TY - BOOK AU - Silverthorn,Dee Unglaub AU - Johnson,Bruce R. AU - Ober,William C. TI - Fisiología humana: un enfoque integrado SN - 978-607-8546-22-0 AV - QP 34.5 .S5518 2019 PY - 2019/// CY - Ciudad de México : PB - Médica panamericana, KW - Fisiología humana N1 - Resumen Estudiar y aprender la fisiología implica desarrollar una visión global del cuerpo, de sus aparatos y sistemas, y de los muchos procesos que los mantienen en funcionamiento. Esta perspectiva, denominada integración de los sistemas, constituye el eje central de este libro y es la estrategia de enseñanza que lo ha hecho tan popular desde su primera edición, hace más de veinte años. Sus claves son: Enfoque en la resolución de problemas: facilita el desarrollo del juicio crítico y el uso de la información aprendida para resolver nuevos problemas. Énfasis en la integración: ayuda a entender que el cuerpo humano funciona como un todo coordinado, no como sistemas y aparatos aislados. Integración de la fisiología general con la fisiología celular y molecular: base de la mayor parte de la investigación actual en fisiología. Presentación de la fisiología como un campo dinámico: implica comprender que muchos de los "hechos" que se están aprendiendo son solo las teorías actuales. Entre sus numerosos recursos didácticos se encuentran: Problema relacionado: todos los capítulos comienzan con un problema relevante de la vida real que incluye una enfermedad o trastorno que se desarrolla en diferentes segmentos en las páginas siguientes. Mapas conceptuales: organizan los temas y detalles de la fisiología en un formato visual lógico y consistente, y ayudan a entender mejor la función fisiológica coordinada. Herramientas para optimizar el tiempo de estudio: cada capítulo contiene un Listado de contenidos, Resumen y Preguntas con las respuestas al final. Revisiones: intercaladas en el texto, proporcionan un momento de reflexión para verificar la comprensión de los conceptos de la sección precedente. Recuadros: de una o dos páginas, ricamente ilustrados, sobre Fundamentos, Revisión, Novedades, Biotecnología y Aplicación clínica, destacan los conceptos básicos sobre un tema. Un análisis integral de la fisiología para que los futuros científicos y profesionales de la salud empiecen su carrera universitaria aprendiendo esta fascinante disciplina que revela la complejidad del cuerpo humano y un panorama claro del potencial de la investigación fisiológica y biomédica ; Contenido UNIDAD 1. Procesos celulares básicos: integración y coordinación CAPÍTULO 1 Introducción a la fisiología La fisiología es una ciencia integrada PROBLEMA RELACIONADO ¿Qué creer? NOVEDADES El cambiante mundo de la ómica Función y mecanismo Temas de fisiología ENFOQUE EN ... Mapas conceptuales Tema 1: La estructura y la función están firmemente relacionadas Tema 2: Los organismos vivos necesitan energía Tema 3: El flujo de información coordina las funciones corporales Tema 4: La homeostasis mantiene la estabilidad interna Homeostasis ¿Qué es el medio interno del cuerpo? La homeostasis depende del equilibrio de masas La excreción elimina sustancias del cuerpo Homeostasis no significa equilibrio Sistemas de control y homeostasis El control local se limita a un tejido El control reflejo utiliza señalización a larga distancia Las asas de respuesta se inician con un estimulo Las asas de retroalimentación modulan el asa de respuesta Las asas de retroalimentación negativa son homeostáticas Las asas de retroalimentación positiva no son homeostáticas El control por anteroalimentación permite que el cuerpo se anticipe al cambio Los ritmos biológicos se deben a cambios en el punto de regulación La ciencia de la fisiología Los buenos experimentos científicos deben ser planificados de manera cuidadosa ENFOQUE EN... Gráficos Los resultados de los experimentos en seres humanos pueden ser difíciles de interpretar CAPÍTULO 2 Interacciones moleculares PROBLEMA RELACIONADO Suplementos de cromo Moléculas y enlaces La mayoría de las moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno Los electrones cumplen cuatro funciones biológicas importantes Los enlaces covalentes entre átomos crean moléculas Los enlaces no covalentes facilitan las interacciones reversibles Interacciones no covalentes Las interacciones hidrófilas crean soluciones biológicas La forma molecular se relaciona con la función molecular Los iones hidrógeno en solución pueden modificar la forma molecular Interacciones proteicas Las proteínas son selectivas respecto de las moléculas a las que se unen Las reacciones de unión a proteínas son reversibles Las reacciones de unión cumplen con la ley de acción de masas La constante de disociación indica afinidad Múltiples factores modifican la unión a proteínas El cuerpo regula la cantidad de proteínas en las células La velocidad de reacción puede alcanzar un máximo CAPÍTULO 3 Compartimentación: células y tejidos Compartimentos funcionales del cuerpo PROBLEMA RELACIONADO Las pruebas de Papanicoláu salvan vidas La luz de algunos órganos está fuera del cuerpo Desde el punto de vista funcional, el cuerpo tiene tres compartimentos líquidos Membranas biológicas La membrana celular separa la célula del ambiente Las membranas son, en su mayor parte, lípido y proteína Los lípidos de la membrana crean una barrera hidrófoba Las proteínas de la membrana pueden unirse a ella de manera laxa o firme Los