Fisiología 2 (2013)

Apunte Español
Universidad Universidad Complutense de Madrid (UCM)
Grado Medicina - 2º curso
Asignatura Fisiología 2
Año del apunte 2013
Páginas 249
Fecha de subida 01/05/2016
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Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Fisiología II Alberto Gómez Esteban Alberto Gómez Esteban 2º Medicina 1 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Bloque I Adaptaciones cardiorrespiratorias - Tema 1. Adaptaciones cardiorrespiratorias al ejercicio - Tema 2. Adaptaciones cardiorrespiratorias a la aceleración - Tema 3. Adaptaciones cardiorrespiratorias a las bajas presiones - Tema 4. Adaptaciones cardiorrespiratorias a las altas presiones - Tema 5. Cambios cardiorrespiratorios al nacer - Tema 6. Cambios cardiorrespiratorios en la vejez Alberto Gómez Esteban 2 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 1. Adaptaciones cardiorrespiratorias al ejercicio Introducción El ejercicio físico es una situación de estrés que somete al organismo a unas condiciones muy particulares que pueden llegar a ser muy intensas. Este ejercicio lo podemos invertir de las siguientes maneras: 1. Como modo de vida (deportistas) 2. Como ocupación del tiempo de ocio y mantenerse en forma 3. Como herramienta diagnostica para valorar la función cardiorrespiratoria con una enfermedad conocida o sospechada 4. Como forma de provocar una alteración cardiorrespiratoria que no se manifiesta en reposo 5. Como modo de rehabilitación para pacientes con enfermedades cardiorrespiratorias y reducir los factores de riesgo de patologías como la hiperlipemia, hipertensión, etc… Las alteraciones cardiorrespiratorias durante el ejercicio se conocen sobre todo en el varón. En este sentido el varón se diferencia de la mujer en el tamaño corporal, la composición en cuanto a masa muscular y las hormonas sexuales.
Los mecanismos de regulación del ejercicio son iguales para ambos sexos, tanto en el sentido de aquellos sistemas auxiliares que se activan para apoyar a la musculatura, como la fuerza en sentido de kg/cm2 de masa muscular, los cuales son idénticos en ambos sexos.
Sistemas implicados en el ejercicio Los protagonistas son el sistema nervioso central y periférico los cuales regulan la contracción muscular. El otro protagonista es el propio músculo esquelético.
Los auxiliares son principalmente el sistema cardiovascular el aparato respiratorio, y en plano secundario pero no menos importante el aparato termorregulador y el aparato hidroelectrolítico.
Tenemos 3 tipos de ejercicio físico 1. Estático (isométrico). Apenas existe movimiento articular y apenas hay acortamiento del músculo.
2. Dinámico (isotónico). Existe movimiento articular en el cual el músculo cambia de longitud.
Alberto Gómez Esteban 3 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias 3. Mixto. Reúne ambos componentes, y la mayoría de ejercicios son de éste tipo con predominio de uno u otro.
Músculo esquelético El músculo esquelético es capaz de transformar energía química en mecánica (contracción). Las propiedades mecánicas y funcionales del músculo dependen de varios factores: - Tipo de fibras, que pueden ser de contracción lenta (I) y rápidas (IIA/IIB).
- Isoformas de las proteínas contráctiles presentes en la sarcómera.
- Proporción de sarcómeras en serie y en paralelo.
- Edad y género del individuo.
Todas estas características dependen de factores genéticos, pero se pueden modificar mediante entrenamiento, inmovilización, etc...
La fatiga muscular es muy frecuente cuando realizamos ejercicio. Entendemos por fatiga muscular la incapacidad para producir de forma sostenida la fuerza requerida o esperada. La fatiga se produce por varios factores: - Acidosis - Aumento de la concentración de K+ - Aumentan las proporciones de ADP y Pi - Disminuyen energía las reservas de - Disminuye la liberación de Ca2+ del retículo sarcoplásmico Consumo de O2 El consumo de O2 durante el ejercicio aumenta en relación con la masa muscular implicada en dicho ejercicio, así como la intensidad del ejercicio y de su duración.
La cantidad de oxigeno que se consume es indicadora del metabolismo aerobio.
Evidentemente si una persona consume mucho oxígeno, ésta tiene capacidad para realizar mucho ejercicio aerobio.
El consumo de oxigeno es ponderable de dos formas, o bien mediante una espirometría o bien mediante su cálculo = GC  (O2 Arterial  O2Venoso ) En un joven en reposo tenemos los siguientes datos en cuanto a consumo de O 2 y producción de CO2:  Consumo basal (O2) = 220 mL/min  Producción basal (CO2) = 200 mL/min En ejercicio en cambio obtendremos los siguientes valores: Alberto Gómez Esteban 4 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias  Consumo de O2 = 5000 mL/min  Producción de CO2 = 8000 mL/min A partir de estos datos podemos calcular el coeficiente respiratorio (CR) mediante la CO2 (mL / min) división de la producción de CO2 entre el consumo de O2  ( ) O2 (mL / min)  Coeficiente respiratorio (reposo) = 0,8  Coeficiente respiratorio (ejercicio) > 1 (1,5-2) Un concepto ligado al de éste coeficiente respiratorio es la deuda de oxígeno.
En el organismo hay almacenados unos 2L de oxígeno en diversas formas (disuelto en plasma, en la hemoglobina y mioglobina, etc…). Este oxigeno en ejercicio se va gastando en el metabolismo aerobio, de forma que es posible realizar ejercicio muy brevemente (1 minuto) sin respirar.
Cuando cesa el ejercicio es preciso reponer el oxigeno almacenado. También requerimos unos 9L de oxigeno para reponer los sistemas metabólicos musculares que han quedado afectados para reponer energía durante el ejercicio, de esta forma es preciso pagar unos 11L para reponer este oxígeno gastado y eliminar el lactato generado. En estos casos el CR < 0,5.
El umbral ventilatorio o umbral anaerobio es un concepto que expresa que al empezar el ejercicio el consumo de O2 y la producción de CO2 van en paralelo pero al llegar a cierta intensidad de ejercicio ambas líneas se cruzan en el punto del umbral ventilatorio a partir del cual la producción de CO2 es superior al consumo de O2.
Alberto Gómez Esteban 5 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Durante el ejercicio se dan cambios que aumentan la captación del oxígeno por parte del músculo esquelético. Estos cambios que serán explicados a continuación, al mejorar la captación de O2 por parte del músculo aumentan asimismo el gasto cardiaco (GC) en relación 1:6 (1L de consumo de O2 aumenta en 6L el gasto cardiaco).
Es posible medir el consumo de O2 que se produce hasta que el individuo comienza a sentir fatiga o disnea. Al medir este consumo máximo de O2, podemos llegar a conocer indirectamente la capacidad máxima cardiaca (en forma de gasto cardiaco o volumen sistólico máximos) Energética y consumo de oxígeno El músculo obtiene la energía del ATP de forma que cuando hace ejercicio un músculo gasta grandes cantidades de este metabolito energético y éste se gasta en poco tiempo.
Si el músculo desea seguir prolongando el ejercicio es necesario reponer el ATP de forma que debe tirar de las reservas de fosfocreatina, el sistema glucógeno-acido láctico y del sistema aerobio.
Estas tres reservas son la fuente del ATP que empleará el músculo para realizar ejercicio. Estas reservas deben ser adecuadas al tipo de ejercicio que se pretende realizar por lo que es muy necesario dirigir la dieta según el ejercicio a realizar.
La energía que se utiliza para hidrolizar el ATP se emplea en producir calor, contraer el músculo, y generar nuevo ATP.
Respuesta del organismo La respuesta del organismo al ejercicio físico depende fundamentalmente de la edad, del entrenamiento, intensidad del ejercicio (masa muscular implicada). En esta respuesta se ejercen cambios en el músculo, en sistema cardiovascular y en sistema respiratorio fundamentalmente. Difiere si está en pie o en supino (tumbado) Considerando un ejercicio dinámico es preciso antes de empezarlo aumentar la frecuencia cardiaca (inhibición vagal), así como aumentar la ventilación alveolar y aumentar el retorno venoso debido a venoconstricción simpática de forma que aumentará el GC y la función respiratoria. Esto se denomina anticipación al ejercicio.
Alberto Gómez Esteban 6 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Al comenzar el ejercicio se producirán una serie de cambios en corporales: los sistemas Cambios cardiovasculares - Musculares  El consumo de O2 aumentará hasta 100 veces.
 El flujo sanguíneo aumentará hasta 30 veces (debido a la vasodilatación metabólica y disminución de la resistencia vascular)  La extracción de O2 aumenta unas 3-4 veces, de forma que la sangre venosa eferente sale con muy poca saturación de oxígeno.
- Sistémicos  La presión arterial aumenta (PASistolica y la PAMedia)  La resistencia venosa sistémica disminuye  Aumenta el gasto cardiaco al aumentar (fundamentalmente) y el volumen sistólico  La curva de la oxihemoglobina se desplaza a la derecha al aumentar la temperatura y el 2,3-BPG, es decir, la Hb tiene menos afinidad por el oxígeno y lo suelta fácilmente en el tejido muscular, aumenta la P 50.
la frecuencia cardiaca Se produce una redistribución del gasto cardiaco de la siguiente forma:  El flujo sanguíneo coronario aumenta (esto se debe al aumento de la actividad cardiaca)  El flujo sanguíneo cerebral aumenta un poco o bien se mantiene  El flujo sanguíneo visceral disminuye  El flujo sanguíneo cutáneo aumenta para mantener la temperatura Durante un ejercicio máximo la capacidad del sistema cardiovascular prácticamente llega al límite, de forma que el sistema cardiovascular es un factor limitante principal para el desempeño de un ejercicio.
El entrenamiento mejora la adaptación y la respuesta cardiovascular: Alberto Gómez Esteban 7 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Cambios respiratorios - Circulación pulmonar  Aumenta el gasto cardiaco del ventrículo derecho, aumentando la presión arterial sistólica, la presión capilar y la presión en la aurícula izquierda. En general aumentan las presiones en el árbol circulatorio pulmonar  La resistencia vascular no se altera debido a la vasodilatación de los vasos pulmonares  La relación V/P se hace más uniforme en toda la masa pulmonar (recordemos que normalmente era mayor en los vértices)  Aumenta el gradiente alveolocapilar de oxígeno.
- Aparato respiratorio  Aumenta la frecuencia respiratoria (FR), el volumen ventilatorio (VV), y como consecuencia aumenta el VR/min. En ejercicio moderado aumenta mucho el VV y en uno intenso aumenta más la FR. Cuando aumenta el VV lo hace a expensas de aumentar el VRI (volumen de reserva inspiratorio).
 Aumenta el área de intercambio capilar.
 La CPT (Capacidad Pulmonar Total) disminuye ligeramente debido a que los pulmones alojan mas sangre y dejan algo menos de espacio al aire.
 El EMA (Espacio Muerto Anatómico) aumenta ligeramente ya que las vías aéreas se distienden, pero debido a que el espacio muerto alveolar disminuye al aumentar el gasto cardiaco, el espacio muerto fisiológico no varía.
 Al pagar la deuda de O2 la respiración se normaliza (suele tardar unos 90 minutos) La concentración de gases durante el ejercicio apenas cambia, y por tanto los quimiorreceptores centrales y periféricos (cuerpos aórticos y carotídeos) no reciben ningún estimulo para aumentar la frecuencia respiratoria. Para que se produzca un aumento de la actividad respiratoria requerimos actividad nerviosa:  Estímulos corticales   Aumento corporal Receptores musculares y articulares  Aumento de la concentración de K+ Alberto Gómez Esteban de temperatura 8 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias La respuesta respiratoria no llega a su limite (su capacidad es un 50% mayor de la requerida) por lo tanto el aparato respiratorio no es un factor limitante a la hora de aumentar el ejercicio físico.
Factores limitantes del ejercicio No todas las personas están capacitadas para la misma capacidad de ejercicio, lo que viene determinado por: - Estado del sistema cardiovascular - Dotación genética (entre otras cosas la función mitocondrial) - Temperatura y humedad ambientales, ya que es preciso eliminar calor para la óptima realización del ejercicio.
- Equilibrio hidroelectrolítico Ejercicio en la rehabilitación cardiovascular Es beneficioso practicar ejercicios con cuidado y eliminando los factores etiológicos (causantes) de la patología a rehabilitar. Mejora la eficacia cardiovascular y el bienestar y reduce el riesgo de cardiopatía isquémica.
Para realizar una rehabilitación correcta es de suma importancia contar con asesoramiento médico.
La rehabilitación cardiovascular ayuda a normalizar la presión arterial, mejora el metabolismo de la glucosa, mejora la pérdida de peso y mejora la actividad endotelial y el perfil lipoproteico.
En un atleta joven se producen los siguientes cambios desde el reposo a la situación de ejercicio.
Alberto Gómez Esteban 9 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Alberto Gómez Esteban 10 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 2. Adaptaciones cardiorrespiratorias a los cambios posturales y a la aceleración Introducción Sobre la superficie terrestre hay una acción gravitatoria de aceleración que es de 1G (9’8m/s-2).
Estos efectos gravitatorios sobre el organismo dependen del grado de aceleración sobre el organismo pero en particular sobre el sistema cardiovascular debido a la existencia de columnas de sangre que al ser sometidas a aceleración crean un cierto efecto hidrostático. También tiene efectos menores sobre el sistema respiratorio y esquelético.
Los efectos dependen del tipo de aceleración y la magnitud. Estas aceleraciones se miden en unidades G.
Cambios posturales Desde la antigüedad se observo que al estar mucho tiempo quieto y de pie se producía síncope (desmayo). Una manera de prevenir este efecto es facilitar el retorno venoso contrayendo rítmicamente los músculos de las pantorrillas de forma que se estimule la bomba muscular.
Al elevar las manos las venas de las manos se quedan sin sangre y en bipedestación el 70% del volumen sanguíneo permanece por debajo del corazón.
En decúbito no existe efecto hidrostático pero en bipedestación se desplazan de 600-900 mL de sangre a las extremidades inferiores. Esta cantidad depende del tiempo que se permanezca en bipedestación y las contracciones de los músculos de las piernas.
Alberto Gómez Esteban 11 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias El desplazamiento de la sangre a las extremidades inferiores disminuye el retorno venoso así como el volumen sistólico y el gasto cardiaco. Como consecuencia disminuye la presión arterial y aumenta el filtrado capilar (se puede producir edema maleolar).
En bipedestación se produce una reacción nerviosa simpática aumentando también el sistema renina-angiotensina y la retención de líquidos, así como aumento de los niveles de vasopresina (ADH) lo que compensa el retorno disminuido.
En condiciones normales la mayoría de las personas toleran la bipedestación pero personas que están mucho tiempo quietas se produce un mareo transitorio.
La mala tolerancia a la bipedestación aumenta con la hipovolemia y en situaciones como en individuos ancianos, diabéticos, sifilíticos, Parkinson, etc... La mala tolerancia a la bipedestación se denomina intolerancia ortostática.
Los animales cuadrúpedos suelen padecer intolerancia ortostática.
La hipotensión ortostática se da en personas que al ponerse en bipedestación sus sistemas compensatorios son ineficaces y se produce sincope o mareo debido a la disminución del flujo sanguíneo cerebral.
La hipotensión ortostática se define como caída de presión de >20 mm Hg en la presión sistólica y >10 mm Hg en la presión diastólica.
Aceleraciones Al exponernos a una determinada aceleración (G) nos podemos encontrar con dos situaciones dependiendo de la dirección de donde provenga la aceleración: - Aceleraciones lineales - Aceleraciones transversales Cuanto mayor sea la columna implicada, mayor es el efecto, por lo que las lineales son peor toleradas que las transversales.
Aceleración lineal Al exponernos a una aceleración lineal positiva (fuerza de la cabeza a los pies) la sangre tiende a irse a las extremidades inferiores. Los efectos dependen de la G: - G > 2 → Se reduce el flujo sanguíneo cerebral con efectos menores.
- 4-5 G → Se produce isquemia retinal y cerebral de forma que se reduce el campo visual.
Alberto Gómez Esteban 12 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias - 5-6 G → Se pierde la visión y la consciencia (presión arterial cerebral = 20 mm Hg).
En el aparato respiratorio desciende el diafragma con todas sus consecuencias, es decir, aumenta el volumen pulmonar de forma que aumenta la CRF a expensas de una disminución de la CV (al bajar el diafragma, aumentará el volumen pulmonar residual, pero se introducirá menor volumen en cada inspiración).
También se producen efectos acusados en cuanto a la relación V/P debido al aumento de la presión pleural. La relación V/P por tanto se hace más acusada: - En los vértices las vías se abren cada vez más paulatinamente y se produce cierre capilar. La relación V/P aumentará a expensas de que cada vez menos sangre es oxigenada.
- En las bases se cierran gradualmente las bases y se abren los capilares. La relación V/P se reduce enormemente y la sangre que pasa es oxigenada con peor calidad.
Una aceleración de 20G puede producir aplastamiento de las vértebras.
Las aceleraciones lineales se previenen con entrenamiento, y poniéndose en posición horizontal, fetal, y poniéndose trajes anti-G que comprimen las extremidades y el abdomen para que la sangre no pueda dirigirse a estos puntos.
La aceleración lineal negativa es inversa y sus efectos son mal conocidos.
Puede producir visión rojiza y hemorragias en la retina y el cerebro.
Cardiovascularmente se da un efecto nervioso parasimpático (vasovagal) que produce bradicardia debido al aumento de la presión arterial en los barorreceptores aórticos y carotídeos.
Es posible tolerar de –2G a –4G. A -2G la presión arterial en los ojos asciende a 150 mm Hg.
Aceleración transversal Las aceleraciones transversales se toleran mejor y se dan dos situaciones: - Aceleración transversal negativa (espalda unos 11G durante 3 segundos → esternón). Se toleran - Aceleración transversal positiva (esternón unos 17G durante 4 segundos.
→ espalda). Se toleran Alberto Gómez Esteban 13 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Ingravidez No hay aceleración gravitatoria y por tanto no existe ningún efecto hidrostático.
Las consecuencias de la ingravidez serán las siguientes:  Aumenta la presión venosa central (PVC).
 Disminuye la frecuencia cardiaca (FC).
 Disminuyen los niveles de vasopresina (ADH).
 Disminuye el volumen sistólico  Disminuyen tanto el gasto cardiaco como las presiones arteriales Los síntomas serán pesadez de cabeza, así como taponamiento y voz nasal, piernas ligeras, desorientación... Los síntomas mejoran con el tiempo expuesto a estas condiciones.
Se da un desacondicionamiento a la aceleración gravitatoria, disminuyendo la actividad simpática y el tono y resistencia vascular, y al volver a tierra observamos una marcada intolerancia ortostática.
Disminuirá la secreción hormonal, la natriemia ([Na +] en sangre) y el recuento eritrocitario. Otras consecuencias son la descalcificación ósea y debilitamiento cardiaco y muscular (atrofia).
Se pueden producir problemas psicológicos por la monotonía y el aislamiento, aunque estos tienen menos que ver con las condiciones de ingravidez.
Los problemas mas graves son: - Descalcificación ósea - Alimentación - Desorientación - Excreción Es preciso que en esas condiciones se haga ejercicio y actividad para minimizar el impacto negativo.
Al volver a tierra se produce intolerancia ortostática y disminución de la capacidad de ejercicio.
Alberto Gómez Esteban 14 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Alberto Gómez Esteban 15 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 3. Adaptaciones cardiorrespiratorias a las bajas presiones Introducción A medida que ascendemos sobre el nivel del mar se producen fundamentalmente dos efectos: - Disminución de la presión atmosférica.
- Descenso de la temperatura.
- Aumento de las radiaciones ultravioleta.
En esta clase nos vamos a basar en los efectos de la bajada de presión atmosférica. A medida que ascendemos ésta disminuye casi de forma exponencial a partir de los 760 mm Hg.
Cuando disminuye la Patm no varia la composición del aire, pero si que lo hace la presión parcial de cada gas, al variar el valor sobre el que aplicamos el porcentaje.
*Recordatorio* La composición del aire atmosférico seco es invariable con independencia de su presión y va a ser la siguiente: - pO2  21% - pN2  79% Es decir en el aire a nivel del mar (760 mm Hg) tendremos una pO2 de  159 mm Hg y una pN2 de 601 mm Hg. No encontramos ni CO2 ni H2O.
Alberto Gómez Esteban 16 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias La pO2 alveolar y sanguínea disminuirá por lo tanto en consonancia a la altura, siendo a 5500 metros la presión atmosférica de 380 mm Hg y la presión parcial de oxigeno la mitad de la que soportamos normalmente. Fisiológicamente registramos una pO2 alveolar de 50 mm Hg.
A 9000 metros, en las cumbres más altas, la presión atmosférica desciende a 230 mm Hg y la pO2 alveolar será de 25 mm Hg.
A 19.000 metros la presión atmosférica cae a 47 mm Hg. Ya que la temperatura corporal no varía, el agua ocupa todo el espacio de las vías aéreas: - pO2 alveolar  0 mm Hg - pH2O alveolar  47 mm Hg La disminución de la pO2 en sangre conduce a la hipoxemia (en sangre) y a la hipoxia (en tejidos).
Efectos de la disminución de la pO2 Evidentemente disminuirá el oxigeno en sangre, fundamentalmente la oxihemoglobina. Cuando la pO2 arterial baja de los 80 mm Hg la saturación de la hemoglobina cae de forma brusca.
Cuando nos acercamos a la P50 (saturación del 50%) se entra en coma y se produce la muerte (esto se produce en torno a una pO2 alveolar  30 mm Hg).
En el monte Everest la pO2 alveolar en los no aclimatados es de 25 mm Hg por lo que entran en coma. Los aclimatados en cambio tienen una pO 2 alveolar de 38-40 por lo que pueden sobrevivir algunos instantes a estos ambientes respirando aire ambiental.
Efectos del ascenso El efecto del ascenso dependerá obviamente de la altura a la que se llegue, a la rapidez a la que se haga (cuanto más rápido peor) y del tiempo que permanezcamos en el ambiente de altitud.
Los efectos de la hipoxia en el ascenso comienzan aproximadamente a los 35004000 metros con cefaleas, mareos, somnolencia, etc... Y se prolongan empeorando gradualmente hasta llegar a los 7000 metros en los cuales se produce coma y muerte.
Si el cambio es brusco (rotura de la cabina de un avión, por ejemplo) los mecanismos de compensación de la altitud no tienen tiempo para actuar y tenemos variadas respuestas según la altitud: - 4000 metros. Deterioro mental y motor, es decir, pérdida de control - 12000 metros. Se produce el coma a los 20 segundos Alberto Gómez Esteban 17 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias En un cambio gradual de altitud como el que se da en turistas, también tenemos una serie de alteraciones: - 3500-4000 metros. Somnolencia, palpitaciones, cefalea, nausea, mareo, fatiga muscular y poca tolerancia al ejercicio.
- 5500 metros. Epilepsia, disminución de la memoria, menor capacidad para hacer ejercicio, y disminución del control motor.
- 7000 metros. Coma y muerte En general se mejora a los 2-3 días y la aclimatación se produce en 1 semana.
La disminución de oxigeno en sangre activa a los quimiorreceptores periféricos de forma que se produce hiperventilación (taquipnea y aumento del volumen ventilatorio). Se produce de este modo una alcalosis respiratoria que es compensada por el sistema renal.
Se producirá también estimulación de la eritropoyesis de forma que la sangre puede transportar más oxigeno por la policitemia. También aumenta la concentración sanguínea del 2,3-BPG para que la sangre ceda mejor el oxígeno a los tejidos (desplaza a la derecha la curva de la P50). Por último también aumentará el contenido en mitocondrias de los tejidos.
Estas situaciones son completamente reversibles al llegar al nivel del mar.
Límites En estudios realizados a pilotos de aviones sin presurizar, respirando aire concluyen que es posible llegar a 7000 metros donde la pO2 alveolar es prácticamente de 30 mm Hg y la saturación es del 50%. Esto se denomina el techo.
Si el piloto respira oxígeno puro a presión atmosférica el techo se amplia enormemente a 14.000 metros y en ese lugar la saturación es idéntica a respirando aire a 7000 metros.
Respuesta a bajas presiones - Hiperventilación. Debido como ya adelantábamos a que la hipoxia estimula los cuerpos aórticos y carotídeos, que vía nervio de Hering sinaptan dopaminergicamente con los grupos respiratorios bulbares. Al disminuir la densidad del aire también disminuye la resistencia de las vías aéreas y la respiración es menos trabajosa.
- Alcalosis respiratoria. A los 2-3 días se corrige gracias a la secreción renal de bicarbonato. La sensibilidad de los quimiorreceptores a la hipoxia disminuye gradualmente con el tiempo.
- Policitemia. Aumenta la secreción de EPO y la hemoglobina aumenta a unos 19,8 g/dL. Si el hematocrito es muy alto, el paso de los hematíes por los capilares se puede taponar (aumenta la resistencia vascular).
Alberto Gómez Esteban 18 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias - Aumento de valores cardíacos. Como el gasto cardiaco, la frecuencia cardiaca y la presión sistólica. Estos valores se normalizan a los 1-2 meses.
- Vasoconstricción pulmonar con hipertrofia del ventrículo derecho. Esto produce edemas pulmonares y/o cerebrales.
Aclimatación El organismo dispone de una serie de mecanismos para adaptarse a las condiciones de baja presión. La mayoría de las personas tras un tiempo se aclimatan relativamente bien, pero hay otros que pueden sufrir una serie de patologías relacionadas: - Mal agudo de las montañas. En la mayoría de las personas se produce entre horas y 2 días después de ascender. Estas alteraciones duran unos días y se recuperan al menos parcialmente.
Los síntomas varían según la persona, y su sensibilidad a la hipoxia, cefalea, fatiga, mareos, palpitaciones, insomnio, nauseas, disminución del apetito, etc...
Debido a la hipoxia y a la alcalosis respiratoria de aumento de la FR.
En un pequeño porcentaje de personas estas alteraciones persisten y pueden producir edemas pulmonares y/o cerebrales y se debe prestar atención médica y descenso.
Los alpinistas son personas entrenadas con ascensos graduales, por lo que su aclimatación es mayor y pueden respirar durante algún tiempo en la cima del monte Everest.
- Mal crónico de las montañas. Tras un tiempo en condiciones de altura y tras haberse aclimatado (aparentemente) aparecen algunas alteraciones desadaptativas con deterioro muscular, fatiga, palpitaciones, alteraciones en el sueño, mala tolerancia al ejercicio, hipertensión pulmonar con consecuencias, etc...
Para tratar este síndrome es necesario bajar al nivel del mar.
Los nativos nacen en condiciones de altura (5000-5500 metros) con una presión atmosférica de 380 mm Hg. Son personas de baja estatura pero con amplio tórax (mayor ventilación en relación a la masa corporal) y un corazón más grande (hipertrofia del ventrículo derecho), policitemia (8-9 mill/microlitro) y mucha hemoglobina (22 g/dL).
La respuesta a la hipoxia esta disminuida y no desaparece ni cuando bajan a nivel del mar.
Los nuevos residentes requieren años para adaptarse y no llegan a ser como los nativos.
Alberto Gómez Esteban 19 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Un resumen de las adaptaciones fisiológicas a la altura sería el siguiente: Alberto Gómez Esteban 20 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Alberto Gómez Esteban 21 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 4. Adaptaciones cardiorrespiratorias a las altas presiones Introducción El aumento de la presión fisiológicamente se refiere a la presión que rodea al tórax en situaciones fundamentalmente de inmersión acuática (en la que cada 10 metros de descenso aumenta 1 atm) y en estancias en cajones a elevada presión.
Esto conlleva un aumento de la presión y disminución del volumen que ocupan los gases en el interior del organismo. Como mecanismo general para evitar el colapso de las vías aéreas, el aporte de aire debe estar a una presión elevada, contrarrestando el efecto de la presión ambiental.
Si introducimos un volumen de aire en un recipiente deformable y vamos aumentando la presión a su alrededor (sumergiéndolo a profundidades crecientes), observaremos la disminución del volumen del aire que ocupa: Los principales gases que respiramos son fundamentalmente N2, O2 y CO2, disminuyendo su volumen y aumentando la disolución del gas en los tejidos así como el enrarecimiento del gas (el gas es más denso ofreciendo más resistencia a las vías aéreas, de forma que aumentan las resistencias no-elásticas y da lugar a dificultad respiratoria).
Sobre los líquidos y las células se produce alteración de las reacciones químicas, así como de las enzimas del organismo. Se ionizan moléculas polares y se deforman células y proteínas. Esto produce complejos efectos fisiológicos a nivel sistémico.
El sistema nervioso es muy sensible, aumentándose la excitabilidad y el valor umbral.
Alberto Gómez Esteban 22 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Efectos de la presión sobre la solubilidad gaseosa Depende del tipo de gas y de sus propiedades particulares: Solubilidad del N2 Cuanta más presión haya, mayor será la solubilidad tisular del nitrógeno.
Como el nitrógeno no es un gas que se vaya a metabolizar, todo el nitrógeno disuelto en los tejidos al ascender de nuevo debe volver a liberarse, de tal manera que el nitrógeno que se disuelve puede producir efectos nocivos. También al volver al nivel del mar al desolubilizarse produce alteraciones patógenas ya que forma burbujas en el interior de los tejidos.
El nitrógeno disuelto provoca efectos en el sistema nervioso central: - 1 atm. 1L disuelto sin alteraciones funcionales - 5-6 atm. Existen 5-6L disueltos dando lugar a euforia - 7 atm. Somnolencia - 8 atm. Disminuye la fuerza y se da la incapacidad.
Cuando la cantidad de N2 disuelta es considerable, al actuar sobre el SNC produce efectos nocivos conocidos como narcosis. A 5-6 atm como decíamos produce un estado de euforia que se conoce como borrachera de las profundidades debido a que su efecto sobre el sistema nervioso es muy similar al alcohol.
El efecto fisiológico básico de la narcosis se debe a que se disuelve en las membranas celulares y lipídicas alterando la conductancia iónica.
Solubilidad del O2 Respirar O2 puro a altas presiones tiene efectos nocivos para las vías respiratorias y el SNC por lo que durante largo tiempo es más aconsejable respirarlo mezclado con otros gases.
- +1 atm durante 12 horas tiene efectos tóxicos (edema pulmonar) - +2 atm produce efectos tóxicos debido a la liberación de agentes oxidantes alterando las membranas celulares, enzimas... lo que tiene especial importancia en el sistema nervioso.
- +3 atm se dan alteraciones funcionales graves del SN.
A 1 atmósfera se puede exponer a oxígeno puro de forma casi indefinida sin efectos para el sistema nervioso, no tanto así para el sistema respiratorio, dando lugar a edema y atelectasias.
Alberto Gómez Esteban 23 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias El aumento de la concentración de oxígeno se puede utilizar con fines terapéuticos (hiperbarismo), para tratar la gangrena gaseosa, las embolias gaseosas arteriales, enfermedad por descompresión, osteomielitis...
Solubilidad del CO2 La presión atmosférica afecta poco al CO2 debido a que es endógeno, pero si es afectado por la frecuencia y el volumen ventilatorio.
Cuando la pCO2 llega a los 80 mm Hg se comienza a deprimir el centro respiratorio con acidosis respiratoria grave, obnubilación, narcosis y coma.
Helio Suele sustituir al N2 para descender a grandes profundidades, ya que se disuelve peor que el N2 y también tiene 1/5 de los efectos narcóticos del nitrógeno.
Para bajar a poca profundidad (menos de 30 m) y breves, se aconseja respirar bombonas de aire (O2 + N2), pero a mayores profundidades es preferible una mezcla de O2 + He Efectos de la compresión La compresión afecta a todas las cavidades que contengan gas como los pulmones, oido medio, senos nasales... Esto produce compresión al descender y descompresión al ascender.
Al bajar a grandes alturas el trabajo respiratorio es más dificultoso debido al enrarecimiento del gas.
Al respirar a altas profundidades tenemos las siguientes opciones - Respiración mantenida. Se da la compresión de tórax y esternón que puede dar lugar a la atelectasia. Tiene que darse con los pulmones llenos de aire (para la flotación) aunque a grandes presiones la disminución del volumen gaseoso disminuye la flotación.
En el oído tiene efectos como rotura de tímpano y hemorragia del oído medio.
También la presión afecta a los senos nasales y paranasales causándoles dolor y hemorragia.
- Respiración con escafandra. Se da la compresión del tórax con dificultad respiratoria y aumento del trabajo respiratorio. Al elevarse el diafragma disminuye la capacidad vital.
Cuando se suministra aire desde el exterior la presión de dicho aire debe igualar o acercarse a la presión submarina para contrarrestarla y disminuir el trabajo respiratorio Alberto Gómez Esteban 24 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias - Respiración con bombona. La presión del gas es alta por lo que éste está enrarecido, y aumenta el trabajo respiratorio. Se eleva el diafragma por lo que disminuye la CV. Por último aumenta la perfusión alveolar alterándose la relación V/P.
Efectos de la descompresión Dependen fundamentalmente de la profundidad alcanzada, el gas respirado, etc...
Si se ha respirado aire, la eliminación del N2 disuelto puede dar lugar a la producción de burbujas lo que puede dañar gravemente el organismo (embolia gaseosa, dolor articular, sordera, alteraciones de la visión, isquemia nerviosa, etc...), por ello debe llevarse a cabo escalonadamente y de forma lenta. Empeora con el ejercicio físico durante el ascenso.
Las alteraciones por la descompresión no necesariamente aparecen inmediatamente sino que si la descompresión ha sido lenta pueden aparecer unas horas tras subir a la superficie. Existen tablas escalonadas que determinan el tiempo al que se debe subir.
Para tratar la descompresión rápida es necesario utilizar una cámara de compresión que vuelva a aumentar la presión, y acto seguido la descompresión lenta en la propia cámara.
*Curiosidad* En animales se ha descubierto que es posible mantener con vida durante unas horas a animales haciéndoles respirar líquido con suficiente oxígeno disuelto. Respirar líquido es más trabajoso que respirar aire debido a la mayor densidad (aumentan las resistencias no elásticas).
También existe un problema a la hora de eliminar el CO 2 debido a que no es posible modificar su concentración exógenamente al ser un gas producido en el metabolismo.
Alberto Gómez Esteban 25 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Alberto Gómez Esteban 26 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 5. Cambios cardiorrespiratorios al nacer Desarrollo fetal Sistema respiratorio Los neumocitos I y II comienzan a aparecer sobre las semanas 25-35 y es en este mismo momento cuando los neumocitos II comienzan a segregar surfactante el cual es muy importante para reducir la tensión superficial del alveolo. Si no se secreta correctamente se produce síndrome de distrés respiratorio.
Al nacer el recién nacido tiene unos 50 millones de alvéolos. Cada vez se formarán más hasta llegar hacia los 8 años a los 300 millones de alvéolos. A partir de este momento no se formarán más, pero si que crecerán en tamaño.
En el feto los pulmones no tienen función respiratoria (esta función la desempeña la placenta). Los pulmones estarán llenos de líquido que los mantiene distendidos para asegurar su correcta maduración. Existen movimientos respiratorios rudimentarios que aseguran la correcta renovación del liquido y también ayudan a mantener distendidos los pulmones Corazón Es el primer órgano importante en funcionar en el feto (8ª semana). Los latidos cardiacos comienzan hacia el día 22 y en la semana 4 ya se observa flujo sanguíneo por el corazón.
Placenta La placenta es una estructura que une al feto a la madre y cuenta con dos compartimentos:  Compartimento fetal. Procede del saco embrionario  Compartimento materno. Deriva del endometrio uterino La placenta tiene 6 funciones principales de las cuales nos centraremos en la respiración de O2 de la sangre e intercambio gaseoso general La madre de sus arterias iliacas internas va dando diversas ramas hasta llegar a las arterias espirales, desde las cuales la sangre materna llega a los espacios intervellosos.
Desde ahí se realiza el intercambio de gases por difusión, con la sangre de las vellosidades coriónicas (que contienen sangre fetal).
El intercambio gaseoso de la placenta es deficiente debido a que la separación entre la sangre materno-fetal es más gruesa y de menor superficie que la pared alveolar.
Alberto Gómez Esteban 27 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias La sangre de las arterias umbilicales es de naturaleza venosa, mientras que la vena umbilical transporta sangre arterial.
*Aclaración* Las arterias umbilicales (2) se ramifican de las arterias del feto tras realizar la circulación sistémica. Debido a que los pulmones del feto carecen de función respiratoria, la sangre será desoxigenada y pobre en nutrientes (sangre venosa).
La vena umbilical en cambio sale de la placenta tras haber realizado el intercambio gaseoso y haber tomado nutrientes de la sangre arterial materna, por lo que será una sangre arterial.
Circulación fetal El cordón umbilical tiene dos arterias y una vena rodeados por la gelatina de Wharton. La vena transporta O2 al feto, mientras que las arterias umbilicales eliminan el CO2 del metabolismo fetal, y provienen de ramificaciones de las arterias iliacas internas del feto.
