-
GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE
FISIOLOGA
El observador es la fuente de todo. Sin l no hay nada. Es
fundamento del conocer, es la base de cualquier hiptesis acerca
de
s mismo, el mundo y el cosmos
(Humberto Maturana, 2013)
Imagen que muestra el determinismo estructural del sistema
nervioso, el cerebro
interpreta informacin preveniente del medio.
Facultad de Ciencias de la Salud
Universidad Autnoma de Chile- Talca
Semestre
otoo
Profesores participantes:
Prof. Rodrigo Varas
Prof. Carlos Cisterna
Prof. Jos I. Loyola
Carreras:
Obstetricia
Enfermera
Kinesiologa
Fonoaudiologa
Medicina
20
15
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
1
2015
GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE
FISIOLOGA
Profesores Autores:
Mg. Ma. Eliana Albornoz
Mg. Mauricio Quiroz
Dr. Jos Ignacio Loyola
Primera edicin 2009
Segunda edicin 2010
Tercera edicin 2011
Cuarta edicin 2012
Quinta edicin 2013
Sexta edicin 2014
Profesores participantes:
Prof. Dr. Rodrigo Varas
Prof. Lic.Carlos Cisterna
Prof. Dr. Jos Loyola
Carreras:
Enfermera
Obstetricia
Kinesiologa
Fonoaudiologa
Medicina
2015 d. r.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
2
2015
Calendario de Actividades Prcticas
Semana Actividad de Laboratorio
9 - 13 de Marzo
INDUCCION A LOS LABORATORIOS DE FISIOLOGIA GENERAL
16 20 de Marzo
TALLER: USO DE SOFTWARE DE SIMULACION
23 27 de Marzo
LABORATORIO N 1: ACTIVIDAD MULTIMEDIAL, SEMINARIO DE
EXCITABILIDAD CELULAR
30 de Marzo 2 Abril
LABORATORIO N 2: ESTIMULACIN NERVIOSA Y MUSCULO ESQUELTICO
6 10 de Abril
LABORATORIO N 3: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA SOMESTESIA
13 17 de Abril
LABORATORIO N 4: ELECTROMIOGRAFIA (EMGS) Y ACTIVIDAD REFLEJA
20 24 de Abril
LABORATORIO N 5: : PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
ELECTROCARDIOGRAMA Y PRESIN ARTERIAL
27 30 de Abril
LABORATORIO N 6: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA FROTIS SANGUNEO,
ANALISIS DEL HEMATOCRITO Y GRUPOS SANGUNEOS
4 8 de Mayo
LABORATORIO N 7: VOLUMENES PULMONARES ESPIROMETRA, CONTROL DE LA
RESPIRACION (VIRTUAL) PhysioEx 6.0
11- 15 de Mayo
LABORATORIO N 8: FISIOLOGA DEL SISTEMA RENAL (VIRTUAL) PhysioEx
6.0
25 29 de Mayo
LABORATORIO N 9: FISIOLOGA DEL SISTEMA ENDOCRINO I (VIRTUAL)
PhysioEx 6.0
1 5 de Junio
LABORATORIO N 10: FISIOLOGA DEL SISTEMA ENDOCRINO II (VIRTUAL)
PhysioEx 6.0
8 12 de Junio
LABORATORIO N 11: PROCESOS FSICOS Y QUMICOS DE LA DIGESTIN
(VIRTUAL) PhysioEx 6.0
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
3
2015
LABORATORIO N1: ACTIVIDAD MULTIMEDIAL, SEMINARIO DE
EXCITABILIDAD
CELULAR, VELOCIDAD DE CONDUCCIN.
Este es un programa interactivo en el cual se simula un
potencial de accin, sus diferentes
caractersticas, las corrientes inicas que lo generan y el efecto
de diversas sustancias qumicas sobre su
generacin y configuracin.
Ud. deber trabajar utilizando el programa instalado en un PC a
su disposicin. En relacin al video de
simulacin que se proyecte, responda y desarrolle cada una de las
preguntas formuladas en el siguiente
seminario y entregar al trmino del seminario (NOTA: en cada
respuesta no se debe exceder ms
de 30 palabras):
Actividad 1:
1. Defina los siguientes conceptos:
a.- Potencial de equilibrio electroqumico
b.- Potencial de reposo
c.- Potencial de accin
2. Reconozca en la figura y explique las siguientes etapas del
potencial de accin:
a) Despolarizacin
b) Hiperpolarizacin
c) Perodo refractario absoluto
d) Perodo refractario relativo
[ E S C R I B I R L A D I R E C C I N D E L A C O M P A A ]
3. Cul es el mecanismo de accin e importancia que tiene la bomba
Na+ - K+ ATPasa en la
recuperacin del Potencial de Membrana?
4. Si un axn se sumerge en una solucin sin sodio Qu corriente
inica desaparecer si se aplica un
estmulo supraumbral?
5. Que suceder si se disminuye a una cuarta parte la
concentracin de sodio extracelular y a la vez que
sucede si aumenta en un 50%.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
4
2015
6. Que esperara que ocurriera con el Potencial de Accin (PA) de
una persona que padece una
deshidratacin severa.
7. Existe una gran diversidad de toxinas que afectan los canales
inicos. Una de ellas es la
Tetrodotoxina (TTX), producida por una especie de pez globo. TTX
bloquea los canales de sodio voltaje
dependiente y por lo tanto tiene potentes efectos sobre el
sistema nervioso. La Saxitoxina, homologo
qumico de la TTX tiene una accin similar a sta y es producida
por algunos dinoflagelados. Por qu
no se deben consumir mariscos que han ingerido dinoflagelados de
la marea roja? Cules son los
efectos de la ingestin de saxitoxina sobre las neuronas?.
Grafique cules son los efectos sobre el
potencial de accin si se agrega una solucin de TTX
(Tetradotoxina) y TEA (Tetraetilamonio).
8. Por qu cuando un paciente requiere hacerse una extraccin
dental se aplica anestesia local? Qu
relacin existe entre los anestsicos locales y los canales de
sodio voltaje dependientes?.
9. Explique qu ocurre con la velocidad de conduccin nerviosa en
los pacientes con Esclerosis
Mltiple.
Modelo de preguntas:
1.- Qu son los canales inicos?
2.- Que ocurre con el PA si se bloquea un canal de sodio?
3.- Que ocurre con el PA si se bloquea una canal de K+
4.- Que funcin cumple la bomba Na+/K+ en el PA
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
5
2015
Actividad:
Cargue la siguiente pgina siguiendo las instrucciones dadas por
el profesor, realice los experimentos
sealados y registre los resultados en la tabla adjunta.
Preguntas:
1.- Qu efecto tiene la adicin de NaCl? Por qu?
2.- Cul es el efecto de la lidocana, cmo acta?
3: Cul es el efecto del curare, donde acta?
2.- Cmo se relaciona la velocidad de conduccin con los distintos
tipos neuronas?
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
6
2015
LABORATORIO N2: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
ESTIMULACIN NERVIOSA Y MUSCULO ESQUELTICO
INTRODUCCIN
Un potencial de accin en un axn motor, produce un potencial de
accin en las fibras musculares
que inerva. El efecto del potencial de accin es aumentar el
nivel de calcio intracelular por un periodo
breve, aportando la seal a la maquinaria contrctil molecular
dentro de la fibra y generndose una breve
contraccin denominada sacudida muscular. Un msculo completo
puede estar inervado por cientos de axones motores. Una forma a
travs de la cual,
el sistema nervioso puede controlar la fuerza de contraccin es
controlando el nmero de axones motores
que generan potenciales de accin y en consecuencia, el nmero de
fibras musculares que se contraen.
Este proceso se denomina reclutamiento. Una segunda forma a
travs de la cual el sistema nervioso controla la fuerza de
contraccin es
variando la frecuencia de los potenciales de accin en los axones
motores. A frecuencias menores de 5
Hz, hay tiempo suficiente para que el calcio intracelular vuelva
a sus valores normales entre potenciales
de accin; se producen entonces, sacudidas musculares separadas.
A frecuencias entre 5 15 Hz, la concentracin de calcio intracelular
en una sacudida muscular, se ha recuperado solo parcialmente
cuando llega el siguiente potencial de accin. La fibra muscular
produce tensin pulstil (suma de
contracciones) y la tensin que se genera es mayor que en una
sacudida muscular nica: entre pulsos, la
tensin nunca cae a cero. A frecuencias mayores, no se observa el
componente pulstil y la fibra genera
una contraccin permanente y de mayor magnitud ttanos.
OBJETIVO GENERAL
Explorar como trabaja el sistema neuromuscular y examinar
algunas de las propiedades de la
fatiga muscular.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Estimular elctricamente nervios (en la zona del antebrazo) que
inervan msculos de la mano,
modificando los parmetros de estimulacin.
Demostrar los fenmenos de reclutamiento, sumacin y ttanos.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
7
2015
Preguntas de la Actividad:
1. Defina una sacudida muscular, porque se caracteriza? Cul es
la relacin entre la frecuencia del
estmulo y el tiempo entre estmulos?.
2.- Que es un ttano?, como se produce?
4.- Qu sucedera en el msculo esqueltico si Usted contina con la
estimulacin elctrica
indefinidamente?.
5.- Qu es la fatiga muscular?. Mencione tres factores que pueden
desencadenar fatiga muscular.
6.- Segn la respuesta observada, discuta cules son las
condiciones necesarias para que la fibra
muscular se relaje?.
7.- A qu se refiere un reclutamiento de fibras?
8.- Cul es la relacin entre reclutamiento y la fuerza
desarrollada?
9 Observe al modelo Porqu, la respuesta tetnica visiblemente
(amplitud) es mayor que la de una
sacudida muscular
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
8
2015
LABORATORIO N3: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
SOMESTESIA
INTRODUCCIN
Los seres vivientes desarrollan sus actividades en un medio
ambiente que es, generalmente,
cambiante. A estos cambios del medio los denominaremos estmulos.
