Fisiología Humana: Ciclo Cardíaco, Sistemas Respiratorio y Renal, y Contracciones Musculares

Fisiología Humana: Procesos Vitales y Estructuras

Ciclo Cardíaco

• Sístole Auricular: Corresponde al llenado ventricular. El volumen al final de la diástole es de aproximadamente 115 ml (volumen telediastólico).
• Sístole Ventricular: Se divide en dos periodos:
  • Contracción Ventricular Isométrica: Ocurre tras el cierre de las válvulas auriculoventriculares (A-V). Coincide con la onda R del ECG y el primer tono cardíaco. Es el periodo entre el cierre A-V y la apertura de las válvulas semilunares.
  • Periodo de Eyección: Incluye la eyección lenta y la eyección rápida de la sangre.

Circulación Sanguínea

• Perfusión: Se caracteriza por una baja presión en los tejidos, lo que permite que la sangre alcance la periferia.

Presión Arterial (PA)

Determinantes del Gasto Cardíaco (GC)

La fórmula fundamental es: GC = VS x FC

• GC (Gasto Cardíaco): Cantidad de sangre eyectada por el corazón en un minuto.
• VS (Volumen Sistólico): Cantidad de sangre eyectada en un latido (aproximadamente 70-80 ml). Está influenciado por factores mecánicos, neurológicos y químicos.
• Precarga: Fuerzas que se oponen al llenado ventricular (resistencia al llenado).
• Postcarga: Fuerzas que se oponen a la eyección ventricular (resistencia a la salida).

Tensión Arterial y Regulación

La tensión arterial está influenciada por:

• Ley de Starling.
• Resistencia Periférica (incluye viscosidad de la sangre y control vasomotor).
• Volumen de sangre circulante.

Factores Reguladores de la PA:

1. Reflejos Rápidos: Mediados por barorreceptores y quimiorreceptores.
2. Reflejos Intermedios: Incluyen la activación del sistema Renina-Angiotensina-Aldosterona (RAA) y el movimiento de líquido al territorio capilar.
3. Reflejos Lentos: Implican la producción de aldosterona, disminución de la diuresis y reflejos hipotalámico-hipofisarios.

Fisiología del Aparato Respiratorio

Estructura Alveolar

Los alvéolos son pequeñas burbujas llenas de líquido con dos tipos de células:

• Neumocitos Tipo I: Responsables del intercambio gaseoso.
• Neumocitos Tipo II: Producen el líquido surfactante que mantiene el alvéolo abierto.

La Membrana Respiratoria es la barrera entre el alvéolo y los capilares, formada por: neumocitos tipo I y II, macrófagos, membrana basal epitelial, membrana basal capilar y endotelio capilar.

Procesos Respiratorios

• Ventilación Pulmonar: Entrada y salida de aire de los pulmones.
• Respiración Externa o Pulmonar: Difusión de $ ext{O}_2$ y $ ext{CO}_2$ entre alvéolos y capilares.
• Respiración Interna: Transporte de $ ext{O}_2$ a los tejidos para la respiración celular.
• Respiración Celular: Utilización del $ ext{O}_2$ para el metabolismo celular.

Conceptos de Ventilación

• Regulación de la Ventilación: Se realiza a través de los alvéolos pulmonares.
• Ventilación Alveolar: Cantidad de aire que realmente llega a los alvéolos.
• Espacio Muerto Anatómico: Aire presente en el sistema de conducción que no participa en el intercambio gaseoso.

Factores que Afectan la Ventilación

Los principales factores son:

• Tensión superficial del surfactante.
• Distensibilidad de los pulmones.
• Resistencia de las vías aéreas.

Capacidades Pulmonares

• Capacidad Vital (CV): $ ext{VRI} + ext{VC} + ext{VRE}$ (Volumen de Reserva Inspiratorio + Volumen Corriente + Volumen de Reserva Espiratorio).
• Frecuencia Respiratoria (FR): Ciclos por minuto.
• Volumen Minuto ($ ext{VM}$): $ ext{VM} = ext{VC} imes ext{FR} = 6 ext{ L/min}$ (aproximadamente).
• Ventilación Alveolar ($ ext{VA}$): Cantidad de aire intercambiada en un minuto: $ ext{VA} = ( ext{VC} - ext{Espacio Muerto Anatómico}) imes ext{FR}$.
• Índice de Tiffeneau: $ ext{VEMS}/ ext{CV}$ (Volumen Espiratorio Máximo por segundo / Capacidad Vital).

Intercambio Gaseoso y Transporte

Difusión Gaseosa

La difusión depende de:

• Gradiente de presión de $ ext{O}_2$.
• Superficie disponible para el intercambio.
• Distancia de difusión.
• Peso molecular y solubilidad de los gases.

Transporte de Oxígeno ($ ext{O}_2$)

• 98.5% unido a la Hemoglobina ($ ext{Hb}$).
• 1.5% disuelto en el plasma.

Transporte de Dióxido de Carbono ($ ext{CO}_2$)

• 7% disuelto en el plasma.
• 23% unido a grupos amino (carbaminohemoglobina).
• 70% en forma de iones bicarbonato ($ ext{HCO}_3^-$).

