SEMINARIO 11 - Respiratorio (1)

1

Facultad de Ciencias Biológicas Departamento de Ciencias Biológicas Área de Fisiología

SEMINARIOS Y LABORATORIOS FISIOLOGÍA GENERAL BIO 373 Carrera: NUTRICIÓN

- II SEMESTRE 2015 -

2 SEMINARIO 1: TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA. Las células del organismo constan de un medio intracelular y a la vez están bañadas en medio extracelular. Ambos medios son líquidos y tienen como solvente al agua; en estos medios se disuelven una serie de electrolitos y moléculas orgánicas. Por lo tanto ambos medios pueden ser considerados como una solución. Las propiedades coligativas de las soluciones son aquéllas que dependen del NÚMERO de partículas presentes en la solución, independiente de la naturaleza de las partículas. La principal propiedad es la presión osmótica (mmHg), que también se puede expresar como la osmolaridad de la solución (mOsmoles/L). La presión osmótica es la presión que se aplica en un compartimiento y que permite detener un flujo de agua generado por una gradiente o diferencia de concentración de solutos que son impermeables a la membrana. La osmolaridad de una solución se calcula como: mOsmoles/L = [mmoles/L] x n n= número de partículas que se generan en solución. Ejemplo: NaCl (s) Na+  (aq) + Cl-  (aq); por cada molécula de NaCl que se disuelve se generan 2 partículas en solución. 1. a. a.   Calcule las osmolaridades de las siguientes soluciones de NaCl (Peso molecular NaCl = 58,5 gr/mol ) Solución

Soluto

 A B C

NaCl NaCl NaCl

Concentración (% peso/volumen) 0,9 1,8 0,45

Osmolaridad (mOsm/L)

b. El cloruro de sodio (NaCl) es la sal más abundante en el medio extracelular y la membrana plasmática es poco permeable a ambos iones (Na + y Cl-), quedando ambos restringidos al espacio extracelular. Los solutos que quedan restringidos a un compartimiento son osmóticamente activos porque son capaces de generar flujos de agua a través de la membrana. Por otra parte, cuando la membrana es permeable a un soluto, éste puede moverse siguiendo su gradiente de concentración. Este flujo de soluto será acompañado por un flujo de agua en el mismo sentido y provocará un aumento en el volumen celular. Señale cuál de las soluciones es isotónica, hipertónica o hipotónica. 2. Un sujeto sufre una hemorragia y pierde 1 litro de sangre. En el instante en que se produce esta situación, explique: a. ¿Qué sucede con la osmolaridad del medio extracelular? b. ¿Qué b. ¿Qué sucede con la concentración y la cantidad de Na + del líquido extracelular? c. ¿Qué c. ¿Qué sucede con el volumen extracelular? 3. Los 3. Los compartimientos intra y extracelulares contienen gran cantidad de iones (cationes, aniones) y moléculas orgánicas como la glucosa; todos ellos son hidrosolubles. ¿Cómo atraviesan la membrana celular?

2 SEMINARIO 1: TRANSPORTE A TRAVES DE MEMBRANA. Las células del organismo constan de un medio intracelular y a la vez están bañadas en medio extracelular. Ambos medios son líquidos y tienen como solvente al agua; en estos medios se disuelven una serie de electrolitos y moléculas orgánicas. Por lo tanto ambos medios pueden ser considerados como una solución. Las propiedades coligativas de las soluciones son aquéllas que dependen del NÚMERO de partículas presentes en la solución, independiente de la naturaleza de las partículas. La principal propiedad es la presión osmótica (mmHg), que también se puede expresar como la osmolaridad de la solución (mOsmoles/L). La presión osmótica es la presión que se aplica en un compartimiento y que permite detener un flujo de agua generado por una gradiente o diferencia de concentración de solutos que son impermeables a la membrana. La osmolaridad de una solución se calcula como: mOsmoles/L = [mmoles/L] x n n= número de partículas que se generan en solución. Ejemplo: NaCl (s) Na+  (aq) + Cl-  (aq); por cada molécula de NaCl que se disuelve se generan 2 partículas en solución. 1. a. a.   Calcule las osmolaridades de las siguientes soluciones de NaCl (Peso molecular NaCl = 58,5 gr/mol ) Solución