hidratos de carbono de la membrana se unen tanto a lípidos como a proteínas Compartimentos intracelulares Las células están divididas en compartimentos El citoplasma comprende citosol, inclusiones, fibras y orgánulos Las inclusiones están en contacto directo con el citosol Las fibras proteicas citoplasmáticas tienen tres tamaños Los microtúbulos forman centríolos, cilios y flagelos NOVEDADES Los cilios aislados son sensores El citoesqueleto es un andamiaje modificable Las proteínas motoras generan movimiento Los orgánulos crean compartimentos para funciones especializadas El núcleo es el centro de control de la célula Tejidos del cuerpo La matriz extracelular cumple muchas funciones Las uniones celulares mantienen unidas a las células para formar tejidos Los epitelios brindan protección y regulan el intercambio Los tejidos conectivos actúan como soporte y barreras Los tejidos muscular y nervioso son excitables Remodelado tisular La apoptosis es una forma ordenada de muerte celular Las células madre pueden crear células nuevas especializadas NOVEDADES Células madre pluripotenciales inducidas ENFOQUE EN... Piel Órganos CAPÍTULO 4 Energía y metabolismo celular PROBLEMA RELACIONADO Enfermedad de Tay-Sachs: una herencia letal La energía en los sistemas biológicos La energía es utiliada para realizar trabajo La energía se encuentra en dos formas: cinética y potencial La energía puede ser convertida de una forma en otra La termodinámica es el estudio del uso de energía Reacciones químicas La energía es transferida entre las moléculas durante las reacciones La energía de activación inicia las reacciones Durante las reacciones la energía es atrapada o liberada El cambio neto de energía libre determina la reversibilidad de la reacción Enzimas Las enzimas son proteínas Las velocidades de reacción son variables Las enzimas pueden ser activadas, inactivadas o moduladas Las enzimas reducen la energía de activación de las reacciones Las reacciones enzimáticas pueden clasificarse Metabolismo Las células regulan sus vías metabólicas Las vías catabólicas producen ATP Una molécula de glucosa puede aportar 30-32 ATP El metabolismo anaerobio forma dos ATP Las proteínas son clave para la función celular El DNA guía la síntesis del RNA El corte y empalme alternativo crea múltiples proteínas a partir de una secuencia de DNA La traducción del mRNA conecta aminoácidos NOVEDADES Petunias púrpura y RNAi La clasificación de las proteínas las dirige hasta su destino Las proteínas sufren modificación postraduccional CAPÍTULO 5 Dinámica de las membranas PROBLEMA RELACIONADO Fibrosis quística Homeostasis no significa equilibrio Ósmosis y tonicidad El organismo es principalmente agua El organismo está en equilibrio osmótico La osmolaridad describe el número de partículas en solución La tonicidad describe el cambio de volumen de una célula Procesos de transporte Las membranas celulares son selectivamente permeables Difusión Las moléculas lipofílicas atraviesan las membranas por difusión simple APLICACIÓN PRÁCTICA Modelos de membrana Transporte mediado por proteínas Las proteínas de membrana tienen cuatro funciones importantes Las proteínas de los canales forman pasajes abiertos llenos de agua Las proteínas transportadoras cambian de conformación para mover las moléculas La difusión facilitada utiliza proteínas transportadoras El transporte activo mueve las sustancias en contra de su gradiente de concentración El transporte mediado por transportadores muestra especificidad, competencia y saturación Transporte vesicular La fagocitosis crea vesículas utilizando el citoesqueleto La endocitosis crea vesículas más pequeñas APLICACIÓN CLÍNICA LDL: la tipoproteína letal La exocitosis libera moléculas demasiado grandes para las proteínas transportadoras Transporte epitelial El transporte epitelial puede ser paracelular o transcelular El transporte transcelular de glucosa utiliza proteínas de membrana La transcitosis utiliza vesículas para cruzar un epitelio Potencial de membrana de reposo Revisión de la electricidad La membrana celular posibilita la separación de la carga eléctrica en el organismo Todas las células vivas tienen un potencial de membrana El potencial de membrana de reposo se debe principalmente al potasio Los cambios de la permeabilidad iónica modifican el potencial de membrana Procesos integrados de la membrana: secreción de insulina CAPÍTULO 6 Comunicación, integración y homeostasis Comunicación intercelular Las uniones comunicantes crean puentes citoplasmáticos Las señales dependientes del contacto requieren el contacto intercelular PROBLEMA RELACIONADO Diabetes mellitus: una epidemia creciente La comunicación local utiliza señales paracrinas y autocrinas La comunicación a larga distancia puede ser eléctrica o química Las citocinas pueden actuar como señales locales y como señales a larga distancia Vías de señalización Las proteínas receptoras se localizan en el interior de la célula o sobre la membrana celular Las proteínas de membrana facilitan la transducción de señales Las vías de señalización más rápidas modifican el flujo iónico a través de los canales La mayor parte de la transducción de señales utiliza proteínas G Muchas hormonas lipofílicas utilizan las vías de receptores acoplados a la proteína G-cAMP Los receptores acoplados a la proteína G también usan segundos mensajeros derivados de lípidos Los receptores