Fisiología (página 3)

Esta ley se perfeccionó por Poiseuille en 1842, con la ley sobre las corrientes de los líquidos:

V = ñ r4.dP/8nl, donde el débito, volumen o flujo que circula por un tubo es directamente proporcional a la cuarta potencia del radio del tubo, e inversamente a la longitud y a la viscosidad del líquido. Aplicado a los vasos expresa que el flujo es menor a la cuarta potencia con la disminución del radio, es decir con el aumento de las estenosis y mucho menor en las estenosis múltiples, largas o hipertróficas, como en las lesiones de ateroesclerosis y de vasculitis respectivamente, con el aumento de la resistencia y de la viscosidad de la sangre (poliglobulias, sangramiento, deshidratación o aumento de las plaquetas)

La sangre es un líquido viscoso que tiene una gran cohesión con la pared vascular por donde circula y su flujo es mayor por el centro y menor hacia la pared, lo que mantiene la corriente en capas y con un perfil parabólico que constituye el flujo laminar.

Como el flujo es pulsátil, por la entrada de la sangre en la aorta intermitentemente desde el corazón, el perfil cambia de parabólico a plano, según el momento, tipo de arteria y resistencia arteriolar. Cuando las corrientes tienen mezcla de partículas, cambio en las velocidades, diámetros y viscosidad diferente, acodaduras, como en el sistema vascular sobre todo con Enfermedades Vasculares , las corrientes se hacen turbulentas y se daña el endotelio.

La fuerza que ejerce la presión de la sangre sobre la pared del vaso se llama tensión y depende de la presión y del radio T = P.R. El aumento de la presión arterial o del radio o diámetro en los aneurismas continúa aumentando su tensión hasta su ruptura. En las venas como la presión es muy baja, rara vez hay ruptura espontánea, se producen por rascado o por contracción muscular. Las venas se dilatan, se elongan y forman varices.

Clasificación de las Enfermedades de la Circulación

Las enfermedades circulatorias o cardiovasculares se clasifican según el lugar donde se producen en cardiopatías y angiopatías o enfermedades vasculares periféricas (EVP).

Las Enfermedades Vasculares Periféricas se dividen en: arteriopatías, flebopatías o venopatías, linfangiopatías, enfermedades de los pequeños vasos, y por fístulas o comunicaciones arteriovenosas. Más raramente se presentan malformaciones o tumores formados por vasos o en los vasos.

Las arteriopatías o enfermedades formadas en las arterias fisiopatológicamente pueden ser por obstrucción parcial al flujo sanguíneo al crearse una estenosis o por una obstrucción total u oclusión; por dilatación aneurismatica, ruptura de la pared, y menos frecuentemente por compresión arteria.

Fisiología Vascular.(FIG. 27)

Neurofisiología

La Neurofisiología es la parte de la Fisiología que estudia el sistema nervioso, siendo la fisiología la ciencia biológica que estudia la dinámica de los organismos vivos. En la práctica la Neurofisiología estudia la dinámica de la actividad bioeléctrica del sistema nervioso.

La Neurofisiología clínica es la especialidad médica que aplica los conocimientos de la neurofisiología al estudio de las enfermedades que afectan al sistema nervioso y órganos sensoriales. En la mayoría de los hospitales se encuentra como un servicio central para la exploración complementaria, como apoyo al diagnóstico y seguimiento, para especialidades diversas: Traumatología, Rehabilitación, Reumatología, Neurología, Pediatría, Oftalmología, ORL, Neurocirugía, Psiquiatría, Neumología, etc.

Neurofisiología (FIG.28)

Técnicas diagnósticas de la especialidad de neurofisiología clínica.

• Electroencefalografía
• Cartografía cerebral
• Magnetoencefalografía
• Electromiografía
• Monitorización intraoperatoria
• Exploración del sistema vegetativo
• Potenciales Evocados
• Electrococleografía / Otoemisiones acústicas
• Electrorretinografía / Electrooculografía
• Polisomnografía

Enfermedades y trastornos habitualmente estudiados en neurofisiología clínica.

