Ten presente tu objetivo final:

SABER Y SERVIR

Azpa

CONGRESO MUNDIALDE FISIOLOGÍA Y MEDICINA

DE ALTURAJohn B. West, M.D., Ph.D., D.Sc

Mario A. Dvorkin Director de Best & Taylor

Fisiología de la comunicación celular

La función celular

Azael Paz Aliaga, Ph.DCentro de Investigaciones yDesarrollo Científico (CIDEC)

El origen de la célulaEl origen de la célulaRobert Hooke Robert Hooke observó en tej. vegetales (corcho) 50x. observó en tej. vegetales (corcho) 50x. Describió unidades repetían celdillas “células” Describió unidades repetían celdillas “células”

Década de1670 Anton van Leeuwenhoek, observó cél Década de1670 Anton van Leeuwenhoek, observó cél eucariotas (protozoos, espermatozoides) y procariotas eucariotas (protozoos, espermatozoides) y procariotas (bacterias).(bacterias).

1745: John Needham describió la presencia de 1745: John Needham describió la presencia de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de «animálculos» o «infusorios»; se trataba de organismos unicelulares.organismos unicelulares.

1830: Theodor Schwann y Matthias Schleiden 1830: Theodor Schwann y Matthias Schleiden postularon la “Teoría celular” unidades elementales postularon la “Teoría celular” unidades elementales del proceso vital.del proceso vital.

El origen de la célulaEl origen de la célula1831: Robert Brown describió el núcleo celular.1831: Robert Brown describió el núcleo celular.

1839: Purkinje observó el citoplasma celular.1839: Purkinje observó el citoplasma celular.

1850: Rudolf Virchow las células provienen de otras 1850: Rudolf Virchow las células provienen de otras células.células.

1857: Kölliker identificó las mitocondrias.1857: Kölliker identificó las mitocondrias.

1860: Pasteur estudios metabolismo de levaduras y 1860: Pasteur estudios metabolismo de levaduras y sobre la asepsia.sobre la asepsia.

1880: August Weismann similitud estructural y molec.1880: August Weismann similitud estructural y molec.

1931: Ernst Ruska microscop electrónico Univ. Berlín.1931: Ernst Ruska microscop electrónico Univ. Berlín.

1981: Lynn Margulis hipótesis sobre la endosimbiosis 1981: Lynn Margulis hipótesis sobre la endosimbiosis serial, que explica el origen de la célula eucariota.serial, que explica el origen de la célula eucariota.[11]

Los postulados de la teoría celularLos postulados de la teoría celular

La célula unidad morfológica de todo ser vivo.La célula unidad morfológica de todo ser vivo.

Omnis cellula ex cellulaOmnis cellula ex cellula, (toda célula deriva de una , (toda célula deriva de una célula precedente (biogénesis). (Teoría de generación célula precedente (biogénesis). (Teoría de generación espontánea vida de elementos inanimados).espontánea vida de elementos inanimados).

Las funciones vitales organismos ocurren dentro de Las funciones vitales organismos ocurren dentro de las células, o en su entorno inmediato, controladas las células, o en su entorno inmediato, controladas por sustancias que ellas secretan. La célula sistema por sustancias que ellas secretan. La célula sistema abierto, que intercambia materia y energía con su abierto, que intercambia materia y energía con su medio. La célula es la unidad fisiológica de la vida.medio. La célula es la unidad fisiológica de la vida.

Cada célula tiene información hereditaria necesaria Cada célula tiene información hereditaria necesaria para el control de su propio ciclo y la transmisión de para el control de su propio ciclo y la transmisión de esa información a la siguiente generación celular.esa información a la siguiente generación celular.

El Origen o la causa de la vidaEl Origen o la causa de la vida

La causa de la vidaLa causa de la vida

Evolución: el hombre es el único animal capaz Evolución: el hombre es el único animal capaz de contemplarse asimismo.de contemplarse asimismo.