catalíticos tienen actividad enzimática Los receptores de integrina transfieren información desde la matriz extracelular Nuevas moléculas señal El calcio es una señal intracelular importante Los gases son moléculas señal efímeras BIOTECNOLOGÍA Las señales de calcio brillan en la oscuridad APLICACIÓN CLÍNICA De la dinamita a la medicina Algunos lípidos son señales paracrinas importantes Modulación de las vías de señalización Los receptores muestran saturación, especificidad y competencia Un ligando puede tener múltiples receptores El ascenso y el descenso regulado permiten la modulación de las respuestas por parte de las células Las células deben ser capaces de terminar las vías de señalización Muchas enfermedades y fármacos tienen como objetivo las proteínas de transducción de señales Vías reflejas homeostáticas Los postulados de Cannon describen las variables reguladas y los sistemas de control Las vías de larga distancia mantienen la homeostasis Los sistemas de control varían en su velocidad y su especificidad Las vías de control reflejas complejas tienen varios centros integradores UNIDAD 2 Homeostasis y control CAPÍTULO 7 Introducción al sistema endocrino Hormonas Las hormonas se conocen desde tiempos antiguos PROBLEMA RELACIONADO Enfermedad de Graves ¿Qué define a una sustancia química como hormona? APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: el descubrimiento de la insulina Las hormonas actúan uniéndose a receptores La acción de la hormona debe terminar Clasificación de las hormonas La mayoría de las hormonas son péptidos o proteínas Las hormonas esteroideas son derivados del colesterol Algunas hormonas derivan de un único aminoácido Control de la liberación hormonal La célula endocrina es el sensor en los reflejos endocrinos simples En muchos reflejos endocrinos participa el sistema nervioso Las neuronas secretan neurohormonas a la sangre La glándula hipófisis está formada por dos glándulas unidas La hipófisis posterior almacena y libera dos neurohormonas La hipófisis anterior secreta seis hormonas El hipotálamo y la hipófisis anterior se conectan mediante un sistema porta Las hormonas de la hipófisis anterior controlan el crecimiento, el metabolismo y la reproducción Los asas (bucles) de retroalimentación son diferentes en la vía hipotálamo-hipofisaria Interacciones hormonales En el sinergismo, el efecto de la interacción hormonal es más que aditivo Una hormona permisiva le facilita a otra hormona ejercer su efecto completo Las hormonas antagonistas tienen efectos opuestos Patologías endocrinas La hipersecreción exagera los efectos de una hormona La hiposecreción disminuye o elimina los efectos de una hormona Los problemas del receptor o segundo mensajero producen una respuesta anormal de los tejidos El diagnóstico de las patologías endocrinas depende de la complejidad del reflejo Evolución de las hormonas ENFOQUE EN... Glándula pineal CAPITULO 8 Propiedades de las neuronas y de las redes neuronales PROBLEMA RELACIONADO Parálisis misteriosa Organización del sistema nervioso Células del sistema nervioso Las neuronas transportan señales eléctricas El establecimiento de la sinapsis depende de señales químicas Las células gliales brindan sostén a las neuronas ¿Pueden las células madre reparar neuronas dañadas? Señales eléctricas en las neuronas La ecuación de Nernst predice el potencial de membrana para un único ion La ecuación de GHK predice el potencial de membrana utilizando múltiples iones El movimiento de iones crea señales eléctricas Los canales con compuertas controlan la permeabilidad de la neurona a los iones APLICACIÓN CLÍNICA Canales mutantes El flujo de corriente obedece a la Ley de Ohm Los potenciales graduados reflejan la fuerza del estímulo Los potenciales de acción viajan largas distancias El Na+y el K+ atraviesan la membrana durante el potencial de acción Un potencial de acción no altera el gradiente de concentración de los iones Los canales axonales de Na+ tienen dos compuertas Durante el período refractario absoluto no se disparan potenciales de acción Los potenciales de acción son conducidos Las neuronas más grandes conducen los potenciales de acción más rápidamente La velocidad de conducción es mayor en axones con mielina Los factores químicos alteran la actividad eléctrica BIOTECNOLOGÍA El cableado del cuerpo Comunicación intercelular en el sistema nervioso Las neuronas se comunican en la sinapsis Las neuronas secretan señales químicas Los neurotransmisores son muy variados APLICACIÓN CLÍNICA Miastenia grave BIOTECNOLOGÍA De serpientes, caracoles, arañas y sushi Los neurotransmisores son liberados de vesículas Los estímulos más fuertes liberan más neurotransmisor Integración de la transferencia de información neural Las respuestas postsinápticas pueden ser lentas o rápidas Las vías integran la información de múltiples neuronas La actividad sináptica puede ser modificada La potenciación a largo plazo altera la sinapsis Las alteraciones en la transmisión sináptica son responsables de muchas enfermedades CAPÍTULO 9 Sistema nervioso central PROBLEMA RELACIONADO Espasmos infantiles Propiedades emergentes de las redes neurales Evolución del sistema nervioso Anatomía del sistema nervioso central El SNC se desarrolla a partir de un tubo hueco El SNC se divide en sustancia gris y sustancia blanca El SNC está protegido por tejido óseo y tejido conectivo El encéfalo flota