• Epilepsia
• • Cirugía de la epilepsia
• Músculo y placa motora
• • Miopatías
  • Enfermedades de placa motora
  • Enfermedades con hiperactividad muscular
• Nervio periférico
• • Mononeuropatías
  • Plexopatías Polineuropatías
  • Distrofia simpática refleja.
• Radiculopatía.Mielopatía cervica.Enfermedades degenerativas.
• • Enfermedades de la neurona motora.
• Movimiento
• • Cirugía del Parkinson.
  • Temblor muscular.
• Sueño
• • Clasificación de los trastornos del sueño
  • Disomnias
  • Parasomnias
• Visión
• • Retinopatía
• Audición
• • Hipoacusia

Anatomía

• Sistema nervioso central
• Sistema nervioso periférico
• Aparato locomotor

Fisiología Gastrointestinal

El aparato digestivo es una serie de órganos huecos que forman un largo y tortuoso tubo que va de la boca al ano (ver figura). El interior del tubo está revestido por una membrana llamada mucosa. La mucosa de la boca, el estómago y el intestino delgado contiene glándulas diminutas que producen jugos que contribuyen a la digestión de los alimentos.

Hay otros dos órganos digestivos compactos, el hígado y el páncreas, que producen jugos que llegan al intestino a través de pequeños tubos. Además, algunos componentes de otros aparatos y sistemas (por ejemplo, los nervios y la sangre) juegan un papel importante en el aparato digestivo.

Fisiología Gastroinstestinal.(FIG. 29)

¿Por qué es importante la digestión?

Cuando comemos alimentos como pan, carne y verduras, estos no están en una forma que el cuerpo pueda aprovechar para nutrirse. Los alimentos y bebidas que consumimos deben transformarse en moléculas más pequeñas de nutrientes antes de ser absorbidos hacia la sangre y transportados a las células de todo el cuerpo. La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos y bebidas se descomponen en sus partes más pequeñas para que el cuerpo pueda usarlos como fuente de energía, y para formar y alimentar las células.

¿Cómo se digieren los alimentos?

La digestión comprende la mezcla de los alimentos, su paso a través del tracto digestivo y la descomposición química de las moléculas grandes en moléculas más pequeñas. Comienza en la boca, cuando masticamos y comemos, y termina en el intestino delgado. El proceso químico varía un poco dependiendo de la clase de alimento.

Paso de los alimentos a través del aparato digestivo. Los órganos grandes y huecos del aparato digestivo poseen músculos que permiten que sus paredes se muevan. El movimiento de estas paredes puede impulsar los alimentos y los líquidos, y mezclar el contenido de cada órgano. El movimiento típico del esófago, el estómago y los intestinos se llama peristaltismo. La acción del peristaltismo se parece a la de una ola del mar moviéndose por el músculo. Comenzando desde la parte superior y moviéndose lentamente hacia la parte inferior del órgano, el músculo comienza a contraerse y relajarse. Estas ondas alternadas de contracciones y relajaciones empujan la comida y los líquidos a través de cada órgano.

El primer movimiento muscular importante ocurre cuando ingerimos alimentos o líquidos. Aunque esta parte del proceso es voluntaria, en cuanto empieza se vuelve involuntaria y pasa a estar bajo el control de los nervios.

La comida que acabamos de ingerir pasa al siguiente órgano que es el esófago, y que conecta la garganta con el estómago. En la unión del esófago y el estómago hay una válvula en forma de anillo que cierra el paso entre los dos órganos. Sin embargo, a medida que los alimentos se acercan al anillo cerrado, los músculos que lo rodean se relajan y permiten el paso. Los alimentos entran entonces al estómago, que debe realizar tres tareas mecánicas. Primero, debe almacenar la comida y los líquidos ingeridos. Para ello, el músculo de la parte superior del estómago debe relajarse y aceptar volúmenes grandes de material ingerido. La segunda tarea es mezclar los alimentos, los líquidos y el jugo digestivo producido por el estómago. La acción muscular de la parte inferior del estómago se encarga de esto. La tercera tarea del estómago es vaciar su contenido lentamente en el intestino delgado.

Esto último recibe la influencia de varios factores, como la naturaleza de los alimentos (especialmente su contenido de grasas y proteínas) y el grado de actividad muscular del estómago y del intestino delgado. A medida que los alimentos se digieren en el intestino delgado y se disuelven en los jugos del páncreas, el hígado y el intestino, el contenido intestinal se va mezclando y avanzando para facilitar la digestión adicional.

