Conceptos Fundamentales de Biología Humana: Fisiología y Sistemas Clave

Volúmenes y Capacidades Pulmonares

• Volumen de Ventilación Pulmonar o Volumen Corriente: 500 ml. Volumen de aire inspirado o espirado con cada respiración normal.
• Volumen de Reserva Inspiratoria: 3000 ml. Volumen extra de aire que puede ser inspirado sobre el volumen corriente.
• Volumen de Reserva Espiratoria: 1100 ml. Volumen de aire que puede ser espirado forzadamente después de una espiración normal.
• Volumen Residual: 1200 ml. Volumen de aire remanente en los pulmones tras una espiración forzada; aire que no puede eliminarse de los pulmones.
• Volumen Respiratorio por Minuto: Cantidad total de aire nuevo que entra por minuto (Volumen Corriente x Frecuencia Respiratoria = litros/minuto).

Capacidades Pulmonares

• Capacidad Inspiratoria: 3500 ml. Es la suma del volumen corriente y el volumen de reserva inspiratoria; representa la cantidad de aire que puede respirarse comenzando con una espiración normal y distendiendo los pulmones a su máxima capacidad.
• Capacidad Funcional Residual: 2300 ml. Cantidad de aire que permanece en los pulmones al final de una espiración normal (volumen de reserva espiratoria + volumen residual).
• Capacidad Vital: 4600 ml. Cantidad máxima de aire que puede eliminarse del pulmón después de una inspiración máxima y una espiración máxima (volumen de reserva inspiratoria + volumen de ventilación pulmonar + volumen de reserva espiratoria).
• Capacidad Pulmonar Total: 5800 ml. Volumen máximo al que se puede ampliar el pulmón con el mayor esfuerzo inspiratorio (capacidad vital + volumen residual o la suma de todos los volúmenes pulmonares).

Músculo Esquelético: Estructura y Contracción

Estructura del Sarcómero

• Banda I: Compuesta por actina (clara), unida en cada extremo al disco Z, que delimita el sarcómero.
• Banda A: Compuesta por miosina (oscura), e incluye los extremos de los filamentos de actina.
• Banda H: Compuesta solo por miosina, sin superposición con los filamentos de actina.
• Línea M: Divide la banda A por la mitad.

Mecanismo de Contracción Muscular

La troponina bloquea la unión de la tropomiosina a la actina. Cuando la troponina se une al calcio (liberado del retículo sarcoplásmico), deja libre a la actina. La miosina hidroliza ATP en ADP y Pi (fosfato inorgánico) y se une a la actina. La liberación de Pi produce el golpe de fuerza, la miosina se desliza sobre la actina y ocurre la contracción. Un nuevo ATP se une a la miosina, provocando su desprendimiento de la actina.

Sistema Inmunológico: Líneas de Defensa y Células Clave

Primera Línea de Defensa (Innata)

La primera línea de defensa está compuesta por barreras físicas y químicas como la piel y las mucosas.

Segunda Línea de Defensa (Innata): Respuesta Celular y Molecular

Incluye fagocitosis, quimiotaxis y citoquinas. Las células clave son:

• Neutrófilos y Monocitos (que se diferencian en Macrófagos).
• Eosinófilos: Actúan contra parásitos y en la neutralización de reacciones alérgicas e inflamatorias.
• Basófilos: Contienen gránulos con histamina, serotonina y bradicinina. Involucrados en reacciones alérgicas mediadas por IgE.
  • Mecanismo de Sensibilización: Una Célula Presentadora de Antígeno (CPA) con el alérgeno se une a Linfocitos T helper 2 (LTh2), que estimulan a los Linfocitos B para la síntesis de IgE. La IgE se unirá a los basófilos.
  • Fase Efectora: El alérgeno se une a la IgE en la superficie del basófilo, lo que provoca la liberación de sustancias.
• Sistema del Complemento y Células NK (Natural Killer).