en el líquido cefalorraquídeo La barrera hematoencefálica protege al cerebro El tejido nervioso tiene requerimientos metabólicos especiales Médula espinal APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: hipoglucemia y encéfalo Encéfalo El tronco encefálico es la parte más antigua del encéfalo El cerebelo coordina el movimiento El diencéfalo contiene los centros de la homeostasis El cerebro es el sitio de las funciones superiores Función del encéfalo La corteza cerebral está organizada en áreas funcionales La médula espinal y el cerebro integran la información sensitiva La información sensitiva se procesa en la percepción El sistema motor gobierna la respuesta del SNC El sistema de la conducta modula la respuesta motora ¿Por qué dormimos? NOVEDADES "Glinfáticos" del encéfalo Las funciones fisiológicas tienen ritmos circadianos La emoción y la motivación tienen vías neuronales complejas Los estados de ánimo son estados emocionales de mayor duración El aprendizaje y la memoria modifican las conexiones sinápticas en el cerebro El aprendizaje es la adquisición de conocimientos La memoria es la capacidad de retener y recordar la información El lenguaje es el comportamiento cognitivo más elaborado La personalidad es una combinación de experiencia y herencia CAPÍTULO 10 Fisiología sensitiva PROBLEMA RELACIONADO Enfermedad de Ménière Propiedades generales de los sistemas sensitivos Los receptores son sensibles a formas específicas de energía La transducción sensitiva convierte los estímulos en potenciales graduados Una neurona sensitiva tiene un campo receptivo El SNC integra la información sensitiva La codificación y el procesamiento distinguen las propiedades del estímulo Sentidos somáticos Las vías para la percepción somática se proyectan a la corteza y al cerebelo Los receptores del tacto responden a muchos estímulos diferentes Los receptores de temperatura de la piel son terminaciones nerviosas libres Los nociceptores inician respuestas protectoras APLICACIÓN CLÍNICA Analgésicos naturales Quimiorrecepción: olfato y gusto El olfato es uno de los sentidos más antiguos El gusto es una combinación de cinco sensaciones básicas La transducción del gusto utiliza receptores y canales APLICACIÓN PRÁCTICA: Dulce y salado Oído: audición La audición es nuestra percepción del sonido La transducción del sonido es un proceso multiescalonado La cóclea está llena de líquido Los sonidos se procesan primero en la cóclea Las vías auditivas proyectan a la corteza auditiva El daño mecánico o nervioso puede ocasionar hipoacusia Oído: equilibrio El aparato vestibular aporta información sobre movimiento y posición Los conductos semicirculares registran la aceleración rotatoria Los órganos otolito registran la aceleración lineal y la posición de la cabeza Las vías del equilibrio se proyectan sobre todo al cerebelo Ojo y visión El cráneo protege al ojo La luz ingresa en el ojo a través de la córnea La lente enfoca la luz en la retina La fototransducción ocurre en la retina NOVEDADES Melanopsina Los fotorreceptores tranducen la luz en señales eléctricas El procesamiento de la señal comienza en la retina CAPÍTULO 11 División eferente: control motor autónomo y somático PROBLEMA RELACIONADO Una adicción poderosa División autónoma Los reflejos autónomos son importantes para la homeostasis El control antagónico es una característica distintiva de la división autónoma Las vías autónomas tienen dos neuronas eferentes en serie Las divisiones simpática y parasimpática se originan en diferentes regiones El sistema nervioso autónomo emplea diversas señales químicas Las vías autónomas controlan el músculo liso y cardíaco, y las glándulas Los neurotransmisores autónomos son sintetizados en el axón Los receptores autónomos tienen múltiples subtipos La médula suprarrenal secreta catecolaminas Los agonistas y antagonistas autónomos son herramientas importantes en la investigación y la medicina Los trastornos primarios del sistema nervioso autónomo son relativamente infrecuentes APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: neuropatía autónoma Resumen de las ramas simpática y parasimpática División motora somática Una vía motora somática está formada por una neurona La unión neuromuscular contiene receptores nicotínicos CAPÍTULO 12 Músculos PROBLEMA RELACIONADO Parálisis periódica Músculo esquelético Los músculos esqueléticos están compuestos por fibras musculares Las miofibrillas son estructuras contráctiles de la fibra muscular La contracción muscular genera fuerza La actina y la miosina se deslizan una a lo largo de la otra durante la contracción Los puentes cruzados de miosina mueven los filamentos de actina Las señales de calcio inician la contracción Las cabezas de miosina avanzan a lo largo de los filamentos de actina BIOTECNOLOGÍA Observación del trabajo de la miosina La acetilcolina inicia el acoplamiento excitación-contracción La contracción del músculo esquelético requiere un aporte sostenido de ATP La fatiga tiene múltiples causas El músculo esquelético se clasifica por la velocidad y la resistencia a la fatiga La longitud de la fibra en reposo incide en la tensión La fuerza de contracción aumenta con la sumación Una unidad motora es una neurona motora y sus fibras musculares La fuerza de contracción depende de los tipos y del número de unidades motoras Mecánica del movimiento corporal Las contracciones isotónicas