Soluto

 A B C

NaCl NaCl NaCl

Concentración (% peso/volumen) 0,9 1,8 0,45

Osmolaridad (mOsm/L)

b. El cloruro de sodio (NaCl) es la sal más abundante en el medio extracelular y la membrana plasmática es poco permeable a ambos iones (Na + y Cl-), quedando ambos restringidos al espacio extracelular. Los solutos que quedan restringidos a un compartimiento son osmóticamente activos porque son capaces de generar flujos de agua a través de la membrana. Por otra parte, cuando la membrana es permeable a un soluto, éste puede moverse siguiendo su gradiente de concentración. Este flujo de soluto será acompañado por un flujo de agua en el mismo sentido y provocará un aumento en el volumen celular. Señale cuál de las soluciones es isotónica, hipertónica o hipotónica. 2. Un sujeto sufre una hemorragia y pierde 1 litro de sangre. En el instante en que se produce esta situación, explique: a. ¿Qué sucede con la osmolaridad del medio extracelular? b. ¿Qué b. ¿Qué sucede con la concentración y la cantidad de Na + del líquido extracelular? c. ¿Qué c. ¿Qué sucede con el volumen extracelular? 3. Los 3. Los compartimientos intra y extracelulares contienen gran cantidad de iones (cationes, aniones) y moléculas orgánicas como la glucosa; todos ellos son hidrosolubles. ¿Cómo atraviesan la membrana celular?

3 4. El 4. El sistema de la figura está formado por los compartimientos A y B separados por una membrana. La solución en A es dos veces más concentrada que en B. Se define como flujo al movimiento de moléculas en la unidad de tiempo; se define como flujo neto a la diferencia entre los flujos unidireccionales (A B; B A)

Si la membrana es permeable al soluto y al agua indique: a. ¿Cuál es el factor determinante del flujo neto de moléculas de soluto? b. Suponga que transcurrió un tiempo infinitamente largo y usted mide la concentración de la solución en los dos compartimientos, ¿qué debiera encontrar? Explique su respuesta. c. Grafique c. Grafique la relación existente entre el flujo neto (eje y) y la diferencia de concentración entre los compartimientos (eje x). 5. Basándose 5. Basándose en la siguiente figura:

4 a. Nombre los tipos de transporte del calcio. b. Explique a qué se deben estas diferencias. 6. Observe la siguiente figura que muestra el transporte de glucosa en células como las fibras musculares o las células hepáticas.

a. Explique si la entrada de glucosa es un fenómeno pasivo o activo e indique a qué tipo de transporte pertenece este ejemplo. b. Suponga que a esta célula usted le administra un inhibidor de la síntesis de glicógeno y de la glicólisis; en estas condiciones, ¿qué sucederá con el transporte de glucosa? c. Grafique la entrada de glucosa (eje y) versus la concentración de glucosa extracelular y explique la forma del gráfico. 7. Observe la siguiente figura:

5

a. Explique el papel de la bomba Na +-K+/ATPasa e investigue su importancia a nivel fisiológico. b. La ouabaína es un inhibidor específico de la Na +-K+/ATPasa. ¿Qué sucederá con las concentraciones intracelulares de K + y Na+ si se inhibe la bomba? c. Suponga que la célula de la figura se incuba en un medio extracelular con cianuro, ¿qué sucederá con la actividad de la bomba y con las concentraciones intracelulares de Na+ y K+?

6 SEMINARIO 2: EXCITABILIDAD CELULAR. 1.  A través de las membranas biológicas existe una diferencia de potencial eléctrico o de voltaje que en el caso de las neuronas es de -70 mVolts y en las fibras musculares esqueléticas de -90 mVolts. El signo negativo indica que el interior celular es negativo respecto al extracelular. La figura muestra una célula con un potencial de membrana de -90 mVolt.

a.  Considerando que las concentraciones de cada ion mostradas en la figura son las normales, indique el sentido del movimiento pasivo de K + y de Na+. b. ¿Cómo afectará el potencial de membrana al movimiento pasivo de ambos iones? El potencial de equilibrio de una especie iónica (potencial de Nernst) es un valor calculado y corresponde al potencial de membrana que debiera existir para que una especie iónica esté en equilibrio. c. ¿Qué significa que el potencial de equilibrio de una especie iónica coincida con el valor del potencial de membrana? d. ¿Qué significa que el potencial de equilibrio del Na + sea de +65 mVolt? 2. Los siguientes gráficos corresponden a un registro de un potencial de acción obtenido desde un axón.

7 a.  Asocie los números que aparecen en el gráfico superior con eventos típicos del potencial de acción y anótelos en la siguiente tabla: Número 1 2 3 4 5

Estado o fenómeno asociado

b.  ¿Por qué el potencial de membrana se vuelve más negativo después de la repolarización? c. Durante el periodo refractario absoluto, ningún tipo de estímulo es capaz de generar un nuevo potencial de acción. ¿Con cuál etapa o evento del potencial de acción se asocia este fenómeno? d. En el gráfico inferior se muestran los cambios en la permeabilidad iónica asociados con el potencial de acción. Explique los cambios en la permeabilidad al Na + y K+ en cada uno de los estados. e. Si el axón se encontrara en periodo refractario relativo, ¿qué magnitud de estímulo debiera aplicar para generar un potencial de acción? ¿Por qué? f. ¿De qué factores depende la velocidad de conducción del potencial de acción? 3. Investigue qué ocurre con la velocidad de conducción nerviosa en los pacientes con esclerosis múltiple y por qué sucede este cambio en la velocidad. 4.  ¿Por qué cuando un paciente requiere hacerse una extracción dental se aplica anestesia local? ¿Qué relación existe entre los anestésicos locales y los canales de sodio voltaje dependientes? 5.  Explique los efectos de la concentración plasmática de potasio sobre el potencial de membrana en reposo.