Un estmulo puede implicar, para
una especie en particular la necesidad de dar una respuesta
adecuada a l, con el objetivo de poder
sobrevivir, es decir, es una forma de adaptacin del organismo a
su medio ambiente. As existen, al
menos, dos aspectos que se deben considerar dentro del proceso
de adaptacin:
i) el conocimiento del cambio energtico
ii) la capacidad de dar respuesta adecuada a l
Para conocer el cambio energtico existen estructuras denominadas
receptores sensoriales cuya
finalidad es transducir el cambio energtico medio-ambiental a
energa elctrica (potenciales
generadores) la que debidamente codificada, integrada y
procesada puede dar origen a una respuesta
adecuada.
OBJETIVO GENERAL
Estudiar las sensaciones que se originan a nivel de la piel:
tacto, calor y fro.
OBJETIVO ESPECFICOS Analizar las relaciones que existen entre la
magnitud del estmulo y la intensidad de la sensacin
evocada (tacto y presin).
MATERIALES
Algodn
Agua a 40C (recipiente I)
Agua a 20C (recipiente II)
Agua a 4C (recipiente III)
Comps de Weber modificado
Reglas graduadas en milmetros
ACTIVIDAD N 1: CAPACIDAD DE LOCALIZACIN DE UN ESTMULO TCTIL
Toque suavemente con la punta de un lpiz la piel del sujeto y
pdale que con otro lpiz trate de
localizar el punto tocado. Determine el margen de error midiendo
la distancia que hay entre el lugar
estimulado y el sealado. Estimule en la frente, en el dorso
(espalda), en el dorso y palma de la mano,
antebrazo. Mientras aplica el estmulo el alumno permanecer con
los ojos cerrados y slo al contestar
utilizara el control visual.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
9
2015
ACTIVIDAD N 2: SENSACIN TCTIL
Con un trozo de algodn roce suavemente (intensidad ligeramente
supra umbral) la piel de la
mano (palma y dorso), antebrazo, cara, trax y observe que
regiones cutneas son ms sensibles a este
tipo de estimulacin.
ACTIVIDAD N 3: DISCRIMINACIN DE DISTANCIA DE 2 PUNTAS
Mediante las puntas del comps de Weber modificado toque al
sujeto y pdale que diga si siente
dos puntas o una. Si seala sentir una, debe continuar separando
las puntas del comps modificado hasta
que el alumno discrimine dos, de esta manera deber medir la
distancia entre las puntas y anotarla.
Explore: pulpejo de los dedos, mano (dorso y palma), antebrazo,
brazo, cara, labios, espalda.
ACTIVIDAD N 4: ADAPTACIN AL TACTO LIGERO Con la punta de un lpiz
flecte un pelo, mantenga la posicin alcanzada y pregunte al
sujeto
cuando deje de sentir que lo tocan. Mida el tiempo (cronmetro)
desde que se flect el pelo hasta que el
alumno informe que no lo siente. Realice esta actividad en el
dorso de la mano, en el antebrazo y la cara.
ACTIVIDAD N 5: SENSIBILIDAD TRMICA
- Efecto de la Superficie: introduzca un dedo e inmediatamente
despus, toda la mano en agua a 40 C y
compare la intensidad de ambas sensaciones. Repita el mismo
experimento, utilizando agua con hielo
(4 C).
- Sensaciones trmicas: en tres recipientes con agua a diversas
temperaturas (4, 20 y 40C), dispuestos
en ese orden se sumerge la mano derecha en el agua a 40 C, la
mano izquierda en el agua con hielo y a
continuacin ambas manos en el recipiente con agua a 20C
(temperatura ambiente). Anote las
sensaciones percibidas.
Cuestionario de preguntas a desarrollar durante la actividad de
laboratorio
1.- Los receptores de los folculos pilosos son tnicos o fsicos?
Por qu el tiempo de adaptacin de
los pelos vara en las distintas zonas del cuerpo?
2.- Discriminacin con el comps de Weber modificado:
Haga un grfico con los resultados obtenidos Qu influencia puede
tener el tamao de los campos
receptivos con los resultados obtenidos?
3.- Seale las caractersticas de los receptores de calor y de
fro; cul es la importancia de los
mecanismos adaptativos a diferentes temperaturas
ambientales.
4.- Localizacin de un estmulo tctil y sensacin tctil: a qu se
debe la diferencia en el error de
localizacin al explorar las diferentes zonas del cuerpo?
5.- Por qu al practicar una puncin venosa en el dorso de la
mano, un paciente siente ms
intensamente que si lo puncionan en el brazo?
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
10
2015
LABORATORIO N4: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
ELECTROMIOGRAFIA (EMGS) Y ACTIVIDAD REFLEJA
INTRODUCCIN
Una fibra muscular esqueltica esta inervada por ramas de un axn
motor. Bajo circunstancias
normales, el potencial de accin neuronal activa todos los
msculos inervados por la neurona motora.
Este proceso de activacin involucra un potencial de accin y una
contraccin de las fibras musculares.
Por lo tanto, durante una contraccin, hay actividad sincronizada
en varias fibras del mismo msculo.
La seal elctrica registrada de un msculo contrado se llama
electromiograma o EMG. Como en el
electrocardiograma (ECG), esta actividad se puede detectar a
travs de electrodos puestos sobre la piel.
Una contraccin muscular voluntaria se produce por uno o ms
potenciales de accin en muchas fibras.
La actividad del EMG no es una serie regular de ondas como el
ECG, sino un estallido catico de
seales solapadas en forma de espiga.
En este experimento, usted registrara la actividad del EMG
durante contracciones voluntarias de
los msculos bceps y trceps. La seal cruda del EMG obtenida
durante las contracciones voluntarias, puede procesarse de varias
maneras para indicar la intensidad de actividad del EMG.
En el mtodo usado aqu, la porcin negativa del EMG es invertida y
entonces la seal se integra de tal
manera que suaviza las puntas, y hace mucho ms claro el cambio
de actividad a lo largo del tiempo.
Usted tambin registrar seales de EMG producidas por estmulos
elctricos de un nervio motor que
inerva un msculo. El msculo abductor corto es uno del grupo de
msculos de la eminencia tenar en la
superficie palmar de la mano. El nervio motor de este msculo (el
nervio mediano) es fcil de estimular
en la mueca y codo.
OBJETIVO GENERAL
El objetivo de esta sesin es explorar la actividad elctrica de
musculatura esqueltica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Lograr registrar y analizar la electromiografa de un
voluntario.
ADVERTENCIA
Algunos ejercicios involucran aplicacin de estmulos elctricos a
travs de electrodos puestos en la
piel. Las personas que tienen marcapasos cardaco o quin padece
desrdenes neurolgicos o
cardacos no se deben ofrecer para esos ejercicios.
MATERIALES:
El PowerLab conectado a un computador
Cable Bio Amp
Cuatro electrodos EEG/EMG
Electrodo Barra de estmulo
Crema conductora para el electrodo
Alcohol 80%
Almohadilla Abrasiva
Correa de tierra
Cinta Adhesiva
Cuatro libros de peso similar, aproximadamente 1 Kg
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
11
2015
METODODOLOGA
1. El estudiante que se ofrece para el experimento se debe
quitar el reloj y cualquier joya de su cuerpo.
2. Conecte el cable Bio Amp a la unidad Power/Lab como se seala
en la figura 1. 3. Conecte el terminal de la correa de tierra en la
conexin tierra del cable Bio Amp (figura 2), colocando la correa
(un electrodo de tierra) alrededor de la mueca. Debe asegurase que
el lado suave de
la correa de tierra est por completo en contacto con la
piel.
4. Preprese para unir los electrodos al voluntario. Limpie
suavemente el rea dnde usted pondr cada
electrodo con una almohadilla abrasiva y luego con un algodn que
contiene una solucin de Etanol al
80%. Con un lpiz, marque ligeramente dos cruces pequeas en el
msculo bceps, como se muestra en
la figura 1. Las cruces deben tener una separacin de 2-5
centmetros y se deben alinear con el eje largo
del brazo. Desgaste ligeramente la piel marcada con una
almohadilla abrasiva; esto disminuye la
resistencia de la capa exterior de la piel y asegura un buen
contacto elctrico.
6. Prepare la piel del msculo Trceps para unir los electrodos
tal como se indica en el paso anterior para
Bceps. La posicin de los electrodos para el trceps se muestra en
la Figura 1.
7. Ponga los electrodos hacia abajo sobre la piel encima de las
cruces, y fjelos con el pegamento. Use la
cinta extra para atar el cable del electrodo que est
inmediatamente adyacente a los electrodos en la piel.
8. Una los terminales de los cuatro electrodos EEG/EMG en los
cuatro terminales del cable Bio Amp Fig. 1 y 2. La polaridad en
este caso no interesa pero s que los electrodos del bceps o
trceps
correspondan al canal correcto. En el canal 1 corresponde a los
cables del bceps y en el canal 2 a los del
trceps.
9. Verifique que todos los electrodos se conectaron
apropiadamente al voluntario y al terminal de cable
Bio Amp.
Usted est ahora listo para empezar los ejercicios.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
12
2015
ACTIVIDAD N 1: CAMBIO VOLUNTARIO EN LA FUERZA CONTRCTIL
Objetivo
Examinar la contraccin muscular voluntaria y cmo la fuerza
contrctil cambia con la demanda
creciente.
Procedimiento
1. El voluntario debe sentarse en una posicin relajada, con su
codo doblado en 90 con la palma de la
mano hacia arriba. Debe usar la otra mano para sostener la mueca
del brazo que tiene los electrodos.
2. Pida al voluntario que haga una contraccin fuerte del msculo
del bceps, intentando flectar el brazo
y resistiendo este movimiento con su otro brazo o bien un
compaero puede realizar esta funcin.
Observe la seal (Figura 3).
Figura 3. El cuadro de dialogo del Bio-Amplifier muestra una
fuerte contraccin del Bceps.
3. Repita los pasos 2 para la seal del trceps. El voluntario
puede hacer una contraccin fuerte del
msculo del trceps intentando forzar hacia abajo el brazo y
resistiendo este movimiento con su otro
brazo o un compaero puede realizar esta funcin.
4. Para empezar la grabacin presione el botn INICIO (Start).
Capte la seal en reposo inicialmente y
luego el voluntario debe realizar una contraccin mxima del bceps
y luego del msculo trceps. Pulse
el botn de Termino (Stop) y verifique que la seal integrada sea
claramente visible en pantalla. Si no se
ve claramente, use los botones de auto- escalar en el Eje de
Amplitud o el Cursor para ajustar la escala
vertical.
