado como reserva.

DESCRIPCIÓN DE LOS COMPONENTES CELULARES

MEMBRANA CELULAR • También llamada membrana plasmática, citoplasmática o plasmalema. • Es una estructura elástica, fina y flexible de un grosor de 7. 5 nm – 10 nm. • Esta compuesta por una bicapa de lípidos con incrustaciones de proteínas, fosfolípidos y carbohidratos.

• Separa al líquido extracelular del contenido del citoplasma. • Los carbohidratos de la membrana se presentan combinados con proteínas o lípidos en forma de glucoproteínas o glucolípidos. • Se conoce como GLUCOCÁLIZ al conjunto de carbohidratos presentes en la membrana.

• Existen 2 tipos de proteínas de membrana celular: 1. Las proteínas integrales que hacen protrusión por toda la membrana. Estas proteínas forman canales estructurales (poros) a través de los cuales se comunica la célula con el exterior. 2. Las proteínas periféricas que se unen sólo a una superficie de la membrana y no penetran en todo su espesor.

CITOPLASMA • Está lleno de partículas y organelos dispersos. • La porción de líquido del citoplasma en el que se dispersan las partículas se denomina CITOSOL y contiene proteínas, electrolitos y glucosa disuelta. • Enzimas • Segundos mensajeros

• Se puede dividir en 2: • ECTOPLASMA: Representa la región gelatinosa cercana a la membrana. • Posee en su estructura una red de filamentos que le dan forma y organización a la célula lo cual se conoce como Citoesqueleto. • Algunos tipos de filamentos son: 1. Microfilamentos 2. Microtúbulos 3. Filamentos intermedios 4. Centriolos • ENDOPLASMA: Región que contiene a los organelos.

RIBOSOMAS • Son partículas granulares diminutas cuya función principal es la síntesis de proteínas. • Pueden estar dispersos en el citoplasma o unidos al retículo endoplásmico rugoso.

RETÍCULO ENDOPLÁSMICO • Es un organelo complejo formado por un conjunto de membranas unidas entre sí. • Estas membranas forman canales tubulares y vesículas de conexión.

• Las sustancias que se forman en algunas partes de la célula entran en el espacio del retículo y son conducidos a otras partes de la célula. • En él se llevan a cabo reacciones químicas. • Síntesis y transporte de proteínas producidas por ribosomas (RER). • Se divide en Retículo endoplásmico liso o agranular y Rugoso o granular. • La síntesis y transporte de sustancias lipídicas ocurre en el REL.

APARATO DE GOLGI • Esta íntimamente relacionado al RE. • Posee membranas similares a las del retículo endoplásmico. • Está formado por 4 o más capas apiladas en forma de saco o cisternas. • Las sustancias salientes del retículo endoplásmico se dirigen hacia el aparato de Golgi.

• Las sustancias transportadas se procesan para formar lisosomas, vesículas y otros componentes citoplasmáticos. • Presenta 2 caras: 1. La cara CIS: Localizada adyacente al RE. 2. La cara TRANS: Localizada adyacente a la membrana.

LISOSOMAS • Son organelos vesiculares que se forman por la rotura del aparato de Golgi y después se dispersan por todo el citoplasma. • Los lisosomas constituyen el aparato digestivo intracelular que permite que la célula digiera: 1. Estructuras celulares dañadas. 2. Partículas de alimentos que ha ingerido. 3. Las sustancias no deseadas como las bacterias.

• Está rodeado por una membrana bicapa lipídica típica y está llena con grandes cantidades de gránulos pequeños de 5 -8 nm de diámetro, que son agregados de proteínas que contienen hasta 40 tipos diferentes de enzimas digestivas de tipo Hidrolasas.

PEROXISOMAS • Son similares físicamente a los lisosomas pero son distintos en 2 aspectos importantes: 1. Se forman por autoreplicación o procedentes del retículo endoplásmico. 2. Contienen oxidasas en su interior. * Las principales peroxidasas son el peróxido de hidrogeno y catalasas.

MITOCONDRIAS • Se conocen como los “Centros neurálgicos” de la célula. • Está compuesto por 2 membranas de bicapa lipídica con proteínas, las cuales son una MEMBRANA EXTERNA y una MEMBRANA INTERNA.

• La principal función es la respiración celular liberando ATP (Adenosin trifosfato) a partir de O 2 o moléculas de piruvato. • En ella se encuentra un tipo de ADN llamado ADN Mitocondrial que funciona para la síntesis de proteínas mitocondriales.

NÚCLEO • Es el centro de control de la célula. • Contiene en su interior grandes cantidades de ADN (Genes) • Controla las actividades plasmáticas de la célula. • Controla y promueve la reproducción de la célula. • Organiza los genes en cromosomas. • Transporta factores químicos de regulación a través de sus poros. • Produce ARN Mensajero (ARNm).