Las arterias umbilicales (60% de saturación) llegan a las vellosidades coriónicas en las cuales se realiza el intercambio gaseoso y nutritivo en los espacios intervellosos maternos.
La saturación llega al 80% en la vena umbilical.
Alberto Gómez Esteban 28 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Parte de la sangre de la vena umbilical llega al hígado (50-70% de saturación) y otra parte pasa por el ductus venosus (1er shunt en el que la saturación esta al 67%) hacia la vena cava inferior De la vena cava inferior llega a la aurícula derecha en un ángulo favorable para que pase mayoritariamente por el foramen oval (2º shunt) hacia la aurícula izquierda donde se mezcla con un poco de sangre que proviene de los pulmones del feto (disminuye la oxigenación).
La sangre es bombeada entrando a la aorta y dirigiéndose de forma preferente hacia la parte superior del cuerpo (circulación cerebral). Es la sangre sistémica fetal más rica en oxígeno.
La sangre pobre en oxígeno de la vena cava superior se mezcla con la sangre oxigenada de la vena cava inferior en la aurícula derecha, desde donde llega por ángulo preferente al ventrículo derecho a la arteria pulmonar (con mucha resistencia vascular, por lo que entrará muy poca sangre). La mayoría de sangre se dirige a la aorta por el ductus arteriosus (3er shunt).
En resumen, habrá tres shunts: 1. Ductus venosus 2. Foramen oval 3. Ductus arteriosus Estos shunts se deben cerrar antes del nacimiento para que el adulto tenga una circulación normal.
Alberto Gómez Esteban 29 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Hemoglobina fetal La hemoglobina fetal a diferencia de la del adulto tiene dos cadenas α y dos γ lo que hace que tenga mayor afinidad por el oxigeno, ya que se une peor al 2,3-BPG (desplaza la curva a la izquierda, con una P50 menor).
La sangre fetal tiene una saturación del 75-80% con una pO2 de 30 mm Hg, lo que indica este gran desplazamiento a la izquierda.
Los fetos suelen tener además policitemia lo que ayuda a transportar mejor el O2 Alberto Gómez Esteban 30 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Nacimiento a la vida extrauterina Fundamentalmente tenemos por delante dos tipos de adaptaciones: - Expulsar el liquido de las vías respiratorias y llenarse de aire - Cambio en el sentido del flujo sanguíneo (lentamente) Al nacer los pulmones tienen unos 30 mL de líquido. La mayoría de líquido se expulsa cuando el feto sale por el estrecho canal de parto, por compresión, y el resto se absorbe por los capilares linfáticos y sanguíneos pulmonares. Los nacidos por cesárea suelen necesitar O2 y asistencia mecánica.
Tras el nacimiento el tórax se descomprime creando una presión pleural negativa, dándose el primer movimiento inspiratorio que debe ser muy fuerte (-60/-80 mm H2O). El segundo movimiento es menos costoso, y se va estabilizando con las sucesivas respiraciones. En un feto prematuro los movimientos son aun más costosos.
Los cambios cardiovasculares son más lentos y progresivos.
Al ligar el cordón umbilical se elimina la circulación placentaria (de baja resistencia), por lo que al cerrarse aumenta la presión y la resistencia en la circulación sistémica del feto.
Al comenzar los movimientos respiratorios, se abren los vasos pulmonares de baja resistencia con respecto a la circulación sistémica, esto provoca que la sangre que pasaba de la aurícula derecha a la izquierda por el foramen oval trate de regurgitarse, lo que cierra el foramen oval (esto puede llevar semanas-meses) Alberto Gómez Esteban 31 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Al interrumpirse la circulación por la vena umbilical, se cierra el ductus venoso (1ª semana tras el parto) Al aumentar la circulación pulmonar disminuye el paso de la arteria pulmonar a la aorta lo que cierra el ductus arteriosus por la disminución en la formación de prostaglandinas debido a la elevada pO2. El ductus arteriosus se cierra hacia las 2-4 semanas.
Se pueden producir defectos en el cierre de estas derivaciones en forma de malformaciones congénitas que producen trastornos dependiendo del tipo de shunt que permanezca abierto.
Alberto Gómez Esteban 32 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Alberto Gómez Esteban 33 Fisiología II Adaptaciones cardiorrespiratorias Tema 6. Cambios cardiorrespiratorios durante el envejecimiento Introducción La vida máxima se mantiene más o menos estable (en torno a los 120 años) pero si que se ha ampliado enormemente la vida media debido a la mejora de las condiciones sanitarias, alimentación y hábitos de vida.
El numero de personas mayores de 65 esta creciendo y asimismo disminuyen los nacimientos, por lo que la edad media poblacional esta creciendo y la proporción de ancianos respecto a jóvenes aumenta.
No hay definición universal de vejez ni marcador biológico del envejecimiento. Los cambios fisiológicos no aparecen a una edad determinada y son variables para cada individuo: Según distintas asociaciones, vieja es aquella persona que supera la siguiente edad:  OMS. 60 años  USA. 65 años  Gerontólogos 1. Viejos jóvenes (60-74) 3. Muy viejos (>85 2. Viejos viejos (75-85) Durante el envejecimiento disminuye la reserva funcional, es decir la capacidad funcional de los distintos órganos y sistemas. Si nos exponemos a un reto nos queda una reserva que se emplea en acometer ese reto. Esta reserva disminuye con la edad.
La salud empeora debido a su vulnerabilidad frente a los accidentes y enfermedades, por lo que requieren atenciones medico-sanitarias frecuentes y duraderas.
Aumenta la predisposición a padecer enfermedades crónicas y/o graves. Uno de los sistemas mas afectados es el neuromuscular y el osteoarticular.
Las enfermedades cardiovasculares son frecuentes y mayor causa de muerte en ancianos. La hipertensión arterial es muy frecuente (50-65% de ancianos) así como la insuficiencia cardiaca.
Alberto Gómez Esteban 34 Fisiología II Fisiología renal Bases biológicas del envejecimiento Las expectativas de vida varían con cada especie, lo que apoya la idea de que el patrón genético determina la duración de la vida. Hay varias teorías que tratan de explicar las bases del envejecimiento: - Presencia de mutaciones somáticas que deterioran la funcionalidad del organismo - Errores en la síntesis de proteínas - Acumulación de productos oxidativos del metabolismo Datos disponibles sugieren que el envejecimiento esta regulado por genes específicos.
Las células según su tasa de renovación se dividen en 3 tipos: 1. Renovación continua (epidermis, epitelios de órganos huecos...) 2. Renovación en situaciones de reto (hepatocitos) 3. Nunca (tejido neuronal, muscular...) Cambios fisiológicos ante el envejecimiento En los ancianos generalmente la disminución de la función se observa solo durante el stress aunque varía interindividualmente. Hay pocos estudios longitudinales de la niñez a la vejez.
Cambios respiratorios En una persona sana de 70 años la capacidad respiratoria ha disminuido a la mitad de la original. Algo similar ocurre en la función renal.
Estructuralmente la pared del tórax se hace más rígida reduciendo la movilidad por la calcificación de articulaciones y ligamentos. También se deforma la columna vertebral Los músculos respiratorios se atrofian disminuyendo su fuerza. En los pulmones el tejido elástico se resiente, aumentando la complianza y disminuyendo la elasticidad. El tórax se expande (tórax en tonel) y se da el enfisema senil.
Funcionalmente aumenta el volumen residual (VR) y con ello la CRF. El EMA también aumenta. La CPT se mantiene, pero la CV disminuye debido al aumento del VR.
Los alvéolos se hacen más redondeados disminuyendo la superficie de intercambio.
Las vías no cartilaginosas (bronquiolos terminales en adelante) se comprimen y pueden colapsar durante la espiración forzada por lo que disminuye el valor VEMS. Al disminuir el VEMS VEMS el cociente se mantiene más o menos estable.
CV En fumadores el deterioro respiratorio funcional está más acentuado y adelantado.
35 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Aumenta la tendencia a cerrarse de las vías aéreas, aumenta el volumen de cierre especialmente en las bases, lo que hace que los vértices ventilen mejor que las bases, lo que aumenta aun más el cociente V/P vertical. Se altera esta relación V/P en el total del pulmón lo que causa hipoxemia.
El aumento del volumen de cierre conlleva el riesgo de atelectasias e infecciones pulmonares. La respuesta ventilatoria de los quimiorreceptores periféricos a la hipoxia e hipercapnia disminuye enormemente (a los 64 años se encuentra sobre el 40%).
La vejez se asocia a mayor predisposición a las infecciones respiratorias (disminuye la limpieza en las vías respiratorias y disminuye la actuación inmune). Las infecciones causan atelectasias en un círculo vicioso. También existe mayor presencia de enfermedades malignas.
Cambios cardiovasculares Destaca el aumento de la presión sistólica y el mantenimiento de la presión diastólica, por tanto se da el aumento de la presión del pulso. También se da hipertrofia del ventrículo izquierdo y aumenta la incidencia de cardiopatías coronarias y del sistema de conducción (fibrilación auricular).
Otra característica frecuente de la vejez es la dificultad en la relajación del ventrículo izquierdo por lo que la sangre entra peor y disminuye el volumen telediastólico.
La frecuencia cardiaca en reposo es más baja que durante la etapa adulta, y alcanza un nivel más bajo de lo normal durante el ejercicio físico. El gasto cardiaco y el consumo de oxígeno lógicamente también se reducen.
Estructuralmente: - Aumenta gradualmente la masa cardiaca por depósito de colágeno e hipertrofias ventriculares por aumento de la poscarga (presión aórtica).
- Aumenta el colágeno y disminuye la elastina, por lo que los ventrículos (sobre todo el VI) son más rígidos.
- Disminuye el nº y función de los miocitos, y hay hipertrofia de los que sobreviven.
Los huecos que dejan los miocitos muertos se deben rellenar con colágeno, por lo que el ventrículo es menos funcional.
- Se altera el retículo sarcoplásmico del cardiomiocito (se altera por tanto la conductancia del Ca2+ y K+) y se alarga el potencial de acción de contracción y relajación ventricular - Las valvas se engruesan y calcifican, dándose insuficiencias y estenosis. Suelen empeorar más las valvas del corazón izquierdo ya que soportan mayores presiones y trabajan más.
- Se engruesa la pared arterial con aumento de colágeno. Asimismo disminuye el tejido elástico y se calcifican. Las consecuencias son que aumenta la presión sistólica y de pulso.
36 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal - Se pierde endotelio y disminuye la producción de NO.
- Disminuye la respuesta del SN autónomo en el corazón y vasos.
- Aumenta el daño oxidativo, inflamación y apoptosis.
Algunos si no todos los cambios cardiovasculares del envejecimiento son reversibles al menos parcialmente por el ejercicio y reducción calórica. Las vitaminas antioxidantes, antiinflamatorios, etc... Son de dudosa eficacia.
Funcionalmente: - Se retrasa el llenado ventricular durante la diástole, por lo que el llenado es muy dependiente de la sístole auricular.
- La función sistólica es normal pero disminuye la reserva contráctil.
- El corazón es más vulnerable durante la fibrilación auricular por lo expuesto en el primer punto.
- La frecuencia cardiaca en reposo es baja y alcanza menor nivel durante el ejercicio debido a daños en el nódulo sinusal y el sistema de conducción cardiaca - Intolerancia ortostática debido a la predisposición a la hipotensión postural. Se reduce la respuesta al reflejo barorreceptor, especialmente en situaciones de hipovolemia.
- Aumentan la resistencia vascular sistémica, presión sistólica y presión de pulso El gasto cardiaco en reposo apenas cambia entre los 30-80 años pero aumenta durante el ejercicio a expensas del volumen telediastólico obtenido por el reflejo de Frank-Starling.
37 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal 38 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Bloque II Fisiología renal  Tema 7. Líquidos corporales  Tema 8. Morfología funcional del riñón  Tema 9. Funciones tubulares de la nefrona  Tema 10. Mecanismos de dilución y concentración de la orina  Tema 11. El riñón en la composición y el volumen del medio interno  Tema 12. Fisiología de los uréteres y la vejiga urinaria. Micción 39 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Tema 7. Líquidos corporales Introducción El sistema renal sirve para la excreción y forma la orina que es un líquido formado por un laborioso proceso encaminado a eliminar sustancias del organismo. Esto implica que la formación de orina debe estar muy regulada para no eliminar metabolitos necesarios.
Eliminar lo sobrante implica que nos quedamos con todo lo necesario.
La excreción de elementos de desecho no es exclusiva del riñón, ya que hay otros sistemas que están implicados en esta tarea: - Sistema tegumentario. Excreción de compuestos nitrogenados y sudor (agua y electrolitos) - Sistema respiratorio. Excreción de CO2 y H2O - Sistema digestivo. Excreción de deshechos digestivos y pigmentos biliares - Sistema urinario. Excreción de la mayoría de sustancias, es decir, compuestos nitrogenados, toxinas, agua y electrolitos.
En los sistemas de excreción extraurinarios no existe una regulación muy rigurosa, que en cambio sí que existe en el sistema renal.
El sistema renal no es el único sistema excretor, pero si va a ser el principal. La excreción renal es el fundamento de la regulación del volumen y composición iónica de los líquidos corporales.
Variación del agua (ACT) El agua corporal es el elemento mayoritario del organismo (50-60% es decir, un volumen en relación al peso corporal).
El agua corporal disminuye con la edad, aunque en cortos periodos de tiempo (días, meses...) permanece relativamente estable dentro de un mismo individuo ya que sus valores decaen muy lentamente.
El porcentaje de agua va asociado al sexo fundamentalmente en cuanto a los caracteres sexuales secundarios estimulados por hormonas que se producen durante la pubertad:  60% en hombres sanos  50% en mujeres sanas El porcentaje de agua depende fundamentalmente por las proporciones de grasa (disminuye el porcentaje) y músculo corporal (aumenta el porcentaje).
40 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal El agua es la principal responsable de las fluctuaciones del peso corporal en plazos breves, tras los cuales se excretaría.
Como ya sabemos, los líquidos del cuerpo podríamos dividirlos en dos compartimentos:  Liquido intracelular (LIC). 40%  Liquido extracelular (LEC). 20%  Intersticio (15%)  Plasma (5%) Además de lo dicho, en el LEC o medio interno podemos encontrar el líquido transcelular (2%), poco regulado por lo que no podríamos considerarlo tanto formando parte del LEC como los anteriores: - Liquido cefalorraquídeo - Pleural - Sinovial - Peritoneal - Intraocular Hablamos de derrame o ascitis cuando se acumula líquido en la cavidad torácica (derrame) o abdominal (ascitis).
El compartimento intravascular es el responsable del mantenimiento del medio interno.
La pared capilar separa el plasma del intersticio, ya que es muy permeable y permite el libre intercambio de agua y solutos que se filtran con el agua (ultrafiltrado). En condiciones normales no permite el paso de proteínas plasmáticas.
Con respecto a la separación entre el líquido intra y extracelular, observamos las siguientes concentraciones iónicas: 41 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal La composición iónica del plasma es similar a la del intersticio, a pesar de tener más proteínas (el plasma) con funciones de transporte y generación de osmolaridad.
Medición de volúmenes La medición de volúmenes sirve para cuantificar el volumen de los compartimentos líquidos. El más frecuente se realiza mediante un indicador: Tendremos un volumen de líquido conocido que contiene en disolución un marcador en concentración también conocida. Se basa en que cualquier sustancia que introduzcamos se va a diluir en el organismo.
Por sus características físicas se va a diluir en uno de los compartimentos corporales.
Es preciso esperar a que se equilibre para extraer los resultados. Si hay pérdidas renales se deben corregir. También es importante que no se metabolice durante ese tiempo.
Tras esperar el equilibrado extraemos una alícuota en la que medimos la concentración, con la cual utilizamos la siguiente fórmula: Es fundamental saber su distribución y el compartimento al cual se dirige. Es mejor que sea inerte pero que se elimine tras un tiempo prudencial. La determinación de concentración debe realizarse con sustancias coloreadas (método colorimétrico) o indicadores radiactivos.
- Agua corporal total (ACT): Óxido de deuterio (D2O), Óxido de tritio, Antipirina 42 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal - Volumen extracelular (LEC): Tiosulfato, inulina (sustancias que no atraviesen membranas).
- Volumen intracelular (LIC): Cálculo (ACT - LEC).
- Plasma (VP): Albúmina radioyodada (RISA), Azul de Evans.
- Intersticio: Cálculo (LEC - Plasma) El volumen de sangre se obtiene tras la lectura del volumen de plasma dividiéndolo por el tanto por uno del índice hematocrito: 43 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Medio interno En condiciones de salud nuestro medio interno es muy estable con las cantidades apropiadas de electrolitos y agua, las cuales estarán rigurosamente controladas por el riñón.
El agua es muy permeable en general en las barreras, por lo que en seguida hay un equilibrio de concentración, ya que el agua se mueve con rapidez y libertad (difusión pasiva) por gradientes de presión hidrostática y osmótica.
En una situación de equilibrio en el organismo, cada unidad de volumen tiene cuantitativamente (NO CUALITATIVAMENTE) el mismo número de partículas, es isoosmótica.
*Aclaración* El hecho de que cada unidad de volumen tenga cuantitativamente el mismo número de partículas quiere decir que tenemos el mismo número de partículas osmóticamente activas (osmoles) a un lado y al otro de una membrana semipermeable Ejemplo: [Intersticio = 2 Na+ + 2 HCO3-] / [Citosol = 2 K+ + 2 H3PO4] Solución isoosmótica Si hablamos de que tenga cualitativamente los mismos iones significa que tenga las mismas especies iónicas (sodio, cloro, etc…) El líquido intracelular y extracelular tendrán por tanto la misma osmolaridad.
La entrada y salida de sustancias se produce en primer lugar al líquido extracelular.
Ambos medios están en equilibrio osmótico y el agua se desplaza entre ellos solo si hay un gradiente de presión osmótica.
Las células se ven afectadas por disturbios en la osmolaridad del LEC y disturbios en el aporte de metabolitos energéticos. Este afectaría a las bombas iónicas (falta de ATP, etc...).
Balance del agua Para mantener constante la concentración de una molécula (el agua también) es preciso que exista un equilibrio entre aporte y excreción.
Si los ingresos de agua son mayores que los egresos hablamos de balance positivo.
Si los egresos sobrepasan a los ingresos, hablamos de balance negativo.
44 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Lo ideal es el equilibrio. Los valores fisiológicos de ingreso suelen rondar los 1500-3500 mL en 24 horas. En situación fisiológica los egresos son idénticos.
 Ingresos:  Ingesta oral (2100 mL)  Reacciones metabólicas (200 mL)  Egresos:  Orina (1400 mL)  Heces (100 mL)  Sudor (100 mL)  Evaporación (700 mL) La evaporación es pulmonar y por difusión desde la piel, y se denomina pérdida insensible de agua (700 mL).
Hay cambios en el balance de agua en determinadas situaciones como el ejercicio (+ pérdida de liquido por sudor y por respiración – 6600 mL). Asimismo un aumento de temperatura disminuye la diuresis (aumenta la secreción de ADH), y además estimula el mecanismo de la sed.
Hay alteraciones patológicas que cambian gravemente el balance del agua:  Quemaduras en la piel. Destruyen el estrato córneo que nos protege de la deshidratación. Por una piel quemada se pueden perder hasta 5 L/día.
 Pérdidas digestivas  Vómito profuso. Se produce entre otras cosas la deshidratación con pérdidas de HCl y K+  Diarrea. Se produce bastante deshidratación además de la pérdida de iones cólicos como el bicarbonato y K+ 45 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal *Caso clínico* Paciente varón de 73 kg (24 horas antes, 75 kg) con una FR de 25 resp/min y temperatura de 39º C. Vómitos y diarrea.
La pérdida de peso mayoritaria viene dada por la pérdida de agua. La perdida mayoritaria procede del LEC en el cual pasa de tener 15L a 13L, y si suponemos que se pierde de ambos compartimentos por igual vemos reducido el intersticio y la volemia.
El individuo presentara un caso de taquicardia hipovolémica agravado por la fiebre. El proceso febril también produce un aumento de la FR lo que a su vez aumenta la pérdida de agua por vapor.
46 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal 47 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Tema 8. Morfología funcional del riñón Introducción El riñón es el órgano excretor por excelencia además de un importante órgano encargado de regular la composición del plasma.
Las funciones del riñón serán por tanto la depuración del plasma y la formación de orina, y con estas funciones lleva a cabo el proceso de regular la composición y el volumen de los líquidos orgánicos.
El riñón tiene asimismo una serie de funciones secundarias que serán las siguientes: 1. Colabora con el sistema respiratorio en el control del pH 2. Tiene una función metabólica ya que es uno de los órganos capaces de realizar la gluconeogénesis.
3. Al verse sometido a hipoxia segrega EPO que estimula la eritropoyesis 4. Colabora en la activación de la vitamina D 5. Es un importante regulador de la presión arterial: a. A largo plazo mediante el filtrado glomerular b. A corto plazo mediante el eje renina-angiotensina-aldosterona Anatomía macroscópica Los riñones se localizan en el retroperitoneo a nivel de las costillas inferiores. El riñón derecho será más bajo debido a la posición del hígado.
Dividimos el aparato excretor en conductos conductores, y riñón propiamente dicho:  Conductos colectores  Cálices menores y mayores  Uréteres (2)  Vejiga. Almacenaje de orina  Uretra (1) 48 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Anatomía microscópica La unidad funcional del riñón es el túbulo urinífero, y dentro de éste, la nefrona.
Cada riñón contiene aproximadamente 1,3 millones de nefronas aunque se sabe que comienza a descender su número a partir de los 40 años de edad, momento a partir del cual las nefronas restantes se sobrecargan realizando el trabajo adicional de las destruidas.
Dentro de la nefrona distinguimos dos porciones:  Porción tubular. Contiene el líquido filtrado del plasma que se va modificando en esta porción hasta llegar a ser la orina. Podemos dividir la porción tubular en una serie de tramos:  Glomérulo (ovillo capilar + cápsula de Bowman)  Túbulo contorneado proximal (TCP)  Asa de Henle  Túbulo contorneado distal (TCD)  Conductos colectores (corticales y medulares)  Conducto de Bellini  Porción vascular. Muy implicada en las tareas de formación de orina 49 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal El filtrado proviene del plasma de forma que la porción vascular tendrá gran importancia.
Dentro de la porción vascular tendremos una arteriola aferente que transporta sangre sistémica, y sale una arteriola eferente del glomérulo. Entre arteriola y arteriola tendremos un lecho capilar glomerular.
La presión vascular hidrostática de la porción vascular es relativamente elevada lo que aumenta la filtración con respecto a otros lechos capilares del organismo.
Después de la arteriola eferente tendremos los capilares peritubulares cuyas funciones son más convencionales aunque también participarán en la formación de orina. Estos capilares se situaran próximos a los túbulos de la nefrona.
Habrá vasos rectos que profundizan en la medula renal acompañando a las asas de Henle más largas.
Tendremos dos tipos de nefronas según su estructura y su función diferencial:  Nefronas corticales. Son aquellas nefronas con asas de Henle cortas que apenas penetran en la medula renal, y suelen carecer de porción fina ascendente. Suelen tener glomérulos situados en la corteza externa del riñón.
 Nefronas yuxtamedulares. Avanzan hacia la medula interna (acercándose a la pelvis renal). Tienen asas de Henle muy largas. En cantidad son menos del 20% pero su función se relaciona con la concentración de la orina (nos ayudan a formar una orina hiperosmolar).
50 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Las nefronas yuxtamedulares presentan vasos rectos que acompañan en su recorrido al asa de Henle descendiendo y luego ascendiendo. Las funciones de estos vasos rectos son en general similares a las de todos los capilares peritubulares (aporte de oxigeno y nutrientes). También tienen funciones adicionales: 1. Aporte de sustancias externas para la secreción, para que pasen a la orina y sean expulsadas.
2. Sirven para captar sustancias de reabsorción, ya que en ocasiones en el glomérulo se filtran sustancias útiles al organismo, que deben ser reabsorbidas para su devolución a la circulación sistémica.
3. Regulan la concentración de orina, debido a la longitud del asa de Henle a la que acompañan Excreción renal. Significado funcional de la orina El objetivo básico se sitúa en la nefrona y es el aclaramiento del plasma, es decir, la depuración de la sangre rica en deshechos.
El paso de la sangre por la nefrona lleva a cabo una serie de funciones: 1. Regula el volumen sanguíneo 2. Regula la concentración de electrolitos 3. Regula la concentración de deshechos (metabólicos o exógenos) 4. Regula el pH sanguíneo.
Para ese aclaramiento la nefrona debe formar la orina que contenga todas estas sustancias para su eliminación.
Eliminación de deshechos La nefrona en la orina elimina:  Productos terminales del metabolismo. Como la urea, creatinina, ácido úrico, bilirrubina, hormonas… Son productos metabólicos que no son convenientes para la sangre ya que cambian el pH, etc.…  Sustancias químicas exógenas. Entran del exterior y son pesticidas, aditivos, fármacos, excipientes… Muchas veces llegan hasta a colorear la orina.
Lo que elimina el riñón depende también de nuestra actividad y metabolismo.
51 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Mantenimiento del equilibrio hidroelectrolítico Consiste en regular el balance de agua y de electrolitos (iones). Es posible regular finamente la composición de la orina con ayuda del sistema endocrino.
El balance de agua debe estar muy regulado, ya que se debe perder toda el agua que se ingiere para estar en equilibrio: Balance de H2O → Ingerida + Producida = Consumida + Excretada Si tomamos una cantidad de agua normal se excretara un volumen diferente a si ingerimos más o menos.
Los iones también deben llevar un balance ya que ni se producen ni se consumen. Es necesario mantener una concentración iónica estable, sobre todo de los iones más importantes (Na+, K+…). Debido a la participación del riñón en la excreción de electrolitos, es posible adaptarse a dietas más ricas o pobres en sodio ya que la excreción es regulable.
El volumen de LEC depende del balance de sal (sodio) y como parte del volumen extracelular, el aumento de volumen determina la presión arterial. La volemia es directamente proporcional a la tensión arterial.
En principio el agua difunde libremente tanto por osmosis como por filtración entre las células y el intersticio, por esto, para no producir anomalías fisiológicas en la célula, la osmolaridad debe ser casi igual en todos los compartimentos corporales.
La osmolaridad efectiva es aquella que se da a través de membrana solo si hay diferencias en la concentración de solutos que NO la atraviesan (proteínas, etc.…).
En relación al líquido extracelular, este se equilibra con el plasma es decir, anomalías electrolíticas del plasma (hiponatremia, hipernatremia) afectarían al intersticio dando lugar a alteraciones en la osmolaridad lo que afectaría negativamente a las células. Dado que se compensa con agua, en el plasma puede dar lugar a hipovolemia o hipervolemia: Hipernatremia  Aumenta la osmolaridad  Aumenta la retención de agua para compensar  Hipervolemia y edema Hiponatremia  Disminución de la osmolaridad  Aumenta la excreción de agua para compensar  Hipovolemia 52 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Para el cálculo de la osmolaridad será de vital importancia el dato de la concentración de sodio. En el medio interno el sodio se combina con aniones y se tiende a la electroneutralidad, por lo que la osmolaridad será el doble de la concentración de sodio.
También es importante contar con sustancias osmóticamente activas aunque de menor importancia que las sales de sodio (p.e. urea, glucosa).
[Na+] + [HCO3-] + [Cl-] + [Urea] + [Glucosa] = 2,1 · [Na+] = 298 mOsm Funciones de la nefrona La orina o excreción renal es el resultado de tres procesos que son:  Filtración  Reabsorción  Secreción Lo que excretamos, es decir, las cantidades que aparecen en la orina definitiva es aquello que filtramos sumado a lo que secretamos, y le restamos la reabsorción: VOrina = Filtrado + Secretado – Reabsorción La formación de orina comienza con la filtración glomerular.
La filtración es el acontecimiento inicial en la formación de orina por el cual una sustancia similar al plasma (filtrado), abandona la sangre en el glomérulo en dirección al túbulo renal. Es un proceso poco selectivo.
La reabsorción tubular se da en todos los túbulos renales de forma diferencial. El filtrado a su paso por los túbulos disminuye su volumen y varía su composición según se devuelven sustancias y agua al plasma. Si se reabsorbe mucha agua, la orina estará muy concentrada.
La secreción tubular es la tercera función que indica que a lo largo del túbulo se incorporan sustancias al filtrado por eliminación directa al intersticio desde los capilares peritubulares y células del epitelio tubular. Cuanto más tarde se incorporen, más fácil es eliminarlas.
53 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal En el túbulo habrá por tanto un trasiego de sustancias bidireccional; la secreción irá en dirección al túbulo, mientras que la reabsorción se realizara desde el túbulo a los capilares peritubulares.
Una sustancia que aparezca en la orina puede ser el resultado de haberse filtrado en el glomérulo o de haber sido secretada en los túbulos. Casi todos los productos plasmáticos son filtrados y después reabsorbidos en gran medida, debido a la poca especificidad de la filtración.
Hay sustancias de desecho que se reabsorben en gran medida (urea 50%) Las sustancias de filtrado se clasifican en 4 grupos según lo que ocurra en el glomérulo y las porciones tubulares de la nefrona:  Sustancias A. Hay sustancias que se excreta todo lo que se filtra, por tanto lo filtrado (mg/mL) es igual a lo excretado, por ejemplo la inulina (polímero de fructosa).
Se utiliza en investigación para medir la velocidad de filtrado. Tampoco se reabsorbe la creatinina.
 Sustancias B. Son sustancias que sufren filtración pero que son parcialmente reabsorbidas en las porciones tubulares de la nefrona. La cantidad excretada por tanto será inferior a la filtrada. Por ejemplo, la urea… Fisiológicamente es lo más frecuente.
 Sustancias C. Son sustancias que al filtrarse y pasar por el túbulo, se reabsorben COMPLETAMENTE debido a que son útiles fisiológicamente. Encontrarlas en la orina es anormal e indicador de patologías. Es el caso de la glucosa.
 Sustancias D. Son sustancias que sufren tanto filtración como secreción, por tanto la cantidad excretada es mayor a la filtrada. Es el caso de algunos ácidos orgánicos como el ácido paraaminobipúrico (PAMHA) que se utiliza para medir el flujo sanguíneo renal.
54 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Estos procesos se encuentran regulados según las necesidades del organismo Filtración glomerular Es un proceso importante a nivel orgánico a pesar de su relativa inespecificidad.
Anatómicamente ocurre en el ovillo capilar glomerular y se produce en dirección al espacio de Bowman, que delimita la cápsula de Bowman en torno al glomérulo. La cápsula de Bowman tendrá dos porciones:  Capa parietal. Delimita el espacio de Bowman y está formado por células planas.
 Capa visceral. Está formada por los podocitos en contacto íntimo con el endotelio del glomérulo.
El filtrado se realiza por una triple capa que se denomina membrana glomerular y está formada por la membrana del endotelio capilar, la lámina basal (fenestrada con amplios poros) y la membrana de los podocitos.
A través de la membrana glomerular se produce el filtrado por el que no caben los elementos formes de la sangre, pero si casi todas las moléculas presentes en la sangre, a excepción de proteínas grandes.
Los podocitos son las células de la capa visceral de la cápsula de Bowman, y están en contacto íntimo con los capilares. Tienen prolongaciones digitiformes (pedicelos) con 55 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal las que abrazan a los capilares, delimitando entre dos pedicelos los orificios o hendiduras de filtración.
La membrana glomerular delimitara orificios de filtración que son responsables en la selectividad al paso de macromoléculas proteicas.
La membrana basal tiene moléculas con carga predominantemente negativa lo que crea una doble selectividad que dificulta enormemente el paso de proteínas, que tiende a 0.
La selectividad del filtrado será por tanto regulada por tamaño (<4 nm se filtra) y por carga eléctrica (los aniones verán dificultado su paso por repulsión de la membrana basal).
La proteína más pequeña de la sangre (seroalbúmina) se filtra en menos de un 2 por 1000 (2%0).
Por la barrera de filtrado tendrán preferencia a la hora de pasar, las moléculas pequeñas y de cargas positivas. Las moléculas de carga neutra tendrán mayor dificultad, y la mayor dificultad la presentarán las moléculas grandes y aniónicas.
La composición del filtrado será muy semejante al plasma pero sin proteínas, ya que las sustancias disueltas de bajo peso molecular y el plasma pasan a través de la barrera de filtración por gradiente de presión hidrostática.
La filtración glomerular se estudia por la técnica de la micropunción. La concentración en el filtrado de las sustancias difusibles (sodio, cloro, bicarbonato, glucosa…) son semejantes a la del plasma.
56 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal El hecho de que las proteínas no se filtren tiene importancia funcional debido a que hay muchas sustancias en el organismo que viajan en sangre unidas a proteínas por lo que su composición en el filtrado es inferior a la del plasma (solo se filtra la porción libre).
El calcio por ejemplo suele ir unido mayoritariamente a proteínas pero una porción circula en plasma en su forma libre. Es esta porción libre la que se filtra, y la fracción unida a proteínas permanece en el circuito vascular, es por eso que la concentración de calcio en el filtrado va a ser mucho menor a la circulante en plasma.
*Clínica* Algunas patologías renales cursan con pérdida de cargas negativas en la membrana glomerular, por tanto se filtrará más fácilmente la seroalbúmina y uno de los principales síntomas será la proteinuria, es decir, encontraremos esta seroalbúmina en la orina.
Además de la proteinuria recordemos que la albúmina era la proteína que mayor presión oncótica generaba, por lo que su pérdida derivaría en una menor osmolaridad del plasma lo que dificultaría la reabsorción de líquido en la porción venosa de los lechos capilares de todo el organismo, y causaría edemas.
El riñón recibe aproximadamente el 25% de la sangre del gasto cardiaco lo cual no corresponde en absoluto con su masa, estando mucho más perfundido de lo que corresponde (0,4% del peso corporal).
El riñón tiene el doble de metabolismo que el cerebro, pero esto no causa por si solo un valor tan amplio de perfusión. El flujo cortical es mayor que el medular y se debe a la misión fundamental del riñón, que es ajustar la composición del plasma. También parte del flujo se destina a la nutrición y excreción del propio riñón.
Con las sustancias de clase C (como el PAMHA) se puede medir la irrigación renal.
Los parámetros en la circulación renal son el flujo sanguíneo renal (FSR) determina la filtración, al ser el sustrato de la misma.
lo que Otro parámetro importante es la fracción de filtración, que es la parte del flujo plasmático que se convierte en filtrado (20%), el resto se dirige a la circulación sistémica vía arteriola eferente. Gran parte de ese 20% filtrado se reincorpora a la sangre de nuevo debido a la reabsorción.
El parámetro principal de medida es la velocidad de filtración glomerular (VFG), y se trata de la cantidad de filtrado por minuto. Viene a ser 125 mL/min en hombres, y algo más baja en las mujeres (115 mL/min). Cada 8 minutos se filtra 1L de plasma sanguíneo, lo cual no guarda relación directa con el flujo urinario debido de nuevo a la reabsorción.
La velocidad de filtración glomerular depende enormemente de la presión hidrostática que encontramos en la arteriola aferente.
57 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Hay una serie de leyes que determinan la filtración glomerular. Este es un proceso pasivo que sigue una serie de leyes naturales:  Ley de Fick. El flujo de filtración a través de la membrana glomerular depende de: La variación de presión se realiza entre las presiones hidrostáticas presentes en el capilar glomerular y la del espacio de Bowman.
 Ley de Starling. “La presión de filtración neta resulta de la suma de todas las presiones hidrostáticas y osmóticas”.
Las proteínas en el compartimento vascular ejercen una presión osmótica en su dirección.
La presión de filtrado se realizará restándole a la presión hidrostática del capilar glomerular, la presión hidrostática del espacio de Bowman y la presión oncótica que tiende a la entrada de agua en el propio capilar: = 60 mm Hg – 18 mm Hg – 32 mm Hg = +10 mm Hg Con 60 mm Hg de presión hidrostática en el glomérulo se conseguirá filtrar 1/5 del plasma aferente. Esta presión puede variar y depende de la presión en la arteria renal (que a su vez dependerá de la circulación sistémica). El resto de parámetros se alteran únicamente en situaciones patológicas.
En una obstrucción de la vía urinaria (litiasis renal) se modificará la presión hidrostática en el espacio de Bowman, lo cual modifica la filtración disminuyéndola.
58 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal En estado de salud, suponiendo que el hígado produzca proteínas plasmáticas normalmente, es normal que se produzcan cambios en la presión capilar del glomérulo cuando varía la presión sistémica por las causas que sean. Esto condicionaría la filtración.
La presión glomerular está asociada al flujo sanguíneo renal, evidentemente, ya que mayor volumen dentro de un vaso implica mayor presión dentro del mismo.
La filtración glomerular dependerá como hemos dicho de la presión hidrostática del glomérulo, y también de la resistencia periférica arteriolar:  Resistencia de la arteriola aferente  Resistencia de la arteriola eferente Es posible modificar el radio del vaso para modificar la presión intraglomerular, actuando sobre el musculo liso de la pared arteriolar.