Aristóteles (384-322 a JC) materia en Aristóteles (384-322 a JC) materia en descomposición descomposición cosas vivientes (lluvia y sol) cosas vivientes (lluvia y sol)

W. Harvey (1578-1657 W. Harvey (1578-1657 Fisiología moderna Fisiología modernaF. Redi (1621-1697) moscas depositaban F. Redi (1621-1697) moscas depositaban huevoshuevos

La causa de la vidaLa causa de la vida

A. v. Leeuwenhook (1632-1723) observó A. v. Leeuwenhook (1632-1723) observó microorganismos procedentes del aire (1683)microorganismos procedentes del aire (1683)

L. Parteur con sus experimentos refutó la teoría L. Parteur con sus experimentos refutó la teoría de la generación espontáneade la generación espontánea

S.Haldane (1892-1964) y A. Oparin (1894-S.Haldane (1892-1964) y A. Oparin (1894-1958). En 1922 se presentó la teoría de la 1958). En 1922 se presentó la teoría de la evolución gradual de la materia que dio origen evolución gradual de la materia que dio origen a la vidaa la vida

El origen o causa de la vida El origen o causa de la vida Su desarrollo fue en el aguaSu desarrollo fue en el agua

Precedido por un periodo prebiótico Precedido por un periodo prebiótico químico (rayos ultravioleta, luz, químico (rayos ultravioleta, luz, calor volcánico catálisis inorgánica)calor volcánico catálisis inorgánica)

Urey propuso atmósfera primitiva Urey propuso atmósfera primitiva COCO22 CH CH44 NH NH33 N N22 H H2 2 y vapor de agua y vapor de agua (ausencia de oxígeno)(ausencia de oxígeno)

Miller y Urey descarga eléctrica sin Miller y Urey descarga eléctrica sin OO22 moléculas básicas glicina, moléculas básicas glicina, alanina, á aspártico y glutámicoalanina, á aspártico y glutámico

El origen o causa de la vida El origen o causa de la vida Luego aparece por fotosíntesis Luego aparece por fotosíntesis el oxígeno y la evolución el oxígeno y la evolución química se funde evolución química se funde evolución biológica precelular biológica precelular la 1ra la 1ra membrana celular (2 mil membrana celular (2 mil millones años P. Proterozoico)millones años P. Proterozoico)

Células similar composición que Células similar composición que el mar el mar K K++ y Mg y Mg2+2+ Na Na++ y Ca y Ca2+2+

Medio cambio células toman Medio cambio células toman decisiones (se vuelven decisiones (se vuelven selectivas).selectivas).

Organismos unicelulares su constancia con su medio externo: MAR PRIMORDIAL

HOMEOSTASISMantenimiento de un medio interno

constante:

Claude Bernard Walter Cannon

Concentraciones constantes Parámetros fisiológicos (set point)

Mantenimiento del medio interno constante: HOMEOSTASIS

Mecanismos de regulación de los seres vivosConstituyen modelos de homeostasis

El Sistema Cardiovascular: un modelo de homeostásis

PAS = 16 kPaPAD = 11 kPa

El Sistema Cardiovascular: un modelo de homeostásis

LA CÉLULA y su Medio LA CÉLULA y su Medio InternoInterno

El entorno celularEl entorno celularCompartimientos y SolucionesCompartimientos y Soluciones

Organismos multicelularesOrganismos monocelulares

MEDIO INTERNO : HOMEOSTASIS

Las soluciones Las soluciones orgánicasorgánicas

COMPARTIMIENTO EXTRACELULARLíquido extracelular (20%):

IT (15%) IV (4,5%) y TC (0,5%)

COMPARTIMIENTO INTRACELULARLíquido intracelular (40%)

El verdadero medio interno es la solución del compartimiento intersticial.

Composición de las Composición de las soluciones orgánicassoluciones orgánicas Solvente: el agua Solutos: Sangre CitoplasmaSangre Citoplasma Na+ 145 mM 12 mM Na+ 145 mM 12 mM K+ 4 140 K+ 4 140 Cl- 115 4Cl- 115 4 Mg2+ 1,5 0,8Mg2+ 1,5 0,8 Ca2+ 1,8 0,01Ca2+ 1,8 0,01 HCO3- 25 10HCO3- 25 10 H+ 40 nM 100 nM H+ 40 nM 100 nM

CARACTERISTICAS DEL CARACTERISTICAS DEL SOLVENTE: AGUASOLVENTE: AGUA

El agua es el componente principal de la El agua es el componente principal de la materia viva. materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. organismos vivos. El agua actúa como disolvente El agua actúa como disolvente transportando, combinando y transportando, combinando y descomponiendo químicamente las descomponiendo químicamente las sustancias orgánicas sustancias orgánicas La hidrólisis, se produce continuamente en La hidrólisis, se produce continuamente en las células vivas.las células vivas.