8 SEMINARIO 3: TRANSMISIÓN SINÁPTICA Y NEUROMUSCULAR. 1. La figura siguiente muestra los componentes elementales de la estructura de una neurona indicados con números. Estos componentes están asociados a funciones representadas por figuras geométricas designadas con letras.

Complete la tabla con los nombres de los componentes y la función. Asocie la letra con la función. Número 1 2 3 4 5

Componente de la neurona

Letra

Función asociada

9 2. La siguiente figura muestra una comparación entre una sinapsis eléctrica y una química:

a) Compare las propiedades de las sinapsis químicas y eléctricas. b) Las sinapsis eléctricas permiten la sincronización de células vecinas. ¿Qué tipos de sincronía podrían producir? Dé al menos un ejemplo de células que requieran de esta sincronía. 3. En términos generales, ¿cuáles son los mecanismos a través de los cuales se termina la acción de un neurotransmisor? 4. ¿Cuáles son los dos tipos de receptores para neurotransmisores? ¿Cómo funcionan para producir una respuesta en la célula postsináptica? Mencione al menos dos ejemplos de cada tipo de receptor. 5. Explique a qué corresponde una respuesta postsináptica excitatoria o inhibitoria.

10 6. La sinapsis neuromuscular es un buen modelo de sinapsis química. La siguiente figura representa una sinapsis neuromuscular, los números corresponden a distintos eventos que ocurren secuencialmente.

Complete la siguiente tabla asociando cada número con un evento particular en la sinapsis: Número en esquema 1 2 3 4 5 6 7

Evento asociado

7. El curare es un antagonista competitivo de la acetilcolina, mientras que la neostigmina es un inhibidor de la acetilcolinesterasa. a) Si en una sinapsis neuromuscular se aplica curare y enseguida se estimula el axón de la motoneurona, ¿qué sucederá con la generación de fuerza por parte del músculo? b) Si en vez de curare se aplica neostigmina, ¿cuál será el resultado? c) ¿Y si se usara Toxina Botulínica (bloqueador de la liberación de acetilcolina)? d) ¿Y por último, si se usara Hemicolina (inhibidor de la recaptura de colina que afecta la síntesis de acetilcolina)?

11 8. La siguiente figura muestra registros de potenciales de acción obtenidos en condiciones normales en distintos tipos de células excitables.

¿Por qué el potencial de acción de un miocardiocito ventricular tiene forma distinta al potencial de acción de una fibra muscular esquelética? 9. Compare las características fisiológicas de la contracción en la musculatura lisa, cardiaca y esquelética. 10. Los músculos pueden ser considerados reguladores metabólicos. ¿Qué argumentos  justifican esta afirmación?

12 SEMINARIO 4: FUNCIONES CEREBRALES SUPERIORES Y SOMATOSENSORIAL. 1. Si un paciente no puede mantener sus signos vitales, ¿cuál es la ubicación más probable de su lesión? 2. Paree las funciones siguientes con las estructuras que correspondan: Lóbulo Frontal Lóbulo Parietal Cerebelo Tronco encefálico Lóbulo occipital Hipotálamo Lóbulo temporal Tálamo

Funciones vitales Coordinación motora Planear y coordinar movimientos Procesamiento del tacto Comportamiento alimenticio Visión Entrada de información a la corteza Audición

Fundamente su elección. 3. Después de caer por las escaleras, una mujer sufre pérdida parcial del movimiento voluntario del lado derecho del cuerpo y pérdida de las sensaciones de dolor y temperatura del lado izquierdo, por debajo de la región medio torácica. ¿Cuál es la probable lesión que se produjo en esta mujer? 4. Compare las dos vías del tacto en la médula espinal. ¿Qué tipo de información táctil conduce cada una? 5. Discuta qué se entiende por discriminación entre dos puntos. ¿De qué depende en términos de campos receptivos y de convergencia cortical? 6. Haga un diagrama de las vías involucradas en la transmisión del dolor. 7. Investigue el significado de los siguientes conceptos: a) Analgesia b) Alodinia c) Hiperalgesia d) Neuralgia e) Nociceptor f) Dolor referido g) Dolor fantasma 8. ¿Qué tipo de estímulo puede activar un receptor de dolor? 9. Explique por qué un estímulo doloroso puede producir percepciones de dolor rápido y lento. ¿Es posible modularlos? 10. ¿Por qué el dolor visceral se localiza mal y por qué es particularmente molesto? 11. Un hombre de 45 años presenta repentinamente un intenso dolor en el hombro y en el brazo izquierdo. Acude a un servicio de urgencia y se le hospitaliza rápidamente con diagnóstico de infarto al miocardio. ¿Cuáles son las bases neurofisiológicas que explican este dolor?