Si relacionamos la presión arterial con el filtrado glomerular, nos permite observar que un aumento directo de la presión arterial no produce el aumento esperado de la filtración glomerular, es decir, que en un rango de presiones arteriales amplio se debe mantener una filtración constante.
Si en cambio relacionamos el flujo sanguíneo renal con el filtrado glomerular sí que observamos una relación directa, lo cual parece lógico si pensamos que una de las principales funciones del riñón es la de mantener estable la volemia.
A más de 170 mm Hg de presión arterial se produce diuresis por presión a consecuencia de una mayor filtración.
En cualquier porción del árbol vascular el flujo vendrá principalmente determinado por la diferencia de presión entre sus dos extremos, dividido por la resistencia vascular: 59 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal La resistencia normalmente vendrá determinada por el radio del vaso. Para mantener valores de flujo renal constantes, es preciso que a un aumento de presión, se produzca un aumento compensatorio de la resistencia vascular, lo que se realiza graduando la constricción en las arteriolas del glomérulo.
El filtrado glomerular se mantiene constante en un rango de tensiones entre 80-170 mm Hg debido a que también se aumenta la resistencia, y por tanto no varía el flujo sanguíneo renal del cual SI depende directamente el filtrado glomerular.
La resistencia aumenta al modificar vasoconstricción y vasodilatación: el diámetro de la arteriola mediante  Si reducimos el diámetro de la arteriola aferente disminuirá la presión glomerular → Disminuye el filtrado glomerular.
 Si aumentamos el diámetro de la arteriola aferente aumentará la presión glomerular → Aumenta el filtrado glomerular.
 Si reducimos el diámetro de la arteriola eferente, aumentará la presión glomerular → Aumenta el filtrado glomerular.
 Si aumentamos el diámetro de la arteriola eferente disminuirá la presión glomerular → Disminuye el filtrado glomerular.
*Resumen* El radio de la arteriola glomerular aferente es directamente proporcional al filtrado glomerular; si aumenta, también aumentará el filtrado y viceversa.
Al contrario, el radio de la arteriola glomerular eferente es inversamente proporcional al filtrado glomerular.
Se producirá vasodilatación de la arteriola aferente al producirse cambios posturales que disminuyan la presión infracardiaca, y por tanto renal (decúbitos) en los que deseemos mantener igual la filtración glomerular.
Estos son mecanismos compensatorios para evitar que haya un cambio en la velocidad de filtrado glomerular ante acontecimientos triviales.
60 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Regulación de la velocidad de filtrado glomerular Contamos con dos tipos de regulación:  Regulación intrínseca. Realizada por el propio riñón, también se conoce como autorregulación  Regulación extrínseca. Llevada a cabo por el sistema nervioso autónomo y el sistema endocrino.
Regulación intrínseca Permite mantener la velocidad de filtrado en rangos muy amplios de presión sistémica (80-170 mm Hg). Hay dos mecanismos intrínsecos principales:  Regulación miogénica. No es un proceso exclusivo de las arteriolas ni del riñón. Es un proceso corriente en el musculo liso que responde a la distensión (estiramiento) con una constricción. Se da en muchas arteriolas tanto en el riñón como en otros órganos.
Parece ser que la distensión provoca un aumento en la concentración intracelular de calcio lo que promueve la contracción muscular por los mecanismos conocidos.
Un aumento de la presión arterial aumenta la tensión de forma que la arteriola se distiende y sus paredes musculares se contraen.
Si disminuye la presión arterial se da la vasodilatación de la arteriola aferente.
 Aparato yuxtaglomerular. Se da por la actuación de la mácula densa y las arteriolas del glomérulo por un mecanismo de retroalimentación negativa.
61 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Es una estructura funcional que se produce en la corteza renal al aproximarse el túbulo contorneado distal, con la zona de convergencia de las dos arteriolas en el glomérulo. Este conjunto anatómica se denomina aparato yuxtaglomerular.
Las células de la macula densa tienen el Golgi (secretor) orientado hacia la periferia y mirando a las arteriolas, para realizar algún tipo de secreción endocrina.
Las arteriolas cuentan con células yuxtaglomerulares, que son miocitos lisos modificados, mas hinchados con núcleos redondeados y gránulos de secreción que contendrán renina.
Actúa ante variaciones en la presión arterial que modifiquen el flujo sanguíneo renal. En el caso de un aumento de la presión arterial: 1. Aumento del filtrado glomerular. Hasta que se dé el reajuste se da el siguiente paso.
2. Aumento del líquido presente en el túbulo distal, lo que se detecta en la mácula densa en forma de concentraciones crecientes de iones como sodio, calcio o cloruro.
3. Las concentraciones iónicas son reabsorbidas por la mácula densa lo que causa liberación de un vasoconstrictor (adenosina?).
4. El vasoconstrictor liberado por la macula densa provoca contracción de la arteriola aferente, lo que disminuye el flujo y por tanto el filtrado.
En este proceso queda inhibida la secreción de renina.
En el caso contrario, es decir, el descenso de la presión arterial sistémica podremos observar los siguientes pasos: 1. Disminuye el filtrado glomerular y por tanto el flujo por las porciones tubulares de la nefrona.
2. La mácula densa detecta el descenso en la concentración de electrolitos estimulantes.
3. La mácula densa libera una sustancia de acción paracrina (NO?).
4. Las células yuxtaglomerulares ante la sustancia paracrina liberan renina.
5. La renina actúa sobre el angiotensinógeno para dar lugar a angiotensina I 6. La angiotensina I es convertida por la ECA pulmonar en angiotensina II 7. La angiotensina II tiene efecto vasoconstrictor sobre la arteriola eferente lo que aumenta la presión glomerular y el filtrado glomerular.
62 Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología renal Fuera de cierto rango, los mecanismos intrínsecos son ineficaces por lo que se da la diuresis por presión, a la que suele acompañar una natriuresis por presión, lo que aumenta el volumen urinario.
Regulación extrínseca Sobre las células musculares se ejercerá sinapsis nerviosa del sistema nervioso simpático y será una sinapsis α-noradrenérgica. Esta sinapsis causará excitación muscular y vasoconstricción.
Regula el flujo sanguíneo renal y la filtración glomerular en el sentido en el que deseemos, no obstante sobre lo que más influye realmente es sobre el flujo sanguíneo renal, ya que hay receptores mayoritariamente en la arteriola aferente, y algún receptor en la eferente.
El sistema nervioso simpático tendrá un efecto mayoritariamente de reducir el flujo sanguíneo renal, desviando parte de ese caudal sanguíneo hacia otros órganos ante una situación de estrés orgánico.
La acción endocrina aunque sean hormonas circulantes como la adrenalina (médula suprarrenal) que tiene un efecto muy similar al del sistema nervioso simpático. Es una molécula que actúa sobre adrenorreceptores de tipo α con una acción simpaticomimética.
La angiotensina II actúa sobre receptores en la arteriola eferente produciendo un mayor flujo renal y por tanto aumento en la filtración glomerular.
El riñón en una situación de estrés cede el flujo sanguíneo solo temporalmente momento a partir del cual comienza a liberar vasodilatadores propios del tejido renal con acción paracrina que contrarrestará el efecto del SNS para recuperar la perfusión normal.
 Óxido nítrico (NO)  Bradiquinina  Prostaglandinas Aclaramiento renal En la práctica clínica el término “función renal” se equipara con filtrado glomerular, y se mide frecuentemente como aclaramiento de creatinina.
El aclaramiento renal de cualquier sustancia (X) nos da una idea de la efectividad del riñón para eliminar una sustancia concreta del plasma.
Se obtiene mediante una fórmula: La depuración o aclaramiento plasmático de una sustancia es el volumen del plasma del cual se elimina esa sustancia a su paso con el riñón, es decir, la concentración de esa sustancia determinada en el plasma tras su paso por el riñón. Se expresa en volumen.
63 Alberto Gómez Esteban Alberto Gómez Esteban Fisiología II El aclaramiento renal se mide cuando una sustancia se filtra pero no se reabsorbe como era el caso de la inulina (polímero de fructosa).
En condiciones normales en vez de inyectar una sustancia exógena se observa el aclaramiento renal mediante el análisis de los niveles de creatinina. La creatinina que aparece en el túbulo es filtrada en un 90% pero también es secretada en un 10% por lo que no es la sustancia perfecta para medir el aclaramiento (el volumen final de la creatinina es mayor que el filtrado).
Se observa un aumento de la creatinina en sangre con la edad, asociado a la destrucción de nefronas ya mencionada a partir de los 40 años.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban Tema 9. Funciones tubulares Reabsorción y secreción tubular de la nefrona.
Introducción La reabsorción es el proceso de devolver al torrente sanguíneo sustancias necesarias que se habían filtrado inespecíficamente en el glomérulo.
La secreción quiere decir que en el proceso de filtración no se ha excretado todo aquello que es preciso depurar, y sirve para concentrar más los desechos de la orina que aquellos que circulan en el plasma.
La elaboración de la orina es un proceso muy laborioso regulado por transportadores que se encargan de aumentar por secreción sustancias que se desea desechar y eliminar rápidamente. Es muy importante la eliminación de potasio y H+ para evitar la tendencia a la acidosis.
La reabsorción sirve para reincorporar sustancias que no es preciso eliminar, por ejemplo 125 ml/min de agua que se reduce finalmente a 1-2 ml/min de agua en el volumen de orina final.
Excreción = Filtración – Reabsorción + Secreción Alberto Gómez Esteban Fisiología II Anatomía microscópica Para que se produzca la reabsorción, la sustancia provendría de la luz del túbulo donde se encuentra el filtrado, y debería atravesar las células del epitelio tubular.
Las células epiteliales del túbulo contorneado tienen dominios apicales distintos de los basolaterales.
En el dominio basal de la célula epitelial se encontrará el intersticio de poco grosor y el capilar peritubular.
Para que se produzca la secreción, el camino que deberían recorrer las sustancias es lógicamente el inverso que para la reabsorción.
Una sustancia que se mueva a través de un epitelio lo puede hacer de dos formas:  Vía paracelular. A través de las uniones estrechas entre dos células epiteliales.
Es una vía rápida para el movimiento de sustancias por difusión hacia el medio interno, como agua e iones.
A partir de cierta porción tubular hablamos de que en el no hay permeabilidad al agua por difusión (no existe reabsorción de agua). Hacia el interior de la médula, desde el asa de Henle ascendente, no hay permeabilidad al agua a través de la vía paracelular.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II  Vía transcelular. Se produce del dominio apical al domino basolateral pasando por el interior de la célula. Muchas sustancias se transportan por este medio. Se lleva a cabo por medio de transportadores.
El epitelio tubular es muy similar al epitelio del intestino delgado en cuanto a la reabsorción, que se equipara a la absorción de nutrientes intestinal.
Un parámetro interesante relacionado es el transporte tubular máximo (Tm) que es la capacidad máxima para transportar una sustancia mediante un transportador proteico de membrana.
La carga tubular es la cantidad de una sustancia que se incorpora al túbulo por filtración.
La glucosa es una molécula orgánica moderadamente grande, hidrosoluble y se transporta por la vía transcelular para reabsorberse (en condiciones normales se reabsorbe en un 100%). Es una molécula que se filtra fácilmente en el glomérulo y se reabsorbe de inmediato en el túbulo proximal.
Al usar transportadores depende de la concentración de estos en las membranas celulares, es decir, que cuanta más glucosa se filtra, más reabsorbe, pero con el límite de llegar a saturar los transportadores de glucosa, es decir, es un proceso saturable, por lo que si se supera el transporte máximo para la glucosa, esta aparecerá en orina.
Los transportadores de glucosa son activos (SGLT) de cotransporte con sodio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La glucosuria es anormal, por tanto lo tomaremos como parámetro diagnostico de ciertas patologías como la diabetes que indiquen una glucemia muy elevada ya que observamos en la gráfica que comenzamos a tener glucosuria a partir de una glucemia de 600 mg/dL, (parámetros normales 60-120 mg/dL).
La membrana de filtración es un tamiz de selección de sustancias catiónicas y de pequeño tamaño que también depende directamente de la presión intraglomerular. El transporte tubular es más selectivo que la filtración.
Los tipos celulares del epitelio tubular varían según la región en la que nos encontremos, y tendrán distinta capacidad de reabsorción.
Según vamos avanzando por el túbulo la permeabilidad al agua disminuye gradualmente, hasta llegar al comienzo de la porción ascendente del asa de Henle en la que no existe permeabilidad al agua.
Las sustancias que se reabsorban por la vía transcelular dependen de la existencia de transportadores para dichas sustancias, mientras que las sustancias que se reabsorban pasivamente mediante la vía paracelular dependerán de los gradientes electroquímicos que encontremos a lo largo del túbulo.
Túbulo contorneado proximal El túbulo proximal se encuentra inmediatamente tras el glomérulo y se da la una reabsorción masiva de agua de toda la que se filtra en el glomérulo (125 mL/min → 44 mL/min) es decir, se reabsorbe el 65% de agua. También se reabsorberá sodio por ósmosis. El agua siempre se reabsorberá junto con otros solutos.
 Activamente se reabsorbe la glucosa, aminoácidos, lípidos, etc…  Los aminoácidos se reabsorben de forma muy similar a la glucosa (cotransporte asociado al sodio).
 Las proteínas se filtran muy mal, pero aquellas proteínas plasmáticas pequeñas que se filtran, también se reabsorben totalmente en el TCP por pinocitosis. Dentro de la célula epitelial son degradadas y pasan en forma de aminoácidos a la sangre.
Es un túbulo muy contorneado lo que aumenta mucho su superficie de absorción.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II *Resumen* La reabsorción será de las siguientes sustancias:  Na+. Por transporte activo junto con otra sustancia  Aniones. Por gradiente electroquímico  Agua. Por ósmosis junto con otros solutos reabsorbidos En el túbulo proximal también se secretan sustancias que no se habían filtrado en el glomérulo:  Metabolitos (sales biliares, creatinina, urato)  Tóxicos y aditivos  Fármacos (penicilina) Estas sustancias secretadas comienzan a estar más concentradas de lo que estaban en el plasma.
Asa de Henle Las porciones finas tienen menos ATP en su citoplasma que el túbulo proximal, por lo que el transporte activo estará más limitado.
La permeabilidad al agua disminuye, dándose una reabsorción de agua del 15% e igualándose por tanto la osmolaridad del “filtrado” y del intersticio. A partir de esta porción vemos aproximadamente un flujo de 20 mL/min de los 125 mL/min originales.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II En la porción ascendente no se reabsorbe agua, y a partir del mismo, en principio si se produce reabsorción de electrolitos, el producto de excreción va quedando progresivamente diluido (orina hipoosmolar).
En el asa gruesa de Henle y la primera mitad del túbulo distal observamos el transporte activo de sales (Na+, Cl-, Mg2+, Ca2+) por lo que el líquido se vuelve hipoosmótico. Existe un transporte electroneutro de 2Cl- → Na+ + K+.
La rama ascendente genera un gradiente de concentración salina en la que el intersticio tendrá mayor concentración (osmolaridad) que el líquido del interior del túbulo.
Túbulo contorneado distal y túbulo colector En el túbulo colector corticomedular observamos secreción de cationes mediada por los dos principales tipos celulares:  Células principales. Secretan K+  Células intercalares. Secretan H+ En este segmento tubular observamos la concentración osmolar de la orina.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II *Resumen* Reabsorción de agua El agua se reabsorbe por difusión simple (transporte pasivo) por la vía paracelular en distintas proporciones según los segmentos del túbulo renal y la osmolaridad del líquido:  Túbulo proximal. Reabsorción del 65% del agua sin regulación. Se da la reabsorción osmótica obligada siguiendo al Na+  Asa de Henle. Reabsorción del 15% sin regulación. Reabsorción obligada en la rama descendente siguiendo al Na+ que sale de la rama ascendente por transporte activo.
 Túbulo distal y túbulo colector. Reabsorción del 20% del agua regulada por ADH (vasopresina). Esto regula la osmolaridad extracelular.
En la porción ascendente del asa de Henle tenemos un transporte activo de sales lo que disminuye la osmolaridad del túbulo y aumenta la del intersticio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 10. Mecanismos de concentración y dilución de orina Introducción En la orina se reabsorbe el 80% del agua debido a que a lo largo de un día se filtra varias veces el total del volumen plasmático. En condiciones no extremas por tanto el flujo de orina creada es de aproximadamente 1 mL/min.
A partir de la porción ascendente del asa de Henle existe impermeabilidad a la reabsorción de agua, pero en el túbulo colector tenemos reabsorción dependiente de ADH.
El humano puede formar una orina muy diluida (50 mOsm) más incluso que el plasma, en situaciones en las que existe excedente de agua. Este es el máximo de dilución alcanzable en condiciones de normalidad.
En el otro extremo, el humano es capaz de concentrar la orina 4 veces a 1200 mOsm (es el límite fisiológico). Esta orina se producirá en situaciones en las que sea inadecuado excretar agua.
Normalmente la concentración de la orina será intermedia.
La formación de orina definitiva se basa en 4 pasos: 1. Filtración glomerular en la que se produce una reabsorción y una secreción obligatoria de deshechos en el túbulo proximal.
2. Generación de un gradiente osmótico en el asa de Henle 3. Reabsorción y secreción reguladas en el asa gruesa ascendente y en el túbulo distal.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II En el asa ascendente tenemos la reabsorción regulada de iones que se bombean al intersticio.
4. Reabsorción de agua en el túbulo colector regulada por ADH. Se regula el pH y la concentración de sustancias en el colector. Este líquido es la orina.
Dilución de orina Se basa en la reabsorción de sales en el asa ascendente, pero no de agua. Esto se necesita cuando se da un consumo excesivo de líquido el cual se debe eliminar.
La osmolaridad urinaria se reducirá constantemente desde la porción ascendente del asa de Henle.
Estos mecanismos de dilución se producen en ausencia de ADH.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Concentración de orina Se da en situaciones en las que perder agua es un fallo homeostático. La antidiuresis total es imposible fisiológicamente debido al aumento de la osmolaridad plasmática, por esto, lo que debe ocurrir es una disminución de la diuresis.
Requiere una serie de características:  Intersticio medular muy hipertónico (1200 mOsm). La corteza renal en cambio es muy isotónica debido entre otras cosas a su gran flujo sanguíneo.
 Actuación del mecanismo multiplicador de contracorriente (MMCC) que se da en el asa de Henle, lo que requiere asas de Henle muy largas que solo encontramos en nefronas yuxtamedulares.
 Actuación de hormona antidiurética (ADH). Aumenta la permeabilidad al agua del túbulo colector, lo que permite que se iguale la osmolaridad de la orina y del intersticio.
La concentración de la orina se va a dar en una serie de pasos: 1. Filtración del plasma y generación de una osmolaridad dentro del túbulo 2. Hipertonicidad en el asa descendente debido al gradiente creado en el asa de Henle ascendente.
3. Sucesivos pasos hacen que la tonicidad del intersticio aumente debido al bombeo de sales desde el asa ascendente de Henle.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Todo esto va encaminado a elevar la tonicidad del intersticio.
Las asas largas son capaces de reabsorber sodio al intersticio para multiplicar la tonicidad del intersticio.
El tercer requisito era disponer de ADH que permitía la reabsorción de agua en el túbulo colector, permite que se iguale la osmolaridad del líquido tubular con la del intersticio concentrado.
Los 1200 mOsm no se consiguen solo con sales, sino que también se necesita urea en el intersticio. La urea proviene del metabolismo de proteínas, y se ha observado que una persona con hipoproteinemia produce poca urea, y tiene poca capacidad para concentrar la orina.
Aunque se reabsorba la urea que es un metabolito de desecho, esto sirve para conseguir que se concentre en la orina normal.
La osmolaridad de la orina saliente se estabiliza al final del túbulo colector medular.
La concentración de la orina es imposible que sea mayor que en el intersticio, como es lógico. El mecanismo multiplicador tenía como objetivo el depósito salino para que si el túbulo colector es máximamente permeable al agua, tenga la misma osmolaridad.
En presencia de ADH en el túbulo colector medular se activan canales de difusión de la urea que hacen que ésta se deposite en el intersticio, concentrándolo.
La urea también se secreta en el asa ascendente de Henle en su porción fina, mediante el transportador UTA2. Esto produce la recirculación del 50% de la urea a lo largo de los túbulos a partir del asa de Henle.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El efecto del intersticio hipertónico no serviría de nada si tuviéramos capilares transversales que lavaran el intersticio, por eso en la médula existe una irrigación especial que evita la remoción de osmoles del intersticio por sus características. Estas serán las siguientes: 1. La cantidad de flujo sanguíneo medular es muy pequeña, del orden de 1-2% del flujo sanguíneo total del riñón.
2. Los capilares de los vasos rectos funcionan como sistemas intercambiadores de contracorriente, es decir, siguen al asa de Henle imitando su forma de “U” en su recorrido dándose dos sucesos: I.
Capilar descendente. Aumentan las concentraciones salinas en el intersticio por lo que el plasma exuda agua y capta sales. La concentración alcanza un máximo en la parte intermedia del capilar.
II.
Capilar ascendente. Disminuyen las concentraciones salinas en el intersticio por lo que el capilar capta agua y expulsa sales pasivamente hacia el intersticio Como resultado tenemos que al final la tonicidad del capilar es muy parecida al entrar que al salir del asa de Henle, manteniéndose así la osmolaridad del intersticio medular renal.
Los sistemas de contracorriente de la medula serán los responsables por tanto del mantenimiento del intersticio hipertónico. Las asas de Henle largas de las nefronas yuxtamedulares son las que establecen esa concentración. Esto requiere un transporte activo de sales por parte de las células tubulares en dirección al intersticio Alberto Gómez Esteban Fisiología II El intercambiador de contracorriente de los vasos rectos mantiene la osmolaridad del intersticio pero no la crea. El capilar realiza sus intercambios por difusión y no por transporte activo.
Los túbulos colectores de todas las nefronas usan ese gradiente para crear una orina de concentración variable dependiendo de la cantidad de poros que tenga el túbulo colector para el agua.
La osmolaridad en los túbulos renales variara de la siguiente forma: Mecanismo de acción de la ADH La vasopresina u hormona antidiurética (ADH) se secreta a la sangre desde la neurohipófisis. Es un péptido de acción hormonal que se sintetiza en el núcleo supraóptico del hipotálamo y se traslada mediante transporte axonal a la neurohipófisis donde se almacena hasta que es secretada.
El papel biológico de la hormona antidiurética es conservar el agua en el cuerpo. La secreción de ADH provocara una retroalimentación negativa con este fin. Se secreta en cantidad directamente proporcional a la osmolaridad del plasma.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El mecanismo de acción de la ADH se activa cuando ésta llega al receptor V2 del túbulo colector, lo que motiva la traslocacion de aquaporinas 2 por las que entra agua que sale al intersticio por aquaporinas 3.
Una persona que no sintetice ADH o que no tenga receptores V 2 en los túbulos produce un gran volumen urinario y tienen una afectación conocida como diabetes insípida. El tratamiento es sencillo con vasopresina.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 11. El riñón en la composición y el volumen y el medio interno Introducción El riñón a la hora de filtrar el plasma puede regular las concentraciones liberadas en orina según las necesidades fisiológicas del organismo.
A lo largo del túbulo existe una reabsorción obligada de agua en el túbulo proximal y la mitad proximal del asa de Henle y una reabsorción facultativa en el túbulo colector, regulada por ADH, la cual se secreta según las necesidades de agua del organismo.
Hay enfermedades que cursan con diuresis osmótica, y aunque se produzca suficiente ADH, la presencia de solutos osmóticamente activos promueve la diuresis masiva.
En resumidas cuentas el agua (disolvente) y la osmolaridad corporal ligada al sodio se regulan principalmente de dos formas: 1. Sistema de osmorreceptores-ADH 2. Mecanismo de la sed En general los animales beben el agua precisa para devolver la normalidad a sus valores homeostáticos.
Ambos sistemas funcionan coordinadamente para mantener la osmolaridad y la volemia en estado de salud.
Sistema de osmorreceptores y ADH El principal regulador de la osmolaridad se encuentra en el hipotálamo y responde a la osmolaridad plasmática. El primer sistema osmorreceptor se debe a que en el hipotálamo anterior existen unas neuronas que actúan como osmorreceptores (estimulo osmótico de bajo umbral) que cuando se activan sinaptan con neuronas magnocelulares que tienen axones que llegan a la neurohipófisis desde donde liberan sus hormonas.
El cuerpo celular de las hormonas magnocelulares se encuentra en el hipotálamo pero la secreción a sangre se realiza dese la neurohipófisis.
La ADH actúa sobre los receptores V2 de los túbulos colectores de la nefrona, lo que causaba la traslocacion de aquaporinas 2 desde el Citosol a la membrana del túbulo, y asi se producía el transporte transcelular de agua hacia el intersticio medular.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La pérdida de líquido por nauseas o la presencia de nicotina o morfina en sangre estimulan también la secreción de ADH. La ingesta de alcohol inhibe la ADH.
Mecanismo de la sed El mecanismo de la sed se activa por regiones subcorticales que van a actuar de forma instintiva en la regulación del agua corporal. La sed responde también a un aumento de osmolaridad, y es más sensible a la hipovolemia y a los niveles de líquido plasmático debido a que el centro de la sed recibe aferencias de barorreceptores (senos carotideos y aórticos).
En situación de hipovolemia se estimulan los centros de la sed debido a:  Aumento de osmolaridad o natremia  Disminución de la volemia (p.e. en hemorragia)  Sequedad de boca o esófago  Presencia en sangre de angiotensina II Alberto Gómez Esteban Fisiología II La sed es el deseo consciente de beber agua. El ser humano tiende a beber de forma preventiva, y su ingesta de agua también responde a convenciones sociales.
La sed se alivia cuando la boca y el esófago están hidratados, aunque el agua no haya llegado aún al medio interno.
Entre los dos mecanismos se mantiene la osmolaridad y la natremia en valores normales. Aunque se ingiera mucha mayor concentración de sodio diaria, se mantienen los niveles en relativa normalidad debido a la actuación de estos sistemas.
Regulación de la composición del plasma Cuando hablamos de osmolaridad, aunque las más influyentes en este parámetro son las sales sódicas, también existen muchos otros tipos de iones que a la hora de realizar la reabsorción tubular deben ser tenidas en cuenta.
Es necesario regular cada ion de forma independiente debido a que realizan funciones vitales y muy diferentes. El control especifico se realiza muchas veces de forma hormonal (acelerando o disminuyendo la velocidad de transporte, etc…).
En todo momento vamos a tener una importante reabsorción iónica en el túbulo proximal, la cual puede regularse ligeramente. La regulación fina se lleva a cabo en las porciones distales de forma similar a como hacíamos con el agua.
La mayor parte del sodio se reabsorbe, y está regulado por las concentraciones de angiotensina II, de adrenalina, y por la noradrenalina del sistema nervioso simpático.
Siempre que difunde sodio en una región permeable, el agua siempre va a seguir al sodio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Es importante la actuación de adrenalina y la noradrenalina en situaciones como la hemorragia. Si aumentamos la natremia plasmática en estos casos, éste atraerá osmóticamente al agua y de este modo se mantendrá la volemia lo mejor posible.
En la porción ascendente del asa de Henle tenemos un transporte activo de sales con canales que regulan el sodio, cloruro y potasio. El cloruro suele ir muy ligado al sodio para electroneutralizarlo.
En el túbulo distal y colector que es donde la reabsorción es más variable y regulada, la reabsorción de sodio es aumentada por la aldosterona.
La aldosterona también deriva del mecanismo renina-angiotensina, aumenta la reabsorción de sodio y por tanto regula la presión arterial a largo plazo al aumentar la reabsorción de agua y sodio hacia el torrente sanguíneo.
En varias regiones a la vez que se produce la reabsorción de sodio, se produce una secreción de potasio para regular la natremia. Esto ocurre en secreciones sensibles a la aldosterona.
La aldosterona es un mineralocorticoide que se produce en la zona más externa de la corteza suprarrenal (zona glomerular). Esta hormona entre otros agentes reguladores tiene el potasio en el LEC. Es una hormona que forma un par de retroalimentación negativa.
El potasio se filtra igualmente con mucha facilidad y gran parte se reabsorbe en el túbulo proximal, y de forma menos marcada en el asa ascendente de Henle (bombas). La regulación fina se da en regiones terminales y se intercambia en dirección contraria al sodio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Una de las zonas de eliminación de potasio es la orina, y en zonas donde se forme orina se aumentara la excreción de potasio y la reabsorción de sodio. Este trasiego se realiza en las células principales que observamos en las zonas distales del TCD y en el túbulo colector.
En esta gráfica observamos que los niveles de sodio no son tan regulados por la secreción de aldosterona, sino que principalmente se realiza por otros mecanismos.
El péptido natriurético auricular (PNA) realiza la acción contraria al estimular la natriuresis o excreción de sodio. Si aumentamos la excreción de sodio también aumenta la excreción de agua lo que causa un descenso de la presión arterial. Esto se realiza inhibiendo la reabsorción de Na+ y con esto inhiben también la reabsorción de H2O.
El PNA responde ante un aumento de presión arterial (distensión cardiaca a nivel de las aurículas) debido a la volemia. Esta hormona también inhibe la secreción hipofisaria de ADH.
También se conoce el péptido natriurético cerebral (PNB) que se produce principalmente en los ventrículos cardiacos, y es semejante al PNA.
Una molécula de producción local en el túbulo distal y colector es la urodilatina con efectos similares a las anteriores.
El calcio se reabsorbe por niveles altos de parathormona (PTH) a nivel del asa gruesa de Henle y primera mitad del TCD. La PTH es una hormona hipercalcemiante. Esto mantiene los niveles de calcio EN SANGRE para realizar acciones fundamentales en el organismo (liberación de neurotransmisor, contracción cardiaca…).
En el túbulo proximal la reabsorción de calcio se lleva a cabo por difusión paracelular.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La reabsorción de fosfato es inhibida por niveles altos de PTH. En caso de que tengamos baja calcemia, se inhibe la reabsorción de fosfato para evitar la cristalización de calcio y fosfato en el hueso.
Sistema renina-angiotensina-aldosterona Lo normal es que la liberación de angiotensina también actué a nivel de la corteza suprarrenal y causa la liberación de aldosterona.
Cuando este sistema se activa aumenta la presión arterial a muchos niveles. La angiotensina II es un potente vasoconstrictor que regula la antidiurética y el mecanismo de la sed.
El sistema renina-angiotensina actúa principalmente a nivel del riñón, como producto de las células yuxtaglomerulares. La angiotensina II se forma gracias a la ECA del endotelio pulmonar.
Una bajada de tensión arterial es grave a nivel sistémico ya que causa una falta de riego cerebral y provoca isquemia que puede resultar en sincope.
Las células yuxtaglomerulares actúan como barorreceptores (NO LO SON), ante la escasez de líquido en la mácula densa del TCD, produciendo renina (actividad enzimática).
Muchos de los mecanismos de la regulación de la presión a la hora de bajarla va a ser actuando a nivel de distintas porciones de la nefrona.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 12. Fisiología de los uréteres y de la vejiga urinaria. Micción Introducción La micción es el proceso que hace que la vejiga se vacíe cuando está llena y se produce por la contracción del musculo detrusor de la vejiga, aumentando la presión y disminuyendo el volumen intravesical para causar la salida de orina por la uretra.
La micción consta de dos partes: 1. Llenado de la vejiga urinaria 2. Reflejo de la micción y actuación del musculo detrusor.
Llenado vesical Dentro del riñón existen regiones con tejido muscular que responden a la distensión provocando el movimiento de la orina. En los cálices y en la pelvis renal cuando se produce una acumulación de líquido, se da la respuesta por estiramiento con una contracción que impulsa la orina en dirección al uréter.
La posición de entrada de los uréteres en la vejiga urinaria impide la regurgitación de orina, es decir, hace que la orina sea unidireccional en sentido a la vejiga. Esto se debe a la entrada oblicua de los uréteres, y a que el musculo circular de la vejiga formará una especie de esfínter.
El musculo del uréter se encuentra inervado por el sistema nervioso autónomo. Cuando se debe producir el llenado de la vejiga se activan las fibras del SNPS que estimulan el peristaltismo del uréter en dirección a la vejiga.
Reflejo de la micción El reflejo de la micción se da por parte de la vejiga urinaria que se contrae lo que causa la salida al exterior de la orina. Es un reflejo medular (L1-S4) aunque hay un componente voluntario que se produce a partir del momento en el que una persona puede regular sus esfínteres y se genera en la corteza cerebral.
El reflejo de la micción y el de la defecación son muy similares y su control se adquiere un tiempo tras el nacimiento.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban La salida de orina al exterior se encuentra regulada por un doble esfínter:  Esfínter uretral interno. Involuntario (SNA)  Esfínter uretral externo. Voluntario (SN Somático) El musculo voluntario viene regulado desde el bulbo raquídeo, pero también cuenta con eferencias que parten de la corteza para dar lugar a una regulación consciente.
La inervación simpática estará activada durante el proceso de llenado y va a existir en la unión neuromuscular el neurotransmisor simpático que es la noradrenalina.
Sobre el músculo detrusor va a tener receptores β-adrenérgicos inhibitorios permitiendo el llenado, y en el músculo interno tendrá receptores α-adrenérgicos estimulantes, permitiendo un cierto tono esfinteriano que evita la micción.
El sistema nervioso neurotransmisores: parasimpático favorecerá la micción liberando dos  Acetilcolina (receptores muscarínicos). Contraen el musculo detrusor para que salga la orina  NO. Relaja el esfínter interno.
Cuando el individuo detecta el deseo de micción en la corteza voluntaria, manda la orden de contracción hacia el esfínter externo lo que condiciona el proceso a las decisiones voluntarias procedentes de la corteza cerebral.
Las fibras somáticas del nervio pudendo son las responsables de la contracción del esfínter externo.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La micción se debe a la activación parasimpática y a que la corteza decida liberar el esfínter uretral externo.
El grado de tensión del musculo detrusor se puede medir mediante un cistometrograma que consiste en producir en el individuo un vaciamiento completo de la vejiga y posteriormente ir introduciendo volúmenes de agua conocidos para medir las presiones en cm H2O según producimos este llenado.
El aumento de presión final será el que provoque el deseo de micción (a partir de las contracciones miccionales).
La vejiga es un tejido elástico con una pared de musculo liso que aumenta de volumen si se da un aumento de contenido. Esto sigue la ley de Laplace, que enuncia que si la tensión aumenta también lo hace el radio, por lo que la presión no aumenta realmente hasta que el radio del órgano es relativamente estable.
En mujeres el vaciado total de la vejiga se ve favorecido por la gravedad, mientras que en hombres el vaciamiento total de la vejiga se da por contracciones del musculo bulbouretral.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 13. Equilibrio ácido-base Introducción La concentración fisiológica de hidrogeniones en sangre es muy baja en comparación con la de otros metabolitos, y esto se debe a que está muy regulada por su importancia funcional.
Diariamente por el metabolismo se producen grandes cantidades de protones, que pueden deberse a:  Dieta  Metabolismo  Pérdida de bases (HCO3-) por las heces La fuente principal de ácido es el ácido carbónico que se produce al reaccionar CO2 con el agua gracias a la enzima anhidrasa carbónica que encontramos en muchas células y epitelios de nuestro organismo. El H 2CO3 se considera un ácido volátil que es poco estable y se descompone en bicarbonato (HCO3-) y protones (H+).
El metabolismo de los aminoácidos puede dar lugar a ácidos inorgánicos como el ácido sulfúrico (H2SO4) o ácido fosfórico (H3PO4).
Por último el metabolismo de las grasas da lugar a ácidos orgánicos que son los ácidos grasos.
También al darse un metabolismo incompleto de hidratos de carbono en anaerobiosis que dé lugar a ión lactato y protones a partir del ácido láctico. Esta situación es propia de ejercicio anaerobio e isquemias tisulares.
La oxidación incompleta de grasas de lugar a cuerpos cetónicos (ácido acetoacético y βhidroxibutirato). Esto se puede dar en caso de ayuno, diabetes mellitus y alcohólicos.
Las células producen protones en el metabolismo que se combinan con el bicarbonato del plasma (principal tampón extracelular) que los neutraliza. En los pulmones el bicarbonato se convierte en CO2 + H2O que es eliminado en la ventilación (¿en presencia de anhidrasa?).
No todo el ácido es convertible en CO2 por lo que los riñones deben excretar tanto ácido como el ácido no volátil que ingresa a lo largo de un día.
Los riñones también deben compensar la pérdida de bicarbonato filtrado.
Es preciso compensar la excreción diaria de ácido neta (EAN) que es la excreción de protones en forma de ion amonio y la acidez titulable en forma de ácido fosfórico y también es considerado como que aumenta la acidez la pérdida urinaria de bicarbonato.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II EAN = Excreción (NH4+) + Excreción (H3PO4) – Pérdida (HCO3-) Regulación del equilibrio ácido-base El equilibrio ácido-básico debe estar muy compensado igualando las entradas y las salidas.