mueven carga; las contracciones isométricas generan fuerza sin movimiento Los huesos y los músculos alrededor de las articulaciones forman palancas y puntos de apoyo Los trastornos musculares tienen múltiples causas Músculo liso El músculo liso es más variable que el músculo esquelético El músculo liso carece de sarcómeros La fosforilación de la miosina controla la contracción La fosfatasa de la cadena liviana de la miosina controla la sensibilidad al Ca2+ El calcio inicia la contracción del músculo liso Algunos músculos lisos tienen potenciales de membrana inestables Las señales químicas influyen en la actividad del músculo liso Músculo cardíaco CAPÍTULO 13 Fisiología integrada I: control del movimiento corporal Reflejos neurales Las vías reflejas neurales se pueden clasificar de diferentes maneras PROBLEMA RELACIONADO Tétanos Reflejos autónomos Reflejos musculares esqueléticos Los órganos tendinosos de Golgi responden a la tensión muscular Los husos musculares responden al estiramiento muscular Los reflejos miotáticos o de estiramiento y la inhibición recíproca controlan el movimiento alrededor de una articulación Los reflejos de flexión alejan los miembros de los estímulos dolorosos Control integrado del movimiento corporal El movimiento se puede clasificar en reflejo, voluntario y rítmico El SNC integra el movimiento Control del movimiento en músculos viscerales NOVEDADES Técnicas de visualización en los deportes UNIDAD 3 Integración de la función CAPÍTULO 14 Fisiología cardiovascular Generalidades del aparato cardiovascular PROBLEMA RELACIONADO Infarto de miocardio El aparato cardiovascular transporta materiales por todo el cuerpo El aparato cardiovascular está formado por el corazón, los vasos sanguíneos y la sangre Presión, volumen, flujo y resistencia La presión del líquido en movimiento disminuye con la distancia En los líquidos, la presión cambia sin un cambio de volumen La sangre circula de zonas con presión más alta a zonas con presión más baja La resistencia se opone al flujo La velocidad depende de la velocidad del flujo y del área de sección transversal Músculo cardíaco y corazón El corazón tiene cuatro cavidades Las válvulas cardíacas aseguran el flujo unidireccional en el corazón La circulación coronaria irriga el corazón Las células del músculo cardíaco se contraen sin inervación El ingreso de calcio es una característica del acoplamiento excitación-contracción en el corazón La contracción del músculo cardíaco puede ser graduada Los potenciales de acción miocárdicos varían El corazón como bomba Las señales eléctricas coordinan la contracción Los marcapasos fijan la frecuencia cardíaca APLICACIÓN CLÍNICA Fibrilación El electrocardiograma refleja la actividad eléctrica El corazón se contrae y se relaja durante un ciclo cardíaco APLICACIÓN CLÍNICA Galopes, clics y soplos Las curvas de presión-volumen representan un ciclo cardíaco El volumen sistólico es el volumen de sangre bombeado por contracción El gasto cardíaco es una medida del rendimiento cardíaco La división autónoma modula la frecuencia cardíaca Múltiples factores influyen en el volumen sistólico La contractilidad es controlada por los sistemas nervioso y endocrino APLICACIÓN CLÍNICA Ley del corazón de Frank Starling NOVEDADES Células madre en cardiopatías El VTD y la tensión arterial determinan la poscarga CAPÍTULO 15 Flujo sanguíneo y control de la tensión arterial PROBLEMA RELACIONADO Hipertensión esencial Vasos sanguíneos Los vasos sanguíneos contienen músculo liso vascular Las arterias y las arteriolas transportan la sangre que sale del corazón El intercambio tiene lugar en los capilares El flujo sanguíneo converge en las vénulas y las venas La angiogénesis crea nuevos vasos sanguíneos Tensión arterial La tensión arterial es máxima en las arterias y mínima en las venas La tensión arterial refleja la presión impulsora del flujo sanguíneo La presión arterial se estima por esfigmomanometrfa El gasto cardíaco y la resistencia periférica determinan la tensión arterial media Los cambios de la volemia afectan la tensión arterial APLICACIÓN CLÍNICA SHOCK Resistencia arteriolar La autorregulación miógena ajusta el flujo sanguíneo Las señales paracrinas influyen en el músculo liso vascular La rama simpática controla la mayor parte del músculo liso vascular Distribución de la sangre en los tejidos El flujo sanguíneo cerebral se mantiene casi constante El flujo sanguíneo coronario cambia de acuerdo con el trabajo cardíaco Regulación de la función cardiovascular El reflejo barorreceptor controla la tensión arterial La hipotensión ortostática desencadena el reflejo barorreceptor Otros sistemas influyen en la función cardiovascular Intercambio capilar La velocidad de flujo sanguíneo es mínima en los capilares La mayor parte del intercambio capilar tiene lugar por difusión y transcitosis La filtración y la absorción capilar tienen mediante flujo masivo Sistema linfático El edema se debe a alteraciones del intercambio capilar Enfermedad cardiovascular Los factores de riesgo de ECV comprenden tabaquismo y obesidad APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes y enfermedad cardiovascular La aterosclerosis es un proceso inflamatorio La hipertensión representa un fracaso de la homeostasis NOVEDADES Marcadores inflamatorios de enfermedad cardiovascular CAPÍTULO 16 La sangre El plasma y los elementos celulares de la sangre PROBLEMA