5. El voluntario debe sentarse ahora en una posicin relajada,
con su codo sin apoyo y en 90 con la
palma hacia arriba.
6. Pulse el botn Inicio de nuevo, para reasumir sus grabaciones.
Despus de unos segundos, ponga un
libro (o un peso similar) en la mano del sujeto de prueba, djelo
durante dos a tres segundos, grabe el
cambio en el EMG, entonces qutelo. Repita este proceso para dos,
tres y cuatro libros.
7. Pulse el botn Stop para detener la grabacin. La forma de las
ondas debe parecerse a aqullas de la Figura 4.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
13
2015
Figura 4. Estallidos de actividad del bceps mientras sostiene un
peso: canal 1 corresponde a la seal
integrada. La ventana de zoom muestra parte de la actividad de
EMG crudo del bceps.
Anlisis
1. Revise los datos grabados y note los cambios en la actividad
elctrica en el Bceps.
Note que tambin poniendo los pesos en la mano da una pequea o
ninguna actividad en el msculo del
trceps. Seleccione una parte pequea de la actividad del Bceps y
examnelo en la ventana del Zoom. La
seal del EMG crudo est compuesta por muchas espigas dirigidas
hacia arriba y hacia abajo. 2. Note los cambios en el grfico
integrado cuando se agregaron pesos y luego se quitaron. La altura
del
trazado se correlaciona con la fuerza producida por el
msculo.
ACTIVIDAD N 2: LA ACTIVIDAD ALTERNA Y COACTIVATION
Objetivo
Examinar la actividad de msculos antagonistas y el fenmeno de
coactivacin.
Procedimiento
1. El voluntario debe sentarse en una posicin relajada, con su
codo en 90 con la palma hacia arriba.
Debe usar la otra mano para resistir el movimiento sosteniendo
la mueca del brazo que tiene los
electrodos.
2. Pida al voluntario que active bceps y trceps alternadamente.
Debe practicar este modelo alterno
hasta sentir que ambos msculos est activndose por igual.
3. Inicie el registro. Pdale al voluntario que use el modelo
alterno de activacin durante 20 a 30
segundos.
4. Detenga el registro. La forma de las ondas debe parecerse a
las mostradas en la Fig. 5.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
14
2015
Figura 5. Actividad alternada del bceps y trceps, mostrando la
coactivation.
Anlisis
1. Observe los trazos de la EMG para los bceps y trceps. Note la
alternancia de actividad en el bceps y
trceps.
2. Tambin note que cuando el msculo bceps se activa
enrgicamente, hay un aumento menor de
actividad en el trceps. Correspondientemente, hay un aumento
menor de actividad, en el trazo del
bceps cuando el trceps se activa. Este fenmeno se llama
coactivacin. Su significado fisiolgico no se entiende bien, aunque
podra servir para estabilizar la articulacin del codo.
Para Investigar:
1. Cmo cambia el trazado del EMG cuando aade peso a su brazo?
Que indican estos resultados?
2. Describa la coactivacin. Por qu cree que ocurre este
fenmeno?
3. Explique los mecanismos fisiolgicos de la contraccin
tetnica?
4. Explique la diferencia mecnica y fisiolgica de la sacudida
muscular y la contraccin tetnica?
ACTIVIDAD REFLEJA
INTRODUCCIN
La respuesta refleja del sistema nervioso es una manifestacin
directamente observable de la
actividad de un grupo reducido de neuronas. Este pequeo grupo de
neuronas esta interconectado en
forma relativamente sencilla, de modo que responde de la misma
manera frente a un mismo estmulo
(simple), en el mismo lugar del estmulo (local), relacin uno a
uno (un estmulo, una respuesta individuales-) y estereotipados.
Otro hecho relevante es que dichos grupos de neuronas se
encuentran
empaquetados dentro de regiones (segmentos en el caso de la
mdula espinal) claramente identificadas y definidas en el
neuroeje.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
15
2015
Esta particular forma de organizacin de la arquitectura
neuronal, nos proporciona una
herramienta de incalculable valor para el anlisis de la
integridad segmento a segmento del sistema
nervioso. Efectivamente, una vez estandarizada una cierta forma
de estimulacin, obtendremos siempre
una respuesta invariable y estereotipada. Esta respuesta refleja
es un elemento de juicio objetivo clnico
y neurofisiolgico para el evaluador, donde surge la inevitable
pregunta: Est funcionando intacto
aquel sector del neuroeje que estoy estimulando?
Del mismo modo, podemos sealar que para interpretar las
respuestas obtenidas, existen dos
enfoques que acompaan al evaluador:
- La comparacin con exmenes previos realizados en sujetos
normales. - La comparacin con la misma respuesta obtenida en el
lado opuesto del mismo sujeto que se
est examinado.
Esto ltimo es particularmente importante, ya que la simetra
bilateral del ser humano se
manifiesta tambin a nivel de los reflejos, de modo que cualquier
asimetra en una respuesta dada tiene
gran valor en el diagnstico de un proceso patolgico.
OBJETIVO GENERAL
Estudiar algunos reflejos profundos y superficiales en el
hombre.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Familiarizar al alumno con algunos reflejos de uso clnico.
Conocer los estmulos, vas aferentes, centros integradores, vas
eferentes y efectores en la respuesta
refleja.
Adquirir un lenguaje neurofisiolgico orientado a aspectos
clnicos.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
16
2015
ACTIVIDAD N1: REFLEJO MIOTTICO O DE ESTIRAMIENTO
Objetivo
Estimular y observar el reflejo miottico en un voluntario
relajado
Material
Martillo de percusin
Procedimiento
a) Reflejo tricipital El alumno acostado sobre una camilla, el
brazo se mantiene en posicin flectada y libre; percuta con
la mano o con el martillo el tendn del trceps en su insercin
distal
b) Reflejo rotuliano o patelar El alumno sentado sobre camilla u
otro, con las piernas flectadas (sin tocar el suelo). Con el
martillo
de percusin o la mano del evaluador, percuta el tendn del
cuadriceps en la insercin distal. Es
necesario que la pierna del alumno este en total relajacin.
c) Reflejo aquiliano El alumno acostado sobre una camilla con
los pies pendiendo libremente, percuta el tendn del
triceps.
d) Maniobra de Jendrassik El alumno sentado con los pies
elevados del suelo, se le pide que entrelace sus manos y trate
de
separarlas con el mximo de fuerza.
e) Babinski (explicacin y apoyo video) f) Clonus (explicacin y
apoyo video)
Cuestionario de preguntas a desarrollar durante la actividad de
laboratorio
1.- Por qu al estimular el tendn del cuadriceps la pierna se
extiende?.
2.- Qu estructura est involucrada en este tipo de reflejos?
Explique y realice un diagrama.
3.- Discuta el rol del huso muscular en la contraccin.
4.- Describa el rgano tendinoso de Golgi y sus conexiones.
Dibuje las conexiones de inervacin
recproca en una articulacin.
5.- Justifique la respuesta observada en la maniobra de
Jendrasick.
6.- Qu pasa con la respuesta refleja en condiciones de shock
medular? Justifique.
7.- Qu estructuras estn involucradas en el reflejo miottico
inverso o antimiottico?
8.- En qu condicin clnica se presenta el signo de Babinski y
Clonus?. Justifique
ACTIVIDAD N2: REFLEJO PUPILAR
Introduccin
La retina es capaz de responder a un amplio rango de
intensidades de luz. Con luz brillante, la
sensibilidad del ojo es baja, pero cuando la luz es tenue, la
sensibilidad aumenta. La mayor parte de esta
adaptacin ocurre en los fotorreceptores, pero parte de esta
resulta de la regulacin de la cantidad de luz
que entra al ojo a travs de la pupila.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
17
2015
Objetivo
Observar los reflejos pupilares y los efectos relacionados en un
voluntario
Materiales
Linterna
Lpiz
Procedimiento
a) Reflejo fotomotor El alumno debe cerrar los ojos durante 15
segundos. Posteriormente aplique un haz de luz sobre el
ojo y observe las variaciones del dimetro pupilar.
b) Reflejo consensual Repetir la actividad anterior y observe la
pupila del ojo contrario.
c) Reflejo pupilar de acomodacin Con iluminacin normal, observe
la pupila del alumno cuando este mira un lpiz que se ubica a 10
cm de la cara, y luego observe el dimetro cuando el lpiz es
colocado a gran distancia. Compare los
dimetros pupilares en ambas situaciones.
Cuestionario de preguntas a desarrollar durante la actividad de
laboratorio
1.- Cul es el efecto de la luz sobre el dimetro pupilar? Cul es
el efecto beneficioso de poseer intacto
este reflejo?
2.- El reflejo fotomotor es un reflejo consensual?
Justifique.
3.- Qu estructuras estn involucradas en las respuestas reflejas
oculares? Describa.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
18
2015
LABORATORIO N5: : PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
ELECTROCARDIOGRAMA Y PRESIN ARTERIAL Y HEMODINMICA
INTRODUCCIN
Un par de electrodos de superficie colocados directamente sobre
el corazn registrarn un patrn
repetido de cambios de potencial. Como los potenciales de accin
se propagan desde las aurculas a los
ventrculos, el voltaje medido entre estos dos electrodos variar
en una forma tal, que, entregar una
imagen de la actividad elctrica del corazn. Esta imagen puede
variar cambiando la posicin de los electrodos de registro;
diferentes posiciones entregan diferentes perspectivas, permitiendo
as, una
imagen ms completa de los eventos elctricos.
El cuerpo es un buen conductor de la electricidad debido a que
los lquidos tisulares contienen
una alta concentracin de iones que se mueven (creando
corrientes) en respuesta a diferencias de
potencial. Las diferencias de potencial generadas en el corazn,
se conducen entonces a la superficie
corporal, donde pueden registrarse mediante electrodos de
superficie colocados sobre la piel. El registro
obtenido de esta forma se denomina electrocardiograma (ECG).
Los componentes del ECG se pueden correlacionar con la actividad
elctrica del msculo
auricular y ventricular.
La onda P corresponde a la despolarizacin de las aurculas. El
complejo QRS es producido por despolarizacin ventricular; la
repolarizacin auricular tambin ocurre durante este tiempo.