Tercera Línea de Defensa (Adaptativa): Inmunidad Específica

• Linfocitos B: Responsables de la inmunidad humoral (producción de anticuerpos).
• Linfocitos T: Responsables de la inmunidad celular.

Tipos de Linfocitos T

• Linfocitos T Citotóxicos (CD8+): Destruyen células infectadas por antígenos intracelulares. Una molécula HLA (MHC de clase I) presenta el antígeno intracelular, el Linfocito T CD8+ lo reconoce, se activa e inyecta enzimas para inducir la apoptosis de la célula diana.
• Linfocitos T Helper (CD4+): Una CPA (como un macrófago) fagocita y presenta el antígeno a través de una molécula HLA (MHC de clase II). El Linfocito T CD4+ lo reconoce y activa a los Linfocitos B para producir anticuerpos.

Tipos de Inmunoglobulinas (Anticuerpos) Producidas por Linfocitos B

• IgM: Primera respuesta inmunitaria.
• IgG: Inmunidad de memoria.
• IgE: Asociada a alergias.

Hemostasia: Detención del Sangrado

Hemostasia Primaria

• Fase Vascular: Vasoconstricción mediada por nociceptores.
• Fase Plaquetaria:
  • Adhesión y Agregación Primaria: Mediada por el Factor de von Willebrand, que cambia su conformación.
  • Agregación Secundaria: Inducida por Tromboxano A2.
  • Secreción: Las plaquetas liberan el contenido de sus gránulos.

Hemostasia Secundaria (Coagulación)

Vía Extrínseca

Se inicia con la liberación del Factor Tisular (Factor III). El Factor III y el Factor VII activan el Factor X (activador de la protrombina) en presencia de calcio. Esto lleva a la activación del Factor V (acelerador) y a la formación de trombina.

Vía Intrínseca

Se activa por el Factor XII en caso de traumatismo. El Factor XII activa el Factor XI, que a su vez activa el Factor IX en presencia de calcio. El Factor IX activa el Factor X (activador de la protrombina). El Factor VIII acelera la activación del Factor X, y el Factor V acelera la formación de trombina.

Nota: La Hemofilia Clásica (A) se debe a la deficiencia del Factor VIII, mientras que la Hemofilia B se debe a la deficiencia del Factor IX.

Formación de Trombina y Fibrina

La trombina se forma a partir del Factor II (Protrombina). La fibrina se forma a partir del fibrinógeno en presencia de trombina (Fibrinógeno + Trombina = Fibrina). La plasmina es la enzima encargada de la eliminación de la fibrina (fibrinólisis).

Vía Refleja del Dolor

Se inicia con la activación de un nociceptor, seguida de la transmisión a la médula espinal por una neurona sensorial primaria y sinapsis con interneuronas. Esto da lugar a tres rutas principales:

• Ascenso por la médula espinal para la percepción del dolor y conexión con centros de control postural para ajustar la postura.
• Reflejo Flexor: Una neurona motora activa los músculos flexores e inhibe los extensores.
• Reflejo Extensor Cruzado: Una neurona motora activa los músculos extensores en la zona contralateral e inhibe los flexores.

Mecanismo de la Audición: El Oído

El proceso auditivo comienza con una onda sonora. Esta onda provoca una vibración mecánica a través de los huesecillos del oído medio (martillo, yunque, estribo) hasta la ventana oval. La vibración se convierte en una onda líquida dentro de la cóclea. En el conducto coclear, las células ciliadas transducen la señal mecánica en una señal química al liberar neurotransmisores (debido a la despolarización por la entrada de iones potasio (K+) desde la endolinfa). Finalmente, se genera un potencial de acción que se transmite al cerebro.

Percepción Visual: Vía Simplificada

La luz es captada por los fotorreceptores de la retina, que transmiten la señal a las células ganglionares, las cuales forman el nervio óptico.