13 SEMINARIO 5: FISIOLOGÍA ENDOCRINA I. EJE HIPOTÁLAMO-HIPÓFISIS. OXITOCINA (OCT), PROLACTINA (PRL) Y HORMONA DEL CRECIMIENTO (GH). 1. Las hormonas actúan uniéndose a receptores que se localizan en la membrana celular o bien son intracelulares. a. ¿Cuáles hormonas tienen receptores en la membrana celular? Para las hormonas que tienen este tipo de receptores, ¿cómo se ejerce la acción de la hormona dentro de la célula? b. ¿Cuáles hormonas tienen receptores intracelulares? c. ¿Qué puede decir del mecanismo de acción de ambos grupos de hormonas? d. Desde el punto de vista químico, ¿cómo se clasifican las hormonas? 2. La síntesis y secreción de hormonas adenohipofisiarias están controladas por hormonas hipotalámicas, la gran mayoría de ellas tiene una función liberadora ( releasing hormone, RH). Complete los espacios en la siguiente figura:

14 a. Suponga que se secciona completamente el tallo hipofisiario en un animal de experimentación. ¿Qué sucederá con los niveles plasmáticos de cada una de las hormonas adenohipofisiarias? Justifique su respuesta. b. En el mismo procedimiento experimental, ¿qué sucederá con los niveles plasmáticos de ADH y oxitocina? Explique. 3. El mecanismo general de control de la secreción de hormonas adenohipofisiarias corresponde a la retroalimentación negativa (feedback negativo). a. Suponga una insuficiencia en la función endocrina de la glándula periférica. ¿Qué pasará con los niveles plasmáticos de la hormona hipotalámica y de la hormona adenohipofisiaria? b. Suponga ahora una hiperfunción de la glándula periférica, ¿qué ocurrirá con los niveles de la hormona adenohipofisiaria? 4. El control de la secreción de oxitocina durante el parto es un buen ejemplo de retroalimentación positiva. Observe la siguiente figura y deduzca cuál es el estímulo para la secreción de oxitocina.

5. ¿Cómo se regula la secreción de prolactina? ¿Qué factores aumentan la secreción de prolactina y generan un aumento en sus niveles séricos? 6. ¿Cuáles son las hormonas que influyen en el crecimiento normal y cuál es su función? 7. La GH tiene efectos sobre el crecimiento y también sobre el metabolismo. ¿Quién media las acciones sobre el crecimiento?

15 8. Utilizando la figura adjunta, explique cómo se regula la secreción de la hormona del crecimiento.

16 SEMINARIO 6: FISIOLOGÍA ENDOCRINA II. GLÁNDULA ADRENAL, GÓNADAS y HORMONAS TIROIDEAS (T). 1. Un neonato presenta genitales externos ambiguos. No hay pene y el tamaño del clítoris está significativamente aumentado. El estudio cromosómico revela genotipo XX. Se detectan ovarios y útero pero no testículos. Se le realizan otros exámenes de laboratorio y los resultados son los siguientes: Glicemia : 68 mg/dL (normal en ayunas, 60-100 mg/dL) Cortisol sérico : bajo el rango normal  ACTH sérica : aumentada Excreción de 17-cetoesteroides : aumentada Se confirma en esta niña recién nacida, ausencia congénita de la enzima córticosuprarrenal 21-hidroxilasa. En definitiva, esta niña padece una forma de hiperplasia suprarrenal congénita. El pediatra recomienda que se inicie una terapia de reemplazo hormonal y que sea sometida a cirugía para reducir el tamaño del clítoris. Utilice el esquema siguiente de la biosíntesis de corticoesteroides para responder las preguntas.

a. ¿Cuáles serán las consecuencias de la deficiencia de la 21 -hidroxilasa? b. ¿Qué hormonas estarán deficitarias y qué hormonas se producirán en exceso? c. ¿Cuáles serán las consecuencias fisiológicas de estas deficiencias hormonales? d. ¿Por qué los niveles de ACTH están aumentados? e. ¿Por qué la glucosa y el cortisol están bajo el rango normal? f. ¿Cuál es el significado de la elevación en la excreción urinaria de 17-cetoesteroides?

17 2. Complete el siguiente esquema con los componentes de la función testicular en un hombre adulto normal. Los números 1 y 2 representan los tipos celulares típicos del testículo.

3. Describa las acciones de las hormonas folículo estimulante y luteinizante en los testículos. 4. Los gráficos siguientes muestran las variaciones que experimentan los niveles plasmáticos de LH, FSH, progesterona y estradiol durante el ciclo menstrual. Complete, indicando la hormona que corresponde a cada perfil hormonal. Analice y discuta los gráficos. Explique las etapas por las que atraviesa el folículo ovárico durante este ciclo.