El medio interno debe tener un pH muy constante ya que desajustes pueden producir cambios en la concentración extracelular de potasio (se intercambian protones por potasio en la nefrona). El potasio es un importante agente a la hora de la transmisión nerviosa.
El pH también es importante que se mantenga en límites fisiológicos ya que altera la conformación de proteínas lo que a su vez puede inutilizarlas. Estas proteínas a las que altera son enzimas, canales, etc… El pH del plasma es de 7,4:  pH < 7,37 → Acidemia  pH > 7,42 → Alcalemia 6,8 > pH < 8 → No es viable para la vida Para regular el pH el organismo actúa a tres niveles:  Sistemas tampón. Son sustancias amortiguadoras que son ubicuas y mantienen el pH en rangos fisiológicos. Actúa en segundos sobre desajustes pequeños y locales de pH.
 Centros respiratorios. Modifican la ventilación y la frecuencia respiratoria cuando detectan variaciones de pH. Actúa en rangos de tiempo de minutos a horas.
 Riñón. Se encarga de eliminar hacia fuera el exceso de ácido o de base. Muchas veces es el mecanismo definitivo pero es muy lento, y dependiendo del grado de desorden en la acidez va de horas a días.
El pH de la orina sí que tiene un rango muy amplio dependiendo de lo que se debe eliminar. Este pH va de 4,5  8. Puede ser un poco alcalina o bastante ácida, lo que se debe a que la tendencia metabólica tiende a producir más ácidos que bases, y por ello se deben eliminar más protones que radicales hidroxilo.
El pH más frecuente de la orina ronda el 6.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Sistemas tampón Amortiguan la acidez y la alcalinidad neutralizando esas sustancias mediante otras que pueden aceptar-ceder protones según si la perturbación a la que se enfrentan es ácida o básica. No eliminan el protón del organismo, pero lo captan y por ello lo “retiran” de la circulación.
Los principales tampones son:  Intracelulares  Fosfato (Na2HPO4  Na2H2PO4)  Proteínas (hemoglobina)  Urinario  Fosfato  Amoniaco (NH3 / NH4+). Es el más importante en orina  Plasma  Proteínas plasmáticas  Bicarbonato El bicarbonato es el principal tampón extracelular: Los dos componentes están regulados. El bicarbonato esta principalmente regulado en el riñón y el ácido carbónico por el pulmón en forma de CO 2.
Mecanismo respiratorio El ácido carbónico se considera un ácido volátil dada su fácil conversión en CO2.
El centro respiratorio bulbar estará regulado por la presencia de acidez, pero no directamente, sino que el CO2 pasa la barrera hematoencefálica como si ésta no existiera y una vez en el liquido cefalorraquídeo se convierte en ácido carbónico. Este aumento de hidrogeniones estimula la respiración para eliminar el CO2 sobrante.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Diariamente se elimina respiratoriamente más ácido potencial que el que elimina el riñón, debido a que el CO2 es el metabolito que más se produce y elimina en el organismo.
Cuantitativamente la eliminación del ácido volátil es muy importante diariamente.
El mecanismo respiratorio sí elimina protones pero no corrige la acidez tanto como lo hace el riñón. Es un mecanismo a medio plazo.
Mecanismo renal La eliminación urinaria se adapta finamente al pH sanguíneo. El riñón es el mecanismo de normalización de pH más lento pero también más potente y eficaz. Si la perturbación de pH finaliza el riñón es el responsable último de la regulación de pH.
El riñón regula el pH mediante la reabsorción variable de bicarbonato y la secreción activa de hidrogeniones, cosa que hará a la vez en sus regiones tubulares distales.
Las células intercaladas del túbulo colector se encargan de secretar protones al interior del túbulo, y de reabsorber bicarbonato hacia el intersticio.
La reabsorción del bicarbonato es variable, y dependiendo del pH se absorbe más, menos, o directamente no existe reabsorción (en caso de alcalosis). En condiciones normales la célula intercalada reabsorbe bicarbonato.
En caso de alcalosis las células intercaladas no solo no reabsorben bicarbonato, sino que lo excretan. Esta excreción va acompañada por un intercambio de protones por potasio, que se excreta en forma de bicarbonato potásico (KHCO3). Los protones lógicamente se reabsorberán.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Si el pH baja, las células intercaladas de las porciones finales secretan protones en contra de gradientes muy potentes (1:1000) para eliminar la acidez del medio interno.
Por cada protón excretado se forma una nueva molécula de bicarbonato por efecto de la anhidrasa carbónica de los túbulos. El bicarbonato se intercambia por cloruro para ingresar en sangre.
En el túbulo se secretan protones de dos formas:  Contratransporte junto al sodio (Na+H+)  Bomba H+ (con gasto energético) Los protones una vez excretados, en la orina los podemos encontrar a su vez de varias formas:  Protones libres (en escasa medida)  Unidos a fosfato (H2PO4-). El tampón fosfato se encuentra en el líquido tubular como resultado del proceso de excreción y reabsorción.
Este fosfato es aquel que se filtra y no se reabsorbe como resultado al ajuste de las necesidades corporales, y de paso puede tamponar protones (no es su función principal).
 Unidos a tampón amonio (NH4+). El amoniaco que encontramos en el túbulo suele ser producto de las propias células tubulares de la nefrona a partir de glutamina. Este metabolismo es regulable y puede aumentar en acidosis.
El NH3 si que difunde de las células tubulares hacia el túbulo, pero el ion amonio no es difusible y no puede revertir hacia el interior de la célula.
*Recordatorio* Como vimos en el tema anterior, el fosfato era excretado por efecto de la PTH ante niveles bajos de calcemia, para evitar que ambos compuestos cristalizaran en el hueso, y no hubiera suficiente calcio para que cumpliera el resto de funciones necesarias.
El fosfato que se excretaba en estas circunstancias es el que se utiliza para neutralizar protones como función secundaria.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La restauración del pH sanguíneo en última medida siempre requiere la corrección de los procesos que produjeron dicha alteración.
La principal compensación respiratoria se da en desajustes metabólicos y la principal compensación renal se da ante desajustes respiratorios.
La orina es el liquido de excreción con todos sus componentes perfectamente regulados.
En clínica es preferible utilizar orina que lleve mucho tiempo retenida en la vejiga ya que contiene sedimentos que ayudaran a evaluar la normalidad del riñón, y que contendrá más información sobre el desempeño normal del riñón y además más elementos anormales de haberlos.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología II Alberto Gómez Esteban Bloque III Fisiología digestiva  Tema 14. Componentes y funciones del aparato digestivo  Tema 15. Inervación del tubo digestivo  Tema 16. Masticación y deglución o Tema 17. Motilidad gástrica  Tema 18. Motilidad del intestino delgado  Tema 19. Motilidad del intestino grueso  Tema 20. Secreciones salivares  Tema 21. Secreción gástrica  Tema 22. Secreción pancreática  Tema 23. Secreción biliar  Tema 24. Digestión y absorción gastrointestinal (I)  Tema 25. Digestión y absorción gastrointestinal (II)  Tema 26. Digestión y absorción gastrointestinal (III)  Tema 27. Alimentación y nutrición. Obesidad Fisiología II Alberto Gómez Esteban Tema 14. Componentes y funciones del aparato digestivo Introducción El aparato digestivo se compone de:  Tubo digestivo  Glándulas anejas El tubo digestivo es un tubo con ensanchamientos que comienza en la boca y termina en el ano. Se compone a su vez de: 1. Boca 2. Faringe 3. Esófago 4. Estomago 5. Intestino delgado 6. Intestino grueso (colon) 7. Ano Cada uno de los componentes del tubo tiene una función específica.
Las glándulas anexas serán las siguientes:  Glándulas salivares  Páncreas exocrino  Vías biliares El principal objetivo del aparato digestivo es el de suministrar sustancias nutritivas, vitaminas y líquido al organismo. Aporta todos los nutrientes del organismo a excepción del oxígeno.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tubo digestivo. Pared Como ya sabemos, la pared del tubo digestivo a pesar de no ser uniforme en todas sus porciones permite distinguir una serie de capas:  Mucosa. Es la capa que tapiza la luz. Comprende un epitelio con su membrana basal, una lámina propia y la muscularis mucosae. En el intestino la mucosa tiene una gran superficie debido a la presencia de pliegues, vellosidades y microvellosidades lo que suma una superficie de unos 200 m2.
 Submucosa. Esta capa está formada por tejido conectivo laxo que permite la formación de pliegues. En su interior encontramos nervios y vasos sanguíneos y linfáticos.
 Muscular. Se trata de una capa de musculatura lisa que tiene dos subdivisiones:  Circular interna. Orientada formando anillos  Longitudinal externa. Sigue el recorrido del tubo digestivo Ambas capas tienen la capacidad de contraerse y relajarse para llevar a cabo las funciones motoras como el peristaltismo.
En el recorrido del tubo digestivo de vez en cuando la capa circular interna de musculo liso se engruesa para formar esfínteres con capacidad para regular el paso del bolo alimenticio y a su vez de impedir que una vez haya pasado el bolo, éste se regurgite.
 Capa adventicia o serosa. Recubre la cara externa de la pared del tubo digestivo. La serosa se encontrará presente en todos los componentes infradiafragmáticos del tubo digestivo.
El tubo digestivo tiene inervación intrínseca (en su propia pared) y una extrínseca (proveniente del sistema nervioso autónomo).
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Esfínteres Tenemos varios de arriba a abajo: 1. Esfínter esofágico superior. Separa la faringe del esófago.
2. Esfínter esofágico inferior. Separa el esófago del estómago.
3. Esfínter pilórico o duodenal. Separa el estómago del duodeno.
4. Esfínter ileocecal. Separa el intestino delgado del intestino grueso.
5. Esfínter anal. Tiene dos componentes, uno involuntario interno y uno voluntario externo de musculatura esquelética.
Salvo el esfínter esofágico superior (musculo esquelético) que está formado por el musculo cricofaríngeo, los demás están formados por engrosamientos de la circular interna de músculo liso.
El esfínter ileocecal es un engrosamiento que impide el reflujo de sustancias hacia el íleon. Parece ser que la orientación angular oblicua de entrada del íleon al colon es la principal responsable de evitar esa regurgitación, más incluso que el esfínter.
El esfínter anal interno de músculo liso está rodeado por el esfínter anal externo de músculo esquelético.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Funciones del tubo digestivo El tubo digestivo tiene el objetivo de aportar sustancias nutritivas, vitaminas y líquidos al organismo. Para que consiga eso tiene una serie de características:  Funciones motoras. Se basan en el peristaltismo que a su vez causa la motilidad gástrica.
 Funciones secretoras (glandulares)  Funciones digestivas. Consisten en digerir moléculas poliméricas complejas en otras más sencillas.
 Funciones absortivas. Se realiza una vez se ha llevado a cabo la digestión y consisten en la incorporación al torrente sanguíneo de las sustancias digeridas.
 Funciones almacenativas  Funciones eliminativas de residuos no útiles (defecación)  Funciones defensivas Todas las acciones digestivas son involuntarias salvo dos, que son la primera fase de la deglución, y la defecación. Todo lo demás es involuntario e inconsciente. Todas esas funciones se realizan gracias a la presencia de la inervación intrínseca (plexos entéricos) y con la colaboración de la inervación extrínseca del sistema nervioso autónomo que se encarga de modular la actividad intrínseca.
Los plexos nerviosos son esenciales para el correcto desempeño digestivo.
Funciones defensivas Debido a que el tubo digestivo queda abierto al exterior, entra en contacto con gran cantidad de patógenos ante los cuales se debe defender.
Antes de introducir el alimento en la boca entra en acción el primer mecanismo defensivo que es el olor, el gusto, e incluso la vista, que nos permiten rechazar alimentos inadecuados. Otro mecanismo semejante es el vómito, que se produce cuando introducimos un tóxico en el tubo digestivo, y es un reflejo por el cual arrojamos el contenido gastroduodenal por la boca.
El ácido del estómago pertenece a la inmunidad innata y también es un mecanismo de defensa que dificulta el desarrollo de bacterias.
La flora natural del intestino compite por los nutrientes con bacterias patógenas, ayudando a reducir su número.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El principal mecanismo de defensa digestivo es el tejido linfoide asociado al tracto gastrointestinal (GALT) así como las amígdalas que forman el anillo de Waldeyer en la faringe.
Función endocrina El tubo digestivo es un órgano endocrino de primera magnitud por la cantidad de hormonas que secreta. Tiene más de 15 tipos de células endocrinas en la mucosa de sus glándulas.
Se reconocen 5 tipos de hormonas de tipo peptídico y tres grupos de hormonas gastrointestinales clasificadas según su estructura y función:  Familia gastrina-colecistoquinina (CCK)  Gastrina. Células G del antro gástrico  CCK. Células I del intestino delgado Ambas hormonas se asocian a receptores que están acoplados a una proteína G que aumenta la concentración de calcio intracelular.
 Familia secretina. Además de la secretina incluye el GIP (Péptido inhibidor gástrico o péptido insulinotrópico glucodependiente), el glucagón y el VIP (Péptido intestinal vasoactivo). Todos se asocian a una proteína G aumentando el AMPc intracelular.
 Familia motilina. Da lugar a los complejos motores migratorios que se dan en ayunas.
Candidatos a hormonas. Enteroglucagón, polipéptido pancreático, péptido YY Alberto Gómez Esteban Fisiología II Eje entero-insular Las hormonas gastrointestinales tienen una especial importancia en la regulación de la glucemia, lo que está ligado al concepto del eje enteroinsular que se establece entre las hormonas gastrointestinales las cuales potencian la secreción de insulina.
Las hormonas gastrointestinales que estimulan la secreción de insulina se denominan incretinas.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 15. Inervación del tubo digestivo Introducción Tiene dos tipos de inervación:  Intrínseca. Está localizada en la pared el tubo digestivo. Es compleja y se conoce mal. Está formada por el plexo submucoso y el plexo mientérico que forman en su conjunto el sistema nervioso entérico  Extrínseca. Proveniente del sistema nervioso autónomo El sistema nervioso entérico es una parte del sistema nervioso desgajado del sistema nervioso central. Se trata de una especie de “cerebro intestinal”. Sus funciones son las de contraer el musculo liso, inervar los vasos sanguíneos entéricos y la inervación de glándulas y células secretoras.
La inervación extrínseca está formada por el sistema nervioso autónomo:  Inervación parasimpática. Proviene de los nervios vagos fundamentalmente y una pequeña parte (mitad distal del colon) proviene del parasimpático de la medula espinal sacra.
La inervación parasimpática estimula a los plexos entéricos  Inervación simpática. Son neuronas pre o postganglionares. Inhibe a los plexos entéricos de las funciones del tubo digestivo.
Inervación intrínseca Constituye el sistema nervioso entérico (intestinal) y se puede considerar como una parte migrada del sistema nervioso central. Este sistema nervioso entérico juega un papel clave en la función del tubo digestivo.
El sistema nervioso entérico se compone de dos plexos:  Plexo mientérico (de Auerbach). Entre las dos capas de musculo liso de la capa muscular.
 Plexo submucoso (de Meissner). Está entre la capa de musculo liso circular, y la submucosa, pero se localiza realmente en la submucosa.
Ambos plexos reciben inervación extrínseca autónoma que modula la actividad de dichos plexos. Las neuronas vegetativas sinaptan con las neuronas de los plexos, aunque algunas pueden inervar directamente la musculatura digestiva.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban Las fibras de los plexos de esas neuronas inervan el musculo liso, las glándulas secretoras y las células endocrinas para llevar a cabo las diferentes funciones.
El sistema nervioso entérico está conectado al SNC gracias al sistema nervioso autónomo. Las neuronas de estos plexos se clasifican en varios tipos según su morfología que en general está relacionada con el tipo de neurotransmisor liberado. Cada neurona puede liberar más de un tipo de neurotransmisor.
Los plexos están formados por neuronas sensoriales que reciben información acerca del estado del musculo liso y la mucosa. Están formados por interneuronas que conectan neuronas sensoriales con neuronas secretomotoras que inervan las glándulas, células endocrinas y musculo liso.
El plexo mientérico está muy relacionado con la inervación de musculo liso circular, mientras que el plexo submucoso está más relacionado con la secreción y el control vascular. Parece evidente la relación que existe entre la localización de cada plexo, y la función que éste desempeña.
En estos plexos hay una gran abundancia de neurotransmisores:  Acetilcolina  GABA  Noradrenalina  ATP  Adrenalina  NO  Serotonina  CO  Péptidos y polipéptidos  Otros El circuito se origina en la mucosa y pared del tubo digestivo, donde encontramos fibras sensoriales que detectan lo que sucede en la mucosa y en el musculo. Los somas envían aferentes a los plexos, a la médula espinal y al tronco del encéfalo gracias al simpático y los nervios vagos.
Los centros integradores se localizan en neuronas de los propios plexos.
Las vías eferentes son fibras secretomotoras que inervan el musculo liso y las glándulas parietales..
Los reflejos gastrointestinales pueden ser:  Locales. Se localiza el estimulo en la pared y se produce la respuesta. El estímulo no se transmite al sistema nervioso central.
 Reflejos de vía larga. Se transmite el estimulo al SNC y se produce una eferencia de nuevo al tubo digestivo.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Diferencias entre el plexo mientérico y el plexo submucoso El plexo mientérico se extiende a lo largo del tubo digestivo y controla la motilidad intestinal mediante la inervación del musculo liso. En general tiene neuronas excitatorias, pero también dispone de neuronas inhibitorias que secretan VIP y NO, e inervan el musculo de los esfínteres.
El plexo submucoso controla las secreciones, absorción y contracciones locales de la muscularis mucosae, pudiendo variar los pliegues que existen en la mucosa.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Cada plexo y tipo de neurona tiene un tipo de neurotransmisor muy relacionado con su función:  Plexo mientérico  Neuronas motoras estimulatorias → Acetilcolina (+ Sustancia P y neuroquinina A)  Neuronas motoras inhibitorias → NO (+ VIP y ATP)  Neuronas ascendentes y descendentes → Acetilcolina y serotonina  Neuronas sensoriales → Sustancia P  Plexo submucoso  Neuronas secretomotoras no colinérgicas → VIP  Neuronas secretomotoras colinérgicas → Acetilcolina  Neuronas sensoriales → Sustancia P Funciones Los estímulos químicos, mecánicos e irritativos aumentan la secreción y la motilidad, así como la secreción de hormonas endocrinas con función.
Las fibras extrínsecas aferentes primarias del nervio vago participan en la sensación de calor, dolor, sensación de plenitud y de vacío.
Inervación extrínseca Ocurre por el SNA que modula la actividad del sistema nervioso entérico. Esta inervación extrínseca se puede interrumpir y seguir funcionando el tubo digestivo.
Inervación parasimpática La inervación parasimpática es colinérgica excitatoria y se divide en dos grupos:  Craneal. Sus neuronas se encuentran en el núcleo motor dorsal del vago, bajan por el vago e inervan esófago, estomago, páncreas, intestino delgado y mitad proximal del intestino grueso, es decir, todo el tubo digestivo a excepción de la mitad distal del intestino grueso.
 Sacra. Sus neuronas se localizan en S2-4 e inervan por los nervios pélvicos la mitad distal del intestino grueso.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Son fibras preganglionares y terminan sobre neuronas colinérgicas de los plexos entéricos.
La inervación simpática tiene la neurona preganglionar en la medula espinal torácica en T5-L2 y hacen sinapsis sobre los ganglios de la cadena prevertebral y paravertebral para hacer sinapsis sobre las neuronas de los plexos o directamente los vasos sanguíneos.
Inervación simpática En general las neuronas simpáticas son inhibitorias de la actividad del tubo digestivo.
En cuanto a los vasos sanguíneos tienen una doble inervación:  Inervación simpática extrínseca. Vasoconstrictora  Inervación entérica de los plexos. Vasodilatadora y causante de la hiperemia producida en la digestión.
Regulación neurohumoral La eficacia del sistema digestivo se basa en gran parte en la coordinación entre sus distintos segmentos, la cual se lleva a cabo gracias a la inervación y por la regulación neurohumoral.
La regulación neurohumoral significa que hay muchos neurotransmisores que aparte de estimular la motilidad y la secreción permiten la coordinación de los órganos digestivos y las glándulas. Esto permite la comunicación intercelular *Repaso*  Comunicación endocrina. La célula diana se encuentra a distancia de la célula secretora, y el mensajero hormonal debe ser liberado a sangre para producir su efecto.
 Comunicación autocrina. La célula diana y la secretora son la misma, al secretar una sustancia que actuara sobre ella misma para dar lugar a la amplificación de cascadas de mensajeros.
 Comunicación paracrina. Una célula secreta una sustancia que va a actuar sobre las células vecinas  Comunicación neuroendocrina. Los terminales de los plexos o la inervación extrínseca liberan neurotransmisores a la sangre.
 Comunicación yuxtacrina. La célula diana y la secretora son vecinas y la célula secretora presenta la hormona en su pared para que sea reconocida por su vecina.
Es común en el sistema inmune.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología II Alberto Gómez Esteban Tema 16. Masticación y deglución Masticación La masticación consiste en el hecho de abrir y cerrar la boca para triturar los alimentos sólidos que introducimos.
Este proceso de masticación es muy relevante para obtener partículas pequeñas que se mezclen bien con la saliva enzimática y que esta mezcla homogénea sea deglutida correctamente. Esto facilita también su digestión enzimática en el intestino.
En la masticación intervienen músculos faciales que son:  Maseteros (2)  Temporales (2)  Pterigoideos (4)  Mediales (2)  Laterales (2) Estos músculos están inervados por un nervio motor que acompaña al par V (Trigémino) cuyas motoneuronas se encuentran en el puente del encéfalo (núcleo motor del trigémino).
Estos músculos tienen en su interior husos neuromusculares que detectan la distensión del musculo y envían un potencial al núcleo mesencefálico que sinapta con el núcleo motor para ordenar el cierre de la boca. Esto se denomina reflejo maseterino o masticatorio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La masticación es un movimiento semiautomático por lo que intervienen dos tipos de mecanismos:  Mecanismos voluntarios  Mecanismos reflejos Normalmente la masticación se inicia y se termina de forma voluntaria, pero los movimientos intermedios no necesariamente deben ser conscientes.
Cuando se abre la boca se estiran los músculos masticatorios cuyos husos neuromusculares se activan y envían una señal al núcleo mesencefálico vía nervio facial que a su vez enviara un mensaje al núcleo motor que ordena la contracción de los músculos de la masticación.
Implica unos mecanismos con vías nerviosas que tienen una cierta complejidad Generador de patrones centrales (GPC). Se encuentra en el bulbo raquídeo en su formación reticular. Este generador de patrones centrales para la masticación es de donde surgen los estímulos que crean mecanismos semiautomáticos de apertura y cierre.
Este generador sinapta con los núcleos motores implicados:  Núcleo motor del V par (músculos masticatorios)  Núcleo motor del VII par (músculos faciales)  Núcleo motor del XII par (lengua) Estos núcleos se pueden activar desde la corteza cerebral, la corteza motora, ganglios basales, cerebelo, amígdala cerebral, hipotálamo… Desde los husos neuromusculares se informa cuando abrimos la boca en el reflejo masticatorio estimulando especialmente al núcleo del V par.
Deglución Se trata del paso controlado del alimento de la boca hasta el estómago (boca → faringe → esófago → estómago) Se degluten unas 600 veces al día, normalmente saliva. Se puede iniciar de forma voluntaria o de forma refleja (desde la faringe o esófago).
La deglución consta de 3 fases: 1. Fase bucal u oral. Es voluntaria y consiste en que una vez terminada la adecuada masticación, con la lengua el bolo alimenticio se fracciona y cada uno de los fragmentos es empujado en dirección a la faringe.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Para que la lengua empuje cada fragmento es necesario el cierre bucal. Intervienen eferencias del n. hipogloso (XII) y el n. facial (VII).
2. Fase faríngea. El alimento ha sido empujado, y cuando roza con el istmo de las fauces se desencadena un reflejo.
En esta fase se eleva el velo del paladar (n. trigémino, V) lo que cierra la comunicación con la nasofaringe. La faringe que se encuentra inervada por el IX-X pares craneales y sus motoneuronas se encargan en el núcleo ambiguo.
La faringe se contrae lo que empuja el alimento en dirección al esófago, produciéndose un anillo peristáltico que avanza hacia abajo en forma de onda de contracción.
El último acontecimiento de esta fase es la apertura del esfínter esofágico superior.
Entre deglución y deglución el esfínter está cerrado para permitir el paso del alimento al esófago. También debe producirse el cierre de la epiglotis para que no se produzca el paso de alimento hacia las vías aéreas, lo que detiene unos instantes la respiración.
3. Fase esofágica. El esófago se encuentra inervado por el X par y está compuesto por los dos tipos de músculos en sus diferentes porciones. Lógicamente será involuntaria.
 1/3 proximal → Musculo esquelético  2/3 distales → Musculo liso y esquelético  1/3 distal → Musculo liso El anillo de contracción de la fase anterior cuando entra en el esófago se denomina onda peristáltica primaria, que procede de la faringe y se desliza por el esófago.
Cuando la onda peristáltica primaria llega al esfínter esofágico inferior, la onda de relajación que le precede abre el esfínter esofágico inferior.
Si el alimento es demasiado grande puede no ser arrastrado por la onda peristáltica primaria, quedando un fragmento retrasado que produce una distensión en la pared del esófago que a su vez provoca una contracción refleja que avanza en forma de onda peristáltica secundaria.
A la deglución ayuda el peso del alimento (acción gravitatoria) pero la parte principal del trabajo lo realiza la onda peristáltica.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II  La región coordinadora: Centro de la deglución Incluye fundamentalmente la formación reticular y a veces se incluye el núcleo del tracto solitario. La deglución es más compleja que la masticación ya que coordina la fase faríngea con la fase esofágica. La bucal será voluntaria y por lo tanto esta zona no intervendrá.
El generador de patrones centrales (GPC) que forma el centro de la deglución organiza de forma secuencial la fase faríngea y después la fase esofágica. Activa el núcleo ambiguo cuyas fibras por el IX par y X par que inervan el musculo de la faringe y 1/3 proximal del esófago.
Otro grupo del GPC regula el musculo liso esofágico (2/3 inferiores del esófago) a través del núcleo motor dorsal del nervio vago.
El centro de la deglución sinapta con la corteza cerebral, el sistema límbico, el hipotálamo y el puente.
La corteza cerebral tiene un papel destacado en ambos lados con predominancia de uno de los hemisferios, ya que individuos con la corteza lesionada presentan alteraciones temporales en la deglución. Al cabo de un tiempo esta se normaliza ya que el lado de la corteza que no era predominante asume el control.
Una alteración de la deglución se denomina disfagia.
Esófago Se trata de un conducto cuya longitud depende directamente de la altura, aunque ronda los 20-22 cm de altura. Sirve para transportar el alimento hacia el estómago.
Normalmente se encuentra colapsado, pero se abre ante la entrada de alimento.
En su estructura distinguimos los elementos clásicos del órgano hueco gástrico. Al llegar al estomago nos encontramos con una línea en zigzag (ora serrata) donde cambia la mucosa esofágica (EPEnQ) a una mucosa glandular en el estómago.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tiene gran cantidad de glándulas que secretan moco lubricante (mecanoprotector) y bicarbonato (quimioprotector, amortiguador de pH).
Su capa muscular se encuentra inervado por:  1/3 proximal → Musculo esquelético  2/3 distales → Musculo liso y esquelético  1/3 distal → Musculo liso Tiene dos esfínteres (faringoesofágico y cardiaco) que en condiciones normales están cerrados. Si falla el esfínter cardiaco se da reflujo de ácido gástrico (hernia de hiato) y produzca ardor, en cambio si falla el faringoesofágico entra aire al estómago.
Inervación del esófago Presenta en su pared su porción correspondiente del sistema nervioso entérico.
Este plexo como en gran parte del tubo digestivo tiene neuronas colinérgicas que contraen el músculo.
También tiene neuronas inhibitorias que segregan NO y VIP que relajan el musculo.
Cuando baja el anillo peristáltico, en su porción contraída predomina la actividad de las neuronas colinérgicas, y en el frente de relajación predominan las NOergicas y las VIPergicas. Este sistema se encuentra regulado por el SNA.
Cuando el frente llega al esfínter esofágico inferior, se encuentra con una predominancia de neuronas excitatorias activadas y neuronas inhibitorias que cuando llega el frente descargan con el fin de abrir el esfínter.
El dolor esofágico tiene conexión embriológica con el dolor cardiaco, lo que puede confundirse con un infarto de miocardio o una angina de pecho. En ocasiones si no aparecen fenómenos isquémicos en el ECG no es posible dar un diagnóstico concluyente.
*Acalasia* Consiste en que un buen tramo del esófago tiene escasas neuronas ya que se han dañado y se han ido perdiendo. Esto causa pérdida de la capacidad de relajación del esfínter esofágico interno.
Se destruyen neuronas NOérgicas y VIPérgicas lo que causa una distensión marcada del esófago que se conoce como megaesófago. El paso del alimento está muy ralentizado.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 17. Motilidad gástrica Aspectos generales Del estómago en adelante distinguimos dos tipos principales de movimiento:  Movimientos peristálticos. Consisten en la aparición de un anillo contráctil y por delante un frente de relajación. Es posible que se deslice una longitud amplia de varios metros. Se inicia donde el bolo alimenticio distiende la pared. Desplazan en alimento un tramo variable que puede abarcar varios centímetros  Movimientos de segmentación (mezcla). Consisten en pequeños anillos contráctiles entre cada cual tenemos relajación muscular. Van hacia atrás y hacia delante, con predominio del desplazamiento hacia delante, esto genera un movimiento pendular que facilita la digestión y aumentando el contacto del alimento con la mucosa.
Desde el punto de vista eléctrico tenemos que las células de musculo liso están empaquetadas en haces cuyas células se intercomunican mediante GAP junctions (canales de difusión iónica muy facilitada). Los haces también están conectados entre sí.
Esto da lugar a un sincitio funcional.
El ritmo eléctrico basal (REB) u ondas lentas consiste en la despolarización espontánea de los miocitos lisos, con frecuencia cíclica. Estas ondas no crean movimientos por sí solas, pero si se combinan con estímulos del sistema nervioso entérico, obtenemos una espiga de potencial que sí provoca movimiento mecánico.
Si se suman espigas, el movimiento será de mayor intensidad.
El ritmo de las contracciones es determinado por el REB ya que es necesaria la combinación de un potencial nervioso con la cima de una onda basal. No puede haber más contracciones que las marcadas por el REB pero sí que puede haber menos si por ejemplo tenemos un REB sin espigas.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban Estómago. 3-4 veces/min Colon (ciego). 2 veces/min Duodeno. 12 veces/min Colon (sigmoide). 6 veces/min Íleon. 8 veces/min El ritmo eléctrico basal parece estar producido por las células intersticiales de Cajal, muy cercanas a los plexos de la pared del tubo digestivo. Estas células tienen actividad marcapasos.
Complejo motor migratorio El complejo motor migratorio (CMM) es un tipo de actividad electromotora presente únicamente en ayunas. Comienza en el estómago y se desliza por todo el tubo digestivo dando lugar a ciclos cada 90-120 minutos.
Tiene tres fases:  Fase 1. Reposo  Fase 2. Movimientos irregulares  Fase 3. Movimientos intensos Su finalidad parece ser que cuando los movimientos peristálticos no arrastran todo el contenido, estos complejos limpiarían de contenido el tramo digestivo correspondiente.
Parecen ser desencadenados por la presencia de motilina aunque también se observa influencia de la inervación vagal.
Estómago Es un saco muscular que se comienza a distinguir en la 4º semana de gestación. Su contenido es de 30 mL en el recién nacido y 2-3 L en el adulto.
Su función es la de recibir, almacenar y triturar y el bolo alimenticio con secreciones para formar el quimo que deposita ordenadamente en el duodeno. Inicia la digestión y absorbe algunas sustancias (alcohol, sales, líquido, algunos fármacos).
Desde el punto de vista anatómico lo dividimos en 4 regiones:  Cardias  Cuerpo  Fundus  Antro Alberto Gómez Esteban Fisiología II Desde el punto de vista funcional únicamente aplicamos tres divisiones:  Estómago proximal. Cardias, fundus y cuerpo proximal  Estómago distal. Cuerpo distal, antro  Píloro Presenta las 4 capas clásicas con pliegues tapizados por mucosa superficial formada por células secretoras.
Su capa muscular presenta tres capas de musculo liso:  Capa oblicua interna  Capa circular media o intermedia  Capa longitudinal externa La inervación gástrica también es clásica:  Plexo mientérico. Entre la oblicua interna y la circular media  Plexo submucoso. Entre la capa muscular (oblicua interna) y la submucosa Recibe inervación simpática y parasimpática. Parece ser que funcionalmente los vagos son más importantes en el estómago que en el intestino delgado.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Actividad motora Desde el punto de vista eléctrico presenta el ritmo eléctrico basal que se generan en el marcapasos que se encuentra en la parte proximal del cuerpo desde donde surgen ondas lentas que descienden deslizándose a una frecuencia de 3-4 ondas/min.
Las contracciones más fuertes del estómago se producen en el antro donde la musculatura es más fuerte (sístole antral).
En esta gráfica observamos los potenciales de acción de una célula marcapasos de Cajal. Tenemos un patrón periódico de ondas (-40 mV) que no provocan ninguna contracción mecánica, sin embargo si se recibe excitación nerviosa el potencial se eleva en espigas (0 mV) lo que produce una contracción peristáltica.
Motilidad gástrica La peristalsis gástrica se observa entre las 12-24 semanas de gestación en el estómago fetal. A las 30 semanas el funcionamiento es bastante bueno.
Observamos en un estómago vacío los CMM con sus tres fases que recorren todo el tubo desde el estómago desencadenados por la motilina y el nervio vago. La fase III de este complejo es independiente de la inervación extrínseca y podría ser más bien desencadenada por actividad vagal y la motilina duodenal.
En el estómago lleno observamos la onda peristáltica primaria procedente del esófago que relaja la parte proximal del estómago a su llegada y permite la apertura del esfínter esofágico interno. Una vez el alimento se encuentra en el estómago se dejan de producir las contracciones fásicas y se inhibe el tono para permitir la acomodación del alimento.
Cuando ha llegado el alimento al estómago, la distensión de la pared y el estímulo de la mucosa desencadenan contracciones de la pared gástrica, apareciendo el patrón motor Alberto Gómez Esteban Fisiología II de la alimentación en el estómago lleno que dura de 5 a 8 horas dependiendo del alimento ingerido.
En esta fase observamos movimientos de segmentación en el estómago que causan la trituración y mezcla del alimento y avanzan gradualmente hacia el antro. Cuanto más se acercan al antro, más potentes son las contracciones para llegar a producir un vaciamiento gradual y controlado.
El estómago dispone de un fino mecanismo para regular su vaciamiento el cual fundamentalmente depende de:  Tipo de alimento  Energética del alimento  Cantidad de alimento Si las partículas son más pequeñas pasaran antes que si son grandes. El vaciamiento, el antro, píloro, esfínter y duodeno funcionan como una unidad, estando acoplados funcionalmente. El grado de vaciamiento depende de la fuerza contráctil y de la resistencia que oponga el píloro.
El otro factor determinante de la velocidad del vaciamiento es el tamaño de las partículas, que se vacían según un orden general: 1. Líquidos 2. Hidratos de carbono 3. Proteínas 4. Grasas Alberto Gómez Esteban Fisiología II Regulación del vaciamiento gástrico El vaciamiento gástrico depende de una serie de factores que regularán la velocidad de dicho vaciamiento, estos son:  Volumen del quimo  Tipo de alimento 1. Líquidos 2. Hidratos de carbono 3. Proteínas 4. Grasas  Osmolaridad del quimo  Acidez del quimo Se controla en primer lugar desde el propio estómago, regulando la fuerza de las contracciones, y el tono del píloro.
Desde el duodeno el vaciamiento se controla inhibiéndolo bien mediante inervación extrínseca o bien mediante regulación humoral.
La regulación humoral desde el duodeno y el yeyuno se produce al llegar las grasas (recordemos que eran los últimos productos de digestión en llegar), esto produce la secreción de colecistoquinina (CCK), péptido inhibidor gástrico (GIP), secretina y péptido YY. La emisión de estas hormonas a la sangre inhibe la motilidad y por lo tanto el vaciamiento queda ralentizado.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 18. Motilidad del intestino delgado Introducción Es un órgano que se encuentra entre el intestino delgado y el intestino grueso, midiendo entre 6-8 metros.
Su primera parte es el duodeno, medido así porque mide 12 dedos. Luego tenemos el yeyuno y el íleon.
Las funciones del intestino delgado son:  Recibir el quimo del estómago  Producir el desplazamiento del quimo con todo el intestino delgado para ser vaciado en el intestino grueso.
 Durante el desplazamiento hacia adelante y hacia atrás (predominancia hacia delante) se lleva a cabo la digestión y absorción.
