Tecnicatura Universitaria en Medicina Nuclear

Introducción a la
asignatura Fisiología Facultad de Farmacia y Bioquímica
Universidad de Buenos Aires
Contenidos de la clase:

• Introducción a la Fisiología.
• Niveles de organización: concepto de tejido, órgano y
sistema.
• Visión general de los sistemas del organismo.
• Definición de medio interno y externo.
• Principales componentes intracelulares y
extracelulares.
• Membrana plasmatica: Estructura y funciones.
Mecanismos de transporte.
• Homeostasis.
¿Qué vamos a
estudiar en la
asignatura
Fisiología?
Fisiología

La Fisiología es la ciencia que estudia el funcionamiento

normal de un organismo vivo y los órganos y los sistemas que
lo componen, incluidos todos sus procesos físicos y químicos.

La palabra fisiología significa literalmente “estudio de la

naturaleza”. Fue Aristóteles (384-322 a.C.) quien utilizó el
término en este sentido amplio para describir el
funcionamiento de todos los organismos vivos, no solamente
el del cuerpo humano. Sin embargo, Hipócrates (hacia 460-
377 a.C.), padre de la medicina, usaba el término fisiología
con el significado de “el poder curativo de la naturaleza”, y en
consecuencia esta disciplina se asoció más estrechamente
con la medicina.

La Fisiología es una Ciencia Integradora

La Fisiología es una disciplina científica básica cuya

comprensión une y coordina conocimientos morfológicos,
físicos, químicos y biológicos entre otros, lo cual favorece a
fundamentar la función de los órganos y sistemas en
situaciones normales y patológicas.
Los fisiólogos están entrenados para pensar en la integración
de las funciones a través de varios niveles de organización,
desde las moléculas al organismo vivo.
 ¿Cómo se
relaciona la
medicina nuclear
con la Fisiología?
La medicina nuclear es una especialidad médica que utiliza radiotrazadores (radiofármacos) para evaluar
las funciones corporales y para diagnosticar y/o tratar enfermedades.

Los radiofármacos ofrecen una imagen de la Fisiología, la bioquímica o la patología anatómica de un

sistema corporal sin alterar su función. Se les denomina radiomarcadores porque se administran en dosis
subfarmacológicas que “marcan” un proceso concreto fisiológico, o patológico, del organismo.
Introducción a la
Fisiología
humana
Niveles de organización

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8 a edición.

La fisiología incluye múltiples niveles, desde la biología celular y molecular hasta la fisiología ecológica de las
poblaciones.
En todos los niveles, la fisiología está estrechamente vinculada con la anatomía. La estructura de una célula, un
tejido o un órgano debe proporcionar una base física eficaz para su función.
Por esta razón, es casi imposible estudiar la fisiología del cuerpo sin conocer la anatomía de base.
Niveles de organización

En el nivel de organización más básico, los átomos

de los elementos se unen para formar moléculas.
Conjuntos de moléculas de los organismos vivos
forman células, la unidad estructural más pequeña
capaz de llevar a cabo todos los procesos vitales.
Los organismos complejos tienen numerosas células
con diferentes especializaciones estructurales y
funcionales.
Los conjuntos de células que llevan a cabo
funciones relacionadas se denominan tejidos. Los
tejidos de unidades estructurales y funcionales se
conocen como órganos, y grupos de órganos
integran sus funciones para crear
aparatos/sistemas de órganos.
Los sistemas de órganos no funcionan de manera
aislada, sino que colaboran entre ellos para
mantener el bienestar de todo el cuerpo.
Imagen extraída de Anatomía y Fisiología Humana. Marieb. 9a edicion.
Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8 a edición.
Compartimientos funcionales del organismo

Al estudiar un organismo pluricelular surge un

aspecto importante, que es la definición de los
medios interno y externo.
Las células viven en un medio interno acuoso
altamente protegido, y éste se encuentra
rodeando las células, ya sea dentro de vasos
(sanguíneos y linfáticos) o en otras ubicaciones.
Estos líquidos que conforman el medio interno
tienen composiciones químicas relativamente
constantes, sirven para aportar nutrientes a las
células y funcionan como vehículo para
sustancias que abandonan las células.
Por otro lado, el medio externo comprende un
entorno fisicoquímico variable (temperatura,
presión, contenidos de O2, CO2, H2O, nutrientes,
etc.) que provee señales que podrían afectar al
medio interno del individuo.

Imagen extraída de Principios de Fisiología Humana. Stanfield. 4a edición.

Compartimientos funcionales del organismo

El 60% del cuerpo humano del adulto es líquido,

principalmente una solución acuosa de iones y otras
sustancias.
Los líquidos corporales están divididos en 2
compartimientos:
El líquido extracelular (LEC) y el líquido intracelular (LIC).

El LEC se subdivide, además, en plasma, la porción acuosa

de la sangre, y líquido intersticial, que rodea la mayoría
de las células del cuerpo.

La membrana plasmática de las células separa el LIC del

LEC.
La membrana plasmática es responsable de establecer la
composición del LIC. En este proceso, la membrana
plasmática también establece unos gradientes de iones y
de voltaje a través de ella. Las células excitables (sobre
todo las células nerviosas y musculares) pueden
aprovechar estos gradientes para la transmisión
«eléctrica» a larga distancia de información. Otras células
no excitables también pueden aprovechar estos
gradientes para comunicación intercelular.
Compartimientos funcionales del organismo
En el líquido extracelular están los iones y nutrientes que necesitan las células
para mantenerse vivas, por lo que todas ellas viven esencialmente en el mismo
entorno de líquido extracelular. Las células son capaces de vivir, crecer y realizar
sus funciones especiales, siempre que este medio interno disponga de las
concentraciones adecuadas de oxígeno, glucosa, distintos iones, aminoácidos,
sustancias grasas y otros componentes.