RELACIONADO Dopaje sanguíneo en los atletas El plasma es una matriz extracelular Los elementos celulares Incluyen glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas Producción de células sanguíneas Las células sanguíneas se producen en la médula ósea La hematopoyesis es controlada por citocinas Los factores estimulantes de colonias regulan la leucopoyesis La trombopoyetina regula la producción de plaquetas La eritropoyetina regula la producción de glóbulos rojos Glóbulos rojos Los glóbulos rojos maduros carecen de núcleo La síntesis de hemoglobina requiere la presencia de hierro Los glóbulos rojos viven alrededor de cuatro meses ENFOQUE EN...Médula ósea Las alteraciones en los glóbulos rojos disminuyen el transporte de oxígeno APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: hemoglobina e hiperglucemia Plaquetas Hemostasia y coagulación La hemostasia previene la pérdida de sangre en un vaso dañado El proceso de coagulación comienza con la activación de las plaquetas La coagulación convierte un tapón plaquetario en un coágulo Los anticoagulantes impiden la coagulación CAPÍTULO 17 Mecánica respiratoria PROBLEMA RELACIONADO Enfisema Aparato respiratorio Los pulmones están rodeados por los huesos y músculos del tórax Los sacos pleurales rodean a los pulmones Las vías aéreas conectan los pulmones al medio externo Las vías aéreas calientan, humidifican y filtran el aire inspirado APLICACIÓN CLÍNICA Insuficiencia cardíaca congestiva Los alvéolos son el sitio de intercambio gaseoso La circulación pulmonar es de alto flujo y baja presión Leyes de los gases El aire es una mezcla de gases Los gases se mueven a favor de sus gradientes de presión La ley de Boyle describe las relaciones de presión-volumen Ventilación Los volúmenes pulmonares se modifican durante la ventilación Durante la ventilación, el aire fluye debido a gradientes de presión La inspiración se produce cuando disminuye la presión alveolar La espiración se produce al aumentar la presión alveolar La presión intrapleural cambia durante la ventilación La distensibilidad y la elastancia de los pulmones pueden cambiar en situaciones de enfermedad El surfactante reduce el trabajo respiratorio El diámetro de las vías aéreas determina su resistencia La frecuencia y la profundidad respiratorias determinan su eficiencia La composición del gas alveolar varía poco durante la respiración normal La ventilación y el flujo sanguíneo alveolar están coordinados La auscultación y la espirometría permiten evaluar la función pulmonar CAPÍTULO 18 Intercambio y transporte de gases PROBLEMA RELACIONADO Alturas extremas Intercambio de gases entre los pulmones y los tejidos Una baja Po2 alveolar disminuye la captación de oxígeno Los problemas de difusión causan hipoxia BIOTECNOLOGÍA Oxímetro de pulso La solubilidad de los gases afecta la difusión Transporte de gases en la sangre La hemoglobina se une al oxígeno La unión del oxígeno responde con la ley de acción de masas La hemoglobina transporta la mayor parte del oxígeno hacia los tejidos La Po2 Determina la unión del oxígeno a la hemoglobina La unión al oxígeno se expresa como porcentaje NOVEDADES Sustitutos de sangre Varios factores inciden en la unión El dióxido de carbono se transporta de tres maneras Regulación de la ventilación Las neuronas del bulbo raquídeo controlan la respiración El C02, el oxígeno y el pH influyen en la ventilación Reflejos protectores de los pulmones Centros cerebrales superiores que afectan los patrones de ventilación CAPÍTULO 19 Riñones Funciones de los riñones PROBLEMA RELACIONADO Gota Anatomía del aparato urinario El aparato urinario consiste en los riñones, los uréteres, la vejiga y la uretra La nefrona es la unidad funcional del riñón Aspectos generales de la función renal Los riñones filtran, reabsorben y secretan La nefrona modifica el volumen y la osmolaridad de los líquidos Filtración El corpúsculo renal contiene barreras de filtración NOVEDADES Diabetes: nefropatía diabética La presión capilar produce filtración El índice de filtración glomerular es relativamente constante El índice de filtración glomerular está sometido a autorregulación Las hormonas y las neuronas autónomas también influyen en el índice de filtración glomerular Reabsorción La reabsorción puede ser activa o pasiva El transporte renal puede saturarse BIOTECNOLOGÍA Riñones artificiales Las presiones capilares peritubulares favorecen la reabsorción Secreción La competencia disminuye la secreción de penicilina Excreción La depuración es una forma no invasiva de medir el índice de filtración glomerular La depuración nos ayuda a determinar el manejo renal Micción CAPÍTULO 20 Fisiología integrada II: equilibrio hidroelectrolítico Homeostasis hidroelectrolítica PROBLEMA RELACIONADO Hiponatremia La osmolaridad del líquido extracelular afecta el volumen celular Múltiples sistemas integran el equilibrio hidroelectrolítico Balance hídrico La ingesta y la excreción diarias de agua están balanceados Los riñones conservan agua La médula renal produce orina concentrada APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: diuresis osmótica La vasopresina controla la reabsorción de agua El volumen sanguíneo y la osmolaridad activan a los osmorreceptores El asa de Henle es un multiplicador de contracorriente Balance de sodio y volumen del líquido extracelular La aldosterona controla el balance de sodio La