 Absorber las sustancias nutritivas Alberto Gómez Esteban Fisiología II Estructura Observamos en la luz la presencia de unos pliegues circulares (válvulas conniventes de Kerkring). Estos pliegues disminuyen desde el duodeno hasta el íleon.
La pared intestinal es la típica en todo el tubo digestivo:  Mucosa. Tiene una gran superficie para que puedan contactar los alimentos (200 m2). También observamos las glándulas intestinales o criptas de Lieberkuhn que se encentran entre vellosidades.
 Submucosa. Contiene en el duodeno las glándulas de Brunner para localizar el pH gástrico.
Plexo submucoso  Capa muscular. Consta de dos capas clásicas, es decir, circular interna y longitudinal externa, y entre ellas el plexo mientérico, con células de Cajal con función marcapasos.
 Adventicia o serosa Fisiología II Alberto Gómez Esteban Glándulas intestinales Se encuentran presentes en todo el intestino delgado y el colon. Son glándulas tubulares simples y se abren entre las vellosidades. Estas glándulas contienen varios tipos de células:  Células madre pluripotenciales. Están encargadas de la renovación del epitelio.
 Células indiferenciadas. Son células con pocos orgánulos  Enterocitos. Contienen microvellosidades absortivas. Son células columnares donde se lleva a cabo la absorción intestinal  Células caliciformes. Actividad mucosecretora  Células de Paneth. Con función defensiva ya que contienen gránulos con zinc, péptidos antimicrobianos, lisozima y factores de crecimiento.
 Células APUD enteroendocrinas. Producen secreciones en la sangre, regulan la secreción, absorción, motilidad… Secretan las siguientes sustancias según el tipo de célula que sean:  Serotonina  CCK  VIP  Motilina  Somatostatina  Neurotensina  Grelina  GIP  Gastrina  Secretina  Células M. Especializadas en unirse a patógenos a los que procesan y eliminan.
 Células de Cajal. No las encontramos en la mucosa sino en los plexos nerviosos, fundamentalmente en el plexo mientérico y tienen actividad marcapasos generando el ritmo eléctrico basal. Expresan receptor para tirosinkinasa CD117+.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Motilidad del intestino delgado Su patrón motor es el siguiente:  Patrón de ayuno  Patrón postprandial (un rato después de comer). Es un movimiento de peristaltismo y de fragmentación.
El objetivo de estos movimientos es mezclar el alimento con las secreciones y lo que no se absorba traslade hacia el intestino grueso. El quimo que atraviesa el intestino delgado tarda de 2-3 horas en llegar al intestino grueso.
Cuando no hay alimento tenemos movimientos CMM a intervalos regulares cada 90-120 minutos. Estas ondas duran aproximadamente 2 minutos de duración.
La función de estos complejos es la de completar el arrastre de alimento cuando algo no se ha digerido adecuadamente/absorbido. También ayuda a descamar la mucosa intestinal y mejorar la renovación, elimina las bacterias para que pasen al intestino grueso, etc… El CMM está presente en el intestino delgado aunque se elimine la inervación extrínseca (SNA).
Cuando el alimento pasa del estómago al duodeno aparece el patrón de la alimentación y a los 10-20 minutos de haber ingerido la comida, se interrumpe el CMM al entrar en contacto el movimiento de la mucosa.
*Recordatorio* Tenemos dos tipos de movimiento:  Movimientos de segmentación. En forma de anillos que avanzan de delante a atrás, aunque avanzan más que retroceden, tienen como objetivo el de mezclar y poner el alimento en contacto con la mucosa absortiva. Son provocados por la contracción del musculo circular.
 Movimientos peristálticos. Se trata de un anillo de contracción con su onda de relajación correspondiente por delante. Producen un desplazamiento largo siempre hacia delante. Son provocados por la capa muscular longitudinal.
Cuando el intestino sufre un traumatismo o un cirujano lo manipula en un quirófano, el intestino se paraliza y se pone en marcha de nuevo al cabo de unas horas. A veces tarda varias horas en cuyo caso se facilita la puesta en marcha haciendo aspiración del contenido intestinal (líquido y gases).
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Válvula ileocecal Se trata de un anillo de musculo circular engrosado, pero sin aumento de tono. Tiene una entrada angular al ciego que regula en cierta medida el paso del intestino al colon y fundamentalmente evita reflujo desde el colon al intestino delgado, por eso tiene más forma de válvula que de esfínter convencional.
Cada día pasan hacia el intestino grueso entre 1,5-2 L el cual se controla por reflejos de vía corta y reflejos extrínsecos procedentes de las vías largas.
La válvula ileocecal es de vital importancia para mantener un ambiente higiénico en el intestino delgado.
Cuando hay apendicitis se inflaman los tejidos peritoneales adyacentes que alteran el funcionamiento de la válvula ileocecal lo que ralentiza el tránsito de la válvula ileocecal pudiendo agravar el problema o causar otros adicionales.
Patología intestinal Obstrucción Si se produce una obstrucción en la luz intestinal o una estenosis (reducción de la luz) el intestino en primer lugar intenta hacer que este obstáculo se desplace mediante contracciones intensas, estas contracciones causan molestias y dolor y se conocen en su conjunto como cólico intestinal.
Pasado un tiempo de esa fase de lucha, el intestino se agota y sobreviene una parálisis (el intestino se distiende) lo que conlleva que se altera la circulación sanguínea, aumenta la secreción, etc… Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 19. Motilidad del intestino grueso Funciones La función principal del colon es la de absorber agua, y es regulable según las necesidades corporales. El contenido del intestino grueso se solidificará a medida que transita y se van absorbiendo el agua y los electrolitos.
Los movimientos en el intestino grueso son de tres tipos:  Movimientos segmentarios (haustrales de mezcla)  Movimientos peristálticos. Relativamente débil en el colon  Movimientos en masa. Son específicos del colon y van encaminados a expulsar los restos de la defecación Cada día recibe 1,5-2 L del intestino delgado, de los cuales se eliminarán unos 200-400 mL.
La capacidad del colon para reabsorber líquido es muy importante y modificable.
Puede aumentar hasta 5 veces y si el tránsito se acelera, esta capacidad se altera.
Se extiende desde la unión ileocecal hasta el ano. Su longitud es de 1,5 m en el adulto y de diámetro variable. Se compone de 7 partes:  Ciego  Colon ascendente  Colon transverso  Colon descendente  Colon sigmoide  Recto  Canal anal Alberto Gómez Esteban Fisiología II Las partes transversa y sigmoide se mueven con mucha facilidad y en ocasiones puede formarse un pliegue (vólvulo) que conlleva el cierre de las arterias, con necrosis.
El intestino grueso se distingue fácilmente del intestino delgado gracias a las saculaciones de su pared, que se denominan haustras cólicas. La capa de musculo liso longitudinal no es continua, sino que se encuentra formando tres bandas, que son las tenias y se encuentran cada 120º de circunferencia.
Las tenias son más cortas que el intestino delgado por lo que se forman pliegues que constituyen las haustras.
Todo lo que se absorbe por el intestino va por la circulación porta, incluido su componente linfático Inervación La inervación extrínseca parasimpática va por dos vías:  ½ proximal. Nervios vagos  ½ distal. Parasimpático sacro S2-S4 (nervio pélvico).
La inervación somática colinérgica sinapta con el musculo del esfínter anal externo.
El canal anal tiene unos pliegues o columnas de Morgagni que se unen formando unas válvulas anales. El esfínter interno tiene inervación parasimpática sacra y el esfínter anal externo que es musculatura esquelética cuenta con inervación somática.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Actividad eléctrica Hay dos tipos de actividad rítmica:  Ondas rápidas de pequeña amplitud (12-20 veces/min). Provenientes de células intersticiales de Cajal del plexo mientérico  Ondas lentas y amplias (2-4 veces/min). Provenientes también de células de Cajal del plexo submucoso.
La motilidad es igual que la de todos los putos segmentos anteriores, a excepción del movimiento en masa.
En el colon humano se distinguen 3 tipos de células de Cajal:  Células del plexo mientérico (MY)  Células del plexo submucoso (SM)  Células entre las dos capas de m. liso (MU) Las células de Cajal de ambos plexos intrínsecos están interconectadas eléctricamente y forman una red entre sí.
Las células del plexo mientérico (MY) probablemente son los marcapasos de ondas pequeñas y rápidas (12-20 ondas/min) en las capas de músculo liso.
Las células del plexo submucoso (SM) tienen actividad marcapasos de ondas lentas de gran amplitud (2-4 ondas/min); estas ondas lentas tienen gran influencia en las contracciones de la capa de musculo circular interna.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El movimiento en masa son contracciones que abarcan un tramo largo en las cuales se desplaza el contenido en sentido distal. Estos movimientos en masa aparecen entre 1-3 veces al día en condiciones normales. Aparecen tras las comidas y se asocian con la defecación.
Defecación Consiste en expulsar el contenido del recto al exterior. Habitualmente suele estar precedida por un movimiento en masa en el que las heces pasan al recto que se distiende lo que provoca la relajación parasimpática (mediante liberación de VIP y NO) del esfínter anal interno.
El reflejo de defecación puede agotarse al cabo de cierto tiempo, o bien producirse la relajación voluntaria del esfínter anal externo y producirse la defecación.
La distensión del estómago también suele iniciar las contracciones del resto del intestino y frecuentemente, el deseo de defecar, a través del reflejo gastrocólico que puede potenciarse por acción de la gastrina sobre el colon.
El reflejo defecatorio es involuntario y puede funcionar en personas que han tenido una sección medular.
Fisiopatología del colon  Enfermedad de Hirschsprung. Se trata de una enfermedad que se observa en niños con ausencia congénita de neuronas de los plexos en la parte distal del colon.
En estos individuos se observa disminución en los movimientos peristálticos, con lo que el tránsito intestinal es muy lento, con distensión abdominal, anorexia, laxitud y estreñimiento.
El tratamiento consiste en la extirpación de la porción afectada del colon, y conectar los segmentos libres del tubo digestivo.
 Estreñimiento. Se produce cuando el tránsito intestinal es más lento de lo habitual y produce malestar. Puede estar debido a un cambio de hábito o bien deberse a una enfermedad (cáncer de colon, pólipos, etc…).
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 20. Secreción de la saliva Introducción La saliva es secretada por las glándulas salivares, en una cantidad entre 1-1,5 L/día.
En la boca, dispersas por toda la mucosa hay pequeñas glándulas de tipo mucoso, pero la mayoría de la saliva procede de tres glandes glándulas:  Parótidas (2)  Submaxilares (2)  Sublinguales (2) El ritmo de secreción salivar no es uniforme sino que varía según el momento en el que estemos. Las glándulas salivares son especialmente de dos tipos:  Serosas (parótidas). Esencialmente secretan el componente acuoso, electrolitos y proteínas. Entre las proteínas resaltamos la ptialina (α-amilasa) que comienza la hidrólisis del almidón presente en los alimentos.
 Mucosas (glándulas bucales dispersas). Secretan fundamentalmente mucina (moco).
 Mixtas (submaxilares y sublinguales) La secreción comienza en los acinos glandulares y se va modificando según atraviesa los conductos. Además en algunas de estas glándulas bordeándolas hay células mioepiteliales de capacidad contráctil, para ayudar a expulsar el contenido.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Saliva Sus componentes principales son agua, electrolitos y proteínas.
En condiciones normales es un líquido incoloro, acuoso o mucoso. Los electrolitos principales son los típicos de líquidos corporales (Na +, HCO3-, Cl- y K+). En general es hipotónica (200 mOsm/L), y tiene un pH alcalino (pH = 6-7 según flujo) lo cual es importante a la hora de neutralizar en cierta medida el pH gástrico si existe por ejemplo reflujo.
Entre las proteínas destacarán las siguientes:  Ptialina (α-amilasa). Comienza la digestión del almidón en la boca  Ribonucleasa  Proteína R. Permite que la B12 siga su curso por el tracto gastrointestinal.
 Lipasa salival. Inicia en escasa medida la digestión de triglicéridos. Es importante en la fibrosis quística ya que sustituye a la lipasa pancreática que se ha perdido.
 Lisozima. Es un bactericida  Inmunoglobulinas. Son de los isotipos IgA, IgG e IgM  Factor de crecimiento epidérmico  Antígenos AB0 Funciones de la saliva Es fácil deducirlo según su composición, y es la de limpiar y proteger la cavidad bucal, así como la protección dental frente a la caries.
Mantiene la humedad de la boca lo que facilita la dicción, así como la masticación y la deglución.
Tiene un efecto defensivo gracias a la lisozima y las inmunoglobulinas.
Por último comienza la digestión gracias a la ptialina y en menor medida a las lipasas.
Esto facilita la digestión de almidón y de pocos lípidos.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Secreción salivar Procede de los acinos salivares, y tiene los componentes orgánicos disueltos en el líquido.
Cuando está estimulada, se secreta mucha cantidad de saliva (tanto como el peso de la propia glándula) lo que viene promovido por un aumento de la perfusión de la glándula.
Cuando la secreción primaria atraviesa la luz de los conductos se va modificando: Se absorbe el sodio y el cloro, y se excretan (no parece que por intercambio iónico) potasio y bicarbonato. Los conductos son prácticamente impermeables al agua de forma que la saliva queda hipotónica.
Dependiendo del flujo salivar se podrá modificar más o menos. Si el flujo es rápido se reabsorben menos iones y la osmolaridad aumenta, aunque siempre es menor a la del plasma.
Los acinos secretan la ptialina y la mucina en compañía de iones con una concentración similar a la del plasma. A medida que la saliva transcurre por el conducto se reabsorben sodio y cloro y se secretan potasio y bicarbonato. Se reabsorbe más sodio que potasio se secreta, de forma que queda una carga negativa en el interior de los conductos.
En reposo la concentración de sodio y cloro son bajas (1/7 de la concentración en plasma).
La de potasio en cambio es mayor (7 veces superior a la del plasma) y la de bicarbonato es algo mayor a la del plasma (2-3 veces superior).
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Regulación de la secreción Es casi totalmente de tipo nervioso. Las glándulas salivares tienen inervación vegetativa doble, y ambos componentes aumentan la secreción salivar.
El sistema nervioso parasimpático lleva a cabo un control más importante que el simpático, de forma que cuando se bloquea (p.e. atropina) se inhibe la secreción salivar, y si se daña el SNPS se atrofian las glándulas.
La estimulación parasimpática aumenta la secreción serosa de modo parte directo, y parte indirecto. Para que aumente la secreción es conveniente y necesario que aumente el riego sanguíneo. El sistema nervioso parasimpático consigue este efecto de forma directa favoreciendo la formación de bradiquinina (vasodilatador procedente de la kalidina en un complejo proceso enzimático).
Otro efecto, esta vez indirecto, del parasimpático viene porque el propio hecho del aumento de secreción conlleva un aumento del flujo por un efecto metabólico.
La estimulación simpática aumenta la secreción mucosa. Si se activa puede ser que se note la boca seca debido a que la secreción es rica en moco pero pobre en agua.
La secreción se regula mediante efectos nerviosos, por procesos reflejos:  Aumenta cuando tenemos ciertos pensamientos (alimenticios), ver, oir, oler, masticación y nauseas.
 Disminuye durante el miedo, estrés… y durante el sueño.
La denervación de las glándulas conlleva un fenómeno que implica que las glándulas se hacen sensibles ante los neurotransmisores circulantes en sangre, lo que aumenta la secreción (babeo).
En condiciones basales el flujo sanguíneo glandular es de 50 mL/100 g de tejido y la secreción es de 0,5 mL/min, pero puede aumentar enormemente hasta los 6-7 mL/min.
Inervación La inervación simpática procede de fibras nerviosas postganglionares procedentes del ganglio simpático cervical superior. Son fibras adrenérgicas.
La inervación parasimpática procede de centros bulbares que envían eferencias hacia los dos núcleos salivares (superior e inferior).
 La glándula submaxilar y sublingual están inervadas por una rama del nervio facial (VII par).
 La glándula parótida está inervada por el nervio glosofaríngeo (IX par) Alberto Gómez Esteban Fisiología II Ambas fibras nerviosas reciben información de los núcleos salivares que se encuentran dentro de la formación reticular (entre bulbo y puente). Reciben por un lado un flujo de los centros superiores corticales vía formación reticular, lo que permite la excitabilidad de las glándulas ante pensamientos y emociones.
Los núcleos salivares reciben también información de los receptores gustativos linguales, vía V par craneal (a veces VII) y IX par, a partir del núcleo del tracto solitario, llegan a los núcleos salivares.
Los receptores táctiles linguales a través del trigémino (V par) vía núcleo del tracto solitario, estimulan los núcleos salivares. El estimulo más potente para la secreción salivar es el estímulo táctil procedente de la lengua.
Existen receptores gastrointestinales que tienen aferencias vagales las cuales llegan a los núcleos salivares vía núcleo del tracto solitario. Esto estimularía la salivación en caso de nauseas.
Los receptores olfativos estimulan los núcleos salivares mediante el I par craneal (nervio olfativo) Los reflejos vestibulares estimulan vía VIII par craneal sin pasar por el tracto solitario, llegan al núcleo salivar estimulándolo.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 21. Secreción gástrica Introducción El estómago juega un papel relativamente importante para determinar la ingesta de alimentos mediante el mecanismo de saciedad (mediado por hormonas como la grelina, etc…) sin embargo su función más importante radica en su función secretomotora.
Ambas funciones, la motora y la secretora, deben estar perfectamente coordinadas ya que tienen un mismo objetivo. El estómago secreta el jugo gástrico.
En la superficie del estómago tenemos un epitelio columnar que reviste toda su superficie y el comienzo de las criptas estomacales. El epitelio columnar secreta sodio en intercambio por hidrógeno, secreta bicarbonato, moco y fosfolípidos.
Contiene las glándulas oxínticas o parietales que son prácticamente específicas del estómago y se encuentran en el fundus y en el cuerpo gástrico. Estas glándulas contienen:  Células parietales u oxínticas. Secretan ácido clorhídrico y factor intrínseco, sustancias sobre las que hablaremos detalladamente más adelante.
 Células principales o cimógenas. Secretan pepsinógeno.
 Células neuroendocrinas. Segregan hacia la sangre serotonina (5-HT) e histamina.
 Células madre basales. Se encargan de la renovación del epitelio  Células mucosas. Se encuentran en la parte superior de la glándula y se encargan de formar la barrera mucosa adhesiva.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II También contienen las glándulas pilóricas u antrales que contienen fundamentalmente células endocrinas de distintas clases:  Células G (Gastrina). La gastrina queda estimulada ante la distensión gástrica y sobre todo por la presencia de aminoácidos y péptidos, es estimulada vagalmente. La superficie luminal de las microvellosidades contiene receptores para aminoácidos y péptidos.
Las células G secretan parte de su secreción a la luz del estómago y cuando esa sustancia secretada pasa a la luz pasa a denominarse factor de crecimiento epidérmico que se une a la heparina (HB-EGF).
 Células D (Somatostatina). Se encuentran sobre todo en la parte proximal del intestino delgado (duodeno y yeyuno) y fundamentalmente en la glándula pilórica en abundancia.
La somatostatina inhibe la secreción ácida, bien a través de un efecto paracrino, o bien por su acción endocrina.
También contienen células mucosas.
Componentes del jugo gástrico Por un lado encontramos evidentemente agua y electrolitos. También encontramos enzimas activas en pH ácido (bajo), las cuales son las pepsinas y la lipasa gástrica.
Encontraremos glicoproteínas como el factor intrínseco (esencial para la vida ya que permite la absorción de vitamina B12).
Moco y mucinas El moco tiene una parte adherente que se pega a la mucosa y una parte soluble que se desplaza con el resto de las secreciones. El moco adherente que tapiza toda la mucosa forma una barrera que es muy importante para proteger la mucosa gástrica.
Cuando se fabrica el ácido, los protones pasan la barrera y llegan a la luz, pero no les es posible volver a estar en contacto con las células de la mucosa gracias a esta barrera adherente.
Bicarbonato Lo secreta el epitelio superficial y ayuda a neutralizar el pH ácido. Cuando el bicarbonato llega a la luz se transforma en CO2 y agua de tal forma que si se analiza el jugo gástrico no podremos encontrar bicarbonato.
También se secreta sodio y potasio.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban Pepsinógenos Son proenzimas o cimógenos. Cuando son secretados a un pH bajo (<3) se cataliza su transformación en pepsinas. Se distinguen dos tipos de pepsinógenos:  PGI. Son 5 isotipos de los cuales el PG3 es el más abundante. Se detecta en sangre y en orina  PGII. Son 2 isotipos (PG6 y PG7). Constituyen el 20% del total que hay en el jugo digestivo. Se detecta en sangre y en semen Se secretan sobre todo en las células principales (cimógenas) de forma inactiva y se activan al llegar a la luz.
El ácido y la pepsina funcionan de forma coordinada para optimizar la digestión proteica en el estómago.
Los principales estimulantes de la secreción de pepsinógeno son:  Acetilcolina  Gastrina  Histamina  Secretina La secreción de pepsinógeno es inhibida por la somatostatina.
La lipasa gástrica humana es una enzima que digiere triglicéridos de la dieta y hay una enzima (asparagina glicosilada) que protege a esta enzima de la acción proteolítica de la pepsina. Tiene propiedades distintas de la lipasa pancreática (pH óptimo más bajo). Es inhibida por los ácidos biliares y no requiere colipasas para su actividad.
Los estimulantes e inhibidores son similares a los del pepsinógeno.
Factor intrínseco Se trata de una glicoproteína esencial para la vida y es secretada por las células parietales. En menor grado es secretado por células cimógenas y endocrinas.
La función de este factor intrínseco es el de unirse a la cianocobalamina (B12) para permitir su correcta absorción en el íleon. Cuando no hay FI o hay anticuerpos que lo destruyen, se produce una carencia de B12 que produce la anemia perniciosa.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Regulación de la secreción gástrica En ayuno hay una secreción alcalina e isotónica sin componente oxíntico, muy rica en moco. Los estímulos emocionales aumentan la secreción ácida Al comer distinguimos tres fases en relación a la regulación de la secreción gástrica: 1. Fase cefálica. Se produce al entrar en contacto con la comida (el individuo) o pensar en ella. Esta secreción es vagal y se realiza antes de la ingestión.
Es una preparación a la llegada del alimento, que activa el núcleo motor dorsal del vago que tiene vías eferentes a la pared del estómago y activa la secreción gracias a neuronas secretomotoras de los plexos parietales.
2. Fase gástrica. El alimento es introducido en la boca, masticado, deglutido y llega al estómago. El alimento que llega al estómago distiende su pared y a través de plexos o reflejos de vía larga, estimula la secreción gástrica.
Se forman las pepsinas que digieren las proteínas para dar lugar a aminoácidos y péptidos que son los principales estimulantes de la secreción gástrica. Los carbohidratos y las grasas inhiben la secreción gástrica.
El café con independencia de su contenido de cafeína, el té, la leche, y las bebidas blandas, aumentan la secreción gástrica.
Las bebidas alcohólicas de alta graduación (whisky, ginebra, coñac…) no estimulan la secreción La capsaicina (extracto de chili, y picantes en general) reduce las secreciones ácidas presumiblemente por estimulación eferente.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban 3. Fase intestinal. Al llegar la comida al duodeno en un primer momento se sigue activando la secreción gástrica, pero pasado un periodo transitorio la distensión del intestino, la acidez, la irritación y la presencia de grasas inhiben la secreción de forma potente.
Por vía hormonal se inhibe a secreción gástrica gracias a:  Secretina  GIP  CCK  VIP  Somatostatina Estas sustancias también ralentizan el vaciamiento gástrico.
Secreción ácida Las células parietales de las glándulas oxínticas tienen una gran capacidad para secretar protones, lo que consume gran parte de su energía al secretarlos en contra de gradiente.
Secretan gran cantidad de protones (3·106 H+/seg) que proceden del CO2 vía anhidrasa carbónica.
Los protones son secretados gracias a la H+/K+-ATPasa. En la membrana basolateral el bicarbonato procedente de la hidratación de CO2 se intercambia con cloruro procedente de la sangre.
La regulación de la secreción de protones es compleja y no se conoce en todos sus detalles.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La célula parietal secreta hidrógeno procedente de la hidratación del CO 2. El bicarbonato es bombeado a la sangre en intercambio con cloruro, mientras que el protón se bombea a la luz del estómago junto con cloruro procedente de la sangre para dar lugar a HCl en el estómago.
Regulación química de la secreción gástrica - Importante La célula oxíntica bombea el protón y el cloruro que se unen dentro de la luz intestinal.
Esta célula parietal es activada por la histamina que secretan las células enterocromafines (neuroendocrinas) que activa los receptores H2 de las células parietales. También son activadas por la gastrina por receptores CCK-B.
La gastrina actúa fundamentalmente, activando la secreción de histamina de forma directa.
La somatostatina que proviene de las células D de las glándulas pilóricas inhibe la formación de histamina (comunicación paracrina y endocrina) y al mismo tiempo inhibe la formación de gastrina, frenando por doble vía la secreción ácida.
La colecistoquinina (CCK) de las células I intestinales activa las células D gracias a los receptores CCK-A, y promoviendo al mismo tiempo la secreción de somatostatina, inhibiendo del mismo modo la secreción gástrica.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban  Activadores sinérgicos  Acetilcolina (vagal)  Histamina  Gastrina  Inhibidores  Somatostatina  Colecistoquinina (CCK)  Secretina Los activadores son sinérgicos, es decir, que se da la potenciación mutua de sus efectos, y no únicamente la sumación.
Estimulantes La gastrina se produce en las células G y es el estímulo endógeno más potente.
Hay varias subespecies de gastrina que proceden de la preprogastrina. El G-17 parece ser el más importante. La secreción de gastrina es estimulada por la presencia de aminoácidos en la luz gástrica, éstos son captados pasivamente por las células G que liberan a cambio gastrina a la sangre, la gastrina sobre todo tiene como diana las células enterocromafines productoras de histamina La histamina ocupa un lugar clave. Procede de las células enterocromafines y activa a las células oxínticas a través de sus receptores H2.
La acetilcolina es liberada por neuronas parasimpáticas y actúa por receptores muscarínicos M3 Inhibidores Consisten en un mecanismo feedback que consisten en que cuando el pH es bajo se inhibe la secreción de ácido y viceversa.
La somatostatina tiene dos péptidos: S-28 y S-14 (importante). Las células D tienen varios mecanismos de estímulo para secretar somatostatina:  pH luminal  CCK (actuando sobre CCK-A)  Gastrina La secretina y péptidos similares se secretan desde las células S duodenales ante la presencia de acidez en el duodeno.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Úlcera péptica La úlcera péptica puede ser gástrica o duodenal y es muy frecuente. Se asocia sobre todo a daños en la barrera mucosa adherente, por lo que el ácido que salió vuelve para atrás dañando la mucosa y necrotizándola. Esto causa hemorragias y agujeros.
La barrera mucosa se puede dañar por varias causas:  Ácido acetilsalicilico  Bacterias patógenas (H. Pylori)  AINES  Hipersecreción de gastrina (tumores o aumentos de otro tipo) Se tratan inhibiendo la bomba de protones (omeprazol) o bien bloqueando los receptores histamínicos H2. El Helicobacter Pylori se trata con antibióticos.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiología II Alberto Gómez Esteban Tema 22. Secreción del páncreas exocrino Introducción El páncreas humano es un órgano retroperitoneal con una longitud de 10 a 20 centímetros y un peso de 70-100 gramos. Consta de tres partes definidas:  Cabeza  Cuello  Cuerpo  Cola La mayor parte de su masa es de componente exocrino y vierte al duodeno enzimas digestivas. También tiene otra porción de naturaleza endocrina que trataremos en su sistema adecuado.
La secreción exocrina se denomina jugo pancreático por el conducto principal de Wirsung. Termina en la ampolla de Vater en el duodeno la cual se abre en la papila duodenal. En su entrada está rodeado por el esfínter de Oddi.
En un grupo pequeño de personas además del conducto pancreático principal tienen el conducto accesorio de Santorini que drena en una porción duodenal cercana a la ampolla de Vater y proximal al estómago.
Tiene inervación de dos tipos:  Nervios vagos. Terminan en ganglios parasimpáticos suprapancreáticos de los que salen neuronas postsinápticas que secretan:  Acetilcolina  NO  VIP  Otros  Inervación simpática. Mediante nervios esplácnicos por los plexos hepático y celiaco.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Estructura funcional La unidad funcional del páncreas exocrino es el acino seroso y su conductillo de drenaje. Distinguimos células ductales que tapizan el conducto, células centroacinares y células acinares.
Las células ductales secretan el componente acuoso y electrolitos. También parecen contribuir a esta función las células centroacinares.
Las células acinares secretan los enzimas digestivos. Entre dos células acinares existen uniones estrechas y uniones tipo GAP para evitar el vertido de enzimas al intersticio lo que provocaría una pancreatitis.
Los enzimas se vierten desde sus gránulos de cimógeno a la luz del conducto mediante exocitosis.
La secreción exocrina tiene un componente acuoso que contribuye a neutralizar la acidez del ácido gástrico que llega al duodeno desde el estómago por vaciamiento.
Cuando llega al duodeno es en parte neutralizado por la secreción pancreática de naturaleza alcalina.
El componente enzimático tiene la función digestiva, ya que la mayor parte de la digestión la llevan a cabo las enzimas pancreáticas.
El volumen diario de jugo pancreático es de 2’5 L/día y su osmolaridad es independiente del flujo. Este puede aumentar de 0’2-0’3 mL/min en reposo a 4 mL/minuto con estimulación nerviosa.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Componentes acuosos Los principales son sodio, potasio, cloro y bicarbonato. Cuando se estimula con secretina el jugo pancreático tiene un color claro, alcalino e isotónico. La concentración de bicarbonato aumenta mientras que el de cloro disminuye proporcionalmente.
La secretina es un potente estimulador del componente acuoso, y algo del enzimático. Lo hace activando a la adenilato ciclasa y por tanto la concentración intracelular de AMPc La acetilcolina aumenta también el componente acuoso aumentando el calcio intracelular.
Componente enzimático Contiene proteasas, enzimas amilolíticas, nucleasas y lipasas, también secreta una colipasa e inhibidores de la tripsina en ayuno.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Todos las enzimas se secretan desde la célula acinar en su forma inactiva. Cuando llegan al duodeno, estos péptidos, en particular el tripsinógeno es activado por una enteroquinasa que se localiza en las microvellosidades del enterocito.
La tripsina una vez formada autocataliza el tripsinógeno restante y además sirve para catalizar la activación de los demás cimógenos.
El inhibidor de la tripsina inactiva la enzima que potencialmente se pudiera verter en la luz del acino para evitar que ésta se active en el páncreas y cause la destrucción del parénquima e inflamación (pancreatitis) Además de estos enzimas se forma en el páncreas el monitor peptal o péptido monitor Funciones de los enzimas  Amilasa. Es secretada en la saliva y el páncreas exocrino, sobre todo por este último.
Ambas enzimas con independencia de dónde procedan digieren el almidón y el glucógeno de la dieta, y ambas hidrolizan el enlace 1,4 del almidón para dar lugar a la maltotriosa y una dextrina. Los enzimas del borde en cepillo completan la digestión para formar glucosa.
 Lipasas. El páncreas secreta tres tipos de lipasas:  Triglicérido lipasa  Fosfolipasa A2  Carboxilesterasa La triglicérido lipasa hidroliza una molécula de triglicérido para dar lugar a dos moléculas de acido graso y a un monoglicérido. Los ácidos biliares y la colipasa son necesarios para que la lipasa actúe sobre las gotas de grasa para acceder a los triglicéridos.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La colipasa forma un compuesto ternario entre la lipasa y los ácidos biliares, lo que ancla la lipasa a la gota de grasa permitiendo su acción digestiva.
La fosfolipasa A2 cataliza la hidrólisis del éster del acido graso de fosfatidilcolina.
Las carboxilesterasas tienen amplias acciones que incluyen la degradación de los ésteres del colesterol, vitaminas liposolubles, triglicéridos, diglicéridos y monoglicéridos  Proteasas. Se secretan inactivas en las células acinares y se dedican a romper proteínas actuando cada una en enlaces determinados. Son endopeptidasas que rompen enlaces internos de la molécula peptídica.
La carboxipeptidasa actúa sobre enlaces externos, y la acción conjunta de las proteasa pancreáticas y de la pepsina gástrica completa la digestión de proteínas.
Regulación de la secreción El páncreas secreta continuamente con diferencias cuantitativas. Se secreta menos en ayuno y aumenta en periodo postprandial.
El patrón del ayuno comienza cuando la porción proximal del intestino (duodeno y yeyuno) queda libre de alimentos.
En un individuo que come 3 veces al día el patrón digestivo es continuo desde que desayuna hasta el final del día.
En el ayuno la secreción es cíclica y guarda relación con los complejos motores migratorios (CCM) que cada 90-120 minutos producen un pico de secreción (fases II y III). Parece que tiene que ver con la activación de neuronas colinérgicas de los plexos parietales.
El patrón digestivo es muy similar al que observábamos en la secreción gástrica. Consta de tres fases: 1. Fase cefálica. Se produce de forma idéntica a la que se daba en el estomago.
Aumenta la secreción del componente enzimático.
2. Fase gástrica. La distensión del estomago estimula la digestión pancreática y lo hace por un reflejo vagovagal (aferencias y eferencias vagales). Es especialmente rica en enzimas.
3. Fase intestinal. Es la fase más importante y se produce cuando el contenido gástrico llega al duodeno. Por vía nerviosa vagal y por los propios plexos, y además por vía humoral se activa la secreción pancreática. Esta es la fase en la que mas secreción pancreática se produce.
Cuando llega el alimento acido al duodeno se estimula la secreción de secretina por parte de las células S del intestino, la cual estimula las células ductales pancreáticas.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El otro estimulante es activado especialmente cuando el contenido alimenticio es rico en grasas y algo menos en proteínas es la colecistoquinina (CCK) la cual activa las células acinares provocando un contenido rico en enzimas.
Si medimos el flujo pancreático en su componente acuoso, la inyección de CCK estimula en escasa medida el componente acuoso, y la secretina lo hace mucho.
Regulación en feedback Es un mecanismo muy importante y recientemente conocido. La secreción enzimática es producida especialmente por la CCK.
La secreción de CCK es mediada en parte por dos péptidos:  Péptido liberador de CCK (CCK-RP). Se produce en la mucosa del duodeno  Péptido monitor. Se produce en el páncreas Cuando estamos en plena digestión (durante la comida o poco después) la tripsina y los demás enzimas están ocupados en digerir alimentos, y dejan más o menos libres los dos péptidos mediadores de CCK, que se mantienen a niveles altos, lo que estimula la secreción de CCK.
Cuando está pasando ya la digestión los enzimas digestivos dejan de ocuparse de digerir los alimentos, digiriendo los dos péptidos mediadores e inhibiéndose la secreción de CCK.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Fisiopatología del páncreas Una de las enfermedades pancreáticas más corrientes y destructivas es la pancreatitis asociada a la fibrosis quística.
Se caracteriza por el transporte anormal de Cl - en el epitelio (canal CFTR de cloruro anormal) lo que lleva a secreciones espesas y viscosas, lo que tapona los conductos de secreción y causa que las enzimas no se viertan de forma adecuada, lo que genera insuficiencia en la absorción, debido a que la carencia de enzimas empeora la digestión.
Además las enzimas proteolíticas se pueden activar en el parénquima del páncreas causando su destrucción, e inflamación (pancreatitis).
La pancreatitis en general consiste en la inflamación del páncreas debido en gran parte de ocasiones a la autodigestión llevada a cabo por la activación precoz del vertido enzimático cuando aún están en el páncreas.
Las causas etiológicas de la pancreatitis son muy diversas, entre otras la fibrosis quística que mencionábamos, y el alcoholismo.
La pancreatitis causa insuficiencia en la digestión especialmente de las grasas, que aparecen en heces (esteatorrea) dándose disminución del contenido de vitaminas liposolubles en el organismo.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 23. Secreción biliar El hígado Es el órgano y además la glándula más grande del cuerpo (1,5 Kg y el 2% del peso corporal). Es un órgano vital ya que cumple muchas e importantes funciones tanto metabólicas como digestivas y de almacenaje. Su función digestiva principal es la formación de bilis.
Su unidad funcional es el lobulillo hepático (50.000-100.000). Su célula más abundante es el hepatocito (80%) pero hay muchas otras células relevantes para su función.
Las vías biliares comienzan en los canalículos existentes entre dos hepatocitos.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Las vías biliares extrahepáticas siguen el siguiente recorrido anatómico:  Conducto hepático común  Conducto cístico  Vesícula biliar  Conducto biliar común (colédoco) El conducto biliar común o colédoco se une al conducto pancreático para formar la ampolla de Váter.