18 5. La figura siguiente muestra las acciones fisiológicas de las hormonas tiroideas.

BMR: metabolismo basal; CNS: sistema nervioso central a. Sobre la base de estas acciones, explique los síntomas que experimenta un sujeto que presenta hipotiroidismo. b. ¿Cuál es la importancia fisiológica de la deyodasa presente en los tejidos periféricos?

19 6. La figura siguiente muestra un esquema de la regulación del eje hipotálamoadenohipófisis-tiroides.

a. ¿Qué sucederá con los niveles de TSH en un sujeto que presenta la enfermedad de Graves (enfermedad en la que el sistema inmune sintetiza anticuerpos capaces de unirse al receptor de TSH y activarlo)? Fundamente su respuesta. b. En un sujeto que presenta tiroiditis de Hashimoto (enfermedad autoinmune donde hay producción de anticuerpos antitiroideos), ¿qué espera usted que suceda con los niveles plasmáticos de TSH, T3 y T4?

20 SEMINARIO 7: FISIOLOGÍA ENDOCRINA III. REGULACIÓN DE LA CALCEMIA y REGULACIÓN DE LA GLICEMIA. 1. El modelo siguiente esquematiza el metabolismo del calcio en un individuo adulto, cuya ingesta es de 1 g diario.

a. Señale la hormona (1) que media la absorción de calcio. b. La concentración de calcio total en el líquido extracelular es de 10 mg/dL. ¿Cómo se encuentra el calcio en el plasma? c. Los procesos marcados como 2 y 3 corresponden a la estimulación (2) e inhibición (3) de la resorción ósea. ¿Qué hormonas median estos procesos? d. ¿Qué hormona estimula la reabsorción renal de calcio (4)? e. ¿Qué relación existe entre la PTH y el calcitriol? 2. Un paciente presenta niveles de calcio plasmático que están bajo los niveles considerados normales: a. ¿Qué sucederá con los niveles plasmáticos de PTH y de calcitriol? b. ¿Qué sucederá con la absorción intestinal y reabsorción renal de calcio? c. ¿Qué sucederá con la calcitonina? 3. La insulina juega un papel clave en la mantención de la homeostasis de la glucosa. La concentración de glucosa plasmática o glicemia es la principal variable fisiológica que estimula la secreción de insulina.

21 Observe los siguientes gráficos. Izquierda: Un sujeto normal recibe 75 g de glucosa por vía oral. Derecha: Un sujeto normal recibe 0,5 g glucosa/kg de peso, administrada por vía endovenosa.

En ambos gráficos se muestra la glicemia y concentración de insulina plasmática en función del tiempo. a. ¿Cómo se explica la diferencia entre las dos curvas de secreción de insulina? b. Ambos sujetos tienen la misma glicemia basal. ¿Cómo se explica la diferencia en las curvas de glicemia? La característica principal de la diabetes es la hiperglicemia. El test de tolerancia a la glucosa es una prueba de laboratorio que permite estudiar el curso temporal de la glicemia en función del tiempo luego de la administración de una carga oral de glucosa. La figura siguiente muestra el resultado de un test de tolerancia a la glucosa en un sujeto diabético.

Glucose

Insulin

c. Compare la glicemia basal con la del sujeto normal (gráfico superior izquierdo). ¿Qué puede decir de la respuesta a la ingesta de glucosa?

22 SEMINARIO 8: FISIOLOGÍA GASTROINTESTINAL I. 1. Señale la ubicación y explique el rol de las células de Cajal en las contracciones del tubo digestivo. 2. Realice un esquema comparando la integración de los reflejos largos y cortos en el sistema digestivo. 3. ¿Qué entiende por complejo motor migratorio (CMM ) y cuál es su relación con la motilina? 4. Respecto al ciclo de regulación hambre y saciedad: a. ¿Qué centros nerviosos superiores participan en él? b. Explique la función de la leptina, ghrelina y neuropeptido Y en su modulación. 5. Complete el siguiente cuadro: SECRECIÓN

COMPOSICIÓN

FACTORES ESTIMULADORES

FACTORES INHIBIDORES

SALIVAL

GÁSTRICA

PANCREÁTICA

6. En general, la saliva es un líquido hipotónico de gran volumen con respecto al peso de los tejidos que la secretan y contiene moco, -amilasa, lipasa, además de varios factores que restringen la proliferación de bacterias en la boca. Estos factores antibacterianos son: lisozima, inmunoglobulina A y lactoferrina. La saliva también protege a la mucosa bucofaríngea contra efectos nocivos de sustancias ingeridas (ej. bebidas calientes o ácidas y alimentos muy condimentados) y secreciones gastrointestinales regurgitadas (jugos gástricos y bilis) ya que las diluye o las neutraliza. a. b. c. d.

¿Cuál es la función de la amilasa salival? ¿Desdobla la saliva a otros nutrientes, además de los carbohidratos? ¿Las enzimas salivales actúan sólo en la boca? ¿Cuáles son los componentes funcionales básicos de la unidad secretora de una glándula salival?

