Fundamentos Esenciales de la Fisiología Humana: Sistemas Cardiovascular, Respiratorio y Renal

Sistema Cardiovascular: Fisiología y Anatomía

Funciones del Sistema Cardiovascular

• Transporte de O₂ y CO₂.
• Transporte de nutrientes y hormonas.
• Eliminación de desechos.
• Termorregulación.
• Prevención de deshidratación.

Anatomía Básica del Corazón

• 4 cavidades:
  • Aurículas (reciben sangre).
  • Ventrículos (eyectan sangre).
• Válvulas:
  • Tricúspide (lado derecho).
  • Mitral o bicúspide (lado izquierdo).
  • Semilunares: aórtica y pulmonar.
• Miocardio: Músculo del corazón.
• Pericardio: Membrana que envuelve el corazón.

Actividad Eléctrica y Conducción

Orden de Conducción

1. Nodo SA (marcapasos natural).
2. Aurículas.
3. Nodo AV.
4. Haz de His.
5. Fibras de Purkinje.

Electrocardiograma (ECG)

• Onda P: Despolarización auricular.
• QRS: Despolarización ventricular.
• Onda T: Repolarización ventricular.

Variables Cardíacas Clave

• FC (Frecuencia Cardíaca): 60–100 ppm (pulsaciones por minuto).
  • Bradicardia: <60 ppm.
  • Taquicardia: >100 ppm.
• VS (Volumen Sistólico): Sangre expulsada por latido.
• GC (Gasto Cardíaco) = FC × VS.
• Tensión Arterial (TA):
  • TAS (Sístole): 120–129 mmHg.
  • TAD (Diástole): 80–84 mmHg.
• Presión Diferencial: PAS − PAD.
• PAM (Presión Arterial Media) = [PAS + (PAD x 2)] / 3.

Regulación Cardiovascular

Sistema Nervioso

• Simpático: ↑ FC, ↑ contractilidad.
• Parasimpático: ↓ FC.

Vasos Sanguíneos y Regulación Química

• Adrenalina / NA (Norepinefrina, vía simpática):
  • Receptores α: Vasoconstricción.
  • Receptores β: Vasodilatación.
• Histamina, bradicinina: Vasodilatación.

Ley de Frank-Starling

A mayor precarga, mayor fuerza de contracción y mayor volumen sistólico.

Flujo Sanguíneo

• Depende de: volumen sanguíneo, resistencia periférica y FC.
• Venas: Más distensibles y con válvulas.
• Arterias: Paredes gruesas, soportan presión alta.

Sistema Respiratorio: Mecánica y Regulación

Funciones del Sistema Respiratorio

• Intercambio gaseoso.
• Regulación del pH (a través de CO₂).
• Filtrar, calentar y humidificar el aire.
• Protección mediante cilios y moco.
• Vocalización y termorregulación.

El mecanismo de filtración se da por la acción conjunta de los cilios (atrapan partículas y barren) y el moco (las atrapa, contiene linfocitos B).

Pulmones y Alvéolos

• Pleuras (interna y externa) con líquido pleural.
• Alvéolos y capilares sanguíneos (80-90%):
  • Células Tipo I (delgadas): Difusión, intercambio gaseoso.
  • Células Tipo II: Producen surfactante (evita el colapso alveolar).

Mecánica Ventilatoria

Inspiración

• Contracción del diafragma (músculo principal) → desciende.
• Aumenta el volumen torácico.
• Disminuye (↓) la presión intrapulmonar → entra aire.

Espiración

• En reposo: Pasiva (debido a la elasticidad pulmonar).
• Forzada: Involucra intercostales internos y abdominales.

Ley de Boyle

Aumento (↑) de volumen → Disminución (↓) de presión.

Intercambio Gaseoso (Fases)

1. Entrada de aire (ventilación).
2. Intercambio alveolar.
3. Transporte por la sangre.
4. Intercambio en tejidos.

Los movimientos se rigen por difusión según las Presiones Parciales de O₂ (PpO₂) y CO₂ (PpCO₂).

Regulación de la Respiración

Regulación Nerviosa

• Bulbo Raquídeo (centro principal):
  • GRD (Grupo Respiratorio Dorsal) → Inspiración.
  • GRV (Grupo Respiratorio Ventral) → Espiración forzada.
• Protuberancia: Coordina el ritmo.
• Sistema Límbico: Afecta la respiración (estrés, emociones).

Regulación Química

• Principal estímulo: Aumento (↑) de CO₂.
• Quimiorreceptores periféricos: Sensibles a O₂, CO₂ y pH.
• Quimiorreceptores centrales: Sensibles a CO₂ en el Líquido Cefalorraquídeo (LCR).

Patrones Respiratorios

• Eupnea: Respiración normal.
• Taquipnea: ↑ Frecuencia Respiratoria (FR) sin aumentar Volumen Corriente (VC).
• Hiperpnea: ↑ FR y/o VC por demanda metabólica.
• Hiperventilación: ↑ Ventilación sin causa metabólica.
• Apnea: Cese respiratorio.
• Hipoventilación: ↓ Ventilación alveolar.

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

Volúmenes

• VC (Volumen Corriente): 500 mL (Mujeres) – 500 mL (Hombres).
• VRI (Volumen de Reserva Inspiratoria): 1900–3000 mL.
• VRE (Volumen de Reserva Espiratoria): 700–1100 mL.
• VR (Volumen Residual): 1100–1200 mL.

Capacidades

• CI (Capacidad Inspiratoria) = VC + VRI.
• CV (Capacidad Vital) = VC + VRI + VRE.
• CPT (Capacidad Pulmonar Total) = VC + VRI + VRE + VR.
• CFR (Capacidad Funcional Residual) = VR + VRE.