Cuando atraviesan la pared del duodeno las capas de musculo liso se engruesan para formar el esfínter de Oddi el cual suele tener tres partes: 1. Esfínter colédoco 2. Esfínter pancreático 3. Esfínter de la ampolla de váter Alberto Gómez Esteban Fisiología II Vesícula biliar La vesícula biliar es un órgano sacular con 3 cm de ancho x 7 cm de largo y una capacidad de 30-50 mL. En ella distinguimos 4 porciones:  Fundus  Cuerpo  Infundíbulo  Cuello Almacena la bilis y la concentra para ser vertida en el duodeno y solubilizar las grasas Las vías biliares tienen una inervación parasimpática vagal y simpática por el plexo biliar.
Tiene una inervación sensitiva procedente del nervio frénico derecho.
Bilis Es un líquido amarillo verdoso formado por agua, electrolitos y además tiene ácidos o sales biliares, colesterol, ácidos grasos, fosfatidilcolina, lecitina y pigmentos biliares (que aportan color a la bilis).
La composición de cada componente varía según salimos del hígado. La fosfatidilcolina en conjunción con ácidos biliares y colesterol forma micelas, y cuando se altera su proporción precipita para formar cálculos biliares.
Su función es la de eliminar productos metabólicos de desecho (colesterol y pigmentos derivados del metabolismo del grupo hemo) y de xenobióticos (sustancias exógenas).
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La bilis es muy importante para emulsionar las grasas en el intestino delgado, lo cual es clave para que actúen las enzimas lipasas.
La formación de bilis aparte de sus funciones es muy importante para el funcionamiento del propio hígado, porque el flujo de bilis ayuda a la secreción y eliminación de los demás componentes.
Formación de bilis Se realiza esencialmente en dos fases: 1. Secreción hepática. Es rica en sales biliares, colesterol y otras sustancias orgánicas 2. Modificación en los conductos. Se añaden elementos como agua, iones, glucosa, aminoácidos, urea… que se extraen del plasma. La secreción de agua y electrolitos es estimulada por secretina y por la inervación vagal.
Se formarán diariamente 500 mL de bilis. La formación de bilis depende principalmente de la formación en el hepatocito y de su modificación mientras atraviesa los conductos biliares.
La bilis se almacena en la vesícula biliar, ya que cuando no pasa al duodeno debe permanecer en algún sitio.
La vesícula biliar tiene una capacidad entre 30-50 mL y si debe dar cabida a todo el volumen que le llega del hígado debe concentrarla (entre 5-20 veces) mediante la reabsorción de agua y electrolitos.
Regulación de formación de bilis y vaciamiento de la vesícula Durante el ayuno la bilis pasa del hígado a la vesícula. En ese periodo de ayuno algo de bilis se vacía en el duodeno (20-30%) ese vaciamiento coincide con los complejos motores migratorios (CCM). Cuando llegan las fases II y III se contrae la vesícula y se relaja el esfínter de Oddi para dar lugar a un pequeño vaciamiento.
Durante la comida observamos las tres fases clases 1. Fase cefálica. Se vacía la vesícula gracias al estimulo vagal, que también estimula la secreción de bilis rica en agua y bicarbonato (componente acuoso) 2. Fase gástrica. La distensión del estomago con participación del reflejo vagovagal y de la gastrina estimula la formación de bilis y el vaciamiento vesicular. En el vaciamiento siempre debe haber contracción de la vesícula y relajación del esfínter.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II 3. Fase intestinal. Los ácidos grasos y aminoácidos estimulan la formación de CCK en el duodeno, la cual por un lado activa aferencias vagales de forma que el potencial asciende y regresa por el vago causando los efectos vagales conocidos.
Además la propia CCK causa vaciamiento de la vesícula y estimula la formación de bilis por sí sola.
El término colerético significa que aumenta la secreción de bilis.
Cuando la comida es abundante y rica en grasas durante todo el periodo digestivo, la vesícula biliar puede estar contraída durante todo el periodo digestivo y el esfínter de Oddi relajado, de forma que la nueva bilis en formación en vez de almacenarse y modificarse en la vesícula llega directamente al duodeno.
Pigmentos biliares Proceden del metabolismo de la hemoglobina, de los hematíes ya envejecidos tras 120 días. La hemoglobina se divide en sus componentes que incluyen globina y grupo hemo.
El grupo hemo se metaboliza en el hígado para dar lugar a pigmentos biliares que llegan a la sangre formando bilirrubina libre y bilirrubina conjugada. En total son 1-1,5 mg/mL.
Cuando la bilirrubina supera los 2 mg/mL se da la ictericia.
Ácidos biliares Son muy importantes porque es esta formación la que condiciona en buena parte la función hepática.
Estas sustancias se sintetizan a través del colesterol en el hepatocito, constituyendo de todo el peso de la bilis el 50%. En humanos los dos ácidos biliares principales son el ácido cólico y el quenodesoxicólico.
En la formación de los ácidos biliares primarios es un proceso muy complejo y multienzimático en el que destacamos la enzima 7α-hidroxilasa del colesterol que frecuentemente se daña siendo un proceso limitante a la eliminación del colesterol.
Cuando los ácidos biliares llegan al intestino delgado distal, las bacterias intestinales los transforman en ácidos biliares secundarios que serán:  Cólico → Ácido desoxicólico  Quenodesoxicólico → Ácido litocólico Los ácidos biliares primarios en el hepatocito se conjugan con aminoácidos, o bien con la glicina o bien con la taurina.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Del mismo modo los ácidos biliares secundarios pasan a la circulación de la sangre retornando al hígado donde son conjugados con glicina o taurina.
Así conjugados son mas solubles en agua de tal manera que todos los ácidos biliares sean primarios o secundarios que salgan del hígado son conjugados. Los primarios se forman directamente en el hepatocito. Los secundarios también salen del hígado pero no se han formado en éste directamente sino que han sido modificados por bacterias.
Los ácidos biliares que llegan al intestino delgado cumplen su función digestiva y después el 90% se reabsorben en el íleon terminal mediante transporte acoplado a sodio. Pasan a la circulación porta y regresan al hígado (circulación enterohepática de los ácidos biliares).
Los ácidos biliares en su recirculación se pierden muy pocos de forma que los hepatocitos no tienen gran necesidad de formar ácidos biliares primarios y el hígado debe añadir una pequeña cantidad cada día.
En resumidas cuentas en la circulación enterohepática controla un feedback en su propia síntesis. También controla su transporte de forma que la circulación de bilis y ácidos biliares condiciona el funcionamiento del hígado y la eliminación de los distintos componentes de la bilis.
La bilis y en concreto la secreción de ácidos biliares se analiza en el contexto del metabolismo del colesterol de modo que en este contexto se incluye esto como una forma de eliminación de esta sustancia.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Función de los ácidos biliares El movimiento de los ácidos biliares arrastra componentes tóxicos y ayuda a la eliminación de bilis y a eliminar otras sustancias, además juegan un complejo papel en la regulación metabólica del colesterol. Estos ácidos se unen al calcio lo que contribuye a evitar la formación de cálculos biliares.
La función más importante es la de emulsionar las grasas para posibilitar su digestión enzimática. Gracias a su naturaleza anfipática pueden formar micelas en el intestino de forma que permiten la digestión de grasas y vitaminas liposolubles.
Alteraciones hepáticas  Ictericia. Cuando esta aumentada la bilirrubinemia (> 2 mg/dL), bien sea en forma libre o conjugada, y se deposita en los tejidos aportándoles un característico color amarillo.
La ictericia es un signo de que los pigmentos biliares están aumentados, o bien por una alteración hepática o que exista una anemia hemolítica que causa la formación de mucho pigmento  Colecistectomía. Se puede vivir en buenas condiciones sin vesícula biliar, aunque se deben evitar comidas grasas debido a que si no, existen molestias digestivas. Los individuos afectados suelen tener los conductos biliares dilatados.
 Colelitiasis. Es la inflamación de las vías biliares que produce dolor y molestia. A menudo se forman cálculos sobre todo en mujeres obesas. El cálculo se suelta enclavándose en el esfínter de Oddi y bloqueándose la bilis y la secreción pancreática produciendo consecuencias.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 24. Digestión y absorción gastrointestinal (I) Introducción Como ya sabemos el tubo digestivo es la puerta de entrada a los alimentos, vitaminas y líquidos para el organismo.
La digestión comienza en la boca, aunque es un proceso de escasa magnitud, sigue en el estómago y sobre todo la mayor parte de la digestión se realiza en el intestino delgado.
Una vez realizada se da la absorción.
La célula encargada de absorber nutrientes es el enterocito, en el intestino delgado (aunque también se absorben sustancias en más sitios). En condiciones normales solo se expulsa por las heces el 5% de los nutrientes ingeridos, aunque los recién nacidos son menos eficientes.
Anatómicamente la absorción depende de la superficie de contacto entre los alimentos y el tubo digestivo, la cual debe ser muy grande. Esta superficie de absorción se amplia de tres formas:  Válvulas conniventes  Vellosidades intestinales  Ribete en cepillo (chapa estriada) Alberto Gómez Esteban Fisiología II Los factores que controlan la absorción serán: 1. Digestión adecuada de los nutrientes en sus monómeros 2. Superficie de contacto entre la pared del tubo digestivo y el alimento 3. Número total de enterocitos 4. Transportadores presentes en la superficie apical 5. Correcta irrigación vascular y linfática Grasas En nuestra dieta habitual las grasas más abundantes son los triglicéridos (grasas neutras) formadas por glicerol y tres ácidos grasos.
Habitualmente ingerimos 120-150 g/día de grasas, aunque en la luz del duodeno encontramos más grasas que las ingeridas, ya que realizamos vertidos biliares ricos en sustancias lipídicas. Una fuente especial de grasas son las vitaminas liposolubles.
La ingesta de colesterol es muy variable (200-250 mg/día).
Se ha descrito el caso de quien ingería diariamente 25 huevos (5000 mg de colesterol ¿¿¿en sangre???) sin referir ningún problema cardiovascular.
Digestión En el adulto se absorben más del 95% de las grasas ingeridas. La digestión comienza ligeramente en la boca gracias a la lipasa lingual (glándulas de Von Ebner) y en el estómago (lipasa gástrica producida en las células cimógenas) La mayor parte de la digestión grasa se produce gracias a la lipasa pancreática en el intestino delgado. La lipasa pancreática a diferencia de las otras dos requiere un cofactor (colipasa). La lipasa pancreática se inhibe en presencia de los ácidos biliares, pero esa inhibición es impedida por la colipasa.
La colipasa y los ácidos biliares se unen a las gotículas de grasa para permitir la acción de las lipasas.
En el intestino los triglicéridos se rompen por la acción de la lipasa pancreática y normalmente quedan dos ácidos grasos libres y un monoglicérido.
La fosfolipasa A2 se secreta en forma de proenzima en el páncreas, se activa en el duodeno y se encarga de digerir los fosfolípidos de la dieta.
La esterasa se encarga de digerir ésteres de colesterol y vitaminas liposolubles.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Los productos liberados de la lipolisis junto con los ácidos biliares forman micelas con sus partes hidrófobas internalizadas y sus partes hidrófilas en contacto con el medio acuoso de la luz intestinal.
Los ácidos grasos libres y monoglicéridos se pueden disolver para llegar a las microvellosidades absortivas, por lo que las micelas no son esenciales para la asimilación de estas grasas, pero sí lo son para los demás, y para los triglicéridos que no se digieren por completo.
Los ácidos grasos de cadena larga que no son absorbidos en el intestino delgado pasan al colon. Una vez en el colon, parte de ellos son degradados por las bacterias del colon, transformándose en ácidos grasos de cadena corta. Parte de estos ácidos grasos son absorbidos, y parte de estos, o bien no modificados o bien no absorbidos, se pierden con las heces. Cuando en las heces se pierde más grasa de lo normal aparece la esteatorrea, típica de la insuficiencia pancreática.
Absorción Las grasas se absorben mayoritariamente en la parte proximal del yeyuno (2/3 proximales), la rapidez e intestinal dependen del tipo de grasa y de la mezcla con otros alimentos.
En condiciones normales se absorbe el 95% pero en insuficiencia pancreática solo se absorbe el 40-50%. En niños únicamente se absorbe el 10-15%.
Los ácidos grasos libres y monoglicéridos contactan con microvellosidades para entrar en el enterocito, bien por difusión facilitada, transportador específico o bien por la acción de una especie de bomba.
El colesterol que se absorbe en el yeyuno parece utilizar una proteína transportadora.
Se han descrito alteraciones genéticas en estos transportadores asociadas a patologías.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Una vez en el enterocito el 75% de ellos pasaran a la sangre o a la linfa. Algunos retornarán a la luz, y una pequeña parte serán utilizados por el enterocito.
Cuando han sido absorbidas estas grasas, si se trata de un ácido graso de cadena corta (<12 carbonos) pasará directamente a la circulación portal. Los ácidos grasos de cadena larga se reesterifican con el monoglicérido para dar lugar de nuevo a triglicéridos; este procesamiento tiene lugar en el REL.
Una vez reesterificados los triglicéridos, esteres de colesterol y fosfolípidos se empaquetan junto a lipoproteínas para formar quilomicrones y VLDL (Very Low Density Lipoproteins).
Los quilomicrones son mayoritarios tras la digestión, mientras que las VLDP son mayoritarias en ayuno.
Los quilomicrones tienen un tamaño relativamente grande y no pueden pasar a la circulación sanguínea directamente, por lo que pasan a la circulación general mediante la linfa desde la cual van al hígado o a la circulación sanguínea general.
Un quilomicrón esta mayoritariamente formado de grasas (triglicéridos) en su parte interna, mientras que está tapizado externamente por proteínas.
Las lipoproteínas son combinaciones de grasas con apoproteínas y es la forma que tiene el organismo de introducir en la circulación grasas insolubles.
Según la densidad de las lipoproteínas tenemos los siguientes tipos:  Quilomicrones  VLDL  IDL  VDL. Principal responsable de la ateromatosis (principalmente arterias coronarias y cerebrales  HDL. Son las lipoproteínas encargadas de devolver al hígado los lípidos sobrantes, fundamentalmente el colesterol. Son beneficiosas para la salud cardiovascular ya que evitan la ateromatosis.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 25. Digestión y absorción gastrointestinal (II) Hidratos de carbono Los hidratos de carbono aportan la mayor parte de la energía que consumimos, y la que incorporamos en la dieta habitual va disminuyendo desde el punto de vista energético, aumentando la cantidad proporcional de hidratos de carbono que incluimos en forma de fruta y vegetales.
Los principales están en forma de polisacáridos, disacáridos y monosacáridos y la mitad está formada por el almidón.
Otra fuente es la leche, la fruta y vegetales o la caña de azúcar En condiciones normales toda la glucosa y galactosa que tomamos habitualmente se absorbe en el intestino, pero en el caso de la fructosa su absorción está limitada tanto en niños como en adultos.
El glucógeno de almacenaje animal representa un escaso porcentaje en la dieta y los hidratos de carbono que no tomamos como almidón tienen diversas fuentes como las fibras de los cereales, etc… La celulosa se digiere muy poco o nada y constituye la fibra, que ayuda a regular el tránsito intestinal.
Digestión El almidón es un polímero de la glucosa formado por amilosa (cadena principal) y amilopectina (ramificada).
En la boca comienza en cierta medida por la ptialina (α-amilasa salivar) la cual se lleva a cabo en un pH básico, por lo que deja de actuar en el medio gástrico.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II La principal digestión la realiza la amilasa pancreática y se da en el intestino delgado.
Ambas amilasas digieren amilosa pero ignoran los enlaces α-1,6 y los enlaces α-1,4 terminales. Esto da como resultado mayoritario (70%) la formación de maltotriosa (triosa) y maltosa (disacárido) y otros oligosacáridos. El 30% restante lo constituye la dextrina αlimite.
La digestión de los oligosacáridos se lleva a cabo por maltasa, sucrasa e isomaltasa para dar lugar a glucosa. Ambas se forman como glicoproteínas en formas inactivas, y se activan al llegar a la luz intestinal.
La dextrina α-limite por acción de la isomaltasa da lugar a maltotriosa y a glucosa, por lo que todo el almidón terminara siendo glucosa.
La sucrasa da lugar a glucosa y fructosa. Además de estas hay dos disacaridasas en el borde en cepillo que tienen importancia clínica. Estas son la lactasa, y la trealasa.
La lactasa puede estar en carencia en muchas personas por lo que no digieren lactosa dando lugar a diarreas, malestar y flatulencia si no es tratada.
Absorción Las hexosas como glucosa, galactosa y fructosa se absorben en el intestino delgado mayoritariamente a través del borde en cepillo. Pasan al enterocito usando un cotransportador de sodio (SGLT). En la superficie apical del intestino encontraremos transportadores SGLT1.
La glucosa sale por del enterocito a sangre mediante difusión facilitada por el GLUT2 llegando a la circulación porta.
El resultado neto es que para cada molécula de glucosa que entra, entran dos moléculas de sodio y les acompañan dos aniones (Cl) lo que arrastra agua, aproximadamente cada bombeo de iones acompaña 1100 moléculas de agua para mantener la osmolaridad del contenido intestinal y de lo absorbido.
Este proceso se puede utilizar dando sal y glucosa para facilitar la absorción de agua en ciertas deshidrataciones.
La fructosa utiliza un mecanismo de absorción independiente de sodio por difusión facilitada por GLUT5.
La insulina apenas afecta a la absorción de glucosa.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Hay dos tipos de transporte en el borde en cepillo. La glucosa y galactosa entra en el enterocito en cotransporte con sodio utilizando ambas el SGLT 1.
La fructosa es independiente al sodio y sale y entra mediante GLUT 5.
Proteínas Todas las proteínas que se encuentran en el intestino, la mitad de ellas proceden de la dieta.
El 25% restante de las proteínas que encontramos en el tubo digestivo proceden de los enzimas digestivos y el resto (25%) de la descamación de los epitelios.
De todas las proteínas que encontramos en total se digieren y absorben el 95%. Las proteínas de la dieta son la principal fuente de aminoácidos plasmáticos y aportan el 1015% de la energía total consumida.
Las proteínas más importantes son aquellas que contienen aminoácidos esenciales (8), y son vitales para la supervivencia ya que no podemos realizar su síntesis endógena, estos aminoácidos serán enumerados en el tema 27.
Algunas proteínas específicas como el factor intrínseco o las inmunoglobulinas suelen ser resistentes a la acción enzimática para garantizar que cumplan su función.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Digestión La mayoría de las proteínas ingeridas terminan siendo aminoácidos de una forma u otra.
La digestión de las proteínas comienza en el estómago gracias a las secreciones enzimáticas de pepsina. La actuación de las pepsinas requiere un pH ácido.
Cuando avanzan en el intestino delgado y el pH aumenta la acción de las pepsinas queda amortiguada. Hay personas que no secretan ácido o que no secretan pepsinas y no tienen problemas, así queda demostrado que la secreción gástrica no es esencial.
En el intestino ocurre la mayor parte de la digestión proteica a tres niveles:  Luz. Los polipéptidos que se forman en el estómago gracias a la degradación enzimática son digeridos por enzimas pancreáticas (tripsina, quimiotripsina y elastasas) específicas para enlaces. Esta digestión es la principal.
Los oligopéptidos se hidrolizan por las carboxipeptidasas A y B que se encuentran en la luz intestinal. Los aminoácidos liberados se acercan al borde en cepillo.
Algunos dipéptidos y tripéptidos entran directamente en el enterocito ya que pasan mejor que los aminoácidos simples.
Las proteasas pancreáticas tienen otros efectos como el de separar la vitamina B12 de la proteína R salivar permitiendo su unión al factor intrínseco. Esto será explicado en mayor detalle en el tema siguiente.
 Borde en cepillo y enterocito. Completan la digestión de las proteínas. Las dipeptidasas y tripeptidasas se encuentran mayoritariamente dentro del citoplasma debido a lo que decíamos acerca de que los dipéptidos y tripéptidos entraban al enterocito con mayor afinidad que los aminoácidos, y una vez dentro, deben ser degradados a aminoácidos.
Las oligopeptidasas se encuentran sobre todo en el borde en cepillo para garantizar la conversión de oligopéptidos en aminoácidos o bien en dipéptidos o tripéptidos fácilmente asimilables.
Absorción Una vez digeridas las proteínas deben absorberse en forma de aminoácidos. Los aminoácidos como tales utilizan al menos 7 sistemas de transporte para entrar en el enterocito:  5 de ellos en cotransporte con sodio  2 sistemas independientes de sodio Alberto Gómez Esteban Fisiología II Este mecanismo de incorporación de aminoácidos se encuentra en el borde en cepillo e implica o bien transporte activo o bien difusión facilitada.
Hay hormonas que alteran el transporte de aminoácidos como la somatostatina y el VIP que disminuyen la absorción de aminoácidos.
El factor de crecimiento epitelial (EGF), la neurotensina, la colecistoquinina (CCK) y la secretina aumentan la absorción de aminoácidos.
La forma más eficaz de entrada, por encima de en forma de aminoácidos, es en forma de dipéptidos y tripéptidos, la cual se lleva a cabo por el transportador de péptidos T1 (PepT1). Este transportador utiliza un cotransporte dependiente de protones.
El transportador se encuentra en todo el intestino delgado.
Los ácidos nucleicos son degradados en nucleótidos en el intestino por las nucleasas pancreáticas.
Los nucleótidos se degradan en nucleósido y fósforo por acción de enzimas del borde en cepillo. Los nucleósidos forman azúcares y bases púricas y pirimidínicas, las cuales son absorbidas mediante transporte activo.
La salida por la membrana basolateral en dirección a la circulación porta opera por transporte activo y difusión pasiva. Durante el ayuno existen mecanismos que extraen aminoácidos de la circulación porta, para que sean utilizados en el metabolismo del enterocito.
De todos los aminoácidos la glutamina es única ya que es la principal fuente de energía de los enterocitos, dando lugar a amonio por lo que el transporte de la glutamina es muy relevante.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 26. Digestión y absorción gastrointestinal (III) Introducción En el tubo digestivo también se absorben y secretan agua y electrolitos. En algunas partes predomina la absorción y en otras la secreción dependiendo de las necesidades del organismo y de la osmolaridad del intestino.
El tubo digestivo tiene una gran superficie y una gran cantidad de adaptar la absorción y secreción a las necesidades del organismo.
Un hecho esencial de la mucosa intestinal es la presencia de tight junctions que constituyen una barrera selectiva, de tal manera que el paso de agua y otras sustancias va a ser selectivo. Si no existiera esta barrera podría darse el paso al medio interno de sustancias toxicas que dañaran al organismo.
En la parte de las vellosidades predomina la absorción a la secreción, y en las glándulas se da el caso contrario.
Hay sustancias que favorecen la secreción y son los secretagogos.
Hay sustancias que favorecen la absorción y son los proabsortivos.
Desde el punto de vista global es importante conocer la predominancia de uno u otro proceso.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Transporte de agua Es un elemento esencial para la vida. En todos los procesos metabólicos y las funciones celulares se requiere agua. En gran parte la absorción o secreción de agua suele ser un proceso pasivo dependiente del gradiente osmótico. Acompaña normalmente al sodio y en sentido más amplio a la sal (NaCl).
Existen proteínas (aquaporinas) que permiten la absorción de agua, y otros transportadores específicos de otras moléculas (SGLT por ejemplo) que arrastran agua.
En un adulto de mediana edad se suelen ingerir 2000 mL diarios, pero ésta no es toda el agua que se encuentra en el tubo digestivo, ya que se secretan otros 7000 mL procedentes de distintas glándulas: En total todos los días pasan por el tubo digestivo unos 9 L de los cuales se absorbe el 98%, y el restante se elimina con las heces (200 mL). Aparte de atender las necesidades del organismo es preciso atender la osmolaridad del contenido intestinal.
Transporte de electrolitos Los electrolitos utilizan tres mecanismos bien para su absorción o para su secreción:  Bomba iónica. Son esenciales para establecer gradientes electroquímicos ya que se propulsan iones en contra de gradiente con gasto de energía. Después los iones se mueven a favor de gradiente.
 Canales selectivos. Específicos de cada canal (como el CFTR, canal de cloruro)  Proteínas transportadoras. Facilitan el transporte de nutrientes e iones por las membranas.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II El sodio es el principal ion que determina la osmolaridad de los líquidos extracelulares.
Sirve para absorber glucosa, aminoácidos, sales biliares, etc… Utiliza tres maneras:  Absorción no acoplada a nutrientes. Mediada por un intercambiador sodiohidrógeno 1:1. Entra un sodio y sale un hidrogeno por lo que es electroneutro. Es la principal vía de entrada de sodio al intestino.
En el intestino delgado y grueso hay dos: el NHE2 y el NHE3.
 Absorción acoplada a nutrientes. La absorción de aminoácidos y hexosas permiten la absorción de sodio mediante cotransporte.
 Absorción electrogénica. Utiliza un canal selectivo de sodio y comporta cambio eléctrico. La concentración de canales es dependiente de aldosterona.
El cloro se absorbe mayoritariamente de forma pasiva siguiendo al sodio, aunque también puede intercambiarse por bicarbonato Secreción de aniones Los importantes son el cloro y el bicarbonato.
La secreción de agua y electrolitos implica la secreción de Cl- o HCO3-.
Se sabe muy poco sobre los mecanismos de secreción del bicarbonato y es uno de los principales iones perdidos en la diarrea.
Con respecto al potasio (K+) la mayoría se absorbe pasivamente en el intestino delgado aunque también se transporta activamente regulado por la aldosterona.
Cuando se ve alterado el transporte intestinal, se produce una patología.
*Cólera* El bacilo del cólera produce una toxina que altera las secreciones digestivas con enormes diarreas que producen deshidratación y muerte en ambientes con muy poca higiene.
El efecto de esta toxina es el de inhibir la actividad GTPasa en la vía de una proteína G, lo que activa indefinidamente a la adenilato ciclasa aumentando los niveles de AMPc intracelulares.
Además de aumentar la secreción de Cl- se reduce el transporte de Na+ (NHE) y por tanto se retiene NaCl y agua en el intestino lo que lleva a la diarrea.
Administrando sal y glucosa se pueden contrarrestar los efectos del cólera; los cereales que contengan hidratos de carbono también son útiles como tratamiento compensatorio.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Vitaminas solubles El ácido ascórbico (vitamina C) es una vitamina no sintetizable por humanos. Aparece en frutas frescas, hígado crudo, leche, carne fresca… El cocinado destruye la vitamina C y se puede conservar algo si se cocina poco. El almacenamiento prolongado también reduce el contenido. Se recomienda tomar 40 mg/día ya que se absorbe la gran mayoría.
Se absorbe por transporte activo dependiente de sodio.
El ácido fólico (vitamina B9) se encuentra en los folatos de la dieta. El cocinado también la destruye y se recomienda tomar al menos 200 mg/día y en las embarazadas el doble para evitar la patología de la espina bífida que provoca el cierre inadecuado del canal neural.
El ácido fólico entra en el enterocito por un transportador específico dependiente de sodio.
La vitamina B12 (cianocobalamina) es particularmente importante. Se encuentra prácticamente toda en los alimentos de origen animal. Se suelen ingerir entre 10-20 μg diarios de los cuales son necesarios el 10% (1-2 μg necesarios) Hay tres proteínas relacionadas con la absorción de cianocobalamina:  Proteína R salivar  Factor intrínseco gástrico  Transcobalamina II Cada proteína R salivar une 3 cobalaminas con gran afinidad dentro del estómago. Al estar en un medio ácido el factor intrínseco tiene poca afinidad.
Al llegar al duodeno la proteína R se hidroliza por las enzimas pancreáticas y las cobalaminas se unen al factor intrínseco. De esta manera el complejo FI-B12 se absorbe en la parte terminal del íleon uniéndose a receptores específicos (300-400 receptores/enterocito). En una mujer embarazada se duplica el número de receptores.
El complejo FI-B12 al unirse al receptor entra al enterocito. No se conoce bien el destino del factor intrínseco, pero la B12 sale a la sangre donde se une a la transcobalamina II que determinara también la cantidad de vitamina que se absorbe por mecanismos poco conocidos.
Un trastorno en la absorción de esta proteína puede deberse a fallos en alguna de estas tres proteínas, o bien de los transportadores del íleon.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Es una vitamina esencial para la vida que actúa como coenzima del metabolismo de aminoácidos y en la maduración del núcleo de los eritrocitos, por eso el defecto de esta vitamina produce anemia perniciosa.
Vitaminas liposolubles La vitamina A (retinol) es muy importante para la visión ya que interviene en la formación de los pigmentos visuales. También es importante en el desarrollo fetal, y una carencia de ella provoca malformaciones fetales.
Entra al enterocito por difusión pasiva y sale en su mayor parte formando parte de los quilomicrones. Estas vitaminas liposolubles requerirán para su absorción la presencia de ácidos biliares y una adecuada digestión de las grasas.
La vitamina D (calciferol) tiene propiedades antirraquíticas. Dos tienen importancia nutritiva, la D2 (ergocalciferol) y sobre todo la D3 (colecalciferol).
En la dieta la más importante es la D3, pero la mayoría de estas vitaminas se sintetizan por la incidencia de radiación solar sobre la piel, por lo que no es necesaria para la vida si se toma el sol.
Se absorbe por difusión pasiva, en este caso las sales biliares no son necesarias, aunque si influye el pH. Circula mediante quilomicrones.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Con respecto a la vitamina E (tocoferol) No se conoce su función en seres humanos. Hay varios grupos de tocoferoles y el más potente es el α-tocoferol.
Se conocen varias enfermedades que cursan con déficit en esta vitamina, aunque no hay ninguna enfermedad específica que sea causada por carencias en ella.
Se absorbe pasivamente por la mucosa intestinal, es hidrolizada por esterasas pancreáticas y pasa a los linfáticos.
La vitamina K (fitomenadiona) se utiliza en el hígado para la formación de varios factores de coagulación. Se encuentra en dos formas K1 (fitomenadiona) y K2 (menaquinonas) La K1 es la principal forma de nuestra dieta y se encuentra en legumbres y en el hígado.
La K2 es producida por las bacterias del colon y aunque esta se puede absorber, es innecesaria.
Alberto Gómez Esteban Fisiología II Alberto Gómez Esteban Fisiología II Tema 27. Alimentación. Nutrición y obesidad Introducción Los alimentos son sustancias naturales o transformadas que al ingerirse aportan al organismo materiales asimilables, es decir, sustancias que tomamos que el organismo puede utilizar para obtener energía.
La estabilidad del peso y composición del organismo requiere un equilibrio entre la cantidad de energía que tomamos y la que gastamos. Cuando ingerimos más de lo que gastamos, se aumenta el peso, especialmente a expensas del contenido de grasa, asimismo también puede ocurrir el caso contrario.
No todos los alimentos aportan la misma cantidad de energía:  1 gramo de hidratos de carbono → 4,1 KCal  1 gramo de grasas → 9,3 KCal  1 gramo de proteínas → 4,3 KCal La alimentación debe estar equilibrada y debe contener los principios que necesitamos para vivir adecuadamente. En una dieta en los EEUU habitualmente un 15% de la energía la aportan las proteínas, un 45% los hidratos de carbono y un 40% las grasas.
Alimentación y nutrición La alimentación y la nutrición son términos diferentes:  Alimentación. Conjunto de actos voluntarios y conscientes que van dirigidos a la elección, preparación e ingesta de los alimentos. Es un fenómeno muy relacionado con el medio sociocultural y familiar y depende en gran parte de los hábitos dietéticos y estilos de vida.
La alimentación es multifactorial y consciente. Una buena alimentación proporciona el combustible para que el organismo desempeñe adecuadamente en las diferentes circunstancias.
En adultos sedentarios se deben consumir unas 2000 KCal/día pero puede aumentar hasta 7000 KCal/día si se realiza alta actividad.
Como la alimentación es voluntaria y consciente, la población debe estar informada de los requerimientos alimenticios para no caer en desequilibrios. Cada vez el nivel de exigencia de la población acerca de las condiciones y el tipo de alimentos es mayor, lo cual es muy importante en materia de sanidad pública.
Alberto Gómez Esteban  Fisiología II Nutrición. Así como hay muchas maneras de alimentarse, solo hay una de nutrirse, y es involuntaria. La nutrición empieza cuando los alimentos llegan al tubo digestivo.
La nutrición es monótona (sigue el camino marcado) y única, por lo que en condiciones de salud será siempre igual. En esencia la fisiología digestiva estudia únicamente la nutrición ya que su materia es la digestión, absorción, entrada en las células, etc… El objetivo de la alimentación y de la nutrición es aportar las sustancias para garantizar el metabolismo celular.
Hay enfermedades cuyos síntomas pueden sanar con una alimentación adecuada. Una nutrición adecuada cubre varios aspectos: 1. Aporte energético suficiente a través de nutrientes energéticos (hidratos de carbono y grasas, proteínas en menor medida).
2. Aporta micronutrientes no-energéticos (vitaminas y minerales) que son necesarios como cofactores de reacciones metabólicas, y para el esqueleto óseo.
3. Hidratación adecuada mediante la ingesta de líquido, especialmente agua.
4. Ingesta suficiente de fibra dietética, la cual facilita el tránsito intestinal y favorece la saciedad.
Fisiología II Alberto Gómez Esteban Necesidades nutricionales Requerimientos  Energéticas. Sobre todo se ven cubiertas por hidratos de carbono y grasas.
 Estructural. Proteínas y algunos lípidos, como el colesterol y los fosfolípidos de membrana. Algunas sales minerales también forman parte del esqueleto óseo (fosforo y calcio).
 Funcionales y reguladoras. Son vitaminas y sales minerales.
Conceptos de nutrición  Metabolismo basal. Consiste en el consumo energético a temperatura ambiental (21-23º C) y reposo absoluto. Varía con la edad, tamaño corporal, etc…  Aminoácidos esenciales. Es un grupo de 8 aminoácidos que no son posibles de sintetizar de forma endógena, y por ello se deben ingerir con los alimentos:   Leucina (Leu)  Fenilalanina (Phe)  Isoleucina (Ile)  Treonina (Thr)  Lisina (Lys)  Triptófano (Trp)  Metionina (Met)  Valina (Val) Vitaminas. Se encuentran en alimentos frescos, a ser posible crudos o poco cocinados. El hecho de que no sean frescos.
Los alimentos se clasifican en 7 grupos: 1. Leche y lácteos 2. Carnes, pescados y huevos 3. Legumbres, tubérculos y derivados 4. Hortalizas y verduras 5. Frutas y derivados 6. Cereales, pastas y azúcar 7. Grasas y aceites Alberto Gómez Esteban La dieta alimentaria es la cantidad y tipo de alimentos que una persona consume diariamente.
Una dieta alimentaria equilibrada debe ser:  Diversa.
 Realizar varias comidas al día (desayuno, comida y cena, aunque es preferible que haya incluso más).
 Tomar entre un 10-15% de alimentos proteicos y aportar los suficientes nutrientes energéticos  Consumir alimentos frescos y ricos en fibra.
 Evitar alimentos precocinados y refinados.
 Consumir cereales integrales, que conservan vitaminas y sales minerales.
 Incluir grasas insaturadas, y además reducir el consumo de grasas saturadas y colesterol (aunque también son necesarias).
La desnutrición se produce cuando la cantidad de alimentos ingerida es insuficiente para satisfacer las necesidades nutricionales. Por ejemplo el marasmo (falta de alimentos, en términos generales) y el Kwashiorkor (ausencia en el aporte de proteínas únicamente).
Las zonas más endémicas están en África.
Las enfermedades carenciales son aquellas en las que a la dieta alimenticia le faltan uno o más micronutrientes. Las más frecuentes son 3:  Anemia: Ausencia de suficiente hierro o vitamina B12 que causa el inadecuado transporte de oxigeno a los tejidos por ausencia de eritrocitos o baja concentración de hemoglobina.
 Hipovitaminosis. Alimentación inadecuada y desequilibrada.
 Bocio. Aumento de la tiroides por ausencia de yodo, lo que crea un bulto en la garganta. Se soluciona con la sal marina yodada.
Obesidad Es un problema sanitario de primer orden. Se estima que en el mundo encontramos distribuidas de forma desigual más de 2,5 millones de personas con problemas causados por la obesidad.
En EEUU, el 33% de los adultos son obesos, y gastan en asuntos sanitarios 50.000 millones de dólares/año para tratar la obesidad y problemas derivados.
188 Alberto Gómez Esteban La obesidad se mide en exceso de tejido adiposo, aunque no existe una definición exacta de este problema al no aceptar ciertos términos. La cantidad de grasa depende del sexo, edad, distribución de la grasa… Los procedimientos que tenemos para medirla no son precisos y los aparatos más sofisticados no siempre están al alcance del médico.
Hay ciertas medidas que nos indican si la persona es obesa o no:  Índice de masa corporal (IMC). Se estableció en el siglo XIX y se obtiene mediante esta fórmula: Se correlaciona de forma no lineal con el porcentaje de grasa. Es orientativo e impreciso:  Circunferencia de la cintura. Debe ser medida en el sitio adecuado  Índice cintura-cadera Una buena forma de determinar la obesidad es el porcentaje de grasa:  Hombres: Grasa > 25% del peso corporal  Mujeres: Grasa > 35% del peso corporal Etiología Se divide en dos grandes apartados:  Ingesta mayor que el gasto. Se come más de lo que se “quema” y el exceso se almacena en forma de grasa.