EL AGUA

ES EL COMPONENTE MÁS ABUNDANTE DEL MEDIO INTERNO:Fluido acuoso

Moléculas iónicas y no iónicasDisueltas y dispersas

IMPORTANCIA DEL MEDIO ACUOSO (AGUA)Las reacciones bioquímicas se realizan en su medioParticipa activamente en muchas de ellasSe forma como producto terminal de otras

EL AGUA 

  PARTICULARIDADES DE LA MOLÉCULA DE AGUA

• Unión covalente polar•Electronegatividad del F, O, N y CL

• El ángulo de la molécula 104.5°

 

LA MOLÉCULA DE AGUA

PUENTES DE HIDRÓGENO H, unido covalentemente con átomos electronegativos

(O,N)Compuestos polares Los P-H forman compuestos estables Las atracciones electrostáticas por los P-H son débiles (4,5 kcal/mol)

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA

 Alto calor específico: Energía extra romper P-H (Almacena más calor) Alto calor de vaporización: Estabiliza temperatura manteniéndola más baja que el ambiente. Conductividad térmica: Termorregulación Alto punto de ebullición: Sin P-H hierve a –80°C Densidad del hielo menor que líquido: A O°C los P-H unen sus 4 moléculas y no 3 

Anomalía del Agua a 4°C

EL AGUA COMO SOLVENTE       Por ser dipolo: formación estable de iones hidratados (disociación)Constante dieléctricaCompuestos covalente ligeramente polares son rápidamente disueltos en agua  Moléculas de agua forman P-H con grupos polares: Oxidrilo (OH) de azúcares y alcoholesCarbonilo (C=O) de aldehídos y cetonas Moléculas covalentes no polares (benceno, éter, cloroformo y algunos lípidos). Poca atracción dipolo agua, forman miscelasEl dipolo agua facilita dispersión de algunas macromoléculas (pt, líp, aá) anfipáticas. Permitiendo que sus miscelas se suspendan uniformemente en el medio acuoso

SOLUCIONES ELECTROLÍTICAS Las soluciones orgánicas se distribuyen en los diferentes compartimientos. Su diferencia es más cuantitativa que cualitativa

LICIV

Liq. Extracelular

Na+ 10 mEq/l

Na+ 155 mEq/l

IT

+

-

--

-

-

--

-

--

-+

++

+

+

+++

+ +

++

Cl- 115 mEq/l

Cl- 4 mEq/l

Concentración de las soluciones

LIC

IV

Molaridad: Mol/litroNormalidad: Equivalente/litroPorcentual: litro/kilogramoOsmolalidad : Osmol/kilogramo H2O

Liq. Extracelular

IT

Molaridad y Molalidad

LitroSolución

1 mol es la cantidad de sustancia que contiene 6,023 x 1023 partículas

LitroSolvente

SOLUCIÓNMOLAR

SOLUCIÓNMOLAL

SOLUCIONES NORMALES

Valencia es el número de electrones que un átomo debe perder o ganar para llegar a la condición de estabilidad de electrones en la

última capa

Una solución 1 NORMAL (1N) contiene 1 equivalente de un ion por litro de solución

•1 equivalente /Eq) de cualquier sustancia contiene 1 mol de valencias (6,023 x 1023 valencias)

•La unidad más usada en medicina es el miliequivalente (mEq) contiene 1 miliMol de valencias

OSMOLALIDAD

Síntesis proteica

1. Tamaño CEC = ½ CIC 2. Síntesis proteica3. Carga negativa4. Desplazamiento iónico5. Neutralidad6. Atrae agua7. Osmolalidad: Medida de concentración Depende No de moléculas 283 mOsm/Kg de H2O

CIC

CEC

+

+

++

+

++

+ +

+

++

+ +

+

+ +

+

+

+

H2O H2O

_

__

_

_

_

_

H2O

M

Osmolalidad

LIC

Medida de concentración

Solamente toma en cuenta el número de partículas

Liq. Extracelular

IV

Molaridad Molalidad

OSMOLALIDAD

1 OSMOL es la cantidad de sustancia que contiene 1 MOL de partículas

IV

Liq. Extracelular

[ Intracelular]

Efecto de la osmolalidad sobre las células (283 mOs/L de agua)

El ↑ de Na+ → ↑ osmolalidad

→ retiene agua

LICIV

Liq. Extracelular

Na+ 10 mEq/l

Na+ 155 mEq/l

Osmolalidad ↑Volumen ↑

IT 1L agua tiene 1,7 x 1023 partículas

Cada día, en lo que hacesy en lo que eres se deben expresar tus logros.