hipotensión estimula la secreción de aldosterona La angiotensina II ejerce muchos efectos Los péptidos natriuréticos promueven la excreción de sodio y agua Balance de potasio Conductas que mantienen el balance de sal y agua Beber repone la pérdida de líquido La hiponatremia estimula el apetito por la sal Las conductas de evitación ayudan a prevenir la deshidratación Control integrado de volumen, osmolaridad y tensión arterial La osmolaridad y el volumen pueden cambiar de forma independiente La deshidratación desencadena respuestas homeostáticas Los riñones ayudan en la homeostasis de la tensión arterial Los problemas endocrinos comprometen el equilibrio hídrico Equilibrio ácido-base Los cambios del pH pueden desnaturalizar las proteínas Los ácidos y las bases del cuerpo proceden de muchas fuentes La homeostasis del pH depende de los amortiguadores, los pulmones y los riñones Los sistemas amortiguadores incluyen proteínas, iones fosfato y HCO3- La ventilación puede compensar los trastornos del pH Los riñones utilizan los amortiguadores amoníaco y fosfato El túbulo proximal secreta H+ y reabsorbe HCO3 La nefrona distal controla la excreción de ácido Los trastornos ácido-base pueden ser respiratorios o metabólicos UNIDAD 4 Metabolismo, crecimiento y envejecimiento CAPÍTULO 21 Aparato digestivo PROBLEMA RELACIONADO Cólera en la India Anatomía del aparato digestivo El aparato digestivo es un tubo La pared del tubo digestivo tiene cuatro capas Función y procesos digestivos Se secreta más líquido que el ingerido La digestión y la absorción permiten utilizar el alimento Motilidad: el músculo liso gastrointestinal se contrae en forma espontánea El músculo liso gastrointestinal muestra diferentes patrones de contracción APLICACIÓN CLÍNICA Diabetes: evacuación gástrica tardía Regulación de la función gastrointestinal El sistema nervioso entérico puede actuar en forma independiente Los péptidos gastrointestinales incluyen hormonas, neuropéptidosy citocinas Función integrada: fase cefálica La digestión química y mecánica comienza en la boca La saliva es una secreción exocrina La deglución mueve el alimento desde la boca hasta el estómago Función integrada: fase gástrica El estómago almacena alimentos Las secreciones gástricas protegen y digieren El estómago equilibra la digestión y la defensa Función integrada: fase intestinal Las secreciones intestinales promueven la digestión El páncreas secreta enzimas y bicarbonato El hígado secreta bilis La mayor parte de la digestión ocurre en el intestino delgado Las sales biliares facilitan la digestión de grasas Los hidratos de carbono se absorben como monosacáridos Las proteínas son digeridas a pequeños péptidos y aminoácidos Algunos péptidos más grandes pueden ser absorbidos enteros APLICACIÓN PRÁCTICA Terapia de rehidratación oral Los ácidos nucleicos se degradan a bases y monosacáridos El intestino absorbe vitaminas y minerales El intestino absorbe iones y agua Regulación de la fase intestinal El intestino grueso concentra los desechos La diarrea puede causar deshidratación NOVEDADES El proyecto microbioma humano Funciones inmunitarias del tubo digestivo Las células M toman muestras del contenido intestinal Los vómitos representan un reflejo protector CAPÍTULO 22 Metabolismo y balance energético Apetito y saciedad PROBLEMA RELACIONADO Trastornos alimentarios BIOTECNOLOGÍA Descubrimiento de péptidos: investigación inversa Balance energético El aporte de energía iguala al consumo de energía El consumo de oxígeno refleja el uso de energía APLICACIÓN CLÍNICA Estimación de la grasa: índice de masa corporal Numerosos factores influyen en el índice metabólico La energía se almacena en grasas y glucógeno Metabolismo La energía ingerida puede ser utilizada o almacenada Las enzimas controlan la dirección del metabolismo Metabolismo en estado posprandial Los hidratos de carbono producen ATP Los aminoácidos se destinan a la síntesis de proteínas Las grasas almacenan energía APLICACIÓN CLÍNICA Los antioxidantes protegen el cuerpo El colesterol plasmático predice cardiopatía Metabolismo en estado de ayuno El glucógeno se convierte en glucosa Se pueden utilizar proteínas para producir ATP Los lípidos almacenan más energía que la glucosa o las proteínas Control homeostático del metabolismo El páncreas secreta insulina y glucagón El cociente insulina-glucagón regula el metabolismo La insulina es la hormona dominante en el estado posprandial La insulina promueve el anabolismo El glucagón es dominante en el estado de ayuno La diabetes mellitus es una familia de enfermedades Los diabéticos tipo 1 son proclives a la cetoacidosis Los diabéticos tipo 2 suelen tener concentraciones elevadas de insulina El síndrome metabólico relaciona la diabetes con la enfermedad cardiovascular Múltiples hormonas influyen en el metabolismo Regulación de la temperatura corporal La temperatura corporal es un balance entre la producción, la ganancia y la pérdida de calor La temperatura corporal es regulada homeostáticamente El movimiento y el metabolismo producen calor El termostato corporal puede ser reconfigurado CAPÍTULO 23 Control endocrino del crecimiento y el metabolismo Revisión de los principios endocrinos Glucocorticoides suprarrenales PROBLEMA RELACIONADO Hiperparatiroidismo La corteza suprarrenal secreta hormonas esteroideas La secreción de cortisol es controlada por la ACTH El cortisol es esencial