Espirometría

• FEV1: Volumen de aire expulsado en 1 segundo.
• FVC: Capacidad Vital Forzada.
• FEV1/FVC: Indicador para detectar obstrucción.
• MVV: Máxima Ventilación Voluntaria.
• Patrones Restrictivos: ↓ Capacidad Vital (CV).
• Patrones Obstructivos: ↓ FEV1 / FEV1/FVC.

Sistema Renal y Equilibrio Hidroelectrolítico

1. Funciones del Riñón

• Regulación del volumen del LEC (Líquido Extracelular) → Controla la presión arterial.
• Regulación de la osmolaridad → Si ↑ osmolaridad → sed + liberación de ADH.
• Equilibrio iónico → Regulación de Na⁺, K⁺, Ca²⁺.
• Regulación del pH → Elimina H⁺ y recupera HCO₃⁻.
• Eliminación de desechos → Urea, creatinina, fármacos.

Función Hormonal

• Produce EPO (Eritropoyetina): Estimula la producción de glóbulos rojos cuando ↓ O₂.
• Libera Renina: Inicia el sistema RAA (Renina-Angiotensina-Aldosterona).
• Produce enzimas que activan otras hormonas.

2. Estructura y Unidad Funcional

El riñón se compone de corteza y médula.

La unidad funcional es la Nefrona:

• 80% corticales.
• 20% yuxtamedulares (importantes para concentrar la orina).

Partes de la Nefrona

• Corpúsculo renal (glomérulo + cápsula de Bowman): Filtra el plasma.
• Túbulo proximal.
• Asa de Henle (descendente + ascendente): Ubicada en la médula interna.
• Túbulo distal.
• Conducto colector: Forma la orina final.

3. Procesos Renales Esenciales

Filtración (Solo en Glomérulo)

Se filtra el 20% del plasma (180 L/día) → Resulta en 1.5 L de orina.

Las barreras del filtrado NO dejan pasar proteínas.

La Tasa de Filtración Glomerular (TFG) depende de:

• Presión hidrostática glomerular.
• Resistencia de arteriolas.

Cambios en TFG:

• ↑ Resistencia aferente → ↓ TFG.
• ↑ Resistencia eferente → ↑ TFG.

Regulación de la TFG:

• Mecanismo miogénico: Si ↑ Presión Arterial (PA) → vasoconstricción aferente.
• Retroalimentación túbulo-glomerular: Involucra la mácula densa y la renina.

Reabsorción (Túbulo → Sangre)

Recupera sustancias útiles. La mayor parte ocurre en el túbulo proximal.

Mecanismos:

• Bomba Na⁺/K⁺.
• Ósmosis para el agua.
• Cotransporte de glucosa, aminoácidos, etc.

Función del Asa de Henle:

• Descendente: Permeable al agua.
• Ascendente: Impermeable al agua → Saca Na⁺ y Cl⁻. Forma el gradiente que concentra la orina.

Secreción (Sangre → Túbulo)

Elimina:

• Fármacos.
• H⁺.
• Creatinina.

Este proceso es importante para el equilibrio de pH y la eliminación de toxinas.

Excreción

Conducto colector → pelvis renal → uréter → vejiga → uretra.

4. Hormonas Clave en la Función Renal

ADH / Vasopresina

• Permeabiliza el conducto colector.
• Reabsorbe solo agua, no sodio.
• Estímulos:
  • ↑ Osmolaridad plasmática (>280 mOsm).
  • ↓ Volumen sanguíneo.
  • ↓ Presión arterial.

Resultado: Orina concentrada.

Aldosterona

• Reabsorbe Na⁺.
• Secreta K⁺.
• Actúa en el túbulo distal y colector.
• Estímulos:
  • ↑ K⁺ plasmático.
  • ↓ Na⁺.
  • ↓ PA → Renina → Angiotensina II → Estimula Aldosterona.

Renina

• Se libera si ↓ presión en la arteriola aferente.
• Activa el sistema RAA.

Angiotensina II (ANG II)

• Efectos principales:
  • Vasoconstricción → ↑ PA.
  • ↑ ADH.
  • ↑ Sed.
  • ↑ Reabsorción de Na⁺ y agua.

5. Equilibrio Hidroelectrolítico

Agua

• Pérdidas: Orina > Sudor > Heces.
• Si hay sudoración excesiva: ↑ ADH → Orina más concentrada.

Sodio (Na⁺)

• Catión principal del LEC.
• Normal: 135–145 mOsm/L.
• Regulado por: Aldosterona y ADH (indirectamente, por osmolaridad).

Potasio (K⁺)

• Catión principal intracelular.
• Normal: 3.5–5 mmol/L.
• Alteraciones:
  • Hipopotasemia: Debilidad muscular.
  • Hiperpotasemia: Arritmias (muy peligroso).

6. Equilibrio Ácido-Base

El riñón regula el pH mediante:

• Reabsorción de HCO₃⁻ (bicarbonato).
• Secreción de H⁺.

• Acidosis: Reabsorbe MUCHO bicarbonato.
• Alcalosis: Puede secretar bicarbonato.

El pH urinario es variable (4.5–8).

Resumen de Conceptos Renales Clave

• Filtración en glomérulo: La barrera NO deja pasar proteínas.
• Túbulo proximal: Reabsorbe la mayoría del agua y Na⁺.
• Asa ascendente: Es impermeable al agua.
• ADH: Reabsorbe agua (NO Na⁺).
• Aldosterona: Reabsorbe Na⁺, secreta K⁺.
• Renina: Liberada cuando baja la presión.
• ANG II: Sube PA, estimula sed y ADH.
• Hiperpotasemia (HiperK⁺): Causa arritmias.
• Acidosis: Provoca reabsorción de bicarbonato.