La onda T es producida por repolarizacin ventricular.
El primer ruido cardiaco lub ocurre durante la primera fase de
contraccin ventricular y se produce por cierre de las vlvulas
aurculo-ventriculares (mitral y tricspide). Cuando los ventrculos
se
relajan, la presin sangunea desciende bajo la presin que hay en
la arteria y las vlvulas semilunares
(artica y pulmonar) se cierran, produciendo el segundo ruido
cardiaco dup.
OBJETIVO GENERAL
Registrar y analizar un ECG obtenido de un estudiante voluntario
estando en reposo y luego del
ejercicio.
OBJETIVOS ESPECFICOS
Examinar la relacin entre el ECG y los ruidos caractersticos del
corazn.
MATERIALES
- Power/Lab conectado a un computador
- Cable Bio Amp
- 3 electrodos desechables
- Pasta conductora, algodn, alcohol y esponja abrasiva
- Fonendoscopio
- Botn marcador de tiempo
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
19
2015
ACTIVIDAD N 1: ELECTROCARDIOGRAMA Y RUIDOS CARDIACOS
REGISTRO DE UN ECG EN REPOSO
1. El estudiante voluntario deber sacarse el reloj y joyas de
sus manos.
2.- La conexin de los electrodos debe realizarse de acuerdo al
diagrama adjunto.
3.- Conecte los electrodos ya colocados en el estudiante, al
cable del Bio Amplificador (tierra, negativo
y positivo).
4.- Asegrese que el estudiante est sentado y relajado para
minimizar cualquier seal proveniente del
movimiento.
5.- Comience el registro pulsando el botn START. Si la seal
tiene mucho ruido de fondo, asegrese
que el estudiante voluntario est relajado.
6.- A partir del trazado ECG, utilizando el marcador (M) y el
cursor mida la amplitud de 4 ondas P,
complejos QRS y ondas T.
Para esto, mueva el cursor hasta el punto ms alto de la onda y
obtenga el valor de la amplitud en el
display Rango/Amplitud, directamente sobre el canal ECG. Saque
el promedio de los valores obtenidos.
7.- Utilizando el marcador y el cursor, mida la duracin de una
onda P, un complejo QRS y una onda T,
colocando el marcador sobre el trazado ECG al inicio de la onda
y el cursor al final de la onda.
8.-Anote sus resultados en la siguiente tabla:
COMPONENTE
AMPLITUD ( mV) DURACIN (seg)
Onda P
Complejo QRS
Onda T
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
20
2015
9.- Realice el mismo procedimiento y confeccione la misma tabla
con las variaciones sufridas en el
registro luego de haber realizado ejercicio.
CUESTIONARIO
1. Cules son las bases bioelctricas de un
Electrocardiograma?
2.-Qu puede decir acerca de la amplitud de las distintas ondas
del ciclo cardaco?.
3.- La onda P y el complejo QRS representan la despolarizacin
del msculo auricular y ventricular
respectivamente. Por qu el complejo QRS tiene una amplitud
mayor?.
4.- Compare los resultados obtenidos en reposo y luego de
realizar ejercicio.
5.- Cmo se correlaciona el intervalo P-R con la velocidad de
conduccin en el nodo
aurculoventricular?.
6.- El siguiente diagrama muestra el sistema de conduccin y los
distintos tipos de potenciales de accin
que se generan en el corazn y su correlacin temporal con la
actividad elctrica registrada mediante el
ECG.
Cules son las corrientes inicas que se generan en las distintas
fases de los potenciales de accin de
accin de una clula marcapaso y de una fibra ventricular?.
7. Cul es la duracin de un potencial de accin de una fibra
ventricular?.
8. Cunto dura el perodo refractario en la fibra ventricular? Cul
es su importancia fisiolgica?.
9. Analice al menos 3 electrocardiogramas patolgicos con sus
respectivas figuras.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
21
2015
En la figura obtenida del ECG, reconozca y mida las ondas y su
duracin en tiempo
Preguntas actividad:
Qu ocurre con la frecuencia cardiaca cuando se estimula
directamente el corazn?
Qu ocurre cuando se estimula el corazn a travs del nervio
vago?
Qu receptores se estarn estimulando en cada caso en la clula
muscular cardaca?
Explique los efectos de cada compuesto aplicado, en la actividad
cardiaca.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
22
2015
ACTIVIDAD N2: MEDICION DE LA PRESION ARTERIAL SISTEMICA
La presin en la aorta y en las arterial braquiales y otras
arterias grandes en un adulto normal
joven, aumenta hasta alcanzar su valor mximo (presin sistlica)
de casi 120 mm Hg durante cada ciclo
cardaco y disminuye a un valor mnimo (presin diastlica) cercano
a 70 mm Hg. La presin de pulso
es aproximadamente de 50 mm Hg y corresponde a la diferencia
entre la presin sistlica y diastlica.
La presin arterial media, es la presin promedio durante todo el
transcurso del ciclo cardaco; como la
sstole es ms corta que la distole, la presin media es algo menor
que el valor del punto medio entre
las presiones sistlica y diastlica y puede determinarse de
manera eficaz slo mediante la integracin
del rea de la curva de presin; no obstante como una aproximacin,
la presin media equivale a la
presin diastlica ms la tercera parte de la presin de pulso. La
presin arterial se puede medir en
forma directa, insertando una cnula en una arteria y el uso de
transductores de presin. Sin embargo, la
presin arterial en el ser humano se mide habitualmente por el
mtodo auscultatorio.
El mtodo auscultatorio para medir la presin arterial sistmica es
un procedimiento indirecto y
no invasivo, que se aplica de rutina en todos los servicios
mdicos.
Objetivo:
Determinar las presiones arteriales mediante el mtodo
auscultatorio y observar los cambios en el flujo
sanguneo mientras se mide la presin arterial.
Materiales:
-
- Manmetro
- Brazalete
- Fonendoscopio
Metodologa:
a) Se coloca el brazalete en el brazo
correspondiente
b) Se palpa el pulso de la arteria cubital a
nivel del pliegue del codo
c) Se coloca la cpsula del fonendoscopio en
ese lugar, debiendo existir un espacio libre
de alrededor de 5 cm entre el borde inferior
del brazalete y el lugar en que se coloca la
cpsula del fonendoscopio.
d) Se eleva rpidamente la presin a 150 mm
Hg, insuflando aire al manguito, con lo que
desaparecen los peridicos ruidos arteriales.
e) A continuacin se deja escapar lentamente
el aire, moviendo el tornillo anexo a la pera
de insuflacin y se auscultan los ruidos
arteriales; al mismo tiempo se observa el
descenso de la columna de mercurio en el
manmetro. La presin sistlica corresponde
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
23
2015
a la aparicin de los primeros ruidos que se perciben durante el
descenso de la presin, y la presin
diastlica corresponde al momento en que se reducen notoriamente
dichos ruidos, o en su defecto,
cuando dichos ruidos arteriales desaparecen del todo.
f) Se repiten estas mediciones 2 o 3 veces con intervalos de a
lo menos 2 minutos, hasta obtener valores
consistentes, experimentando con distintas velocidades de escape
de aire, es decir, con una mayor o
menor velocidad en el descenso de la columna de mercurio.
g) Calcule la presin de pulso y la presin arterial media
h) Pdale a un estudiante del grupo que se coloque en posicin
horizontal, mdale la presin arterial y la
frecuencia cardiaca. Sin sacar el brazalete, indquele que se
ponga de pi rpidamente y vuelva a medir
los mismos parmetros. Compare con los valores anteriores
i) Mida la presin arterial antes y despus de realizar una
maniobra de Valsalva.
j) Mida presin arterial y frecuencia cardiaca antes e
inmediatamente despus de pedalear durante 5
minutos en una bicicleta ergomtrica a una intensidad
correspondiente al 70% de su frecuencia cardiaca
mxima terica.
Discuta los resultados obtenidos con su profesor.
Sonidos de Korotkoff: mediante estudios angiogrficos y tcnicas
ultrasnicas, se ha demostrado que la
primera aparicin de los ruidos caractersticos (presin sistlica)
coincide con el pasaje de sangre por la
arteria en la zona de compresin braquial. Luego los sonidos
sistlicos aumentan de intensidad y de
duracin, para disminuir despus a medida que disminuye la presin
en el manguito. Estos ruidos se
hacen ms sordos y apagados, llegando a desaparecer del todo a
presiones inferiores a la diastlica.
Cuando fluye sangre por un vaso sanguneo de paredes colapsables
y la presin transmural es negativa
(presin interior menor que la presin exterior), entonces pueden
originarse
autoscilaciones en la pared vascular a causa del flujo
intermitente de la sangre en su interior.
CUESTIONARIO
a. El tiempo en que aparece el primer sonido Korotkoff se
corresponde con la primera aparicin de
flujo?
b. Podra Ud. usar la medicin de pulso para reemplazar el
fonendoscopio?
c. Cmo se regula la presin arterial media?
d. Por qu es necesaria la regulacin de la presin arterial
media?
e. Por qu los pacientes hipertensos no deben realizar ejercicios
isomtricos?
f. Qu diferencia existe entre los conceptos de presin sangunea y
presin arterial?
g. A que corresponde la preeclamsia?
h. Qu factores afectan la presin arterial?
Cambios en el lumen arterial debido al cono de presin del
brazalete
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
24
2015
ACTIVIDAD N3: EFECTO DEL RADIO DE LOS VASOS EN LA
HEMODINMICA
Qu ocurre con el flujo cuando hacer variar en el sistema, el
radio, la viscosidad o el largo de una vaso?
Haga una relacin entre estas variables y discuta los efectos que
esto tendra en el sistema vascular, cite
ejemplos.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
25
2015
LABORATORIO N6: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
FROTIS SANGUNEO, ANALISIS DEL HEMATOCRITO Y
GRUPOS SANGUNEOS
INTRODUCCIN
El trmino de tejido sanguneo es un tejido conectivo altamente
especializado, cuya matriz
extracelular es liquida y se denomina plasma, adems cuenta con
elementos formes que corresponden a
las clulas sanguneas: leucocitos, eritrocitos y plaquetas.
En cuanto a los Grupos sanguneos, Berstein puso de manifiesto
que este sistema llamado ABO
consista en tres alelos de un nico gen: A, B y O; que determinan
4 grupos fenotpicos diferentes:: A -
B - AB O. Los alelos A y B exhiben codominancia y a su vez son
dominantes con respecto a O.