Finalmente, todos los nutrientes digeridos se absorben a través de las paredes intestinales. Los productos de desecho de este proceso comprenden partes no digeridas de los alimentos, conocidas como fibra, y células viejas que se han desprendido de la mucosa. Estos materiales son impulsados hacia el colon, en el cual permanecen generalmente durante uno o dos días, hasta cuando se expulsa la materia fecal durante la deposición.

La producción de los jugos digestivos.Las glándulas del sistema digestivo son de primordial importancia en el proceso de la digestión, porque producen tanto los jugos que descomponen los alimentos como las hormonas que controlan el proceso.

Las que actúan primero son las glándulas salivares de la boca. La saliva que producen contiene una enzima que comienza a digerir el almidón de los alimentos y lo transforma en moléculas más pequeñas.El siguiente grupo de glándulas digestivas está en la membrana que tapiza el estómago. Estas producen ácido y una enzima que digiere las proteínas. Uno de los misterios del sistema digestivo es la razón de por qué el jugo ácido del estómago no disuelve el propio tejido estomacal. En la mayoría de las personas, la mucosa estomacal puede resistir el jugo, a diferencia de los alimentos y de otros tejidos del cuerpo.

Después de que el estómago vierte los alimentos y su jugo en el intestino delgado, los jugos de otros dos órganos se mezclan con ellos para continuar el proceso. Uno de esos órganos es el páncreas, cuyo jugo contiene un gran número de enzimas que descomponen los hidratos de carbono, las grasas y las proteínas de los alimentos. Otras enzimas que participan en el proceso provienen de glándulas de la pared intestinal o forman parte de ella.

El hígado produce la bilis, otro jugo digestivo, que se almacena en la vesícula biliar. Cuando comemos, la bilis sale de la vesícula por las vías biliares al intestino y se mezcla con las grasas de los alimentos. Los ácidos biliares disuelven las grasas en el contenido acuoso del intestino, como los detergentes disuelven la grasa de una sartén. Después de que las grasas se disuelven, las enzimas del páncreas y de la mucosa intestinal las digieren.

Absorción y transporte de los nutrientes.Las moléculas digeridas de los alimentos, y el agua y minerales provenientes de la dieta se absorben en la parte superior del intestino delgado. Los materiales absorbidos atraviesan la mucosa y pasan a la sangre, que los distribuye a otras partes del cuerpo para almacenarlos o para que pasen por otras modificaciones químicas. Como dijimos antes, esta parte del proceso varía dependiendo de los diferentes tipos de nutrientes.

Hidratos de carbono.Un adulto estadounidense promedio consume cerca de media libra de hidratos de carbono al día. Algunas de nuestras comidas más corrientes, como el pan, las papas, los pasteles, los dulces, el arroz, los espaguetis, las frutas y las verduras, contienen principalmente hidratos de carbono. Muchas de ellas contienen al mismo tiempo almidón, que es digerible, y fibra, que no lo es.

Los hidratos de carbono digeribles se descomponen en moléculas más sencillas por la acción de las enzimas de la saliva, del jugo pancreático y de la mucosa intestinal. El almidón se digiere en dos etapas: primero, una enzima de la saliva y del jugo pancreático lo descompone en moléculas de maltosa; luego, la maltasa, una enzima de la mucosa del intestino delgado, divide la maltosa en moléculas de glucosa que pueden absorberse en la sangre. La glucosa va por el torrente sanguíneo al hígado, en donde se almacena o se utiliza como fuente de energía para las funciones del cuerpo.

El azúcar común es otro hidrato de carbono que se debe digerir para que sea útil. Una enzima de la mucosa del intestino delgado digiere el azúcar común y lo convierte en glucosa y fructosa, cada una de las cuales puede absorberse en el intestino y pasar a la sangre. La leche contiene lactosa, otro tipo de azúcar que se transforma en moléculas fáciles de absorber mediante la acción de una enzima llamada lactasa, que se encuentra en la mucosa intestinal.

Proteínas.