para la vida El cortisol es un agente terapéutico útil Las patologías relacionadas con el cortisol se deben a una cantidad excesiva o insuficiente de la hormona La CRHy la ACTH tienen funciones fisiológicas adicionales Hormonas tiroideas Las hormonas tiroideas contienen yodo La TSH controla la glándula tiroides Las patologías tiroideas influyen en la calidad de vida Hormona de crecimiento La hormona de crecimiento es anabólica La hormona de crecimiento es esencial para el crecimiento normal La hGH obtenida por ingeniería genética plantea cuestiones éticas Crecimiento tisular y óseo El crecimiento tisular requiere hormonas y factores paracrinos El crecimiento óseo requiere un aporte dietético adecuado de calcio APLICACIÓN CLÍNICA Nuevos gráficos de crecimiento Balance de calcio El calcio plasmático está rigurosamente regulado Tres hormonas controlan el balance de calcio Múltiples factores controlan el remodelado óseo La homeostasis del calcio y el fosfato están relacionadas La osteoporosis es una enfermedad de pérdida ósea CAPÍTULO 24 Sistema inmunitario Revisión PROBLEMA RELACIONADO HPV: ¿vacunar o no? Anatomía del sistema inmunitario Los tejidos linfoides están distribuidos por todo el cuerpo Los leucocitos son las células inmunitarias Desarrollo de las células inmunitarias Los linfocitos son mediadores de la respuesta inmunitaria adaptativa El sistema inmunitario debe reconocer "lo propio" La exposición temprana a patógenos fortalece la inmunidad Moléculas de la respuesta inmunitaria innata Muchas moléculas de la respuesta inmunitaria innata están siempre presentes Presentación de antígenos y moléculas de reconocimiento Moléculas de reconocimiento de antígenos Los linfocitos B producen anticuerpos Patógenos del cuerpo humano Las bacterias y los virus requieren diferentes mecanismos de defensa Los virus solo pueden replicarse en el interior de las células huésped Respuesta inmunitaria Las barreras son la primera línea de defensa del cuerpo La inmunidad innata proporciona respuestas inespecíficas Las células presentadoras de antígenos tienden un puente entre las respuestas innata y adaptativa La inmunidad adaptativa genera respuestas específicas de antígeno Funciones de los anticuerpos Respuestas inmunitarias integradas La invasión bacteriana causa inflamación Las infecciones virales requieren defensa intracelular Antígenos específicos desencadenan respuestas alérgicas Las proteínas del CMH permiten el reconocimiento de tejidos extraños Patologías del sistema inmunitario La enfermedad autoinmunitaria se debe a anticuerpos contra autoantígenos La inmunovigilancia elimina células anormales Interacciones neuroendocrinoinmunitarias El estrés altera la función del sistema inmunitario La medicina moderna incluye terapéutica mente-cuerpo CAPÍTULO 25 Fisiología integrada III: ejercicio Metabolismo y ejercicio PROBLEMA RELACIONADO Hipertermia maligna Las hormonas regulan el metabolismo durante el ejercicio El consumo de oxígeno está relacionado con la intensidad del ejercicio Factores que limitan al ejercicio Respuestas ventilatorias al ejercicio Respuestas cardiovasculares al ejercicio El gasto cardíaco aumenta durante et ejercicio El flujo sanguíneo al músculo aumenta durante el ejercicio Durante el ejercicio la tensión arterial aumenta levemente El reflejo barorreceptor se ajusta al ejercicio Respuestas anticipadas al ejercicio Regulación de la temperatura durante el ejercicio Ejercicio y salud El ejercicio disminuye el riesgo de enfermedad cardiovascular El ejercicio puede mejorar la diabetes mellitus tipo 2 El ejercicio puede influir en el estrés y en el sistema inmunitario CAPÍTULO 26 Reproducción y desarrollo PROBLEMA RELACIONADO Infertilidad Determinación del sexo Los cromosomas sexuales determinan el sexo genético La diferenciación sexual se produce en etapas tempranas del desarrollo APLICACIÓN CLÍNICA Trastornos hereditarios ligados al cromosoma X Patrones básicos de reproducción APLICACIÓN CLÍNICA Determinación del sexo La gametogénesis comienza en el útero El encéfalo controla la reproducción Factores ambientales que influyen en la reproducción Reproducción masculina Los testículos producen espermatozoides y hormonas La espermatogénesis requiere gonadotropinas y testosterona Las glándulas accesorias masculinas contribuyen con su secreción a la formación del semen Los andrógenos influyen en las características sexuales secundarias Reproducción femenina El ovario produce óvulos y hormonas El ciclo menstrual durante un mes El control hormonal del ciclo menstrual es complejo Las hormonas influyen en las características sexuales secundarias femeninas Procreación La respuesta sexual humana tiene cuatro fases El acto sexual masculino incluye la erección y la eyaculación Disfunción sexual en hombres y mujeres Los anticonceptivos previenen el embarazo La infertilidad es la incapacidad de concebir Embarazo y parto La fertilización requiere una capacitación El embrión en desarrollo se implanta en el endometrio La placenta secreta hormonas durante el embarazo El embarazo termina con el trabajo de parto y el parto Las glándulas mamarias secretan leche durante la lactancia Crecimiento y envejecimiento La pubertad marca el comienzo de los años reproductivos La menopausia y la andropausia son una consecuencia del envejecimiento ; Título original: Human physiology an integrated approach; Incluye índice ER -