23 e. ¿Qué características importantes tiene el flujo sanguíneo en las glándulas salivales? f. ¿Cómo se regula fisiológicamente la secreción de saliva? g. ¿Influyen las emociones y la actividad del sistema nervioso central en la secreción salival? 7. Los principales componentes de los jugos gástricos son: ácido clorhídrico, pepsina, moco y factor intrínseco. El HCl y la pepsina inician la hidrólisis proteica; el medio ácido del estómago, que puede tener pH cercano a 1 entre comidas, limita la proliferación de bacterias aeróbicas y así mantiene el estado semi-estéril del estómago. El factor intrínseco tiene como función principal la de unirse a la vitamina B 12 y promover su transporte a través de la mucosa del intestino delgado distal. a. ¿Cuáles son los principales reguladores fisiológicos de la secreción de ácido clorhídrico en el estómago? Explique sus mecanismos de acción. b. ¿Cómo funciona la bomba de protones en las células parietales? c. ¿Es posible realizar bloqueo farmacológico de la bomba de protones? d. ¿Cuáles son las principales funciones del moco gástrico? 8. Los siguientes gráficos muestran el vaciamiento gástrico en función del contenido gástrico.

Gráfico izquierdo: fracción remanente en el estómago de un sólido o de un líquido en función del tiempo. Gráfico derecho: mismo concepto para una solución de glucosa, proteína y una comida sólida. a. En el gráfico de la izquierda, ¿por qué el componente sólido se vacía más lentamente que el componente líquido? b. En el gráfico de la derecha, ¿de qué depende el vaciamiento gástrico de un determinado componente de la comida? c. Si se hubiera probado una solución con partículas de grasa ¿cómo sería el vaciamiento gástrico? Explique su respuesta. d. ¿Qué sucede con la motilidad gástrica cuando el pH intestinal es ácido?

24 9. La figura muestra la relación entre el flujo secretorio de jugo pancreático y las concentraciones de sus principales iones.

a. ¿Cómo cambia la concentración de electrolitos en el jugo pancreático al variar la velocidad de secreción? b. ¿Cómo se podría explicar la relación recíproca entre los dos aniones? 10. ¿Cómo se regula la secreción exocrina pancreática durante las fases cefálica, gástrica e intestinal de la digestión?

25 SEMINARIO 9: FISIOLOGÍA GASTROINTESTINAL II. 1. Complete el siguiente cuadro en función de las fases gastrointestinales. Fase cefálica

Fase gástrica

Fase intestinal Fase de ayuno (interdigestiva)

Regulación nerviosa

Regulación hormonal

2. Explique la diferencia entre la digestión luminal y la digestión por enzimas del borde en cepillo de las microvellosidades intestinales. 3. Describa los mecanismos que participan en la digestión y absorción de carbohidratos (mosacáridos, disacáridos). 4. ¿Cómo se digieren y luego, absorben los productos de la digestión de las proteínas a través de la mucosa del intestino delgado? 5. La bilis cumple una función esencial en la digestión y absorción de los lípidos alimentarios. Para ello, primero los emulsifica en partículas coloidales sobre las que pueden actuar fácilmente la lipasa y la colipasa pancreáticas. En segundo lugar, las sales biliares forman agregados coloidales, llamados micelas y micelas mixtas, que facilitan la absorción intestinal de los productos de la digestión de lípidos (AGL y 2 monoglicéridos) y vitaminas liposolubles (ver figura). Además la bilis participa en la excreción de colesterol y sus derivados, así como de pigmentos biliares (bilirrubina) y otras sustancias químicas tóxicas que los riñones no filtran con facilidad.

26 a. ¿Cuáles son las características del tejido hepático que le permiten realizar las funciones de síntesis, secreción y modificación de la bilis? b. ¿Cómo convierten las sales biliares las gotas de aceite (triglicéridos de la alimentación) en una microemulsión de partículas más pequeñas? 6. Con respecto a la absorción de H 2O y electrolitos en el intestino, ¿cómo se realiza este proceso? Considere los datos entregados en la figura siguiente:

7. Complete el siguiente cuadro: NUTRIENTE Vitaminas liposolubles Vitaminas hidrosolubles Ca++ Fe++  Ácidos biliares  Alcohol