Los alimentos como carne, huevos y frijoles están formados por moléculas enormes de proteínas que deben ser digeridas por enzimas antes de que se puedan utilizar para fabricar y reparar los tejidos del cuerpo. Una enzima del jugo gástrico comienza la digestión de las proteínas que comemos. El proceso termina en el intestino delgado. Allí, varias enzimas del jugo pancreático y de la mucosa intestinal descomponen las enormes moléculas en unas mucho más pequeñas, llamadas aminoácidos. Estos pueden absorberse en el intestino delgado y pasar a la sangre, que los lleva a todas partes del cuerpo para fabricar las paredes celulares y otros componentes de las células.

Grasas.

Las moléculas de grasas son una importante fuente de energía para el cuerpo. El primer paso en la digestión de una grasa como la mantequilla es disolverla en el contenido acuoso del intestino. Los ácidos biliares producidos por el hígado actúan como detergentes naturales que disuelven las grasas en agua y permiten que las enzimas descompongan sus grandes moléculas en moléculas más pequeñas, algunas de las cuales son los ácidos grasos y el colesterol. Los ácidos biliares se unen a los ácidos grasos y al colesterol y les ayudan a pasar al interior de las células de la mucosa. En ellas, las moléculas pequeñas vuelven a formar moléculas grandes, la mayoría de las cuales pasan a los vasos linfáticos cercanos al intestino. Estos vasos llevan las grasas modificadas a las venas del tórax y la sangre las transporta hacia los lugares de depósito en distintas partes del cuerpo.

Vitaminas.

Otros integrantes fundamentales de nuestra comida que se absorben en el intestino delgado, son las vitaminas. Estas sustancias químicas se agrupan en dos clases, según el líquido en el que se disuelven: hidrosolubles (todas las vitaminas del complejo B y la vitamina C) y liposolubles (las vitaminas A, D y K).

Agua y sal.

La mayoría del material que se absorbe del intestino delgado es agua, en la que hay sal disuelta. El agua y la sal vienen de los alimentos y líquidos que consumimos y de los jugos que las glándulas digestivas secretan. En el intestino de un adulto sano se absorbe más de un galón de agua con más de una onza de sal cada 24 horas.

¿Cómo se regula la digestión?

Reguladores hormonales.

Una característica fascinante del aparato digestivo es que contiene sus propios reguladores. Las principales hormonas que controlan las funciones del aparato digestivo se producen y liberan a partir de células de la mucosa del estómago y del intestino delgado. Estas hormonas pasan a la sangre que riega el aparato digestivo, van hasta el corazón, circulan por las arterias y regresan al aparato digestivo, en donde estimulan la producción de los jugos digestivos y provocan el movimiento de los órganos.Las hormonas que controlan la digestión son la gastrina, la secretina y la colecistocinina.

• La gastrina hace que el estómago produzca un ácido que disuelve y digiere algunos alimentos. Es necesaria también para el crecimiento normal de la mucosa del estómago, el intestino delgado y el colon. • La secretina hace que el páncreas secrete un jugo digestivo rico en bicarbonato. Estimula al estómago para que produzca pepsina, una enzima que digiere las proteínas, y al hígado para que produzca bilis. • La colecistocinina hace que el páncreas crezca y produzca las enzimas del jugo pancreático, y hace que la vesícula biliar se vacíe.

Reguladores nerviosos.Dos clases de nervios ayudan a controlar el trabajo del aparato digestivo. Los nervios extrínsecos (de afuera) llegan a los órganos digestivos desde el cerebro o desde la médula espinal y provocan la liberación de dos sustancias químicas: la acetilcolina y la adrenalina. La acetilcolina hace que los músculos de los órganos digestivos se contraigan con más fuerza y empujen mejor los alimentos y líquidos a través del tracto digestivo. También hace que el estómago y el páncreas produzcan más jugos. La adrenalina relaja el músculo del estómago y de los intestinos y disminuye el flujo de sangre que llega a estos órganos.

Los nervios intrínsecos (de adentro), que forman una red densa incrustada en las paredes del esófago, el estómago, el intestino delgado y el colon, son aún más importantes. La acción de estos nervios se desencadena cuando las paredes de los órganos huecos se estiran con la presencia de los alimentos. Liberan muchas sustancias diferentes que aceleran o retrasan el movimiento de los alimentos y la producción de jugos en los órganos digestivos.