TEMARIO 1. Introducción a la fisiología general. 2. Estructura física de la célula 3. Sistemas funcionales y locomoción celular 4. Bases de genética 5. División celular

SISTEMAS FUNCIONALES DE LA CÉLULA • La célula requiere nutrientes para vivir, los cuales debe obtener del medio externo. • La mayoría de estas sustancias atraviesan la membrana celular por difusión y transporte activo. Difusión simple Transporte activo o difusión facilitada

• Las partículas muy grandes entran en la célula mediante una función especializada de la membrana que se denomina: ENDOCITOSIS. • Las formas principales de endocitosis son la Pinocitosis y la fagocitosis.

LOCOMOCIÓN CELULAR MOVIMIENTO AMEBOIDE MOVIMIENTO CILIAR/FLAGELAR

TEMARIO 1. Introducción a la fisiología general. 2. Estructura física de la célula 3. Sistemas funcionales y locomoción celular 4. Bases de genética 5. División celular

ESTRUCTURA DEL ADN • El ADN está formado por nucleótidos y a su vez un nucleótido esta formado por 3 elementos: 1. Azúcar desoxirribosa 2. Fosfato 3. Base nitrogenada: Adenina, timina, guanina y citosina. El ADN está formado por 2 cadenas de nucleótidos unidos por puentes de hidrógeno entre sus bases nitrogenadas.

BASES NITROGENADAS Uniones específicas: Adenina Para el ADN: A –T y C – G Guanina Para ARN: A–U y C-G Purinas BASES DE ADN Citosina Pirimidinas Timina Un gen es una secuencia de ADN que constituye la unidad funcional para la transmisión caracteres hereditarios.

Los cromosomas son cápsulas que guardan a los genes y al material de desecho. El ser humano tiene 46 cromosomas en total. 23 pares en total. 23 cromosomas provienen del hombre y 23 de la mujer. Únicamente 1 par de cromosomas determinan el sexo del ser humano (XX) (XY).

REPLICACIÓN DEL ADN • Cuando la célula se va a reproducir necesita duplicar su información genética. • Al proceso de copia mediante la cual se forma una nueva molécula de ADN se llama “Replicación”.

SINTESIS DE PROTEINAS • Es un proceso esencial en los seres vivos y para que se lleve a cabo se requiere la participación del ARN. ADN ARN • • • Formado por 2 cadenas unidas por puentes de H. Los nucleótidos contienen el azúcar desoxirribosa Las BN son adenina, guanina, citosina y timina. Siempre esta en el núcleo Es de un solo tipo para el organismo. Formado por una sola cadena Los nucleótidos contienen el azúcar Ribosa En lugar de timina contiene uracilo Se produce en el núcleo o en el nucléolo y sale al citoplasma • Hay 3 tipos: Ribosomal, mensajero y de transferencia.

• El ARN lleva a cabo su función en 2 etapas: 1. Transcripción: El ARN mensajero (ARNm) obtiene la información contenido en el ADN. 2. Traducción: Se interpreta dicha información y se construye una proteína de acuerdo con las instrucciones codificadas y transcritas. ADN ARN PROTEINA Replicación Transcripción Traducción

TRANSCRIPCION DEL ADN • Cuando es necesario formar una proteína en particular, se produce una copia del segmento de ADN, o sea, un gen que codifica para esa proteína. • El primer paso para la transcripción consiste en que el ADN se abra para permitir ser copiado. • La enzima ARN Polimerasa va colocando los nucleótidos necesarios para formar una molécula de ARN mensajero que sea complementaria a la secuencia de ADN que está copiando. • Cuando se ha copiado el segmento de ADN, el ARN mensajero se desprende, sale del núcleo y comienza sus funciones en el citoplasma. • La molécula de ADN se cierra de nuevo y permanece en el núcleo.

TRADUCCIÓN DEL ADN • Para la interpretación del mensaje del ADN es necesaria la participación del ARN Ribosomal y el ARN de transferencia. El ARNm se coloca sobre un ribosoma y se inicia la interpretación del mensaje La información del ARNm se lee por tripletes (codones). Los ARNt acarrean aminoácidos y los colocan en el orden establecido. En cada codón del ARNm se va a colocar el ARNt que tenga el anticodón correspondiente + el aminoácido correspondiente. Los aminoácidos acarreados y colocados en el ribosoma se van uniendo por enlaces peptídicos y dan lugar a la cadena de proteína. Cuando termina de interpretarse el mensaje la proteína se libera del ribosoma.

BIBLIOGRAFÍA 1. Guyton Arthur, Hall et al; Tratado de Fisiología médica; ELSEVIER, USA 2016, 13 va edición. Capítulos 1 - 3. 2. Velázquez Ocampo Marta Patricia; Biología; ST Editorial; México 2008, 2 da edición. Pags. 15 - 44.