El alelo A produce en la sangre un antgeno A, el alelo B produce
el antgeno B y el O no
produce ningn antgeno. Estos antgenos son mucopolisacridos y se
denominan aglutingenos,
encontrndose en la cara externa de la membrana plasmtica de los
eritrocitos.
Adems de los antgenos, los grupos A, B y O presentan anticuerpos
para cualquiera de los
antgenos A y B que no poseen. Estos anticuerpos o aglutininas
producidas por las clulas plasmticas y
linfocitos circulantes de la sangre, se denominan
isoaglutininas, pues se presentan naturalmente en el
suero, sin que sea necesaria la presencia del antgeno
correspondiente para su produccin.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
26
2015
Las transfusiones de sangre entre individuos de distintos tipos
ABO puede dar lugar a una
reaccin de aglutinacin, especialmente si se introducen grandes
cantidades de un tipo sanguneo
distinto.
Ottenberg estableci reglas prcticas para evitar accidentes, con
el siguiente esquema clsico, en
el cual el sentido de cada flecha indica que la transfusin slo
es posible en esa direccin.
Se puede deducir tambin que las personas del tipo O son dadoras
universales (ausencia de antgenos A y B).
Landsteiner y Wiener descubrieron un grupo de genes el sistema
Rhesus (Rh), de los cuales el
ms importante es el D por ser el ms antignico y las personas
son, para fines prcticos Rh positivas (si
poseen el antgeno D) o Rh negativas (si carecen de l). El alelo
D (+) es dominante con respecto al
alelo (-). Es el responsable de la incompatibilidad sangunea
materno-fetal.
OBJETIVOS
1. Identificar en microscopio ptico los elementos del tejido
sanguneo.
2. Comprender los mecanismos de identificacin de los grupos
sanguneos. 3. Analizar los resultados de Hematocrito obtenidos del
procesamiento de una muestra sangunea.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
27
2015
MATERIALES
1. Sangre fresca
2. Kit para determinacin de grupos sanguneos (Antisueros
comerciales)
3. Agua destilada
4. Tincin May-Grgualds-Giemsa
5. PBS
6. Portaobjetos y cubreobjetos
7. Algodn
8. Alcohol
9. Microscopio ptico
10. Capilar para micro-hematocrito
11. Centrifuga
ACTIVIDAD N1: REALIZACIN DE UN FROTIS SANGUNEO
Obtencin de sangre: limpiar con un algodn embebido en alcohol el
pulpejo del dedo, presionar
y pinchar con una aguja.
Dejar caer una gota en el extremo de un portaobjeto limpio y con
un extensor (cubre-objeto) realizar el
extendido.
Una vez seco el extendido, se cubre el frotis con May-Grgualds,
se deja 5 minutos. Luego se
agrega de 3 a 5 gotas de PBS (tampn fosfato-salino), soplar
suavemente para homogenizar la solucin,
se deja as 3 minutos.
Posteriormente se debe lavar el frotis (sumergirlo 5 veces a un
vaso que contenga PBS).
Luego se cubre el frotis con una dilucin de Giemsa (por cada 1
ml de PBS, 3 gotas de Giemsa),
se deja 15 minutos. Posteriormente se debe lavar el frotis 5
veces en PBS, luego se deja secar.
Se observa en 100X (usando aceite de inmersin)
NOTA: En el frotis se presentan 3 zonas (cabeza, cuerpo y cola),
pero para poder observar se
debe fijar entre el cuerpo y la cola, esta zona se reconoce
porque los glbulos rojos estn unos al lado
del otro y se observa la depresin central o halo blanco.
En la cola los glbulos rojos estn deformados, totalmente
separados y no se les nota la
depresin central. En la cabeza los glbulos rojos estn aplanados
(por los puntos antes expuestos los
extremos cabeza y cola no son aptos para la observacin del
frotis sanguneo).
Una vez ubicada la zona optima, nos vamos al borde del frotis y
empezamos a realizar un zic-zac
por el frotis hasta llegar al otro extremo, de esta forma se
visualizarn todos los elementos formes
presentes, por ejemplo usted debe ser capaz de identificar las
diferencias entre glbulos rojos y glbulos
blancos, tratar de localizar a las plaquetas, identificar los
distintos tipos de leucocitos que se observan.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
28
2015
ACTIVIDAD N2: DETERMINACIN DE GRUPOS SANGUINEOS
Obtener sangre del pulpejo del dedo como se indica en la
actividad anterior y dejar caer una gota
de sangre sobre cada uno de los casilleros de un portaobjeto
previamente rotulados con los grupos
sanguneos. Figura 1.
Figura 1. Portaobjetos rotulados en casilleros con los grupos
sanguneos.
A continuacin, colocar donde corresponda una gota de suero Anti
A, una de suero Anti B, una
de suero Anti AB y una gota de antisuero Rh. Revolver suavemente
con unos palillos, esperar unos
minutos y determinar segn el proceso de aglutinacin a qu grupo
sanguneo y factor Rh corresponde.
Figura 2.
Figura 2.
Determinacin de grupos sanguneos.
Grupo sanguneo
1. Qu ocurre en cada una de las gotas?
2. De qu forma determina los grupos sanguneos?
A B A AB Rh
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
29
2015
ACTIVIDAD N3: DETERMINACIN DEL MICRO-HEMATOCRITO
Materiales tubo de hematocrito
Centrifuga
Rotor de hematocrito
Regla
Anlisis.
Determine con una regla las distancias totales y la con glbulos
rojos
Frotis de sangre
1. Cul es la clula ms abundante del preparado?
2. De los leucocitos, cules fueron los que pudo observar? Cul es
la funcin de cada uno?
3. Cul es la funcin de las plaquetas? Cmo se originan?
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
30
2015
LABORATORIO N7: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
VOLUMENES PULMONARES ESPIROMETRA, CONTROL DE LA RESPIRACION
INTRODUCCIN
El intercambio de gases entre el aire y la sangre ocurre en los
sacos alveolares. La eficacia del
intercambio de gases es dependiente de la ventilacin:
movimientos respiratorios cclicos que
alternadamente inflan y desinflan los sacos alveolares. La
inspiracin recambia el aire de los alvolos
por aire atmosfrico fresco y la espiracin quita el aire
consumido el que tiene una menor presin de
oxgeno y mayor de CO2.
Muchos aspectos importantes de la funcin pulmonar se pueden
determinar, midiendo flujo areo
y los cambios correspondientes en el volumen pulmonar. En el
pasado esto se hizo respirando
normalmente en una campana espiromtrica en la cual el nivel de
una de la campanilla flotante en un
tanque daba una medida de cambios de volumen pulmonares.
En la actualidad, se puede medir el flujo areo directamente con
un neumotacmetro (la palabra
se deriva de races griegas que significan (dispositivo que mide
velocidad de la respiracin). El neumotacmetro PowerLab se muestra
en la Fig 2. El cabezal de flujo contiene una malla fina; el
aire
respirado a travs de la malla da lugar a una diferencia de
presin pequea que es (dentro de ciertos
lmites) proporcional al flujo. Dos tubos plsticos pequeos
transmiten la diferencia de presin al
espirmetro dnde un transductor convierte el signo de presin en
un voltaje cambiante que se graba por
el PowerLab y es desplegado con el software Chart.
Una complicacin que surge en la medida de volmenes pulmonares,
es causada por la diferencia
en la temperatura del aire que entra al espirmetro (temperatura
ambiente) y el aire exhalado de los
pulmones (temperatura corporal). El volumen de gas se expande
con el calor, por consiguiente el
volumen areo espirado de los pulmones ser ligeramente mayor que
el inspirado. Para reducir estas
diferencias, el flujo tiene que ser integrado separadamente
durante la inspiracin y espiracin, siendo el
volumen inspiratorio corregido por un factor BTPS (temperatura
del cuerpo, presin atmosfrica
saturada con vapor de agua). La extensin del Chart 'Spirometry'
puede hacer esta correccin.
La espirometra permite visualizar, medir y calcular muchos
componentes de la funcin
pulmonar (como se muestra en la Fig 1).
Figura 1. Volmenes y Capacidades Pulmonares
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
31
2015
La respiracin consiste en ciclos repetidos de inspiracin
seguidos por espiracin. Durante el
ciclo respiratorio, un volumen especfico de aire es arrastrado
al interior y luego espirado fuera de los
pulmones; este volumen es el volumen corriente o tidal (VT). En
la ventilacin normal, la frecuencia
respiratoria (R) es aproximadamente 15 ciclos respiratorios por
minuto. Este valor vara con el nivel de actividad.
El producto de R y VT corresponde a la ventilacin pulmonar (VE).
Este parmetro tambin cambia segn el nivel de actividad. La
capacidad total de los pulmones comprende cuatro volmenes
pulmonares funcionales: el volumen corriente (VT), volumen de
reserva inspiratorio (IRV), volumen de
reserva espiratorio (ERV) y el volumen residual (RV). Hay cinco
capacidades pulmonares que son la
suma de dos o ms volmenes pulmonares: capacidad inspiratoria
(IC), capacidad espiratoria (EC),
capacidad residual funcional (FRC), la capacidad pulmonar total
(TLC) y la capacidad vital (VC).
Observe que RV, FRC, y TLC no pueden ser medidos por el
espirmetro.
Los parmetros forzados, los cuales evalan la habilidad de
ventilar los pulmones con el esfuerzo
voluntario mximo, son a menudo de mayor valor clnico que las
capacidades y los volmenes
pulmonares simples. El volumen espiratorio en un segundo (FEV1),
el flujo inspiratorio mximo (PIF) y
el flujo espiratorio mximo (PEF) son fuertemente afectados por
la resistencia de la va area y son
importantes en la deteccin y monitoreo de desrdenes obstructivos
(bronquitis, enfisema y asma). La
capacidad vital forzada (FVC) o sea el mximo volumen de aire que
se puede espirar en el menor tiempo
posible despus de una inspiracin mxima, se encuentra reducida en
los desrdenes restrictivos como
la fibrosis pulmonar. En condiciones normales, el FEV1
representa alrededor del 80% de la FVC.