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8 a edición.

El LIC y el LEC se encuentran en equilibrio
osmótico, pero tienen una composición
química diferente.

El líquido extracelular contiene grandes

cantidades de iones sodio, cloruro y
bicarbonato más nutrientes para las
células, cómo oxígeno, glucosa, ácidos
grasos y aminoácidos.
El líquido intracelular es muy distinto del
líquido extracelular; contiene grandes
cantidades de iones potasio, magnesio y
fosfato en lugar de los iones sodio y
cloruro que se encuentran en el líquido
extracelular.
Los mecanismos especiales de transporte
de iones a través de la membrana celular
mantienen las diferencias en la
concentración de iones entre los líquidos
extracelular e intracelular

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8a edición.

LA MEMBRANA PLASMÁTICA

Todas las células cuentan con una membrana

plasmática que define sus límites y separa su
contenido intracelular del líquido extracelular
que las rodean, desempeñando funciones
importantes.
La composición química del interior de la célula
es muy diferente de la de su entorno. Los
procesos bioquímicos implicados en la función
celular requieren el mantenimiento de un
ambiente intracelular regulado de forma precisa.
La membrana plasmática constituye la barrera
que permite el intercambio controlado entre los
espacios intracelular y extracelular
La membrana plasmática consiste en una bicapa
lipídica de 4 a 5 nanómetros de espesor que
contiene diversas proteínas integradas.
La bicapa de lípidos (colesterol, fosfolípidos,
glucolípidos) desempeña una importante función
como barrera contra el movimiento de sustancias
a través de la membrana. Las proteínas de la
membrana plasmática desempeñan funciones
específicas, confiriendo a cada uno de los tipos
de membrana celular sus propiedades
funcionales características

a
Las proteínas de la membrana contribuyen a la comunicación a través de las membranas y a lo largo de la superficie celular, y algunas de
ellas, proporcionan el ensamblaje mecánico entre células. También, se encargan del transporte de moléculas específicas a través de la
membrana (permeabilidad selectiva) y, por tanto, del control de la composición de las diferentes soluciones a ambos lados de ella.

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8a edición.

La membrana celular regula el intercambio de sustancias entre la célula y el medio que
la rodea, desempeñando un papel muy importante para mantener constantes la
composición de los espacios intra y extracelulares.

El movimiento de sustancias a través de las membranas puede ser clasificado por los
requerimientos de energía de transporte. Puede definirse como transporte pasivo,
aquel en el cual las sustancias se mueven a favor de su gradiente de concentración o
de su gradiente electroquímico en el caso de partículas con carga neta; y como
transporte activo, que transporta sustancias en contra de su gradiente empleando
energía.
Asimismo, el movimiento de sustancias a través de las membranas puede ser
clasificado por la vía física empleada para el transporte: a través de la bicapa lipídica de
la membrana, a través de una proteína de membrana o en una vesícula. Exocitosis

Fagocitosis Endocitosis

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8 a edición.

Homeostasis: principio clave en fisiología

Nuestro cuerpo tiene una capacidad increíble para adaptarse

a los cambios que se producen en el medio, minimizando así
los cambios internos. Por ejemplo, cuando una persona viaja
de un entorno frío a otro templado (que aumenta la
temperatura corporal), el organismo responde con rapidez,
sudando y aumentando el flujo de la sangre a la piel para
ayudar a que la temperatura vuelva a la normalidad.
La capacidad del organismo de mantener un medio interno
relativamente estable, se denomina homeostasis (de
homeo, sin cambios, y el gr. stasis, existencia de un ambiente
interno estable).
La homeostasis es una propiedad de los sistemas
biológicos humanos, donde el proceso de autorregulación
tiende a mantener el balance para la supervivencia.

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado.

a
Elementos de un sistema de control homeostático

Independientemente del factor o acontecimiento

que se regula (la variable), todos los mecanismos
homeostáticos de control se componen de al menos tres
componentes.
El primer componente es un receptor, un tipo de sensor que
controla y reacciona a los cambios en el entorno, los
estímulos, y envía información al segundo elemento, el centro
de control, mediante la vía aferente.
El centro de control, que determina el nivel en el cual debe
mantenerse una variable, analiza la información que recibe y,
a continuación, determina la respuesta o el curso de acción
apropiados.
El tercer componente es el efector, que ofrece los medios
para la respuesta del centro de control al estímulo y que
recibe la información del centro mediante la vía eferente.
Los resultados de la respuesta sirven a su vez de
retroalimentación para influir sobre el estímulo, bien
deprimiéndolo (retroalimentación negativa), de forma que
todo el mecanismo de control se desactiva, o impulsándolo
(retroalimentación positiva), de forma que la reacción
continúa a una velocidad incluso superior.

Imagen extraída de Anatomía y Fisiología Humana. Marieb. 9a edicion.

La comunicación en el interior del cuerpo
resulta esencial para la homeostasis y se consigue
principalmente mediante los sistemas nervioso
y endocrino, que utilizan señales eléctricas
emitidas por los nervios o por las hormonas en
sangre, respectivamente, como portadoras de
información.

Imagen extraída de Fisiología Humana. Un enfoque Integrado. Silverthorn DU. 8 a edición.

¿Dudas?