Fisiología Muscular

El músculo está recubierto por una membrana llamada epimisio y está formado por fascículos.Los fascículos a su vez, están recubiertos por una membrana llamada perimisio y están formados por fibras musculares.La fibra muscular está recubierta por una membrana llamada endomisio y está compuesto por miofibrillas. La fibra muscular es una célula con varios núcleos y tiene la estructura similar a la de cualquier otra:

• El sarcolema es la membrana externa de plasma que rodea cada fibra. Está constituida por una membrana plasmática y una capa de material polisacárido ( hidratos de carbono), así como fibrillas delgadas de colágeno que ofrecen resistencia al sarcoplasma.El sarcoplasma representa la parte líquida (gelatinosa) de las  fibras musculares.  Llena los espacios existentes entre las miofibrillas.  Equivale al citoplasma de una célula común.  Se encuentra constituido de los organelas celulares (las mitocondrias, aparato de Golgi, liposomas, entre otras), glucógeno, proteínas,  grasas, minerales (potasio, magnesio, fosfato), enzimas,  mioglobina, entre otros.Los túbulos T, son extensiones del sarcolema que pasan lateralmente a través de la fibra muscular.  Se encuentran interconectados (entre miofibrillas).  Sirven de vía para la transmisión nerviosa (recibido por el sarcolema) hacia las miofibrillas, permiten que la onda de depolarización pase con rapidez a la fibra o célula muscular, de manera que se puedan activar las miofibrillas que se encuentran localizadas profundamente.  Además, los túbulos T representan el camino para el transporte de líquidos extracelulares (glucosa, oxígeno, iones..)
• Retículo sarcoplasmático: son una compleja red longitudinal de túbulos o canales membranosos.  Corren paralelos a las miofibrillas (y sus miofilamentos) y dan vueltas alrededor de ellas.  Esta red tubular comunmente se extienden a través de toda la longitud del sarcómero y están cerrados en cada uno de sus extremos.  Sirve como depósito para el calcio, el cual es esencial para la contracción muscular.  La magnitud de su estructura es de gran importancia para producir contracción rápida

Fibra muscular (FIG. 30)

La unidad funcional más pequeña está en la miofibrillas, son los sarcómeros, estructuras que se forman entre dos lineas "z" consecutivas. El sarcómero contiene los filamentos de actina y miosina. La actina es el filamento fino y la miosina el grueso. Cada filamento de miosina está rodeado de 6 miofilamentos finos.

• El filamento delgado está compuesto por actina, que es de forma globular y se agrupo formando dos cadenas; la tropomiosina, que es en forma de tubo y se enrolla sobre las cadenas de actina y la troponina, que se une a la cadena de actina y tropomiosina a intervalos regulares.
• El filamento grueso está formado por 200 moléculas de miosina, cuya forma tiene dos partes, dos colas de proteínas enrolladas y en sus extremos las cabezas de miosina que realizarán los puentes cruzados.

Organización (FIG. 31)

 El sarcómero : Representa la unidad funcional básica (más pequeña) de una miofibrilla.  Son las estructuras que se forman entre dos membranas Z consecutivas.  Contiene los filamentos de actina y miosina (formada por una banda A y media banda I en cada extremo de la banda A).  Un conjunto de sarcómeros forman una miofibrilla.   Los componentes del sarcómero (entre las líneas Z) son,  la Banda I (zona clara), Banda A (zona oscura), Zona H (en el medio de la Banda A), el resto de la Banda A y una segunda Banda I. Estas bandas corresponden a la disposición y solapamiento de los filamentos.

Fisiología del Ejercicio

Durante la realización de ejercicio físico participan prácticamente todos los sistemas y órganos del cuerpo humano. Así el sistema muscular es el efector de las órdenes motoras generadas en el sistema nervioso central, siendo la participación de otros sistemas (como el cardiovascular, pulmonar, endocrino, renal y otros) fundamental para el apoyo energético hacia el tejido muscular para mantener la actividad motora.En esta exposición nos centraremos en los aspectos metabólicos y adaptaciones que se dan en los diferentes órganos y sistemas de nuestro organismo, cuando realizamos ejercicios de cualquier naturaleza.Las respuestas fisiológicas inmediatas al ejercicio son cambios súbitos y transitorios que se dan en la función de un determinado órgano o sistema o bien los cambios funcionales que se producen durante la realización del ejercicio y desaparecen inmediatamente cuando finaliza la actividad.