En los experimentos siguientes simulars una espirometra y medirs
cada uno de estos
volmenes respiratorios utilizando un par de pulmones mecnicos.
Sigue las instrucciones de la seccin
Primeros Pasos al comienzo de este anual de laboratorio para
iniciar PhysioEx. Del Men principal
selecciona Mecanismo del Sistema Respiratorio (espiratory System
Mechanics). Vers la pantalla de
inicio experimento Volmenes Respiratorios (Respiratory Volumes.
A la izquierda hay un recipiente
grande que simula la cavidad torcica) que contiene un tubo de
aire, Este tubo parece una Y invertida.
En los extremos de la Y hay dos envases esfricos, simulando los
pulmones, los cuales fluir el aire. Encima del recipiente estn los
troles para ajustar el radio del tubo de suministro de los
pulmones.
Este tubo simula la trquea y otras vas areas de los pulmones.
Debajo de los pulmones hay una
plataforma negra que simula el diafragma. El diafragma se mover
hacia abajo, simulando su
contraccin y aumentando el volumen de la cavidad torcica para
hacer entrar aire en los pulmones;
despus se mover hacia arriba, simulando su relajacin y
disminuyendo el volumen de la cavidad
torcica para expulsar el aire hacia fuera. En la parte inferior
del recipiente hay tres botones: un botn
de Iniciar (Start), un botn de ERV (volumen espiratorio de
reserva) y un botn de FVC (capacidad vital
mxima). Pulsando sobre Iniciar (Start) los pulmones simulados
comenzarn a respirar a un volumen
corriente normal; pulsando ERV (volumen espiratorio de reserva)
hars que los pulmones espiren tanto
aire como les sea posible ms all del volumen corriente; y
pulsando FVC (capacidad vital mxima) los
pulmones expulsarn todo el aire posible despus de haber
realizado la inspiracin ms profunda
posible.
En la parte superior derecha est la pantalla del osciloscopio
que mostrar grficamente los
volmenes respiratorios. Observa que el eje Y indica litros en
lugar de mililitros. El eje X muestra el
tiempo transcurrido, correspondiendo la longitud total de la
pantalla a 60 segundos. Debajo de la
pantalla del osciloscopio hay una serie de indicadores de datos.
A lo largo de toda la parte inferior de tu
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
32
2015
pantalla hay un mdulo de registro de datos. Pulsando Guardar
Datos (Record Data) despus de un
experimento aparecern los datos de ese experimento en tu
pantalla.
1. Asegrate de que el radio del tubo de aire est en 5.00 mm.
Para ajustar el radio, pulsa los
botones (+) o (-) junto al indicador del radio.
2. Pulsa el botn Iniciar (Start). Observa la pantalla del
osciloscopio. Cuando el trazado
alcance la marca de 10 segundos en la pantalla, pulsa el botn
ERV (volumen espiratorio de reserva)
para obtener el volumen espiratorio de reserva.
3. Cuando el trazado alcance la marca de 30 segundos en la
pantalla del osciloscopio, pulsa
FVC (capacidad vital mxima) para obtener la capacidad vital
mxima.
4. Una vez que el trazado llegue al extremo de la pantalla,
pulsa el botn Detener (Stop) y
despus Guardar Datos (Record Data).
5. Recuerda que puedes imprimir tu trazado o tus datos guardados
pulsando Herramientas
(Tools) en la parte superior de la pantalla y seleccionando
Imprimir Grfica (Print Graph) o Imprimir
Datos (Print Data).
A partir de los datos que has guardado puedes calcular el
volumen respiratorio por minuto: la
cantidad de aire que entra y sale de los pulmones en 1 minuto.
La frmula para calcular el volumen
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
33
2015
respiratorio por minuto es: Volumen respiratorio por minuto =
volumen corriente x bpm (respiraciones
por minuto)
Pulsa Herramientas (Tools) y luego Calculadora. Calcula y anota
el volumen respiratorio por
minuto:
A juzgar por el trazado que generaste, durante cuntos segundos
tuvo lugar la
inspiracin?________________
Durante cuntos segundos tuvo lugar la espiracin?
________________
La duracin de la inspiracin o de la espiracin vara durante ERV
(volumen espiratorio de
reserva) o durante FVC (capacidad vital
mxima)?________________
6. Pulsa Borrar Trazados (Clear Tracings) antes de proceder a
realizar la siguiente actividad.
No borres tus datos guardados los necesitars para la actividad
siguiente.
Actividad 2:
Efecto de la restriccin del flujo de aire sobre los volmenes
respiratorios
1. Ajusta el radio del tubo de aire a 4.00 mm pulsando el botn (
- ) junto al indicador del radio.
Repite los pasos 2 a 5 de la actividad anterior, asegurndote de
pulsar Guardar Datos (Record Data).
Compara este conjunto de datos con los datos que guardaste de la
Actividad 2.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
El funcionamiento del sistema respiratorio es mejor o peor que
en la actividad anterior? Explica
por qu.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Pulsa Borrar Trazados (Clear Tracings).
3. Reduce el radio del tubo de aire otros 0.50 mm, hasta 3.50
mm.
4. Repite los pasos 2 a 6 de la Actividad 2.
5. Reduce el radio del tubo de aire otros 0.50 rnm, hasta 3.00
mm.
6. Repite los pasos 2 a 6 de la Actividad 2.
Cul fue el efecto de la reduccin del radio del tubo de aire
sobre los volmenes respiratorios?
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Qu simula el tubo de flujo en el cuerpo humano?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
34
2015
Cules podran ser algunas causas de la reduccin del flujo de aire
a los pulmones?
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Cmo afecta el aumento en la concentracin de CO2 a la frecuencia
respiratoria? Y por qu?
____________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
Pulsa Herramientas (Tools). Imprimir Datos (Print Data) para
imprimir tus datos.
Expresa tus datos de FEV1(volumen espiratorio mximo) como
porcentaje de la capacidad vital,
rellenando la tabla siguiente (es decir, toma el valor de FEV1y
divdelo por el valor de la capacidad vital
para cada lnea de datos).
Radio FEV, Capacidad
vital FEV, (%)
5.00
4.00
3.50
3.00
Factores que influyen en la respiracin
Muchos factores influyen sobre la respiracin. La
distensibilidad, o capacidad de la pared
del trax o del pulmn para dilatarse, es uno de ellos. Si la
pared torcica o los pulmones no pueden
dilatarse, la capacidad respiratoria se ver comprometida. El
tensioactivo, un material lipdico secretado
al fluido alveolar, es otro factor. El agente tensioa ctivo,
acta para disminuir la tensin superficial del
agua en el fluido que reviste las paredes de los alvolos. Sin el
agente tensio activo, la tensin superficial
del agua hara que los alvolo s se colapsaran despus de cada
respiracin. Un tercer factor que influye
en la respiracin es cualquier lesin de la pared torcica que
tenga como resultado su perforacin. Tal
perforacin elevara la presin intratorcica hasta el valor de la
presin atmosfrica, impidiendo que la
contraccin del diafragma disminuyera la presin intratorcica y,
por lo tanto, que el aire fuera
conducido al interior de los pulmones. (Recuerda que la
circulacin del aire se consigue por la
generacin de una diferencia de presin entre la presin atmosfrica
del exterior de la cavidad torcica y
la presin intratorcica).
En la siguiente actividad investigaremos el efecto del agente
tensioactivo. Pulsa
Experimento (Experiment) en la parte superior de la pantalla y
despus selecciona Factores que Influyen
en la Respiracin (Factors Affecting Respiration). La pantalla de
inicio se parecer a la Figura 7.2.
Observa los cambios en el equipo de encima del tubo de aire.
Pulsando el botn de Agente Tensioactivo
(Surfactant) aadirs una cantidad predeterminada de tensioactivo
a los pulmones. Pulsando Limpiar
(Flush) limpiars lo pulmones de tensio activo. Observa tambin
que se han aadido vlvulas a los lados
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
35
2015
de cada pulmn simulado. Al abrir las vlvulas permitirs que la
presin en el interior del recipiente (la
cavidad torcica) se iguale a la atmosfrica. Finalmente, fjate en
los cambios en los indicadores
debajo de la pantalla del osciloscopio. Flujo Izquierdo
(FlowLeft) y Presin Izquierda (PressureLeft) se
refieren al flujo de aire y a la presin en el pulmn izquierdo;
Flujo Derecho (FlowRight) y Presin
Derecha (PressureRight) se refieren al flujo de aire y a la
presin en el pulmn derecho. Flujo Total
(TotalFlow) es la suma del flujo izquierdo y del flujo
derecho.
El efecto del agente tensioactivo sobre los volmenes
respiratorios
1. El mdulo de registro de datos de la parte inferior de la
pantalla debe estar sin datos. Si no lo
est, pulsa Borrar Tabla (ClearTable).
2. El radio del tubo de aire se debe fijar en 5.0 mm y la
frecuencia de bombeo en 15
strokes/minuto.
3. Pulsa Iniciar (Start) y deja que el trazado recorra toda la
longitud de la pantalla del
osciloscopio. Pulsa entonce Guardar Datos (Record Data). Esto
servir como referencia, o control, para
tus experimentos. Si lo deseas, puede pulsar Herramientas
(Tools) y despus Imprimir Grfica
(PrintGraph) para imprimir tu trazado.
4. Pulsa Agente Tensioactivo (Surfactant) dos veces para agregar
el tensioactivo al sistema.
Repite el paso 3.
Qu le sucede al volumen corriente cundo se aade el
tensioactivo?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Como resultado del cambio en el volumen corriente, qu le sucede
al flujo de cada pulmn y al
flujo total de aire?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Por qu sucede esto?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Recuerda, puedes pulsar Herramientas (Tools) y despus Imprimir
Datos (PrintData) o Imprimir
Grfica (PrintGraphs) para imprimir tus resultados.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
36
2015
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
37
2015
Efecto de la perforacin de la cavidad torcica
Recuerda que, si la pared de la cavidad torcica es perforada, a
presin intratorcica se igualar a
la atmosfrica de forma que el pulmn no podr hincharse. Este
trastorno se conoce como neumotrax, y
lo investigaremos en esta actividad.
No borres tus datos de la actividad anterior.
Si hay algunos trazados en la pantalla del osciloscopio, pulsa
Borrar Trazados (Clear Tracings).