SITIO DE ABSORCIÓN

MECANISMO DE ACCIÓN

27 8. Considere el siguiente ejemplo de una alteración en la absorción intestinal de agua y electrolitos. Una estudiante de servicio social, fue invitada por una organización sin fines de lucro a construir una escuela primaria en un país de Centroamérica. Previo a su viaje recibió todas las vacunas necesarias y en su estadía se preocupó de hervir el agua de bebida. A pesar de estas precauciones, ella se enfermó con una cepa de E. coli   que causa diarrea, con un volumen de 10 L/día. Sus deposiciones no tenían pus o sangre. Ella fue transportada al hospital más cercano y su examen demostró: presión arterial: 80/40 mm Hg, frecuencia cardiaca 120 lat/min, potasio plasmático 2,3 mEq/L. El cultivo de deposiciones confirmó una   E. coli enterotoxigénica. Ella fue tratada con antibióticos, antidiarreicos y rehidratación oral con electrolitos y glucosa. La diarrea pasó y la hemodinamia y los electrolitos volvieron a lo normal. a. ¿Cuáles son los mecanismos de las diarreas osmótica, secretora, inflamatoria y motora? b. ¿Cómo actúan la toxina de la E. coli  de la paciente y la del cólera? c. ¿Por qué estaba tan bajo el potasio de la paciente? d. Explique la caída de la presión arterial y el aumento de la frecuencia cardiaca. e. ¿Cuál sería el fundamento para hidratar por vía oral y no por vía endovenosa?

28 SEMINARIO 10: FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR I. ACTIVIDAD ELÉCTRICA Y MECÁNICA CARDIACA, CICLO CARDIACO. 1. Utilizando el diagrama adjunto, describa los componentes principales del sistema cardiovascular. Defina circulación sistémica y pulmonar.

2. Con la siguiente figura, explique la(s) función(es) del aparato éxcito-conductor cardiaco. Por qué al nodo sinusal se le denomina “marcapaso”. Fundamente su

respuesta.

29 3. La siguiente figura muestra el potencial de acción del nodo sinusal. Explique cada uno de sus componentes (potencial de membrana en reposo [prepotencial, PP], despolarización y repolarización [potencial de acción, AP]) respecto de los canales iónicos y corrientes asociadas.

4. Realice un esquema que muestre el potencial de acción en los cardiomiocitos auriculares y ventriculares. Describa cada uno de sus componentes y compárelos con el potencial de acción del nodo sinusal. 5. La figura muestra dos ondas electrocardiográficas normales. Describa cada uno de los componentes señalados (P, QRS, T, PR, RR, QT y ST).

30

6. Utilizando las siguientes figuras, describa el efecto del sistema nervioso autónomo (simpático y parasimpático) sobre la actividad del nodo sinusal y frecuencia cardiaca (cronotropismo).

7. ¿Qué se entiende por ciclo cardíaco y cuál es su duración en el hombre en reposo? 8. Describa como se encuentran las válvulas del corazón en las siguientes sub-fases de los períodos de sístole y diástole ventricular. Si le resulta útil, utilice el diagrama adjunto. a) contracción isovolumétrica b) expulsión rápida c) expulsión lenta d) relajación isovolumétrica e) llenado rápido f) llenado lento g) sístole auricular ¿A qué se debe la apertura y cierre de las mismas?

31

9. ¿Qué se entiende por volumen expulsivo y qué factores lo determinan? 10. ¿Qué se entiende por gasto cardíaco y de qué factores depende? 11. Si los aumentos de la precarga incrementan el gasto cardíaco, ¿qué efectos tienen los incrementos de la postcarga en el gasto cardíaco?

32 SEMINARIO 11: FISIOLOGÍA CARDIOVASCULAR II  – SANGRE. HEMODINAMIA, MICROCIRCULACIÓN Y REGULACIÓN DE LA PRESIÓN ARTERIAL. SANGRE. 1. ¿De qué factores depende la velocidad del flujo sanguíneo por un vaso? 2. ¿Cuáles son los factores que determinan la resistencia al flujo? 3. ¿Cómo varía la presión dentro de un segmento de vena al ir aumentando el volumen de sangre que contiene? ¿Y en el de una arteria? Haga los gráficos presión-volumen (complacencia o compliance) correspondientes a cada caso. 4. ¿Cuáles son los factores responsables del movimiento de solutos y de agua a través de las paredes del capilar? 5. Discuta los efectos que tienen las siguientes maniobras sobre la presión arterial: a. aumento de la resistencia periférica b. disminución de la frecuencia cardiaca c. aumento del volumen sistólico 6. Cuando una persona que ha permanecido en posición decúbito dorsal se pone de pié, unos 500 a 700 mL de sangre de las venas de la cavidad torácica se desplazan hacia las venas de las extremidades inferiores, las cuales se expanden para alojar este volumen extra de sangre. Este “encharcamiento” de sangre reduce el retorno

venoso y el gasto cardiaco. La caída resultante en la presión sanguínea es inmediatamente compensada por el reflejo barorreceptor. Utilizando el diagrama adjunto explique cómo funciona este reflejo en el caso descrito anteriormente.

33 7. ¿Cuál es el volumen de sangre total en un adulto promedio y qué porcentaje del peso corporal representa? ¿Cómo se distribuye la sangre en un sujeto sano? 8. Cuando se lesiona un vaso sanguíneo, se activan varios mecanismos fisiológicos que promueven la hemostasia o cese de la hemorragia. Mencione los principales mecanismos involucrados en este proceso y descríbalos brevemente.