Si el ejercicio (o cualquier otro estímulo) persiste en frecuencia y duración a lo largo del tiempo, se van a producir adaptaciones en los sistemas del organismo que facilitarán las respuestas fisiológicas cuando se realiza la actividad física nuevamente.

Utilización de sustratos metabólicos durante el ejercicio físico.

La contracción muscular durante el ejercicio físico es posible gracias a un proceso de transformación de energía. La energía química que se almacena en los enlaces de las moléculas de los diferentes sustratos metabólicos (el ATP es la molécula intermediaria en este proceso) es transformada en energía mecánica.

Ruptura de un enlace rico en energía de la molécula de ATP (FIG.32)

En esta transformación gran parte de la energía liberada se pierde en forma de calor o energía térmica; esto tiene su ventaja ya que el aumento de temperatura provoca variaciones en diferentes reacciones metabólicas mediadas por complejos enzimáticos, posibilitando que Estas reacciones sean más eficientes desde un punto de vista energético; por esta razón se recomienda realizar un adecuado calentamiento antes de la ejecución de un entrenamiento.Los sustratos metabólicos que permiten la producción de ATP proceden de las reservas del organismo o de la ingestión diaria de alimentos.Los sustratos mas utilizados en las diferentes rutas metabólicas durante el ejercicio físico son los hidratos de carbono y las grasas.Los sistemas energéticos a partir de los cuales se produce la resíntesis del ATP para realizar el ejercicio físico son:1. El sistema de los fosfágenos: ATP y fosfocreatina (PC)2. La glucólisis anaeróbica 3. Sistema aeróbico u oxidativo

Rutas metabólicas en el organismo(FIG 33)

La participación de éstos durante el ejercicio físico depende de la intensidad y duración del mismo. Sistema de los fosfágenos o sistema anaeróbico aláctico: Proporciona energía en actividad de muy alta intensidad y corta duración, y también al inicio de cualquier actividad física.

Los sustratos más importantes son el ATP y PC; otros son el ADP, AMP, GTP y UTP. Todos tienen enlaces fosfatos de alta energía.

• ATP: se hidroliza gracias a la enzima ATPasa ubicada en las cabezas de miosina para desencadenar el desplazamiento de la actina que da lugar a la contracción. La energía que se libera en la hidrólisis de una molécula de ATP durante el ejercicio es de aproximadamente 7300 calorías (depende de temperatura y pH muscular)

• ATP + H2O = ADP +P: Esta energía liberada se utiliza además que para realizar trabajo muscular, también para procesos de síntesis metabólicos y otras funciones celulares.

Sus reservas en la célula se agotarán en 1 segundo durante el esfuerzo físico.

• Fosfocreatina (PC): Permite la resíntesis rápida de ATP, luego de su utilización, ya que la transformación de energía no se llevará a cabo en su ausencia. Esta resíntesis se realiza mediante una reacción catalizada por la creatinquinasa (CPK)

Que se activa con el aumento de la concentración de ADP

­ ADP + PC + H = ATP + C

Las reservas de PC en la célula muscular se agotarían en 2 segundos durante ejercicios muy intensos si la célula dispusiera solo de este sustrato para mantener el trabajo desarrollado.

Glucólisis anaeróbica.

A través de este sistema sólo los hidratos de carbono pueden metabolizarse en el citosol de la célula muscular para obtener energía sin que participe directamente el oxígeno.Gracias a éste se pueden resintetizar 2 ATP por cada molécula de glucosa.Proporciona energía suficiente para mantener una intensidad de ejercicio desde pocos segundos hasta 1 minuto. El paso de glucosa al interior celular se realiza por transporte facilitado (difusión facilitada) gracias a un transportador de membrana llamado GLUT 4, y las reacciones de la célula. Por otro lado parece que el aumento ácidos grasos libres (AGL) limita la captación y el consumo de glucosa en las últimas etapas de un ejercicio prolongado, cuando el glucógeno muscular y la glucemia son bajos.El paso de glucosa a glucosa 6 fosfato (G6P) en la célula muscular es irreversible por lo que no puede salir de allí.Durante el catabolismo de glucosa a piruvato en el citoplasma, el rendimiento energético neto equivale a la resíntesis de 6 moléculas de ATP, 2 ATP se forman en citosol( por glucólisis anaeróbica) y 4 ATP en la mitocondria por la reoxidación del NADH, si no se pudiera reoxidar el NADH por esta vía, el piruvato es capaz de hacerlo, reduciéndose a ACIDO LÁCTICO sin que sea necesaria la presencia de oxígeno.