Pulsa Limpiar (Flush) para eliminar el agente tensioacivo de la
actividad anterior.
Asegrate de que el radio del tubo de aire est fijado a 5.0 mm y
que la Frecuencia de Bombeo
(PumpRate) est fijada a 15 bombeas/minuto.
Pulsa Iniciar (Start) y deja que el trazado recorra toda la
longitud de la pantalla del osciloscopio.
Observa los indicares de presin y cmo se van alternando los
valores positivos y negativos.
Pulsa Guardar Datos (Record Data).
Ahora pulsa la vlvula del pulmn izquierdo en la que se lee
vlvula cerrada.
Pulsa Iniciar (Start) y deja que el trazado recorra toda la
longitud de la pantalla del osciloscopio.
Pulsa Guardar Datos (Record Data).
Qu le sucedi al pulmn izquierdo cuando pulsaste el botn de la
vlvula? Por qu?
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
38
2015
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Qu le ha sucedido al Flujo Total (Total flow rate)?
Cul es la presin en el pulmn izquierdo?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Se ha visto afectada la presin en el pulmn derecho?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Si no hubiera nada que separara el pulmn izquierdo del derecho,
qu habra sucedido cuando
abriste la vlvula del pulmn izquierdo? Por qu?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Ahora pulsa de nuevo la vlvula del pulmn izquierdo, cerrndola.
Qu ocurre? Por qu?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Pulsa Reiniciar (Reset) (junto al botn Limpiar (Flush) en la
parte superior del tubo de aire).
Qu ha sucedido?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Describe la relacin que debe existir entre la presin
intratorcica y la presin atmosfrica para
que el aire entre en los pulmones.
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Disea tu propio experimento para probar el efecto de la apertura
de la vlvula del pulmn
derecho. Habra alguna diferencia con respecto al efecto de abrir
la vlvula del pulmn izquierdo?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Recuerda, puedes pulsar Herramientas (Tools) y despus Imprimir
Datos (Print Data) o Imprimir
Grfica (PrintGraphs) para imprimir tus resultados.
Variaciones en la respiracin:
Normalmente la ventilacin alveolar va en consonancia con las
necesidades tisulares. La
adecuacin de la ventilacin alveolar se mide en trminos de presin
parcial de dixido de carbono
(Pco2), El dixido de carbono es el componente principal para
regular la frecuencia respiratoria. La
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
39
2015
ventilacin (la frecuencia de la respiracin multiplicada por el
volumen corriente) mantiene las
presiones parciales normales de oxgeno y de dixido de carbono en
los pulmones y en la sangre. El
riego sanguneo pulmonar est acoplado a la ventilacin. Los
patrones de respiracin de un individuo
estn estrechamente regulados por los centros respiratorios del
cerebro de modo que los sistemas
respiratorios y circulatorio puedan trabajar juntos con
eficacia.
En la siguiente actividad examinars los efectos de la respiracin
rpida, de volver a
respirar el mismo aire espirado, y de contener la respiracin
sobre los niveles de dixido de carbono en
sangre. La respiracin rpida aumenta la frecuencia respiratoria y
la ventilacin alveolar llega a ser
excesiva para las necesidades tisulares. Ello da lugar a una
disminucin del cociente entre la produccin
de dixido de carbono y la ventilacin alveolar. Bsicamente, la
ventilacin alveolar llega a ser
demasiado elevada para la cantidad de dixido de carbono que se
produce. En volver a respirar el mismo
aire espirado, el aire se toma del que acaba de ser espirado,
con lo que la PC02 (la presin parcial de di
xido de carbono) en el alvolo (y posteriormente en la sangre) se
eleva. En contener la respiracin, no
hay ventilacin ni ningn intercambio de gas entre el alvolo y la
sangre.
Pulsa Experimento en la parte superior de la pantalla y
selecciona Variaciones en la
Respiracin (Variationsin Breathing). Vers la siguiente pantalla,
mostrada en la Figura 7.3. Esta
pantalla es muy similar a las otras con las que has estado
trabajando. Observa los botones para la
Respiracin Rpida (Rapid Breathing), el Volver a Respirar el
mismo Aire Espirado (Rebreathing), el
Contener la Respiracin (Breath Holding) y la Respiracin Normal
(Normal Breathing) pulsando cada
uno de estos botones inducirs ese patrn de respiracin. Observa
tambin los indicadores para PC02
(presin parcial de dixido de carbono), Pco2Mxima (presin parcial
mxima de dixido de carbono),
Pco2 Mnima (presin parcial mnima de dixido de carbono) y
Frecuencia de Bombeo (PumpRate).
Actividad 6:
Respiracin Rpida
1. La pantalla del osciloscopio y el mdulo de registro de datos
deben estar vacos y limpios. Si
no es as, pulsa Borrar Trazados (Clear Tracings) o Borrar Tabla
(Clear Table).
El radio del tubo de aire se debe fijar a 6.0. Si no lo est,
pulsa los botones (+) o (-) junto al
indicador del radio para ajustarlo.
Pulsa Iniciar (Start) y lleva a cabo un experimento de
referencia. Recuerda pulsar Guardar Datos
(Record Data) al final del experimento. Deja el trazado de
referencia en la pantalla del osciloscopio.
Pulsa de nuevo Iniciar (Start), pero esta vez pulsa el botn de
Respiracin Rpida (Rapid
Breathing) cuando el trazado llegue a la marca de 10 segundos en
la pantalla del osciloscopio. Observa
los niveles de Pco2 en los indicadores.
Deja que finalice el trazado, despus pulsa Guardar Datos (Record
Data).
Qu sucede con la Pco2 durante la respiracin rpida?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Por qu?
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
40
2015
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Recuerda, puedes pulsar Herramientas (Tools) y despus Imprimir
Datos (PrintData) o Imprimir
Grfica (PrintGraphs) para imprimir tus resultados. Pulsa Borrar
Trazados (Clear Tracings) antes de
continuar con la siguiente actividad.
Actividad 7:
Volver a respirar el mismo aire espirado
Repite la actividad 6, excepto que esta vez pulsa el botn de
volver a Respirar el Aire Espirado
(Rebreathing) en lugar botn de Respiracin Rpida (Rapid
Breathing).
Qu sucede con la Pco2 durante la respiracin del aire
espirado?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Por qu?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cambia el flujo total de aire?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Por qu?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Cmo es el trazado de volver a respirar el aire espirado en
comparacin con tu registro de
referencia? (Observa cuidadosamente las diferencias pueden ser
sutiles).
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Por qu?
______________________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Pulsa Borrar Trazados (Clear Tracings) para limpiar la pantalla
del osciloscopio.
Actividad 8:
Contener la respiracin
1. Pulsa Iniciar (Start) y lleva a cabo un experimento de
referencia. Recuerda pulsar Guardar
Datos (Record Data) al final del experimento. Deja el trazado de
referencia en la pantalla del
osciloscopio.
2. Pulsa de nuevo Iniciar (Start), pero esta vez pulsa el botn
de Contener la Respiracin (Breath
Holding) cuando el trazado llegue a la marca de 10 segundos en
la pantalla del osciloscopio. Observa la
Pco2en los indicadores.
3. Cuando alcance la marca de 20 segundos pulsa Respiracin
Normal (Normal Breathing) y deja
que finalice el trazado.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
41
2015
4. Pulsa Guardar Datos (Record Data).
Qu sucede con la Pco2 durante el momento de contener la
respiracin? Por qu?
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Qu cambio se observ cuando volviste a la Respiracin Normal
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Que ocurre con el pH en relacin a la presin parcial de CO2 y la
acumulacin de HCO3-
Discuta los resultados.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
42
2015
LABORATORIO N8: PRACTICO DE FISIOLOGIA HUMANA
FISIOLOGA DEL SISTEMA RENAL
Objetivos
1. Definir nefrn, corpsculo renal, tbulo renal, arteriola
aferente, filtracin glomerular, arte-
riola eferente, aldosterona, ADH y reabsorcin.
2. Describir los componentes y las funciones de una nefrn.
3. Entender cmo afecta el dimetro arterial a la funcin de la
nefrn.
4. Entender cmo influye la presin arterial en la funcin de la
nefrn.
5. Explicar el proceso de la reabsorcin.
6. Explicar el papel de los transportadores en la reabsorcin de
glucosa.
7. Entender las acciones de la ADH y de la aldosterona en la
reabsorcin de solutos y en la
absorcin de agua.
Los riones son rganos excretores y reguladores. Al excretar agua
y solutos, los riones son
responsables de eliminar del organismo los productos de desecho
y el exceso de agua. Los riones
regulan 1) la osmolaridad del plasma, o concentracin de una
solucin expresada como osmoles de
soluto por litro de solvente; 2) el volumen plasmtico; 3) el
equilibrio cido-base; 4) el equilibrio de
electrlitos; 5) la excrecin de desechos metablicos y de
materiales extraos, y 6) la produccin y la
secrecin de hormonas que regulan la osmolaridad y el equilibrio
de electrlitos. Todas estas
actividades son extremadamente importantes para mantener la
homeostasis en el organismo.
Los riones estn situados entre la pared abdominal posterior y el
peritoneo abdominal. Aunque
muchos libros de texto representan los riones directamente
enfrente uno del otro, realmente el rin
derecho est un poco ms bajo que el izquierdo. Cada rin humano
contiene aproximadamente 1,2
millones de nefrns, las unidades funcionales del rin. Cada nefrn
se compone de un corpsculo renal
y de un tbulo renal. El corpsculo renal consiste en un penacho
de capilares, denominado glomrulo,
que est encerrado por una cpsula llena de lquido denominada
cpsula de Bowman. Una arteriola
aferente proporciona sangre al glomrulo. A medida que la sangre
atraviesa los capilares glomerulares,
el plasma sin protenas se filtra hacia la cpsula de Bowman, un
proceso denominado filtracin
glomerular. Depus, una arteriola eferente drena el glomrulo de
la sangre restante. El lquido filtrado
fluye desde la cpsula de Bowman hasta el comienzo del tbulo
renal, denominado tbulo contorneado
proximal, sigue despus hasta el tbulo recto proximal, seguido
por el asa de Henle, una curva en forma
de horquilla en U. El lquido filtrado fluye luego al tbulo
contorneado distal antes de alcanzar el
tbulo conector (connecting tubule) y el conducto colector, donde
se recoge la orina. El tbulo distal y
el conducto colector estn formados por dos tipos de clulas: las
clulas principales y las clulas
intercaladas. Las clulas principales reabsorben Na + yagua y
secretan K+. Las clulas intercaladas
secretan H+ o HC03 - y son, por lo tanto, muy importantes en la
regulacin del equilibrio cido/base.