Hay obesidad cuando crónicamente comemos más de lo que gastamos. Ese exceso de peso se almacena en grasa. Si consumimos 10-15 KCal al día más de lo que gastamos, la grasa que se almacena en el cuerpo aumenta ≈ 0,5 Kg en el transcurso de un año.
189 Alberto Gómez Esteban Se debe equilibrar el consumo y el gasto energético, y este control es muy importante que se realice desde el comienzo de la vida, incluso desde la vida uterina, entendiéndose como el cuidado de la alimentación de la madre.
Si un obeso se pone a dieta, le va a costar un sacrificio enorme, ya que en los obesos la comida causa una especie de “adicción”, por ello es importante que la alimentación se cuide desde la juventud.
 Disminución de la actividad física y/o alimentación anormal. Una causa muy frecuente de obesidad es la vida sedentaria. Curiosamente cuando se está en casa, el estado de ansiedad consciente o no, siempre se come más de lo pensado.
También existen enfermedades neurológicas o endocrinas con mucho apetito o regulación metabólica anormal Los factores genéticos son una causa multifactorial y no son la causa etiológica pero tienen gran relación.
Los principales riesgos de la obesidad, la cual forma parte del llamado síndrome metabólico, presentan predisposición a padecer:  Enfermedades cardiovasculares, resaltando la coronaria que es mortal y causa 1/4 de los fallecimientos en adultos  Hipertensión arterial, relacionada con la anterior. Un tratamiento común a los hipertensos es bajar de peso lo que demuestra la correlación entre obesidad e hipertensión  Diabetes tipo II. En este tipo de diabetes, los tejidos son resistentes a la insulina y los afectados deben seguir dieta estricta para mejorar.
 Apnea del sueño. Personas que roncan mucho y de vez en cuando se despiertan despavoridos porque se ahogan. En parte son personas que duermen en decúbito supino y la lengua cae para atrás, pero hay otros muchos casos relacionados con la obesidad  Accidentes cerebrovasculares agudos  Otros 190 Alberto Gómez Esteban Tratamiento Requiere un compromiso de larga duración por parte del paciente, con la ayuda del personal sanitario. Debe tratársele en función de si padece otras enfermedades.
 Acoplar la dieta  Aumentar el gasto energético (actividad física)  Medicación  Cirugía bariátrica (en obesidad mórbida). Se refiere a cualquier tipo de cirugía destinada a bajar el peso del paciente Otros trastornos  Inanición. Es opuesta a la obesidad y se caracteriza por una extremada pérdida de peso. Puede deberse o bien a la dificultad para obtener alimentos, a la falta de deseo por comer, o bien a enfermedades malignas.
 Anorexia. Disminuye la ingesta de alimentos debido a la disminución del apetito por enfermedades malignas. Cabe resaltar dentro de este trastorno a la anorexia nerviosa  Anorexia nerviosa. Es un estado en el que la persona pierde el deseo de comer causando inanición grave.
 Caquexia. Se trata de la disminución de peso debido al aumento del gasto energético que lleva a una pérdida de peso mayor que la causada por la simple disminución en la ingesta de alimentos. Ambos trastornos suelen ir asociados  Hambruna. No hay disponibilidad de alimentos. Lo primero que cae en los depósitos del organismo son los hidratos de carbono que se pierden en menos de una semana.
Las grasas duran algunas semanas, y luego comienzan a perderse los componentes estructurales (proteínas).
191 Alberto Gómez Esteban 192 Alberto Gómez Esteban Bloque IV Fisiología endocrina  Tema 28. Eje hipotálamo-adenohipófisis  Tema 29. Eje hipotálamo-adenohipófisis-adrenal  Tema 30. Hormonas tiroideas  Tema 31. Fisiología del aparato genital femenino (FALTA)  Tema 32. Fisiología del aparato genital masculino  Tema 33. Regulación de la calcemia  Tema 34. Regulación de la glucemia 193 Alberto Gómez Esteban Tema 28. Eje hipotálamoadenohipófisis Introducción El sistema endocrino es un sistema de integración al que competen gran parte de las funciones metabólicas y de las funciones homeostáticas generales. Se encarga de parámetros tan importantes como la calcemia, la glucemia, etc… Las glándulas endocrinas vierten su secreción hormonal a la sangre, y estas moléculas pueden ser:  Peptídicas  Esteroideas  Tiroideas Estas moléculas llegarán al órgano diana para provocar una respuesta a distancia que causa una cascada de retroalimentación negativa encaminada a regular un determinado parámetro.
Todas las glándulas del sistema endocrino pueden estar o bien jerarquizadas en el eje hipotálamo-hipofisario-glándula, o bien estar regulados por su propio factor de control (p.e. glucemia, la cual controla el funcionamiento del páncreas endocrino).
Dentro del hipotálamo existen dos núcleos neuronales, que son:  Núcleo supraóptico (SO)  Núcleo paraventricular (PV) Estos núcleos contienen neuronas neurosecretoras y extienden sus axones hasta el espacio porta del infundíbulo de la hipófisis.
En estos núcleos se producen pequeños péptidos hipotalámicos que son en su mayoría releasing hormone (hormonas liberadoras) que promueven la liberación de hormonas por parte de la adenohipófisis. También el hipotálamo libera factores inhibidores.
Las releasing hormones se liberan en el espacio porta hipofisario y bajan en dirección a la adenohipófisis donde estimulan grupos celulares específicos de cada hormona. Los grupos celulares pueden ser:  GHRH → Somatotropos → Hormona de crecimiento (GH ó STH)  CRH → Corticotropos → Corticotropina (ACTH)  TRH → Tirotropos → Hormona tirotropa (TRH) 194 Alberto Gómez Esteban  GnRH → Gonadotropos → Hormona foliculoestimulante (FSH), Hormona luteinizante (LH)  Lactotropos → Prolactina (PRL) Hay dos hormonas inhibidoras:  Somatostatina (SH) → Inhibe a los grupos somatotropos.
 Factor inhibidor de la prolactina (Dopamina) → Inhibe a los grupos lactotropos, esta hormona se libera de forma habitual para inhibir la glándula mamaria.
Eje hipotálamohipófisishígado (GH-IGF1) El IGF-1 o somatomedina C es un factor producido por el hígado al recibir los hepatocitos GH, y tiene un mecanismo de retroalimentación negativo con el eje hipotálamohipofisario realizando una estimulación de la somatostatina.
La GH estimula al hígado el cual produce el 90% esta hormona peptídica circulante. El IGF-1 ejerce una acción específica de promoción del crecimiento y desarrollo en múltiples órganos y tejidos:  Musculo  Testículo  Hueso  Cerebro  Tracto digestivo  Ovario También puede actuar de forma directa (antes se pensaba que era obra de la GH) sobre:  Cartílago de crecimiento  Testículo  Tejido óseo  Otros El IGF-1 es una hormona peptídica de 70 aminoácidos con 4 dominios. Es muy similar a la proinsulina y tiene efectos anabolizantes. Es sintetizado por el hígado (90%) con función endocrina y por otros órganos y tejidos (10%) de forma local.
La deficiencia de IGF-1 conduce a la patología:  Síndrome de Laron. Se caracteriza por la carencia hepática de receptores para la GH, estos individuos sufren de enanismo y tienen altos niveles de GH en sangre por lo que carecen de la vía inhibitoria de la somatostatina.
Existen tratamientos sustitutivos de la IGF-1 que pueden revertir esta enfermedad causando que el individuo crezca con normalidad.
195 Alberto Gómez Esteban  Cirrosis hepática. Se produce en la edad adulta, y es causada por fibrosis en el hígado. En la cirrosis se produce entre otras cosas una desnutrición progresiva debido a la carencia de IGF-1 que es una hormona anabolizante.
La desnutrición en el cirrótico disminuye la probabilidad de supervivencia y la viabilidad de un posible trasplante.
 Envejecimiento. A medida que la persona se va haciendo vieja, se produce un declive del eje GH-IGF1.
El correcto funcionamiento del eje GH-IGF1 mantiene en correcto funcionamiento varios órganos y tejidos.
Deficiencia o aumento de GH Cuando hay un exceso de hormona de crecimiento y éste se produce en la infancia se produce la patología del gigantismo.
Cuando el exceso de GH se da en adultos, el individuo no crece más, pero si se engruesan las llamadas zonas acras: nariz, orejas, mandíbula, manos… Este exceso puede deberse a un tumor hipofisario en las zonas somatotropas. Esta afección se conoce como acromegalia.
El déficit de GH produce el enanismo hipofisario.
196 Alberto Gómez Esteban 197 Alberto Gómez Esteban Tema 29. Glándula suprarrenal. Corteza y médula Introducción Lo que vamos a estudiar en esta parte de la clase es:  Relación entre las funciones nerviosas y endocrinas de la corteza y médula suprarrenal.
 Examinar los factores que regulan la síntesis de catecolaminas y esteroides  Describir las funciones fisiológicas de las hormonas suprarrenales  Integrar la respuesta al estrés (PREGUNTA DE EXAMEN).
Las cápsulas suprarrenales se sitúan encima del riñón. Tienen dos porciones de origen embrionario distinto: La corteza y la médula.
La corteza suprarrenal segrega hormonas esteroideas (anillo de colesterol modificado) que actúan sobre receptores que se encuentran en el citosol, debido a que estas hormonas son capaces de difundir por la membrana.
198 Alberto Gómez Esteban Los esteroides más conocidos son los glucocorticoides (p.e. cortisol). Además en la corteza se generan mineralocorticoides (p.e. aldosterona). Por último también se producen hormonas sexuales (andrógenos y estrógenos suprarrenales).
La médula suprarrenal es un ganglio simpático modificado y por lo tanto segregará neurotransmisores simpáticos como la adrenalina y la noradrenalina.
Estructura anatómica La glándula suprarrenal es como una “boina” que tiene el riñón. Tiene dos zonas diferenciadas que son la corteza y la médula.
La corteza se divide en tres capas. En cada una de las capas se producirá un tipo de hormona esteroidea:  Capa glomerulosa. Tiene aspecto similar al de los glomérulos renales (ovillos).
Secreta mineralocorticoides como la aldosterona.
 Capa fasciculada. Tiene forma de cordones que recuerdan a las trabéculas hepáticas. Sus células tienen receptores para la ACTH lo que promueve la secreción de glucocorticoides (corticoesterona, cortisol y cortisona).
 Capa reticular. Las células aparecen formando redes enlazadas. Colabora íntimamente con la capa fascicular para producir andrógenos a partir de la androstenediona.
199 Alberto Gómez Esteban Las hormonas esteroideas actúan intracelularmente en receptores citosólicos (muchas veces en la membrana nuclear) modulando la expresión génica.
Eje hipotálamohipofisocorticosuprarrenal El hipotálamo genera CRH que es una releasing hormone para la hormona adrenocorticotropa (ACTH) la cual promueve la liberación de glucocorticoides por parte de la corteza suprarrenal. Esto está modulado por una retroalimentación negativa.
La corticotropina es una hormona peptídica de 39 aminoácidos que estimula la producción de glucocorticoides y andrógenos por la zona fasciculada y reticulada de la corteza suprarrenal.
Glucocorticoides El cortisol es una hidrocortisona. Supone el 95% de la actividad glucocorticoide del organismo. Además del cortisol en el organismo existen la corticoesterona y la cortisona.
Los glucocorticoides están modulados por ritmos circadianos (PREGUNTA DE EXAMEN).
Tiene unas funciones vitales en el organismo (hormonas de respuesta al estrés) encaminadas a la supervivencia ante situaciones de desamparo. Tiene una potentísima acción antiinflamatoria y sobre el sistema inmune.
 En el hígado tienen función de gluconeogénesis (facilita la disponibilidad de la glucosa)  En el musculo tiene acción proteolítica. Los aminoácidos resultantes pueden retransformarse en enzimas o bien en ausencia de reservas, convertirlos en glucosa en el hígado.
 En el tejido adiposo fomenta la lipolisis, que también son convertidos en glucosa por parte del hígado.
Todo va encaminado a la disponibilidad de nutrientes de las reservas del organismo.
 Tienen un importante papel en el mantenimiento de la presión arterial. Los glucocorticoides permiten que las hormonas presoras (adrenalina y noradrenalina) puedan actuar sobre los vasos.
Este efecto es esencial en situaciones de estrés como la hemorragia en las que es preciso restituir la presión arterial tras una bajada brusca.
 Inhiben la respuesta celular a la inflamación 200 Alberto Gómez Esteban  Estabilizan las membranas celulares por mecanismos desconocidos. De este modo impiden la salida de enzimas lisosomales que pueden autodigerir células y tejidos.
 Reducen la fragilidad capilar y la fagocitosis mediante la inhibición celular.
 Reducen la producción de anticuerpos (inhiben a los linfocitos B)  Inhiben la regeneración del tejido conectivo por lo que retrasan la cicatrización.
Si se administran glucocorticoides en exceso (cáncer por ejemplo) se causa un Cushing iatrogénico.
Andrógenos Se producen en la capa reticular de la corteza suprarrenal (capa yuxtamedular). Se producen en cantidades muy pequeñas en comparación con las producidas en las gónadas.
Los andrógenos suprarrenales se encargan de la aparición de vello púbico y axilar en ambos sexos. Los estrógenos suprarrenales en la menopausia suplen parcialmente la ausencia de estrógenos ováricos.
Anomalías en la secreción pueden causar patología:  Hiperplasia adrenal congénita. Consiste en el déficit enzimático que impide la síntesis de hidrocortisona, se produce un aumento de ACTH que es incapaz de producir glucocorticoides, pero estimula la síntesis de andrógenos. Produce virilización en la mujer.
 Adenoma virilizante/feminizante. Aumentan las concentraciones de estrógenos lo que puede dar lugar a hirsutismo en mujeres. En hombres son menos frecuentes y puede dar lugar a ginecomastia y síntomas feminizantes.
Médula suprarrenal La médula suprarrenal es la parte interna de la glándula suprarrenal y su origen es el de ser neuronas de un ganglio simpático emigradas y diferenciadas por la acción de los glucocorticoides. Es un gran ganglio simpático especializado en secretar a sangre grandes cantidades de adrenalina (80%) y en menor cantidad noradrenalina (20%): La adrenalina es la hormona de estrés fundamentalmente La noradrenalina es un neurotransmisor simpático fundamentalmente 201 Alberto Gómez Esteban La medula suprarrenal está formada por neuronas modificadas (células cromafines) que son redondeadas y repletas de gránulos donde almacenan las catecolaminas de secreción.
Puede considerarse como una glándula endocrina que realiza un vertido a la sangre en vez de realizar su vertido a la hendidura sináptica como las neuronas comunes.
Síntesis de catecolaminas Las catecolaminas se sintetizan a partir del aminoácido tirosina sobre el que se produce una hidroxilación para dar lugar a dihidrofenilalanina (DOPA) La DOPA sufre una descarboxilación para dar lugar a dopamina, que es un neurotransmisor simpático clásico.
La dopamina a su vez sufre una oxidación para dar lugar a la noradrenalina La noradrenalina se metila en su NTerminal para dar lugar a la adrenalina.
El último paso (paso de noradrenalina a adrenalina) requiere de cortisol para llevarse a cabo (PREGUNTA DE EXAMEN).
202 Alberto Gómez Esteban La descarga de catecolaminas desde los gránulos de las células cromafines es provocada por estímulos de estrés físicos o incluso químicos. Todo lo que supone un estimulo estresante actúa por una doble vía:  Actuación directa sobre la médula suprarrenal con descarga de adrenalina  Actuación sobre el sistema nervioso simpático La síntesis de catecolaminas está regulada por impulsos nerviosos simpáticos que proceden de los nervios esplácnicos y además por el cortisol.
Las catecolaminas se liberan en situaciones de estrés y dan lugar a una mayor liberación de glucosa y ácidos grasos libres en sangre. Se promueve la liberación de glucagón mientras que la insulina queda inhibida.
La adrenalina circulante ejerce múltiples acciones cardiovasculares:  Efecto cronotrópico e inotrópico positivo  Efectos variables sobre lechos vasculares  Aumenta la dilatación en vasos esplácnicos  Produce vasoconstricción en vasos de piel y mucosas Las células cromafines son neuronas modificadas sin axón, que continúan inervadas por fibras preganglionares simpáticas. La secreción de adrenalina (80%) es muy superior a la de noradrenalina (20%). Su acción es más lenta que la estimulación simpática pero también más duradera.
203 Alberto Gómez Esteban Respuesta al estrés La adaptación al estrés es un ejemplo de integración entre el sistema nervioso y el endocrino. Se coordinarán el eje hipotálamohipófisiscorticosuprarrenal, con el eje medulosuprarrenalsistema nervioso simpático.
Los estímulos estresores inciden sobre el hipotálamo que libera CRH y también se excita el SNA.
La CRH provoca la liberación de ACTH y el sistema nervioso autónomo manda mensajes vía sistema simpático.
La integración de ambos sistemas da lugar a una óptima respuesta al estrés.
204 Alberto Gómez Esteban 205 Alberto Gómez Esteban Tema 30. Hormonas tiroideas Introducción El tiroides es una glándula endocrina que produce las hormonas T3 y T4.
 La triyodotironina (T3) es la forma activa de la hormona. Consiste en el 7% de la secreción tiroidea.
 La tiroxina (T4) es la forma inactiva de la hormona. Consiste en el 93% de la secreción tiroidea.
Además de esas hormonas produce calcitonina, aunque las principales son las que hemos mencionado.
La glándula tiroides se localiza sobre la tráquea junto al cartílago tiroides y tiene forma de escudo. Es una glándula muy vascularizada de 15-20 gramos de peso. Al deglutir se observa un movimiento que tiene relevancia clínica al permitirnos detectar agrandamiento tiroideo.
La unidad funcional del tiroides es el folículo tiroideo, recubierto de células planas o columnares según su grado de activación (más altas, más activas). Son células de funcionalidad polarizada, es decir, sus orgánulos se orientan según polo basal o apical.
206 Alberto Gómez Esteban Las células foliculares recubren un espacio que contiene una sustancia denominada coloide donde encontramos la tiroglobulina.
Síntesis de hormonas tiroideas Tanto la síntesis como el almacenamiento de las hormonas no se dan en el interior de la célula folicular, sino en el coloide que delimitan estas células foliculares.
El yodo en forma de ion yoduro procedente de la sangre se introduce en la célula folicular mediante transporte activo (cotransporte Na+/I-). Cada molécula de yodo que se introduce mete consigo 2 moléculas de sodio.
El yodo intracelular se debe oxidar para unirse a la tirosina. Esta oxidación la llevara a cabo la peroxidasa (TPO) junto con agua oxigenada.
La tiroglobulina es una glucoproteína sintetizada en el retículo endoplasmático. Su aminoácido principal es la tirosina, a partir de la cual se forman las hormonas tiroideas.
Esta glucoproteína será excretada al coloide y será el sustrato sobre el que se formen las hormonas tiroideas.
El yodo se une al residuo de tirosina (organificación del yodo). Dependiendo de si a la tirosina se le unen 1 o 2 átomos de yodo, se puede conformar la monoyodotirosina (MIT) o la diyodotirosina (DIT), Para que se formen las hormonas tiroideas principales se deben acoplar las yodotirosinas, existiendo dos posibilidades:  MIT + DIT = Triyodotironina (T3)  DIT + DIT = Tiroxina (T4) Todas estas hormonas presentes en el coloide deben incorporarse a la sangre para lo cual son incorporadas mediante pinocitosis por la célula folicular. Dependiendo de la hormona que sea captada por la célula folicular pueden ocurrir dos cosas:  Hormonas (T3-T4). Irían directamente a sangre  Sustratos (DIT/MIT/tiroglobulina). Se desyodan y se reciclan hacia el coloide.
207 Alberto Gómez Esteban Las hormonas tiroideas son liberadas a la sangre. La T3 es la forma activa, mientras que la T4 es una prohormona de acción lenta cuyo fin es mantener los niveles basales de la hormona.
Como la T4 no es utilizable por los tejidos periféricos, se debe transformar en T3 funcional utilizando esta tiroxina como sustrato y realizando una desyodación.
Estas hormonas viajan en sangre unidas a proteínas, que serán:  Globulina fijadora de tiroxina (TBG). Fija el 75% de hormona T 4.
 Transtirretina (TTR). Fija el 15% de la hormona T 4.
 Albúmina. Fija menos del 10% de T 4.
Sólo la hormona libre sin unir a proteínas tiene función activa (> 1%) por lo que deben ser desligadas para ejercer su acción en la célula.
Cuando estas hormonas viajan en plasma, se disocian de las proteínas para entrar en la célula mediante un transportador MCT-8 o bien por difusión. Una vez T4 entra en la célula debe transformarse en T 3 gracias a las enzimas desyodasas (I y II).
Una vez las hormonas han hecho su efecto en la célula deben inactivarse mediante otra desyodasa que elimina el yodo del anillo interno de la molécula hormonal. Esta enzima realiza las siguientes conversiones dependiendo de su sustrato:  T4 → T3 inversa  T3 → T2 (inactiva) 208 Alberto Gómez Esteban Acciones de las hormonas tiroideas Para ejercer su acción deben unirse a un receptor que es el receptor intranuclear de hormonas tiroideas (TR). La actividad de estas hormonas es dentro del núcleo como factor de transcripción modulando la expresión del DNA.
Los efectos observados ante esta modulación son: 1. Aumento del metabolismo celular basal (aumento del número y funcionalidad de las mitocondrias).
 Aumenta el consumo de oxígeno y síntesis de ATP.
 Aumenta la producción de calor.
2. Aumenta la actividad de la bomba Na+/K+/ATPasa.
3. Aumenta el consumo de hidratos de carbono y lípidos.
4. Aumenta la síntesis y degradación de proteínas. El aumento de síntesis de proteínas promueve el crecimiento y maduración de las células.
5. Aumenta la actividad del sistema nervioso simpático.
209 Alberto Gómez Esteban Son fundamentales en el periodo embrionario para el desarrollo general y específicamente del sistema nervioso central.
Una ausencia de hormonas tiroideas en el periodo embrionario provoca cretinismo, que se caracteriza por talla baja y retraso mental. Tras el nacimiento se produce un diagnóstico de la función tiroidea mediante el pinchazo en el talón.
Regulación de las hormonas tiroideas Las hormonas tiroideas son fundamentales para la vida, y es fundamental que tengan una estrecha regulación.
El hipotálamo sintetiza una releasing hormone que se denomina hormona liberadora de tirotropina (TRH) que se libera en el espacio porta del infundíbulo donde llega a las células tirotropas adenohipofisarias donde estimula la liberación de tirotropina (TSH), que llega a la tiroides estimulando la síntesis de hormonas tiroideas de las siguientes formas: 1. Aumenta la actividad y numero de cotransportadores Na +/I- para aumentar la cantidad de yodo disponible para las hormonas.
2. Estimula la síntesis de tiroglobulina 3. Estimula la peroxidasa tiroidea para aumentar la yodación de tiroglobulina 4. Estimula la captación de coloide mediante vesículas de reabsorción, e hidrólisis.
5. Aumenta el tamaño y actividad de la célula folicular (cuboide → cilíndrica) Las T4 y T3 ejercen una retroalimentación negativa sobre la TRH y la TSH sobre el hipotálamo y la hipófisis.
210 Alberto Gómez Esteban Yodo y tiroides Como hemos dicho el yodo es fundamental para la síntesis de las hormonas tiroideas, y su presencia es factor limitante para este proceso.
En un déficit de yodo se producirá una hipofunción tiroidea. La mayor parte del yodo proviene de los alimentos marinos y últimamente las campañas de salud pública introducen sal yodada que proporciona cantidad suficiente de yodo para el correcto desempeño tiroideo El exceso de yodo no suele ser fisiológico y es raro, suele ser iatrogénico (p.e. contraste yodado). Ante un exceso de yodo el tiroides reacciona defendiéndose y produciendo una disminución en la organificación de yodo y por tanto de la síntesis de hormonas tiroideas (Efecto Wolf-Chaikoff).
En individuos sanos la función se recupera en semanas, pero en individuos con patología tiroidea de base se puede producir un deterioro permanente de la función tiroidea.
En pacientes con patología tiroidea de tiroides autónomo (hiporregulado) ante el exceso de yodo, se produce una función tiroidea también excesiva Patología tiroidea Estas enfermedades son relativamente comunes en la población general. Pueden darse fundamentalmente a dos niveles:  Alteración en la función del tiroides  Aumento de las hormonas tiroideas (hipertiroidismo)  Disminución de las hormonas tiroideas (hipotiroidismo)  Alteración de la morfología tiroidea. La más corriente es el bocio que consiste en el aumento de tamaño de la tiroides, por carencia de yodo.
La carencia de hormonas tiroideas estimula la producción de THS de forma que crece el tamaño de la tiroides para mejorar la captación de yodo. Es remisible parcialmente con dietas más ricas en yodo, o bien con fármacos como yodo radiactivo que destruye el tiroides hipertrófico.
Hay regiones en el mundo que tienen déficit de yodo de forma endémica de forma que suelen presentar bocio.
Hipertiroidismo Consiste en el exceso de hormonas tiroideas circulantes en sangre. Las causas más comunes del hipertiroidismo son las siguientes: 211 Alberto Gómez Esteban  Enfermedad de Graves. Es la causa más común de hipertiroidismo en jóvenes es y que se produce ya que nuestro organismo produce anticuerpos (inmunoglobulinas estimulantes de la tiroides) que se unen al receptor de la TSH produciendo una falsa reacción trófica y por tanto aumentando mucho la producción de hormonas tiroideas.
 Bocio multinodular. Cuando funciona excesivamente se denomina bocio multinodular tóxico. Los nódulos se vuelven autónomos al control de la TSH y aumentan la síntesis de hormonas tiroideas.
El hipertiroidismo produce los siguientes síntomas, o bien todos, o bien algunos ya que es una sintomatología inespecífica:  Nerviosismo con hiperactividad del sistema nervioso (cursa con insomnio, temblor distal…).
 Aumento de la frecuencia cardiaca (efecto cronotrópico positivo).
 Aumento de la génesis de calor, por lo que se produce exceso de sudoración e intolerancia al calor  Movilización de las reservas por aumento del metabolismo basal, por tanto se produce pérdida de peso con cansancio.
 Activación general del sistema nervioso simpático (diarrea, etc…) En la enfermedad de Graves las inmunoglobulinas tiroideas atacan a la grasa periorbital de los ojos de forma que éstos salen hacia afuera y los afectados tienen unos característicos ojos saltones.
En el hipertiroidismo la T3 y la T4 están muy aumentadas y por tanto la TSH estará muy disminuida debido a que estas hormonas ejercerán su retroalimentación negativa. El diagnóstico por tanto es fácil de determinar por un análisis de sangre.
212 Alberto Gómez Esteban Hipotiroidismo Consiste en la disminución de la función del tiroides. Sus causas más comunes son:  Enfermedad de Hashimoto. Consiste en la destrucción autoinmune del tiroides.
Cursa con anticuerpos diferentes a los de Graves que atacan a la peroxidasa y a la tiroglobulina.
 Tiroidectomía  Déficit de yodo  Hipotiroidismo secundario. Causado por una disminución de la funcionalidad del eje hipotálamo-hipofisario Los pacientes hipotiroideos tienen el metabolismo disminuido con los siguientes síntomas:  Cansancio, bradipsiquia (pensamiento lento) y somnolencia  Carecen de la adecuada termogénesis por lo que hay intolerancia al frío  Aumenta el peso debido al descenso del metabolismo basal  Disminución de la actividad del sistema nervioso simpático (estreñimiento, bradicardia…)  Mixedema, que se produce solo en los pacientes graves, y se produce un exceso de acido hialuronico en el intersticio que retiene agua y causa edema. Esto también contribuye al aumento de peso.
Las hormonas tiroideas están disminuidas en el hipotiroidismo mientras que las releasing hormones (TRH y TSH) estarán más aumentadas para tratar de compensar el hipofuncionamiento tiroideo.
213 Alberto Gómez Esteban Preguntas de examen  El hipotiroidismo primario se caracteriza por:  T3 y T4 bajas, TSH alta  Hombre de 24 años que refiere astenia progresiva desde hace 6 meses, voz ronca, lentitud del habla, somnolencia, hinchazón de manos, pies y cara.
Exploración: 52 lpm, cara abotargada y piel seca y pálida. Analítica: TSH: 187 (0,35-5,5) T4: 0,2 (0,85-1,86).
 Hipotiroidismo  Señala la opción correcta  La T4 tiene mayor actividad  Es necesario que las hormonas estén unidas a proteínas para realizar su efecto  La T3 pasa a T4 por peryodasas en el interior de la célula  Todas son incorrectas  Señala la opción correcta  El hipotiroidismo disminuye la realimentación negativa sobre la adenohipófisis y por tanto aumenta la TSH  La TRH aumenta la organificación de yodo estimulando la TPO  Los hipotiroideos tienen la concentración de TSH en sangre indetectable  Todas son correctas 214 Alberto Gómez Esteban 215 Alberto Gómez Esteban Tema 32. Fisiología genital masculina Eje hipofiso-testicular El eje de regulación hormonal de la secreción de andrógenos por parte del testículo es muy similar al del resto de sistemas hormonales del cuerpo.
El hipotálamo libera al espacio porta su releasing hormone, que es la GnRH que estimula a los grupos gonadotropos de la adenohipófisis, que producirán las siguientes hormonas:  FSH → Túbulos seminíferos (inhibina)  LH → Células de Leydig (testosterona) Estas hormonas hipofisarias tienen entre otras funciones la de promover la secreción de testosterona e inhibina por parte de sus respectivas dianas. La inhibina reducirá la secreción de FHS mientras que la testosterona inhibirá la secreción de ambas hormonas sexuales (FSH y LH) actuando sobre el hipotálamo para inhibir su secreción de GnRH.
La testosterona también inhibirá directamente la secreción hipofisaria de LH.
216 Alberto Gómez Esteban Organización anatómica Testículo El testículo es un ovillo de túbulos seminíferos. Se divide en un compartimento tubular en el que apreciamos una membrana basal y epitelio germinal, con células germinales inmaduras que son espermatogonias (46. XY cromosomas) que sufrirán meiosis para dar lugar a espermatocitos (23, X/Y cromosomas).
El espacio intersticial encontramos vasos y células de Leydig. Es donde se produce la esteroidogénesis.
En el compartimento tubular además de células germinales encontramos células de Sertoli que envuelven a las células germinales para posibilitar la espermatogénesis.
Barrera hematotesticular Las células de Sertoli se disponen cuidadosamente en la luz del túbulo seminífero formando una capa continua en la circunferencia de cada túbulo. Se unen entre ellas mediante uniones oclusivas que hacen que sean tremendamente impermeables. Esto es la barrera hematotesticular.
Esta barrera se encarga de proteger la espermatogénesis, ya que no permite el paso de moléculas inadecuadas en dirección a las células germinales, para que nada dañe al DNA de las células germinales.
Las células de Sertoli también posibilitan que los túbulos seminíferos sean un lugar inmunológicamente privilegiado, inhibiendo la respuesta inmune celular contra las células germinales.
217 Alberto Gómez Esteban Las células de Sertoli expresan FasL que se une al receptor FasR de los linfocitos T y les induce apoptosis para evitar que puedan atacar a las células germinales.
También expresan la proteína ligadora de andrógenos (ABP) la cual secretan a la luz tubular, de forma que se fije la testosterona dentro del túbulo, lo que tiene un papel determinante en distintos estadios de la espermatogénesis.
Los receptores para FSH hipofisaria se expresan en las células de Sertoli, las cuales promueven una serie de mecanismos intracelulares promotores de la espermiogénesis.
Cualquier efecto sobre el epitelio germinal de la FSH está mediado por las células de Sertoli, que tienen un importante papel protector sobre este epitelio.
Las células de Sertoli expresan transferrina que es similar a la hepática, pero con mayor número de polisacáridos asociados. Esta proteína en el túbulo seminífero tiene la función de prevenir que el radical superóxido en presencia de hierro pueda generar radicales hidroxilo. Esto se denomina reacción de Fenton la cual es ralentizada gracias al hierro.
La expresión de transferrina es el mayor indicador de la integridad de la barrera hematotesticular.
Espermatogénesis En la zona más externa del túbulo se disponen las espermatogonias, que se disponen ordenadamente cercanas a la membrana basal de la célula de Sertoli, y protegidas por ésta.
218 Alberto Gómez Esteban El antígeno nuclear de proliferación celular (PCNA) se acumula en la fase G1 del ciclo celular para dar lugar a la mitosis, por lo tanto las células PCNA+ corresponden a las espermatogonias que delimitan la línea germinal.
Las espermatogonias se dividen mitóticamente para dar lugar a (2) espermatocitos primarios con la misma dotación genética que la espermatogonia.
El espermatocito primario se dividirá meioticamente para dar lugar a (2) espermatocitos secundarios, que tendrán un numero haploide (23, X/Y) de cromosomas.
Los espermatocitos secundarios experimentan una segunda meiosis que es “falsa”, es decir, se dividen en 4 pero conservando los 23 cromosomas. Esto dará lugar a las espermátides.
Las 4 espermátides que surgen de un espermatocito primario están interconectadas y abrazadas por el citoplasma de la célula de Sertoli, la cual irá fagocitando restos celulares para dar lugar a espermatozoides.
Cada uno de los estadios celulares de la espermatogénesis está separado de los demás, y de los capilares gracias a uniones estrechas entre dos células de Sertoli.
 Las espermatogonias y los espermatocitos primarios se disponen en las capas más externas del túbulo seminífero.
 Las espermátides y loas espermatogonias se sitúan en la zona más próxima a la luz del túbulo.
Espermiogénesis La espermiogénesis es específicamente el paso de espermátide a espermatozoide.
Consiste en la fagocitosis de los restos celulares de la espermátide para dar lugar al espermatozoide por parte de la célula de Sertoli.
Durante la espermiogénesis se elimina gran parte del citoplasma el cual queda formando parte del flagelo. Del cuerpo celular únicamente permanecen el núcleo y el acrosoma. El acrosoma es una gran vacuola supranuclear que contiene gran cantidad de enzimas proteolíticas que el espermatozoide utiliza para penetrar la corona radiada y zona pelúcida del ovocito.
Los cuerpos residuales proporcionan información a las células de Sertoli. El cromosoma X germinal está inactivo pero sintetiza proteínas esenciales, las cuales son proporcionadas por el cromosoma X activo de la célula de Sertoli.
219 Alberto Gómez Esteban En la espermatogénesis intervienen las siguientes hormonas:  FSH. Primera mitosis y espermiogénesis.
 Testosterona. Divisiones meióticas Fecundación De los millones de espermatozoides que se liberan en una eyaculación, unos 200 son lso que llegan al óvulo.
Hasta ese momento hace falta un proceso de capacitación de los espermatozoides para que sean capaces de fecundar. Esta capacitación se da en la proximidad del óvulo, e incluye la neutralización de inhibidores de las enzimas La capacitación requiere tres fases: 1. Hipermotilidad debido a la viscosidad del liquido oviductal 2. Permite que el espermatozoide penetre en la zona pelúcida para reconocer lugares específicos de unión con el ovocito 3. Prepara al espermatozoide para la unión acrosómica.
220 Alberto Gómez Esteban Esteroidogénesis Las células de Leydig se encuentran en el intersticio testicular y tienen receptores para la LH, que al llegar da lugar a una secuencia a partir del colesterol que dará lugar a testosterona que puede sufrir varas modificaciones para ejercer efectos en los órganos diana: 1. Reducción. Dihidrotestosterona  3β-diol  3α-diol 2. Aromatización. 17β-estradiol (estrógeno), actúa en el cerebro mediante esta hormona.
221 Alberto Gómez Esteban Funciones fisiológicas La testosterona tiene las siguientes acciones: 1. Interviene en el desarrollo genital externo del embrión.
2. Actúa sobre los receptores de las células de Sertoli para promover la espermatogénesis. Controla las células de Sertoli cuando ha ejercido su efecto la hormona FSH hipofisaria.
3. Origina y mantiene los caracteres sexuales secundarios masculinos y el impulso sexual. Proporciona características propias del varón como la masa muscular, la laringe, comportamiento… 4. Efecto anabólico sobre el crecimiento osteomuscular.
Acción sinérgica del sistema nervioso autónomo El sistema nervioso autónomo es una estructura que parte del sistema nervioso central y se propaga periféricamente a todas las vísceras. Esta estructura de control tiene una peculiaridad, y es que funciona de forma refleja a partir de las aferencias sensoriales (receptores internos y externos).
El sistema nervioso autónomo está dividido en dos porciones:  Sistema nervioso simpático  Sistema nervioso parasimpático Terminaciones de uno u otro pueden ir acompañando distintos pares craneales, nervios esplácnicos, etc… Prácticamente todos los efectos de estas dos subdivisiones del SNA son antagónicas y por tanto se dan en situaciones fisiológicas contrarias.