Funciones de la Nefrona (Sistema Renal)

Reabsorción en el Túbulo Contorneado Proximal (TCP)

• Activa: $ ext{Na}^+$, Glucosa y Aminoácidos ($ ext{aa}$).
• Pasiva: $ ext{Cl}^-$, Urea y $ ext{H}_2 ext{O}$.

Reabsorción en el Asa de Henle

• Rama Descendente: Pasiva, principalmente agua y urea.
• Rama Ascendente: Activa, principalmente $ ext{Na}^+$ y $ ext{Cl}^-$.

Reabsorción en el Túbulo Contorneado Distal (TCD)

• Activa: $ ext{Na}^+$.
• Pasiva: $ ext{Cl}^-$, Urea y $ ext{H}_2 ext{O}$ (regulada por ADH).

Aparato Reproductor Masculino

Células de los Túbulos Seminíferos

• Células Germinales: Producen esperma (espermatogénesis).
• Células de Leydig: Producen testosterona.
• Células de Sertoli: Cuidan y protegen las células germinales.

Los túbulos seminíferos producen líquido espermático e inhibina, la cual inhibe la producción de $ ext{FSH}$.

Glándulas Anexas

• Vesícula Seminal: Aporta prostaglandinas (movilidad espermática), fructosa (energía) y fibrinógeno (anticoagulante). Su secreción neutraliza la acidez femenina.
• Próstata: Secreta ácido cítrico, enzimas de coagulación, fosfatasa ácida y fibrinolisina.

Sistema Reproductor Femenino

Ovogénesis: Fases

1. Proliferación: División folicular inicial.
2. 2º Mes: Se alcanzan 5-6 millones de ovocitos.
3. 3º - 4º Mes: Hay 600,000 - 800,000 folículos.
4. Fin de la Vida Fetal: Se completa la 1ª división meiótica.
5. Desde Nacimiento hasta Pubertad: Solo quedan aproximadamente 400,000 folículos.

Histofisiología del Ciclo Ovárico

• Fase Folicular: Desde el folículo primario hasta el folículo de Graaf. La FSH ayuda a la maduración. La LH ayuda a formar el cuerpo lúteo y albicans posteriormente.
• Fase Luteínica: La $ ext{LH}$ y $ ext{FSH}$ son necesarias para la síntesis de progesterona. Si no hay fecundación, disminuyen la progesterona y los estrógenos, y aumenta la $ ext{FSH}$ para el siguiente ciclo.

Cuerpo Lúteo

Produce estrógenos y progesterona. Puede seguir dos vías:

1. Menstruación: Ocurre en los últimos 14 días si no hay fecundación, y luego forma el cuerpo albicans.
2. Embarazo: Desaparecen los estrógenos y aumenta la progesterona (sostenida por la $ ext{hCG}$).

Cuerpo Albicans

Es la involución del cuerpo lúteo, se rellena de lípidos, es reabsorbido y eliminado.

Histología del Útero

• Endometrio: Epitelio cilíndrico simple, tejido conjuntivo laxo y capa basal.
• Miometrio: Músculo con fibras dispuestas en todas direcciones.
• Peritoneo Parietal: Membrana serosa que no rodea el cuello ni la cuarta parte inferior del útero.

Tejido Estriado Muscular

Estructura Celular

• Son rabdomiocitos.
• Poseen sarcolema y sarcoplasma, el cual contiene glucógeno, mioglobina, miofibrillas, mitocondrias y retículo endoplasmático.
• A nivel microscópico, los túbulos T llevan el potencial de acción a los sarcómeros, miofibrillas y retículo sarcoplasmático.
• Troponina: Mantiene la actina en su lugar.
• Tropomiosina: Bloquea los sitios de unión con la miosina.

El Sarcomero

Unidad funcional básica:

• Banda A: Contiene filamentos gruesos; en sus extremos coinciden filamentos finos y gruesos.
• Banda I: Contiene filamentos finos de dos sarcómeros adyacentes.
• Banda H: Se encuentra en el centro de la Banda A.
• Disco Z: Sitio donde se anclan los filamentos finos; separa dos sarcómeros.
• Línea M: Proteínas de sostén que soportan los filamentos gruesos en el centro de cada Banda H.

Ciclo Contractil

1. El Retículo Sarcoplasmático ($ ext{RS}$) libera $ ext{Ca}^{2+}$ al citosol. El $ ext{Ca}^{2+}$ se une a la troponina, separando el complejo troponina-tropomiosina. Se hidroliza $ ext{ATP}$ ($ ext{ADP} + ext{P}$), liberando energía para que la miosina se enfrente a la actina.
2. Acoplamiento: Formación de puentes cruzados entre miosina y actina.
3. Deslizamiento: Los puentes cruzados rotan, liberando $ ext{ADP}$.
4. Desacoplamiento: Separación de actina y miosina (requiere nuevo $ ext{ATP}$).

Músculo Cardíaco vs. Músculo Liso

Músculo Cardíaco

• Presenta túbulos T más grandes, formando diadas, lo que resulta en una contracción prolongada.
• El $ ext{Ca}^{2+}$ permanece más tiempo en el sarcolema.

Músculo Liso

• Las fibras musculares son leiomiocitos.
• No hay túbulos T; en su lugar existen caveolas para el acoplamiento excitación-contracción.
• Puede ser de tipo visceral (sincitio) o de tipo unitario/múltiple.