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
43
2015
Filtracin Glomerular
La sangre entra en el glomrulo desde la arteriola aferente. Las
fuerzas de Starling (los gradientes de
presin hidrosttica y osmtica) conducen al plasma sin protenas
desde la sangre, a travs de las
paredes de los capilares glomerulares hasta la cpsula de Bowman.
Lafiltracin glomerunr es un ndice
de la funcin del rin. En los seres humanos, la filtracin oscila
entre 80 y 140 ml/min, de modo que en
24 horas los glomrulos filtran alrededor de 180 litros de
plasma. El filtrado que se forma est
desprovisto de partculas celulares y esencialmente no contiene
protenas. La concentracin de sales y de
molculas orgnicas es similar a la de la sangre. La produccin
normal de orina es 1-1,5 litros/24 horas.
La diferencia es reabsorbida por el organismo. Normalmente, solo
se filtra cerca del 20% de la sangre
que entra en la nefrn, debido a la presin osmtica de la sangre
(presin onctica) y a la presin
hidrosttica de los fluidos de la cpsula de Bowman. La filtracin
glomerular se puede alterar
cambiando la resistencia de la arteriola aferente, la presin de
la arteriola eferente, o el tamao de la
superficie de filtracin, o por un proceso denominado
autorregulacin renal.
Una vez formado el filtrado, el nefrn debe reabsorber los
materiales que necesita el organismo y
excretar los materiales innecesarios. Mientras que cada da se
filtran hasta 180 litros, en la orina se
excretan menos del 1 % del agua filtrada, de cloruro sdico y de
otros solutos. Ms del 67% de esta
reabsorcin tiene lugar en el tbulo contorneado proximal. El
tbulo contorneado distal y el conducto
colector reabsorben aproximadamente el 7% del NaCl filtrado,
secretan una cantidad variable de K+ y
de H+ y reabsorben una cantidad variable de agua. Es en esta
parte distal de la nefrn donde actan las
hormonas para reabsorber agua y electrlitos. La aldosterona
regula la reabsorcin de NaCl (y as
tambin su excrecin). La ADH (hormona antidiurtica) produce un
incremento de la permeabilidad del
tbulo distal y del conducto colector, promoviendo la absorcin de
agua desde el lquido filtrado. La ADH se considera la hormona ms
importante del organismo para regular el equilibrio hdrico.
En las tres primeras actividades te concentrars en cmo el
dimetro y la presin arteriales afectan a
la filtracin glomerular y al volumen de orina. Del Men
Principal, selecciona Fisiologa del Sistema
Renal (Renal System Physiology).
Pulsa Ayuda (Help) en la parte superior de la pantalla y
selecciona despus Globos Activos (Balloons On). Mueve ahora tu ratn
alrededor de la nefrn simulada en la parte amarilla de la pantalla.
Aparecern etiquetas en las distintas partes de la nefrn a medida
que pasas sobre ellas. Observa en
particular el glomrulo y la cpsula del glomrulo. Observa tambin
el tubo aferente y el tubo
eferente a la izquierda del glomrulo --stos representan las
arteriolas aferente y eferente que llevan y
que drenan la sangre desde el glomrulo. Puedes ajustar el radio
de cualquiera de estos tubos pulsando
sobre los botones (+) y (-) Junto a los tubos respectivos.
Tambin puedes ajustar la presin arterial del
recipiente de origen pulsando los botones (+) y (-) junto
indicador de Presin (mmHg) (Pressure).
Una vez que hayas identificado todo el equipo de la pantalla,
pulsa de nuevo Ayuda (Help) y selecciona Glob Inactivos (Balloons
Off) (no puedes seguir con el experimento a menos que las etiquetas
estn des activadas). En parte inferior izquierda de la pantalla hay
dos recipientes. El
recipiente de la izquierda, al que llamaremos el recipiente de
origen, representa el suministo de
sangre que llega al nefrn. Cuando se pulsa el botn Iniciar
(Start), la sangre fluir desde el recipiente de origen a la
arteriola aferente y luego al grupo de pequeos tubos que
representan el glomrulo. A
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
44
2015
medida que la sangre atraviesa el glomrulo, vers cmo se produce
la ultra filtracin (ultrafiltracin significa la filtracin desde el
plasma de cualquier cosa, excepto las protenas y las clulas). La
sangre
entonces ser drenada desde el glomrulo hasta el recipiente de
drenaje junto al recipiente de origen.
En el extremo del tubo de la nefrn vers la formacin de orina en
un depsito pequeo en la parte
inferior derecha de la pantalla. Para ver en accin un
experimento de prueba de este proceso pulsa el
botn Iniciar (Start). Al final del experimento, pulsa Rellenar
(Refill) debajo del recipiente de drenaje
antes de comenzar las actividades que siguen.
Pantalla de inicio del experimento de Simulacin de la filtracin
glomerular.
Actividad 1
Efecto del dimetro de la arteriola sobre la filtracin
glomerular
En esta actividad investigars cmo los dimetros de las arteriolas
aferente y eferente que conducen
hacia y desde el glomrulo pueden afectar a la filtracin
glomerular.
1. El indicador del radio aferente (Afferent Radius) debe
fijarse a 0.50 mm y el del radio eferente (Efferent Radius) a 0.45
mm. Si no lo estn, utiliza los botones (+) o (-) junto a los
indicadores de los
radios para ajustarlos.
2. Asegrate de que el recipiente de la izquierda est lleno. Si
no lo est, pulsa el botn Rellenar
(Refill).
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
45
2015
3. El indicador de presin (Pressure (mmHg)) que se encuentra
sobre el recipiente de la izquierda debera marcar 90 mm Hg. Si no
es as, pulsa los botones (+) o (-) junto al indicador para
ajustarlo.
4. Pulsa el botn Iniciar (Start). Observa los indicadores de la
presin glomerular (Glomerular Pressure) y de la filtracin
glomerular (Glomerular Filt. Rate) en la parte superior derecha de
la pantalla
a medida que la sangre atraviesa la nefrn, as como el indicador
del volumen de orina (Urine Volume)
en la parte inferior derecha de la pantalla.
5. Despus de que el recipiente de drenaje se haya llenado de
sangre, pulsa Guardar Datos (Record
Data). Estos sern tus datos de referencia para esta
actividad.
6. Pulsa el botn Rellenar (Refill).
7. Aumenta el radio aferente (Afferent Radius) en 0.05 mm y
repite los pasos 3 a 6, asegurndote de
pulsar Guardar Datos (Record Data) al final de cada experimento.
Mantn el resto de variables en sus
valores originales. Contina repitiendo la actividad hasta que
hayas alcanzado el radio aferente (Afferent
Radius) mximo de 0.60 rnm.
Compara estos datos con tus datos de referencia. Cmo afect el
aumento del radio de la arteriola
aferente a la filtracin glomerular?
8. Reduce el radio de la arteriola aferente (Afferent Radius)
hasta 0.30 rnm y pulsa Iniciar (Start).
En estas condiciones, fluye el lquido a travs del nefrn?
Cul es la filtracin glomerular?
Cmo es esta filtracin comparada con tus datos de referencia, y
por qu?
9. Utilizando la simulacin, disea y realiza un experimento para
probar los efectos del aumento o de la
disminucin del radio eferente (Efferent Radius).
Cmo afect el aumento del radio eferente a la filtracin
glomerular?
Cmo afect la disminucin del radio eferente a la filtracin
glomerular?
Cul podra ser la causa fisiolgica de un cambio en el radio de la
arteriola aferente o eferente?
Actividad 2:
Efecto de la Presin sobre la filtracin glomerular
A continuacin, investigars el efecto de la presin arterial sobre
la filtracin glomerular.
1. Bajo el indicador de Conjunto de Datos (Data Sets), resalta
Presin (Pressure). Esto te permitir guardar tus datos en una nueva
ventana de conjunto de datos. Siempre puedes recuperar tus datos de
la
actividad anterior resaltando el conjunto de datos Aferente
(Afferent).
2. Asegrate de que el recipiente de origen est lleno de sangre y
el recipiente de drenaje est vaco. Si
no es as, pulsa Rellenar (Refill).
-
[GUA PRCTICA DE LABORATORIOS DE FISIOLOGA ]
46
2015
3. Ajusta el indicador de presin (Pressure (mm Hg)) (encima del
recipiente de origen) a 70 mm Hg. Fija el radio aferente (Afferent
Radius) a 0.50 mm y el radio eferente (Efferent Radius) a 0.45
mm.
4. Pulsa el botn Iniciar (Start). Observa los indicadores de
Presin Glomerular tGlomerular Pressure)
y de Filtracin Glomerular (Glomerular Filtration Rate) en la
parte superior derecha de la pantalla.
5. Cuando hayas finalizado el experimento, pulsa el botn de
Guardar Datos (Record Data). Estos son
tus datos de referencia.
6. Aumenta la presin (Pressure (mm Hg)) en 5 mmHg y repite el
experimento. Contina aumentndola
de 5 en 5 rnm y repitiendo el experimento hasta que hayas
alcanzado la presin mxima de 100 mmHg.
Asegrate de pulsar Guardar Datos (Record Data) y Rellenar
(Refill) despus de cada experimento.
Qu le sucedi a la presin en el glomrulo a medida que aumentabas
la presin?
Qu ocurri con la filtracin glomerular? Compara el volumen de
orina de tus datos de referencia con
el volumen de orina cuando aumentaste la presin.
Cmo cambi el volumen de orina?
Por qu podra considerarse beneficioso para el organismo un
incremento del volumen de orina?
Actividad 3.
Efectos Combinados
En la primera actividad te fijaste en el dimetro de la arteriola
y su papel en la filtracin glomerular.
Despus examinaste el efecto de la presin sobre la filtracin
glomerular. En el cuerpo humano, ambos
efectos se producen simultneament