ACIDO PIRUVICO + NADH + H+ = AC. LÁCTICO +NAD

Entonces, a través de la glucólisis anaeróbica sólo se forman 2 moléculas de ATP y 2 moléculas de ácido láctico que provocan estados de acidosis metabólica cuya consecuencia metabólica es la fatiga muscular. El ácido láctico se disocia totalmente al pH normal de la célula muscular dando lugar a lactato e iones hidrógenos.Los hidrogeniones deben ser tamponados en la célula para mantener el estado ácido- base. El bicarbonato (HCO3) es el sistema más utilizado por lo que al unirse con un ion hidrógeno aumenta la producción de dióxido de carbono(CO2) durante el ejercicio intenso.

Esquema general de la utilización anaeróbica de la glucosa por la célula muscular. Glucólisis (FIG 34)

Sistema aeróbico.

Los hidratos de carbono, las grasas y en menor grado las proteínas pueden ser utilizados para la obtención de energía a través del ciclo de Krebs; dicha energía es mucho mayor que la que se obtiene por la vía de la glucólisis.

En el ciclo de Krebs se obtiene ATP y se forma CO2 y hidrogeniones, cuyos electrones son transferidos a la cadena respiratoria mitocondrial, donde reaccionan con O2 formando H2O y generando mayor cantidad de energía por el acoplamiento entre los fenómenos de oxidación y reducción.

Hidratos de carbono (oxidación del piruvato).

El piruvato formado en la glucólisis al ingresar en la mitocondria es transformado en acetil Co-A por la piruvato deshidrogenasa, y así ingresa al ciclo de Krebs. La función más importante de éste ciclo es la de generar electrones para su paso por la cadena respiratoria en donde a través de la fosforilación oxidativa se resintetiza gran cantidad de ATP. La enzima limitante es la ISOCITRATO DESHIDROGENASA que es inhibida por el ATP y estimulada por el ADP. Además tanto el ADP como el ATP estimulan e inhiben, respectivamente, el transporte de la cadena de electrones.

Ciclo de Krebs (Figura 35)

Como resultado de un entrenamiento físico de resistencia varias enzimas del ciclo y de la cadena respiratoria duplican su actividad, además de aumentar el número y tamaño de las mitocondrias.

El rendimiento energético neto de este metabolismo aeróbico es de 36 ATP frente a los 2 ATP que se obtienen en la glucólisis anaerobia.(Figura 4).

Cálculo del rendimiento energético neto que se obtiene utilizando la glucosa como combustible. (FIG. 36)

En las fases de reposo la glucosa se almacena en el organismo tras fosforilarse en forma de glucógeno a través de la glucógeno sintetasa (glucogenogénesis). Al realizar ejercicios es necesario la ruptura de este para obtener glucosa, proceso que recibe el nombre de glucógenolisis y que resintetiza 1 molécula de ATP, es por eso que el rendimiento energético neto es de 37 ATP.

Además de estos mecanismos se deben considerar la gluconeogénesis que es la síntesis de glucosa a partir de aminoácidos, glicerol y lactato; y la glucogénesis que es la síntesis de glucosa a partir del piruvato, de los cuales el primero puede llegar a representar durante el ejercicio hasta un 45% de la producción hepática de glucosa.

Lípidos.

Son una fuente inagotable de energía durante el ejercicio y aumenta su utilización a medida que aumenta la duración del mismo. Su metabolismo es puramente aeróbico y al utilizarse como sustrato energético produce un ahorro de h. de carbono cuyo agotamiento se relaciona con la "fatiga muscular" en los ejercicios de larga duración.