Sistema nervioso y aparato genital masculino La vejiga urinaria esta inervada simpáticamente por la cadena de ganglios paravertebral (SNS). El esfínter interno tiene una poderosa inervación parasimpática por parte del nervio pudendo que tiene raíces motoras voluntarias que inerva el esfínter perineo inferior (voluntario).
La erección es una respuesta parasimpática que provoca vasodilatación de los tejidos eréctiles del pene.
La eyaculación es una respuesta simpática que provoca las contracciones peristálticas de todo el sistema tubular y los músculos de la base del pene.
222 Alberto Gómez Esteban Cuando hay alteraciones en la erección debidas al estrés, se debe a las disfunciones del SNA.
Micción. Diferencias En la eyaculación hay pequeñas diferencias con el reflejo de la micción.
En la emisión y eyaculación se da fundamentalmente una respuesta simpática por lo que se contrae fuertemente el esfínter superior de la uretra, de forma que impide el paso de la orina junto con el semen. También impide la regurgitación vesical del semen.
223 Alberto Gómez Esteban 224 Alberto Gómez Esteban Tema 33. Regulación de la calcemia Introducción En este tema vamos a abordar la regulación de la calcemia y fosfatemia, y en general los mecanismos de modificación del hueso que es el mayor reservorio de estos iones presente en el organismo.
La calcemia se encuentra estrechamente regulada en un pequeño intervalo que permite poquísimas modificaciones, ya que la hipocalcemia e hipercalcemia tienen consecuencias fisiopatológicas.
El calcio es un catión bivalente implicado en múltiples funciones fisiológicas: 1. Excitabilidad neuronal y neuromuscular  Permite la apertura de canales iónicos mediante la despolarización de la membrana  Promueve la liberación de neurotransmisores al interactuar con proteínas sensibles al calcio (como la calmodulina).
2. Contracción del músculo de cualquier tipo. Interviene en el acoplamiento excitación-contracción y en la unión de las cabezas de miosina con los filamentos de actina  Participa en la generación de potenciales en espiga en la musculatura lisa del tracto digestivo  Participa en la contracción del musculo liso de las paredes vasculares  Tiene un papel en los mecanismos oculares de adaptación a la luz.
3. Participa en la interacción hormona-receptor como mediador 4. Es un segundo mensajero habitual en las cascadas de transducción 5. Suele ser cofactor en la actividad enzimática 6. Participa en la cascada de coagulación sanguínea (factor IV) 7. Participa en la fosforilación oxidativa 8. Participa en la secreción endocrina y exocrina mediando en la liberación de vesículas de forma similar a como hacía con las vesículas de neurotransmisión 9. En su forma salina es un componente estructural esencial de los tejidos duros (hueso).
225 Alberto Gómez Esteban El calcio en el organismo se encuentra entre 1000-1500 gramos, distribuido desigualmente en los distintos tejidos  99% en el hueso  0,3% en el músculo (retículo sarcoplásmico)  0,1% en el medio interno  0,6% intracelular, pero no se encuentra en el citosol (0,2 μEq/L → 0,1 μmol/L), sino en los calciosomas, en los que el calcio es bombeado gracias a la Ca2+-ATPasa Tenemos un reservorio intracelular relevante de calcio dentro de los enterocitos y de los hepatocitos. El sinusoide hepático es el único lugar del organismo donde se mezclan la sangre arterial y la venosa, y expresa mucha bomba de calcio.
Fisiológicamente existe un gradiente extraordinariamente alto entre el plasma (y junto al intersticio) y el interior celular. Fuera de la célula hay 10.000 veces más calcio que en el citosol. Cualquier pequeña modificación de ese gradiente provoca efectos relevantes.
La capacidad del calcio para operar intracelularmente viene mediada por varias proteínas, tanto fijadoras del calcio como aquellas que tienen efecto directo al entrar en contacto con calcio.
Órganos implicados en el mantenimiento de la calcemia Absorción gastrointestinal Existen mecanismos gastrointestinales que aportan dosis de calcio exógenas (la única fuente posible). Una persona sana y normal necesita un abastecimiento de 800-1000 miligramos diarios. Se consideran alimentos ricos en calcio los que tienen > 100 mg/100 g de calcio.
El calcio es ingerido y debe ser absorbido, lo cual entraña dificultad debido a que es un catión bivalente (se absorbe de lo que se ingiere), asi pues de los 900 mg que se han podido ingerir de una dieta balanceada, se han podido absorber unos 300 mg. Además se elimina en secreciones gastrointestinales (150 mg/día) la absorción neta de calcio entonces será de 150 mg/día de calcio.
En el borde en cepillo del enterocito se expresa una proteína fijadora de calcio (calbindina D) que opera en buenas condiciones con vitamina D activada. También expresa Ca2+ATPasa y además el calcio difunde pasivamente por vía paracelular. Todo lo que promueve la fosfatasa alcalina también lo hace de la absorción de calcio por mecanismos desconocidos.
Por el borde basolateral existe Na/K-ATPasa que mantiene el gradiente, lo que es aprovechado por un contratransporte calcio-sodio para enviar el calcio a la sangre.
226 Alberto Gómez Esteban También existe una Ca2+/H+-ATPasa que expulsa calcio a costa de meter protones y gastar ATP de forma directa (el gradiente protónico es insuficiente para producir la salida de calcio).
Hay condiciones fisiológicas que aumentan la absorción de calcio:  Embarazo  Lactancia  Crecimiento También hay condiciones fisiológicas o fisiopatológicas que disminuyen la absorción intestinal de calcio:  Envejecimiento  Malabsorción de lípidos (con esteatorrea) que disminuyen la absorción de vitamina D y causan la pérdida de calcio como sal iónica.
Regulación renal El calcio en el glomérulo se filtra aunque esté unido a aniones, aunque no se filtra aquella porción de calcio unida a proteínas. El 60% del calcio se reabsorbe en el TCP, y el 30% se reabsorbe en el asa ascendente de Henle por difusión pasiva.
Hay un 9% de calcio que se puede o no reabsorber. En presencia de PTH se producirá la reabsorción de esta porción de calcio, mientras que en ausencia de esta hormona no habrá reabsorción alguna. El resto del calcio se elimina siempre por la orina El 1-10% de calcio se eliminará en cualquier caso mediante la orina.
227 Alberto Gómez Esteban Hueso En el hueso existen tres estirpes celulares fundamentales:  Osteoblastos. Se encargan de la formación de nuevo hueso.
 Osteocitos. Regulan la modificación del hueso. Son osteoblastos que quedan atrapados en la matriz rígida de hueso, emitiendo prolongaciones comunicantes para formar la membrana osteocítica que se encarga de regular el metabolismo del hueso.
 Osteoclastos. Son monocitos modificados que se encargan de destruir el hueso para remodelarlo mediante fagocitosis ácida.
El hueso neoformado por los osteoblastos es pobre en mineralización y se denomina osteoide. La actividad osteoblástica predomina cerca del periostio, mientras que la actividad ostoclástica predominará en el endostio.
Cuando se forma el hueso el osteoblasto queda atrapado diferenciándose a osteocito con un capilar próximo a él. Entre el osteocito y el hueso duro hay sales amorfas de fosfato cálcico fácilmente removibles y al lado el capilar sanguíneo. Toda la sangre del organismo en 70 minutos pasa por el tejido óseo y la membrana osteocítica puede amortiguar variaciones de calcio permitiendo su salida a favor de gradiente.
El hueso duro está formado por cristales de hidroxiapatita. La membrana que forman los osteocitos junto a los capilares y las sales amorfas, se denominan en conjunto membrana osteocítica la cual puede tamponar las concentraciones de calcio mediante la reabsorción de las sales amorfas de fosfato cálcico.
228 Alberto Gómez Esteban Calcemia La calcemia es la concentración de calcio en el plasma, la cual se encuentra en un riguroso control, cuyo rango es [9  10’5 mg/dL].
Disminuciones pequeñas de la calcemia facilitan la apertura de canales de sodio, por lo que la célula comienza a despolarizarse espontáneamente bajando enormemente el valor umbral de las neuronas. Esto facilita la excitación neural y neuromuscular.
Hipocalcemia En la hipocalcemia las concentraciones bajan de < 9 mg/dL y se produce el aumento de la excitabilidad neuromuscular. Evidentemente cuanto más baje la calcemia, mayor será la gravedad del cuadro clínico:  Tetania latente (signo de Trousseau)  Tetania hipocalcémica (< 6 mg/dL)  Tetania mortal por asfixia Hipercalcemia En caso de que se produzca hipercalcemia (> 10’5 mg/dL) se produce depresión del sistema nervioso central, y consecuencias neurales generalizadas:  Anomalías electrocardiográficas (acortamiento del Q-T)  Arritmia cardiaca  Litiasis biliar o renal  Calcificación de tejidos blandos (alveolos, tubulos, arterias…)  Anorexia y estreñimiento 229 Alberto Gómez Esteban Regulación de la calcemia El calcio en la sangre se encuentra de varias formas:  50% biodisponible para su utilización  41% secuestrado unido a proteínas, carente de función  9% unido a aniones, se filtra en el glomérulo pero carece de acciones fisiológicas Es importante referir la calcemia a la albuminemia, es decir, en caso de hiperalbuminemia podemos encontrar concentraciones normales de calcio, pero éste estará secuestrado y disfuncional, por lo que tendrá consecuencias fisiológicas.
Regulación de la calcemia Las células detectan la calcemia mediante receptores membranarios sensibles al calcio. Estos receptores pertenecen a la superfamilia de receptores acoplados a proteínas G, la cual ejerce una cascada de mensajeros que finaliza activando a la fosfolipasa A2.
Este receptor se expresa en gran cantidad de estirpes celulares.
El receptor del calcio tiene 600 aminoácidos y ha sido clonado a partir de células paratiroideas en 2001 por Brown y colaboradores.
Mecanismos de acción rápida Son los que logran mantener el equilibrio cuando ocurren pequeñas oscilaciones de la calcemia (después de comer, por ejemplo).
Un mecanismo rápido es la unión plasmática a proteínas. Cuando baja la calcemia la albúmina cede fácilmente sus cationes de calcio, quedando la misma cantidad disponible 230 Alberto Gómez Esteban para su utilización. En este mecanismo aunque baja la calcemia global, la cantidad de calcio biodisponible no se ve alterada.
Los enterocitos y hepatocitos pueden atrapar o liberar calcio según sus concentraciones en sangre para regular las concentraciones dentro de la sangre, neutralizando las oscilaciones.
La membrana osteocítica puede modificar su permeabilidad para liberar calcio a la sangre, o bien captarlo.
Mecanismos de acción lenta Las hormonas que regulan la calcemia son tres:  Parathormona (PTH). Es segregada por la glándula paratiroides que se encuentra en forma nodular tras el tiroides. Tienen un aspecto parduzco y pesan de 20-50 mg (6x3x2 mm). La inervación vegetativa proviene de los nervios laríngeos superiores y laríngeos recurrentes.
Una disminución en la calcemia provoca la expresión en las glándulas paratiroideas de PTH que es una hormona hipercalcemiante.
La PTH es una proteína de 84 aminoácidos y 9,5 KD. Tiene una vida media es de unas 4-5 horas. Se expresa en el cromosoma 11 y se sintetiza como preprohormona (110 aminoácidos) que sufre una hidrólisis quedando convertida en prohormona (90 aminoácidos). Al salir a sangre es la hormona definitiva de 84 aminoácidos. Al salir a sangre puede tener una última hidrólisis quedando convertida en un péptido más pequeño de 34 aminoácidos que tiene actividad más eficaz ya que mejora su acceso al hueso, con mayor vida media y que conserva la actividad PTH.
Los receptores para PTH son expresados por las siguientes líneas celulares: 231 Alberto Gómez Esteban  Osteoclastos. Directamente no tienen receptores PTH pero indirectamente se activan a partir de los osteoblastos que si tienen receptores para PTH, que causan la liberación de moléculas que incrementan la proliferación y actividad de los osteoclastos.
Los osteoclastos reciben moléculas que activan su adenilato ciclasa que provoca un aumento del AMPc intracelular lo cual tiene las siguientes consecuencias:  Liberan enzimas proteolíticas (colagenasa)  Secretan hidrogeniones que bajan el pH y facilitan la reabsorción ósea  Secretan ácidos (citrato y lactato) que disuelven sales  Fagocitan hueso  Osteocitos. Aumenta la permeabilidad y prolongaciones de la membrana osteocítica, lo que causa que se bombee más calcio desde las sales amorfas a sangre.
 Epitelio renal (TCD). En presencia de PTH las células del túbulo distal reabsorben calcio. En condiciones de ausencia de PTH por el túbulo distal la concentración de calcio es del 10% que queda reducida al 1% en presencia de PTH (reabsorción del 9%).
La actividad neta de la PTH será activar a los osteoclastos y reducir la masa ósea, lo que aumenta la calcemia. También como hemos visto reduce al máximo la eliminación de calcio.
También permite la síntesis de vitamina D3 que aumenta la absorción de calcio intestinal.
232 Alberto Gómez Esteban  Calcitonina. Se secreta en respuesta a un aumento de la calcemia. Se secreta por las células C parafoliculares (tiroides). Es un péptido de 32 aminoácidos con una vida media de una hora.
El gen de la calcitonina se encuentra en el cromosoma 11. El péptido resultante sufre un proceso postranscripcional.
La calcitonina promueve la proliferación y actividad de los osteoblastos, es decir, promueve la formación de masa ósea nueva.
La calcitonina aumenta la actividad de la Ca2+ATPasa que introduce calcio contra gradiente a través de la membrana osteocítica dentro del hueso en las sales amorfas.
El resultado neto de la calcitonina es el aumento de la masa ósea al tiempo que reduce las concentraciones de calcio en sangre.
Cuando se produce una ingesta de alimentos, el incremento de gastrina provoca automáticamente un estímulo en las células C del tiroides que causa un pequeño incremento de calcitonina, la cual en el periodo postprandial promueve la utilización ósea de calcio.
La calcitonina tiene fundamentalmente una acción sobre el hueso, ya que sobre el riñón fundamentalmente tiene efecto hipocalcemiante la ausencia de PTH.
En el tracto digestivo la calcitonina más que dificultar la absorción intestinal, lo que hace es aumentar las pérdidas de calcio en las secreciones gastrointestinales, sobre todo la bilis.
 Vitamina D3. La vitamina D procede de esteroles que son derivados del anillo de colesterol, concretamente procede del 7-hidroxicolesterol.
233 Alberto Gómez Esteban Hay sustancias muy ricas en vitamina D como las sardinas (pescado azul), la mantequilla, etc… Los rayos ultravioleta incidiendo sobre la piel convierten el 7-hidroxicolesterol en colecalciferol que es una vitamina D inactiva que en el hígado es hidroxilado para convertirse en el 25-hidroxicalciferol que ejerce retroalimentación negativa sobre su propia síntesis (inhibe hidroxilaciones sucesivas).
En presencia de PTH en el riñón ser convierte en 1,25-dihidroxicalciferol que promueve la absorción de calcio intestinal.
Si hay un aporte de vitamina D excesivo y medimos las concentraciones de 25hidroxicalciferol en sangre observamos el aumento progresivo de estas concentraciones hasta llegar a una fase de meseta.
La segunda hidroxilación del 25-hidroxicalciferol está regulada por la calcemia. Esta reacción se ve muy inhibida por concentraciones elevadas de calcio en sangre.
La finalidad de esta doble regulación en la actividad de la vitamina D3 evita un exceso de vitamina en sangre aunque la ingesta de precursores sea abundante. También se produce la conservación de los depósitos de vitamina D en el hígado en forma de colecalciferol.
La vitamina D activada (D3) es metabolizada muy rápidamente pero sus precursores no se degradan, así que si se mantienen los depósitos de colecalciferol en el hígado, nos aseguraremos de que haya una reserva de vitamina D para ser activada en el futuro.
La vitamina D3 promueve la absorción paracelular de calcio en el intestino, y además también favorece el bombeo contra gradiente en contratransporte sodio-calcio en la membrana basolateral del enterocito.
234 Alberto Gómez Esteban La variación al alza o la baja de 1 mg/dL de calcio dobla directamente la secreción de PTH o de calcitonina (según cual haya sido la variación).
La regulación final de la calcemia es determinada principalmente por la parathormona (PTH) ya que es la hormona de mayor vida media. Las otras dos también tienen un importante papel en la regulación, pero es más rápido y menos prolongado.
235 Alberto Gómez Esteban 236 Alberto Gómez Esteban Tema 34. Regulación de la glucemia Introducción El páncreas es una glándula retroperitoneal que se sitúa en el abdomen bajo el diafragma. Además de tener las funciones digestivas exocrinas que ya hemos estudiado, tiene un papel hormonal a la hora de regular la glucemia o glucosa en sangre mediante la secreción de dos hormonas: La insulina y el glucagón.
La glucosa es el principal combustible celular que viaja por la sangre, fundamentalmente para las neuronas cerebrales, que debido a la barrera hematoencefálica no deja apenas acceso a las grasas para las neuronas encefálicas.
El componente endocrino del páncreas se encuentra en los islotes de Langerhans, que son masas celulares muy vascularizadas que secretan sus hormonas reguladoras a sangre.
El control de la glucemia se ejerce de forma estricta por la insulina y el glucagón, secretadas ambas por el páncreas. El rango de glucemia debe mantenerse en un intervalo de [90-110 mg/dL].
Los valores de glucemia aumentan en periodo postprandial, por lo que debe secretarse insulina después de comer para no producir hiperglucemia. La hiperglucemia se da en patologías como la diabetes mellitus.
En el ayuno la glucemia desciende en exceso por lo que debe ser secretado glucagón con el fin de producir glucogenolisis hepática y gluconeogénesis hepática y renal. La hipoglucemia es la urgencia metabólica más frecuente (< 50 mg/dL).
Anatomía microscópica del páncreas 237 Alberto Gómez Esteban El páncreas se compone fundamentalmente de dos tipos de tejidos: 1. Acinos exocrinos. Vierten enzimas digestivas al duodeno 2. Islotes de Langerhans. Descargan insulina y glucagón directamente a la sangre.
Suponen el 1% de la masa del páncreas.
El páncreas cuenta con 1-2 millones de islotes de Langerhans, cada uno de unos 0,3 mm de diámetro. Estas estructuras se organizan en torno a pequeños capilares hacia los que vierten su secreción hormonal.
Cada islote de Langerhans contiene tres tipos de células principalmente y un tipo secundario:  Células α. Componen el 25% del islote de Langerhans y secretan glucagón  Células β. Suponen el 60% de las células del islote. Secretan insulina y de forma secundaria amilina.
 Células δ. Suponen el 10% de la celularidad del islote y secretan somatostatina.
 Célula PP (F). Es minoritaria y secreta una hormona de función incierta, el polipéptido pancreático.
238 Alberto Gómez Esteban El sistema vascular del páncreas endocrino interrelaciona estrechamente estos tipos celulares y regula la secreción hormonal.
 La insulina inhibirá la secreción de glucagón  La amilina inhibe la secreción de insulina  La somatostatina inhibe la secreción de glucagón e insulina Los receptores de las células del islote tienen capacidad de saber que han producido otras células (por ejemplo la concentración de insulina) gracias a la orientación del sistema vascular portal que tiene el páncreas. Esto permite regular muy finamente la secreción de hormonas pancreáticas Insulina Es la hormona anabolizante por definición. Tiene receptores con dos dominios α y dos dominios β, a los cuales también se puede unir el IGF-1.
La secreción de insulina se asocia a la abundancia energética, ya que se secreta cuando el cuerpo recibe abundantes hidratos de carbono en la dieta, y los almacena como glucógeno en hígado y músculo. Los carbohidratos que no puedan almacenarse como glucógeno se almacenarán en el tejido adiposo como depósitos de grasa.
También tiene efecto directo promoviendo la absorción celular de aminoácidos y facilitando la síntesis de proteínas, así como inhibiendo la degradación de proteínas.
Es una hormona polipeptídica formada por 51 aminoácidos. Se secreta en forma de proinsulina (precursor inactivo). Este precursor consta de 4 dominios de los que se libera un péptido (péptido C) quedando dos dominios de insulina unidos por puentes disulfuro.
La insulina liberada a sangre circula no ligada a proteínas, y tiene una vida media corta de 6 minutos, llegando a desaparecer completamente de la circulación en unos 10-15 239 Alberto Gómez Esteban minutos. Una parte de la insulina se une a sus receptores produciendo los efectos correspondientes mientras que otra parte se degrada gracias a la actividad insulinasa presente en hígado, riñones y musculo principalmente.
Efectos de la insulina La insulina es la hormona anabolizante por excelencia, y tendrá los siguientes efectos en el organismo: 1. Promueve la traslocacion de transportadores GLUT a la membrana celular, lo que promueve la captación rápida de glucosa por parte del 80% de las células, sobre todo de las adiposas y musculares pero no de las neuronas encefálicas que son bastante poco sensibles a esta hormona.
Normalmente las membranas musculares son muy impermeables a la glucosa, pero esto cambia en situación de ejercicio y en presencia de insulina, por lo que éste utilizará glucosa en lugar de ácidos grasos en estos periodos.
Si el musculo no se ejercita tras la comida (y posterior aumento de la insulinemia) la glucosa se depositará como glucógeno muscular que se aprovechará en condiciones de ejercicio.
También se facilitará el depósito de glucógeno en el hígado a partir de la mayoría de la glucosa postprandial. El glucógeno hepático tiene un efecto fundamental a la hora de regular la glucemia en ayuno.
2. La membrana se hace más permeable a aminoácidos y para los iones potasio y fosfato que incrementan sus concentraciones intracelulares.
3. La insulina favorece la conversión del exceso de glucosa en ácidos grasos por parte del hígado e inhibe la gluconeogénesis hepática 4. La insulina favorece la síntesis y el depósito de grasas por parte del tejido adiposo, aunque los adipocitos también ven incrementada su síntesis, la mayor parte del depósito de grasas proviene de lipoproteínas procedentes del hígado.
240 Alberto Gómez Esteban 5. Varía la actividad de ciertas enzimas debido a fosforilaciones enzimáticas.
6. Cambia la velocidad de traducción de los mRNA para dar lugar a nuevas proteínas y variaciones en la velocidad de transcripción en el núcleo celular.
Promotores de la secreción de insulina Las células β pancreáticas tienen numerosos receptores GLUT-2 de difusión facilitada por los que entra glucosa proporcionalmente a su concentración en sangre. La glucosa se metaboliza en el interior de estas células dando lugar a una elevación de ATP que cerrará los canales de potasio sensibles al ATP de esta célula, lo que despolariza la célula dando lugar a entrada de calcio, que promoverá la secreción de vesículas con insulina.
La secreción de insulina es por tanto estimulada por varios factores que se basan en esta vía de señalización:  Glucemia (regulador fundamental)  Presencia de ácidos grasos libres en sangre  Aumento de los aminoácidos en sangre  Hormonas gastrointestinales   Gastrina  Secretina  CCK  GIP Hormonas no digestivas  Glucagón  Cortisol  GH  Estimulación parasimpática (colinérgica)  Estimulación β-adrenérgica  Resistencia a la insulina  Ciertos medicamentos Conforme aumenta la glucemia por encima de los 100 mg/dL el ritmo de secreción de insulina se eleva con rapidez hasta alcanzar máximos de 10 a 25 veces los niveles basales de insulina para glucemias correspondientes a 400600 mg/dL. La secreción de insulina se inactiva con rapidez a los 3-5 minutos tras regresar a los valores de glucemia del ayuno.
241 Alberto Gómez Esteban Todos los tejidos tienen transportadores de glucosa cuya expresión en membrana es promovida por la insulinemia. Hay dos tipos generales de transportador:  SGLT. Transporte activo en cotransporte fundamentalmente en el enterocito y en la nefrona.
 GLUT. Transporte por difusión facilitada. Se expresa en todo el organismo.
con sodio.
Se expresa La expresión de GLUT en neuronas encefálicas es independiente de insulina, y por tanto el cerebro tiene siempre la misma tasa de captación de glucosa aunque varíe la insulinemia.
En ausencia de insulina las células de ciertos tejidos (hígado, musculo y grasa principalmente) no son capaces de captar glucosa, y por lo tanto los valores de glucemia aumentan enormemente dando lugar a hiperglucemia. Esto ocurre por ejemplo en diabetes.
El exceso de insulina se conoce como hiperinsulinemia y cursa con hipoglucemia.
Glucagón El glucagón es una hormona secretada por las células α del islote de Langerhans en respuesta a una disminución de la glucemia, sobre todo en periodo de ayuno. Cumple funciones opuestas a la de la insulina, cuya acción más importante es la de elevar la glucemia.
Es un polipéptido grande formado por una cadena de 29 aminoácidos que provoca efectos de elevación de la glucemia a razón de 1μg/kg de peso eleva la glucosa 20 mg/dL, por ello se conoce esta hormona como hiperglucemiante.
Funciones del glucagón 242 Alberto Gómez Esteban Los principales efectos del glucagón sobre el metabolismo de la glucosa serán los siguientes: 1. Degradación del glucógeno hepático (glucogenolisis) para su liberación a la sangre.
2. Aumento de la gluconeogénesis hepática El glucagón lleva a cabo estas funciones aumentando las concentraciones de AMPc mediante la activación de la adenilato ciclasa.
Casi todos los demás efectos del glucagón, al margen de los que hemos nombrado se manifiestan únicamente cuando su concentración aumenta por encima del máximo medido en sangre: 1. Activa la lipasa de los adipocitos, por lo que aumentan los ácidos grasos en sangre 2. Inhibe el depósito de triglicéridos hepático, por lo que junto al efecto anterior, aumenta la disponibilidad de ácidos grasos para su consumo por parte de los tejidos.
3. Estimula la contracción cardiaca 4. Aumenta el flujo sanguíneo renal 5. Favorece la secreción biliar 6. Inhibe la secreción de HCl por parte de las células parietales del estómago Parece probable que todos estos efectos secundarios carezcan de importancia para el funcionamiento global del organismo.
Regulación de secreción del glucagón La hiperglucemia inhibe la secreción del glucagón, de forma exactamente opuesta a como ocurría con la secreción de insulina. El descenso de la glucemia desde un valor normal de 90 mg/dL hasta valores de ayuno aumenta varias veces la secreción de glucagón, y lo mismo ocurre de forma opuesta con un aumento de la glucemia.
243 Alberto Gómez Esteban El incremento de aminoácidos en la sangre estimula la secreción de glucagón, de forma similar a como lo hacían sobre la insulina, de modo que ambas respuestas a la concentración de aminoácidos no se oponen. Los aminoácidos estimulan el glucagón debido a que son fácilmente convertibles a glucosa.
El ejercicio intenso estimula enormemente la secreción de glucagón a pesar de que no haya descenso apreciable en la glucemia. Esto se debe a que evita la caída de la glucemia a pesar de que los músculos la utilizan muy rápidamente. Uno de los factores que podría estimular la secreción de glucagón en este caso es el aumento de aminoácidos libres en sangre, o bien la estimulación β-adrenérgica de los islotes de Langerhans.
Somatostatina La somatostatina es un polipéptido de 14 aminoácidos secretado por las células δ del islote de Langerhans. Es una hormona con una vida media enormemente corta (3 minutos), que es estimulada por casi todos los eventos relacionados con la ingesta de alimentos: 1. Aumento de la glucemia 2. Aumento de los aminoácidos 3. Aumento de los ácidos grasos 4. Aumento de la concentración de hormonas gastrointestinales A su vez la somatostatina liberada a sangre ejerce numerosos efectos inhibitorios:  Actúa localmente sobre los propios islotes de Langerhans para inhibir la secreción de insulina y glucagón.
 Reduce la motilidad de algunos segmentos del tubo digestivo, entre ellos el estómago, el duodeno y la vesícula biliar.
 Disminuye tanto la secreción como la absorción en el tubo digestivo Viendo en conjunto sus efectos tanto estimulantes de su secreción, como aquellos que produce a nivel sistémico, se ha determinado que su función principal es la de ampliar el tiempo durante el cual los nutrientes se pueden asimilar hacia la sangre.
Además la inhibición de la insulina y el glucagón promovería que una vez absorbidos, estos nutrientes pudieran estar disponibles en sangre un cierto tiempo para evitar su utilización por parte de los tejidos.
244 Alberto Gómez Esteban Control de la glucemia La concentración de glucosa en sangre en una persona sana está sometida a un riguroso control y como decíamos oscila entre 90-110 mg/dL:  Por la mañana antes del desayuno los valores se acercarán a 90-100 mg/dL  Tras una comida los valores se elevarán hasta 120-140 mg/dL Durante el ayuno prolongado el hígado mediante la glucogenolisis y la gluconeogénesis proporcionará estabilidad a los valores de glucemia para permitir mantener este estrecho rango en valores normales.
El mantenimiento de la glucemia se mantendrá, como hemos desarrollado anteriormente, por los siguientes mecanismos:  El hígado amortigua la mayoría de variaciones debido a que es capaz de formar glucógeno (hipoglucemiante) tras la ingesta de hidratos de carbono. Posteriormente en caso de escasez de glucosa, ese glucógeno puede ser hidrolizado de nuevo para mantener los valores basales de glucosa en sangre.
 La insulina y el glucagón son capaces de ejercer retroalimentación para mantener la glucemia en sus valores normales:  La insulina será hipoglucemiante, promoviendo la captación de glucosa por parte de los tejidos sensibles (musculo, hígado y adiposo)  El glucagón será hiperglucemiante, promoviendo la liberación de glucosa por parte del hígado.
 En hipoglucemias graves el efecto del descenso de la glucemia sobre el hipotálamo desencadena una respuesta simpática que, junto con la secreción endocrina de adrenalina promueve la liberación de glucosa por el hígado.
 Durante horas o días la hormona de crecimiento y el cortisol se liberan como respuesta ante la hipoglucemia prolongada y reducen la velocidad de utilización de glucosa por parte de todas las células del organismo, que comienzan a consumir más lípidos.
El mantenimiento de la glucemia en valores normales es de vital importancia. La mayoría de los tejidos pueden utilizar normalmente ácidos grasos como nutrientes energéticos, pero hay tejidos de fundamentales que únicamente pueden utilizar glucosa como metabolito energético. Estos tejidos son la retina, el encéfalo y el epitelio germinal de las gónadas.
245 Alberto Gómez Esteban Casi toda la glucosa formada en ayuno mediante gluconeogénesis es aprovechada por el encéfalo, de forma que la secreción de insulina en estos casos está inhibida para evitar que la glucosa neoformada sea captada por el hígado, el músculo o el tejido adiposo.
Por otro lado la glucemia tampoco puede aumentar en exceso debido a las siguientes razones:  La glucosa es una partícula osmóticamente activa deshidratación en las células al atraer osmóticamente agua.
que podría generar  La concentración excesiva de glucosa en sangre puede producir su eliminación urinaria, lo que causa diuresis osmótica renal que produce la pérdida importante de agua y electrolitos.
 El ascenso mantenido de la glucemia puede dañar daños tisulares, sobre todo en los vasos sanguíneos, lo que aumenta el riesgo de enfermedad coronaria, ceguera e insuficiencia renal terminal.
Diabetes Mellitus La diabetes es una patología caracterizada por la alteración del metabolismo de los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas. Tiene relación con la secreción de insulina, existiendo fundamentalmente dos variaciones:  Diabetes tipo I (DMID). Se debe a la falta de secreción de insulina  Diabetes tipo II (DMNID). Se debe a la sensibilidad disminuida de los tejidos efectores a las acciones metabólicas de la insulina. Esto se conoce como resistencia a la insulina.
246 Alberto Gómez Esteban El metabolismo de todos los principios inmediatos se altera en ambos tipos de diabetes mellitus debido a que las células de todos los tejidos corporales a excepción del encéfalo dejan de absorber y utilizar de modo eficiente la glucosa, lo que trae como consecuencias la hiperglucemia y el descenso de la utilización celular de glucosa sustituida por grasas y proteínas.
Diabetes tipo I La lesión de células pancreáticas o las enfermedades que alteran la producción de insulina pueden causar esta patología. Las infecciones víricas y la destrucción autoinmune contribuyen a la destrucción de células β, aunque también se han establecido factores hereditarios que darían lugar a degeneración de éstas.
Puede producirse a cualquier edad aunque suele comenzar en individuos juveniles. Se produce de forma brusca con los siguientes síntomas: 1. Hiperglucemia. Se reduce la captación periférica de glucosa y aumenta la gluconeogénesis por lo que la glucemia aumenta muchísimo (300-1200 mg/dL)  Se produce glucosuria debido a que se saturan los transportadores de reabsorción de glucosa en el túbulo proximal. La glucosuria comienza a percibirse a partir de los 180 mg/dL. A partir de valores mayores a 300 mg/dL se pierden enormes cantidades de glucosa por la orina (hasta 100 g/dia).
 Se produce deshidratación debido a que la glucosa no difunde con facilidad por los poros celulares y además a que la glucosa produce presión osmótica en dirección al líquido extracelular, lo que da lugar a salida de agua desde la célula.
Además de los efectos celulares la glucosa produce diuresis osmótica que reduce la reabsorción tubular de líquido, lo que produce poliuria y pérdida de electrolitos.
 Provoca lesiones tisulares debido a que los vasos sanguíneos se ven alterados en su morfología, lo que alterara el aporte sanguíneo periférico. Esto aumenta el riesgo de enfermedad coronaria entre otras muchas cosas.
2. Aumento de la utilización de grasas. Se utilizan con fines energéticos y para la síntesis endógena de colesterol.
 Produce acidosis metabólica debido a que se liberan α-cetoácidos los cuales, junto a la deshidratación diurética cursan con una acidosis intensa, de modo que puede llegar a producirse coma diabético.
Durante la acidosis diabética se producen compensaciones fisiológicas como respiración rápida y profunda, lo que compensa la acidosis pero también 247 Alberto Gómez Esteban reduce la reserva de bicarbonato, lo que es tratado de compensar por el riñón reduciendo la pérdida de bicarbonato y produciendo más.
 La utilización excesiva de grasas por parte del hígado prolongadamente hace que la sangre se sature de colesterol el cual se deposita en las paredes arteriales, lo que produce arteriosclerosis y agravamiento de las lesiones vasculares.
3. Pérdida de proteínas orgánicas. La falta de uso de glucosa con fines energéticos conlleva la mayor utilización de proteínas para ese fin, y por tanto un menor almacenamiento de proteínas y grasas. Esto supone un adelgazamiento rápido y astenia (cansancio) aunque se consuman grandes cantidades de alimento.
Supone el 5-10% de todos los casos de diabetes mellitus.
Diabetes tipo II Es mucho más frecuente que la diabetes insulinodependiente tipo I, y supone el 90% de los casos.
Se suele manifestar tras los 30 años, mayoritariamente entre los 50-60 años, y se desarrolla de manera gradual. La obesidad es el mayor factor de riesgo para el desarrollo de esta enfermedad en todas las edades.
En esta enfermedad se produce el aumento de las concentraciones de insulina (hiperinsulinemia) como respuesta compensatoria a la disminución de sensibilidad de los tejidos efectores ante la insulina. Esto altera la utilización y almacenamiento de los hidratos de carbono y además se produce el incremento compensatorio de la secreción de insulina.
Suele darse por un proceso gradual que obedece a la ganancia de peso que lleva a la obesidad. Se cree que el numero de receptores de insulina es menor en obesos que en personas de peso normal.
La resistencia a la insulina forma parte de una serie de trastornos que se conoce en su conjunto como síndrome metabólico. Esta patología se caracteriza por:  Obesidad con exceso de grasa abdominal  Resistencia a la insulina  Hiperglucemia en ayunas  Dislipemias (hipertrigliceridemia y aumento del colesterol libre sin unir a HDL)  Hipertensión arterial 248 Alberto Gómez Esteban Además de la obesidad, hay otros casos graves de diabetes tipo II asociados a otros cuadros clínicos o genéticos que alteran la señalización de la insulina en tejidos periféricos.
En algunos casos la diabetes tipo II se puede tratar en sus primeras fases con ejercicio, restricción calórica y adelgazamiento sin necesidad de recurrir a la administración exógena de insulina. También podemos administrar fármacos que aumenten la sensibilidad a la insulina.
En ambos tipos de diabetes podemos encontrar las siguientes complicaciones debidas a los síntomas y causas ya descritas:  Trastornos circulatorios: aterosclerosis, isquemias, coronariopatías, insuficiencia cardiaca, infarto de miocardio, etc…  Neuropatías del sistema nervioso periférico (entumecimiento, ardor, hormigueo, dolor, …)  Neuropatías del sistema nervioso autónomo. En el tubo digestivo observamos trastornos como estreñimiento, diarrea, retraso vaciamiento gástrico.
 Trastornos funcionales del aparato urogenital. Se manifiestan en la vejiga urinaria y en ocasiones como impotencia en el aparato genital.
 Nefropatía (engrosamiento capilares glomerulares)  Retinopatía diabética (hemorragias retina, edemas, ceguera, …) 249 ...