34 SEMINARIO 12: FISIOLOGIA RESPIRATORIA. 1. La siguiente figura muestra un registro espirométrico típico, con los volúmenes y capacidades pulmonares.

a. Describa cada uno de los componentes indicados. b. ¿Qué volúmenes y capacidades pulmonares se pueden medir con la espirometría? c. ¿Qué proporción aproximada del volumen pulmonar en reposo representa el espacio muerto anatómico? 2. Si un adulto normal tiene un volumen corriente de 500 mL y una frecuencia respiratoria de 14/min, ¿cuál será su ventilación pulmonar y su ventilación alveolar? 3. Describa todos los tipos celulares que se encuentran presentes en el alvéolo. ¿Cuál es la función de cada uno de ellos? 4. Con respecto al O 2 transportado por la Hemoglobina (Hb), describa la estructura básica de la Hb, diga en qué componente sanguíneo se localiza y cuál es su función en el transporte de O 2. Explique los conceptos de saturación de la Hb por el O 2 y la P50. 5. La cantidad de O 2  unido a la Hb no sólo depende de la PO 2, pues existen algunos factores que afectan la afinidad de la Hb por el O 2, como: - pH - Temperatura - PCO2 - 2,3 DPG a. ¿Qué sucede con la curva de saturación de la Hb cuando aumentan y cuando disminuyen estos factores y por lo tanto qué pasa con el transporte de O 2 y con la P50? b. Fisiológicamente ¿qué significa que la curva de disociación del O 2 se desplace hacia la derecha?

35 6. Si la proporción de oxígeno a nivel de mar y a 5500 msnm es de 21%, ¿por qué el ser humano experimenta “falta de aire” en la altitud?

7. Defina los siguientes términos: a) eupnea b) hiperpnea c) taquipnea d) hipopnea e) bradipnea f) apnea g) apneusis h) hipercapnia i) hipoxemia 8. JC padece intoxicación aguda por CO, la que ocasionó que su valor de carboxi-Hb fuera de 50%. FJ, a quién se le diagnosticó anemia, tiene 7.5 g/dL de Hb (normal 12-15 g/dL). En lo que respecta a la oxigenación, ¿cuál de ellos está en situación más grave? 9. ¿De qué manera se transporta el CO 2 en la sangre?

36 SEMINARIO 13: FISIOLOGIA RENAL. 1. ¿Cuáles son los tres procesos básicos que contribuyen a la formación de orina? ¿Cuál es la diferencia entre la reabsorción y la secreción tubular? 2. La excreción urinaria de una molécula cualquiera, es el resultado de tres procesos: filtración glomerular, reabsorción y secreción tubular. Los términos anteriores se reúnen en la ecuación de balance de masas: Excreción urinaria (V · [X]u) = Carga filtrada (VFG · [X]pl)  – Reabsorción Tubular + Secreción Tubular. Donde V = flujo urinario; VFG = velocidad de filtración glomerular, [X]pl y [X]u = concentración de X en plasma y en la orina, respectivamente. a. Analice esta ecuación para el manejo renal de la glucosa en un sujeto normal adulto. b. Suponga una sustancia que filtra libremente, no se reabsorbe ni se secreta. En estas condiciones, ¿cómo será la carga filtrada y excretada? 3. Las fuerzas responsables de la filtración glomerular son las mismas que están involucradas en el intercambio de líquido en el lecho capilar. La ultrafiltración ocurre porque las fuerzas de Starling (presión hidrostática y oncótica) determinan el paso de líquido desde el lumen de los capilares glomerulares, a través de la barrera de filtración, hacia el espacio de Bowman. La figura muestra las arteriolas, un capilar glomerular idealizado y las fuerzas de Starling que gobiernan la ultrafiltración glomerular:

37 PUF: presión neta de ultra filtración PGC: presión hidrostática capilar glomerular PBS: presión hidrostática espacio de Bowman GC: presión oncótica capilar glomerular BS: presión oncótica espacio de Bowman a. ¿Cuáles son las presiones que favorecen la filtración y cuáles se oponen a ella? b. ¿Por qué cree Ud. que la tasa de filtración glomerular es considerablemente mayor en los capilares glomerulares que en los capilares sistémicos? c. Discuta cómo se verá afectada la tasa de filtración glomerular en las siguientes situaciones:  descenso de la resistencia en la arteriola aferente  aumento de la resistencia en la arteriola eferente  descenso de la presión arterial por hemorragia intensa   hipoalbuminemia  obstrucción aguda del tracto urinario por litiasis renal 4. El siguiente gráfico muestra la facilidad con que filtran moléculas de carga positiva, negativa y neutra de diferente radio molecular hidratado. Utilice este gráfico para explicar por qué el filtrado glomerular prácticamente carece de albúmina (radio molecular hidratado = 35.5 °A)