Los triglicéridos de los adipocitos se rompen por la acción de la lipasa (lipólisis) en glicerol y ácidos grasos (AG), el primero actúa como precursor gluconeogénico mientras que los AG son transportados hasta la célula muscular en donde tras sufrir una serie de cambios en el citoplasma ingresan a la mitocondria gracias a un transportador, la carnitina, y allí se produce la beta-oxidación que da como resultado la formación de moléculas de acetil Co-A que ingresan al ciclo de Krebs con un rendimiento de 12 ATP cada una.

Movilización y utilización de los depósitos de grasa.(FIG. 37)

En el ejercicio hay un aumento de la actividad simpática adrenal y una disminución de insulina que estimulan los procesos de lipólisis.El consumo de los AG depende de varios factores:1) Flujo sanguíneo muscular (más importante)2) Intensidad y duración del ejercicio 3) Grado de entrenamiento4)  Dieta

El entrenamiento de resistencia provoca:

• Aumento de la masa mitocondrial.Aumento de la actividad de la carnitina.
• Una mejora global de la entrada de los ácidos grasos a la matriz mitocondrial.

Al agotarse los depósitos de glucógeno, se forman a partir de los AG los cuerpos cetónicos que pueden ser utilizados como fuente de energía y se demostró que en los sujetos entrenados están aumentadas las enzimas implicadas en la utilización de las cetonas.

Proteínas.

Aportan de un 4-15% de la energía total en los ejercicios de larga duración (mayores de 60 minutos). En éstos se ha demostrado un aumento en las concentraciones sanguíneas de los aminoácidos leucina y alanina que reflejan un aumento de los procesos proteolíticos a nivel hepático y muscular.

Los grupos NH2 son convertidos en UREA mientras que sus carbonos estructurales son transformados en piruvato, acetil Co-A o en algunos de los intermediarios del ciclo de Krebs.

El ejercicio modifica 3 procesos importantes del metabolismo de las proteínas:

1) Aumenta la producción de amonio (NH4) a partir de la desaminación del ATP que ocurre cuando la tasa de producción del ATP supera a la de formación.2)  Aumento de la producción de urea en el hígado en los ejercicios de larga duración, que es eliminada por la orina.3)  Aumenta la oxidación de los aminoácidos con balance nitrogenado negativo, sobre todo los de cadena ramificada (por ej. leucina) que son catabolizados en el músculo esquelético, sus carbonos se oxidan y los residuos nitrogenados participan en la formación de alanina que actúa como sustrato gluconeogénico en el hígado (ciclo de la alanina-glucosa).

Ciclo de la alanita (FIG. 38)

 Adaptaciones orgánicas en el ejercicio.

Durante el ejercicio se producen modificaciones adecuadas y coordinadas en todo el organismo a nivel de los distintos sistemas funcionales. Ellos son:

• Cardiocirculatorio.Respiratorio.Hematológico.Endocrino.
• Renal, entre otros.

Conclusión

Este estudio multidisciplinario giró alrededor de un eje temático, la organización de la vida en el ser humano, conjuntamente con todas las ideas básicas de la Fisiología en general.La Fisiología humana es un estudio profundo de todas las funciones de las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas del ser humano y los factores que controlan, regulan e integran este funcionamiento.

La investigación permitió que se comprendiera desde las diferentes partes estructurales de una célula, la asociación de numerosas células en un tejido, la agrupación de tejidos para formar un órgano, hasta qué son y cómo funcionan los aparatos y sistemas del organismo humano. Comprendiéndose de tal manera que el cuerpo está formado por células, éstas forman aparatos y a su vez éstos componen los sistemas que mantienen el cuerpo vivo.

Bibliografía

• CELIS, M. E. "Fisiología Humana". Tomo I (1998). Tomo II , 1999. GANONG, W.E. "Fisiología Médica". HOUSAY Y COLAB. "Fisiología Humana". BRAIER, Y. "Fisiología y Clínica de la Nutrición". GUYTON, A. "Tratado de Fisiología Médica". MEYER, P.H. "Fisiología Humana". RODRIGUEZ Y ASKOR. "Fisiología Humana". CURTIS, H. "Biología" Edit.. Panamericana. JACOB Y FRANCONI. "Anatomía y Fisiología".
• BRUTTI Nilda, MANZUR Sara – Guía de contenidos teóricos de Anatomía y

Fisiología – Escuela de Nutrición – FCM – UNC – 2005.

Autora:

Lucía del Carmen Martínez